一种增韧剂、制备方法及其在PVC材料中的应用技术

本发明专利技术公开了一种增韧剂、制备方法及其在PVC材料中的应用，属于高分子材料技术领域。增韧剂的制备方法包括如下步骤：将弹性体、引发剂、交联剂在交联单体中溶胀；将步骤S1溶胀后的产物共聚反应，即得所述增韧剂；交联单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或苯乙烯中的一种或几种；弹性体和交联单体的重量比为(0.3～3)：1；溶胀时间为1

【技术实现步骤摘要】
一种增韧剂、制备方法及其在PVC材料中的应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，更具体地，涉及一种增韧剂、制备方法及其在PVC材料中的应用。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯(PVC)树脂具有良好的物理机械性能，在建筑、包装等领域用途广泛。但PVC的韧性较低。一般PVC管状制品常用氯化聚乙烯(CPE)作为增韧剂，但CPE的Tg仍然较高，改性制品在低温下韧性较差，且CPE内含氯原子，加工时投入热稳定剂能有效阻止PVC分解，但对CPE的分解阻止有限，所以CPE改性的PVC耐候性较差。
[0003]现有技术公开了一种增韧剂，包括低密度聚乙烯70％
‑
80％，丁腈橡胶20％
‑
30％，该增韧剂适用于PVC管材材料中，可提高PVC管材的低温抗冲击性能。然而，由于低密度聚乙烯和PVC的相容性较差，共混过程中容易出现相分离。而且，由于低密度聚乙烯的强度远低于PVC，虽然这种增韧剂能够提高PVC的韧性，但是会导致PVC的强度显著降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现PVC材料用增韧剂会导致PVC材料强度降低、而且增韧剂和PVC的相容性差的缺陷和不足，提供一种增韧剂的制备方法，通过改善增韧剂和PVC的相容性，不但有效提升了PVC材料的韧性，而且还能使PVC保持较高的强度。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种增韧剂。
[0006]本专利技术的又一目的在于提供一种硬质PVC材料。
[0007]本专利技术的再一目的在于提供一种硬质PVC材料在制备电工套管中的应用。
[0008]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种增韧剂的制备方法，包括如下步骤：
[0010]S1.将弹性体、引发剂、交联剂在交联单体中溶胀；
[0011]S2.将步骤S1溶胀后的产物混合、共聚反应，即得所述增韧剂；
[0012]其中，步骤S1中，交联单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或苯乙烯中的一种或几种；
[0013]弹性体和交联单体的重量比为(0.3～3)：1；
[0014]步骤S1中，溶胀时间为1
‑
24h，溶胀温度为25
‑
80℃；
[0015]步骤S2中，共聚反应温度为60
‑
120℃，共聚时间为20
‑
100min，剪切速率为10
‑
100rpm。
[0016]本专利技术所制备的增韧剂与PVC材料具有较好的相容性，对PVC硬质管材有良好的增韧作用，对PVC的拉伸强度几乎不会产生显著的负面影响。
[0017]本专利技术将弹性体在含有引发剂的以交联单体中进行溶胀，溶胀后产物加入连续式密炼机中，通过控制温度、共混时间和剪切速率进行反应性共聚共混，反应完成后，产物可经连续式密炼机挤出造粒，即可制备出增韧剂。
[0018]在该反应过程中，由于引发剂和交联剂的作用，部分交联单体到弹性体大分子链上生成弹性体接枝交联单体，交联单体自聚形成聚合物，部分弹性体大分子链也能发生交联反应。由于弹性体大分子的阻隔作用和链转移反应，交联单体在此过程中不会产生爆聚现象，少量的交联剂有助于提高聚合物的分子量以及弹性体的微交联反应。
[0019]该过程属于本体聚合方式，不要求用稀释剂，几乎没有污染产生，密炼机剪切均匀性好，反应容易控制，没有危险。添加适当交联剂，使弹性体大分子有一定程度的交联，保证产物粘度足够高，和PVC的加工粘度相匹配。
[0020]引发剂用量为弹性体和单体总重的0.1％
‑
2.5％，优选为0.5％
‑
1.5％，交联剂用量为弹性体和单体总重的0.05％
‑
1％，优选为0.1％
‑
0.5％。
[0021]在实际应用中，步骤S2中，共聚反应可以在连续式密炼机中发生，可以通过连续式密炼机直接挤出造粒，制备得到增韧剂。
[0022]优选地，步骤S1中，弹性体和交联单体的重量比为(0.6～2)：1。
[0023]优选地，步骤S1中，溶胀时间为4
‑
7h，温度为25℃
‑
50℃。
[0024]步骤S2中，可以将S1溶胀后的产物先初混，再共聚。
[0025]其中，初混温度可以为30
‑
70℃，时间为2
‑
10min，转速可以为50rpm。
[0026]其中，初混温度可以为50
‑
60℃，优选为3
‑
5min。
[0027]优选地，步骤S2中，共聚反应温度为85
‑
95℃，共聚时间为30
‑
60min，剪切速率为20
‑
50rpm。
[0028]优选地，所述交联单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或苯乙烯中的一种或几种。
[0029]更优选地，所述交联单体为甲基丙烯酸甲酯。
[0030]甲基丙烯酸甲酯与PVC具有较好的相容性，因此甲基丙烯酸甲酯可以作为增韧剂的主要交联单体。
[0031]优选地，所述弹性体为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、环氧化天然橡胶、丙烯酸乙酯类橡胶、丙烯酸丁酯类橡胶、SBS热塑性弹性体或SEBS热塑性弹性体中的一种或几种。
[0032]优选地，所述交联剂为二乙烯基苯、二乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二乙烯基醚、二乙烯基乙二醇或三乙二醇二乙烯基醚中的一种或几种。
[0033]优选地，所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、过氧化
‑2‑
乙基己酸叔丁酯、过氧化
‑2‑
乙基己酸叔戊酯、过氧化
‑
3，5，5
‑
三甲基己酸叔丁酯、过碳酸二环己酯或过碳酸二(2
‑
乙基己酯)中的一种或几种。
[0034]更优选地，所述交联剂为二乙二醇二丙烯酸酯或二乙二醇二乙烯基醚中的一种或几种。
[0035]更优选地，所述弹性体为天然橡胶或丁苯橡胶中的一种或几种。
[0036]这是因为天然橡胶或丁苯橡胶分子链上的双键含量较高，而且具有较低的玻璃化转变温度比较低，有利于后续共聚反应，有利于提高粘度。
[0037]更优选地，所述引发剂为过氧化二苯甲酰，过氧化二月桂酰。
[0038]这是因为这是因为该反应温度下引发剂的半衰期与反应时间较为匹配。
[0039]本专利技术还保护一种增韧剂，由上述任一项所述增韧剂的制备方法制备得到。
[0040]优选地，所述增韧剂的粘度大于5.0
×
105Pa.s。
[0041]更优选地，所述增韧剂的粘度为6.0
×
105～17.0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增韧剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将弹性体、引发剂、交联剂在交联单体中溶胀；S2.将步骤S1溶胀后的产物混合、共聚反应，即得所述增韧剂；其中，步骤S1中，交联单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或苯乙烯中的一种或几种；弹性体和交联单体的重量比为(0.3～3)：1；步骤S1中，溶胀时间为1
‑
24h，溶胀温度为25
‑
80℃；步骤S2中，共聚反应温度为60
‑
120℃，共聚时间为20
‑
100min，剪切速率为10
‑
100rpm。2.如权利要求1所述增韧剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，弹性体和交联单体的重量比为(0.6～2)：1。3.如权利要求1所述增韧剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，溶胀时间为4
‑
7h，温度为25℃
‑
50℃。4.如权利要求1所述增韧剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，共聚反应温度为85
‑
95℃，共聚时间为30
‑
60min，剪切速率为20
‑
50rpm。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦松，王万杰，代营伟，曹艳霞，
申请(专利权)人：河南联塑实业有限公司，
类型：发明
国别省市：