CN101338059A - 一种pvc改性材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PVC改性材料及其制备方法，其由如下组分和重量份数组成：PVC100，SAN2～100，增容剂0.2～30，加工改性剂1～10，无机填料5～80，热稳定剂0～10，润滑剂0～10，抗氧剂0～10，发泡剂0～5。本发明采用SAN为改性组分，添加马来酸酐共聚物为增容剂，对PVC进行改性。SAN具有较高的耐热形变温度，马来酸酐共聚物增容剂能有效提高基体树脂与无机填料之间的界面结合力，进一步提高材料抵抗形变的能力。SAN和增容剂的分子结构中没有不饱和双键，对PVC共混改性材料的耐候性能影响不大，适合耐候性能有要求的场合下使用。所制备的PVC改性材料耐热性能得以明显提高、耐候优良且成本低。

Description

一种PVC改性材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料改性领域，具体的说，涉及一种PVC改性材料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)作为一种通用塑料，具有阻燃、自熄、电绝缘性能较好、配方灵活多样、着色容易、耐候性能优良等优点，现已在建筑材料、日常用品、电线电缆、医药包装、化工设备和农用薄膜等领域得以广泛应用。PVC耐候性能优良、价格低廉、原料供应充足，能制备颜色丰富、种类繁多的型材、板材、片材和管材等，在建筑和装饰材料领域具有良好的竞争优势，其市场潜力巨大。
用于建筑装饰材料的PVC制品，在其使用环境和运输途中往往要承受较高的温度，使用过程中常常接受阳光直接照射。因此，迫切希望能提高材料的耐热形变温度，同时保持其优良的耐候性能。中国专利200410082310.9采用ABS来提高PVC的耐热形变温度，但引起的不良后果是耐候性能下降较大，在阳光照射的场合下使用受到很大的限制。国外一些公司采用AMSAN(α-甲基苯乙烯-丙烯腈)共聚物来提高PVC的耐热性能，但其材料成本较高，对最终制品的成本影响较大，客户往往难以接受。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种耐热性能好、耐候优良、成本低的PVC改性材料。
本发明的另一个目的是提供上述PVC改性材料的制备方法。
本发明的PVC改性材料，由如下组分和重量份数组成：
PVC       100        SAN        2～100
增容剂    0.2～30    加工改性剂 1～10
无机填料  5～80      热稳定剂   0～10
润滑剂    0～10      抗氧剂     0～10
发泡剂    0～5。
上述PVC改性材料的优选重量份数为：
PVC      100       SAN        30～80
增容剂   0.5～20   加工改性剂 2～8
无机填料 15～50    热稳定剂   0.2～6
润滑剂   0.2～6    抗氧剂     0.2～4
发泡剂   0～3。
上述PVC是指以氯乙烯为单体的均聚物，即未经改性的PVC原料。
上述SAN是指(苯乙烯-丙烯腈)共聚物，优选热形变温度大于90℃(1.86MPa下，采用ASTM-D648标准)。
上述增容剂是指含有马来酸酐的接枝物或共聚物，马来酸酐的含量为0.01～20％的接枝物或共聚物，马来酸酐在增容剂中的重量含量为0.01～20％。
上述加工改性剂是指丙烯酸酯类共聚物(ACR)，优选具有核壳结构的共聚物。
上述无机填料优选碳酸钙、滑石粉、高岭土、二氧化硅、硅灰石中的一种或几种的混合物，其作用在于降低生产成本，改善尺寸稳定性。
上述热稳定剂优选硬脂酸钙、硬脂酸锌、有机锡热稳定剂、稀土热稳定剂中的一种或几种的混合物，但不限于此。其作用是在共混改性或成型加工过程中能延缓、抑制聚合物发生降解或交联。
上述润滑剂优选硬脂酸、硬脂酸盐、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、乙撑(双)硬脂酸酰胺、硬脂酸单甘酯中的一种或几种的混合物，但不限于此。其作用是在共混改性和或成型价格过程中，降低聚合物之间、聚合物和设备之间的摩擦阻力、改善制品外观和表面光泽、提高脱模能力、增加流动性能。
上述抗氧剂优选酚类抗氧剂如1010、1076，或磷酸盐(酯)类抗氧剂如168、626等，但不限于此。
上述发泡剂优选碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺(ADC)、磺酰肼(OBSH)中的一种或几种的混合物，但不限于此。
上述PVC改性材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用高速混合机对上述组分进行预混合，然后采用螺杆挤出机熔融混炼造粒，然后加工制品；
(2)将上述组分采用高速混合机共混后直接加工制品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明采用SAN为改性组分，添加马来酸酐共聚物为增容剂，对PVC进行改性。SAN具有较高的耐热形变温度，马来酸酐共聚物增容剂能有效提高基体树脂与无机填料之间的界面结合力，进一步提高材料抵抗形变的能力。SAN和增容剂的分子结构中没有不饱和双键，对PVC共混改性材料的耐候性能影响不大，适合耐候性能有要求的场合下使用。所制备的PVC改性材料耐热性能得以明显提高、耐候优良且成本低。
具体实施方式
实施例1～3
实施例1～3是在普通填充PVC改性材料配方(对比例1)的基础上，添加SAN和增容剂，其基本配方和材料的性能指标见表1。
材料的制备工艺是：按上述配方将各组分在高速混合机中预先混合均匀，然后采用单螺杆挤出机熔融造粒，挤出机温度设定在160～195℃。
材料的性能测试方法：将上述粒料采用注塑成型机注塑色板和标准试样条，按国标GB 1843-1996、GB/T1634.2-2004、GB/T16422.3-1997、GB 3979-83分别测定其冲击强度、耐热形变温度和紫外灯加速老化后的色差。
表1
  材料/项目  实施例1  实施例2  实施例3  对比例1
  PVC   100   100   100   100
  SAN   3   10   30   0
  增容剂   5   5   5   0
  ACR   5   5   5   5
  碳酸钙   15   25   50   25
  有机锡热稳定剂   0.8   0.8   0.8   0.8
  石蜡   0.5   0.5   0.5   0.5
  抗氧剂1076   05   0.5   0.5   0.5
  抗氧剂168   1   1   1   1
  硬脂酸钙   0.5   0.5   0.5   0.5
  硬脂酸钡   0.5   0.5   0.5   0.5
  硬脂酸锌   0.5   0.5   0.5   0.5
  热变形温度(1.86MPa)(℃)   86   89   94   83
  冲击强度(KJ/m2)   5.8   5.3   4.8   5.5
  120h紫外灯老化色差(ΔE)   0.425   0.448   0.457   0.412
从表1可知，采用本发明制备的PVC改性材料的耐热形变温度比对比例1有了明显的提高，且耐候性能和冲击强度的影响不大。
实施例4～6
实施例4～6是在发泡PVC改性材料配方(对比例2)的基础上，添加SAN和增容剂，其基本配方和材料的性能指标见表2。
材料的制备工艺是：按上述配方将各组分在高速混合机中混合均匀，温度设定在80～120℃，采用挤出机成型方法制备发泡板材，挤出成型温度设定在160～195℃。
材料的性能测试方法按实施例1～3进行。
表2
  材料/项目  实施例4  实施例5  实施例6  对比例2
  PVC   100   100   100   100
  SAN   5   10   20   0
  增容剂   5   5   5   0
  碳酸钙   10   10   10   10
  滑石粉   10   10   10   10
  ACR   8   8   8   8
  稀土热稳定剂   0.8   0.8   0.8   0.8
  聚乙烯蜡   0.5   0.5   0.5   0.5
  抗氧剂1010   0.2   0.2   0.2   0.2
  硬脂酸钙   0.5   0.5   0.5   0.5
  硬脂酸钡   0.5   0.5   0.5   0.5
  硬脂酸锌   0.5   0.5   0.5   0.5
  碳酸氢钠   1.2   1.2   1.2   1.2
  热变形温度(1.86MPa)(℃)   63.5   67.5   71   60
  冲击强度(KJ/m2)   4.3   4.6   3.9   4.1
  120h紫外灯老化色差(ΔE)   0.455   0.439   0.465   0.451
从表2的结果可知，采用本发明制备的PVC发泡材料，其耐热形变性能得以明显改善，冲击强度和耐候性能基本保持不变。

Claims (10)

1.一种PVC改性材料，其特征在于由如下组分和重量份数组成：
PVC        100            SAN          2～100
增容剂     0.2～30        加工改性剂   1～10
无机填料   5～80          热稳定剂     0～10
润滑剂     0～10          抗氧剂       0～10
发泡剂     0～5。
2.如权利要求1所述的PVC改性材料，其特征在于由如下组分和重量份数组成：
PVC        100               SAN          30～80
增容剂     0.5～20           加工改性剂   2～8
无机填料   15～50            热稳定剂     0.2～6
润滑剂     0.2～6            抗氧剂       0.2～4
发泡剂     0～3。
3.如权利要求1所述的PVC改性材料，其特征在于所述增容剂是指含有马来酸酐的接枝物或共聚物，马来酸酐在增容剂中的重量含量为0.01～20％。
4.如权利要求1所述的PVC改性材料，其特征在于所述加工改性剂为丙烯酸酯类共聚物。
5.如权利要求1所述的PVC改性材料，其特征在于所述无机填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土、二氧化硅、硅灰石中的一种或几种的混合物。
6.如权利要求1所述的PVC改性材料，其特征在于所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、有机锡热稳定剂、稀土热稳定剂中的一种或几种的混合物。
7.如权利要求1所述的PVC改性材料，其特征在于所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸盐、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、乙撑(双)硬脂酸酰胺、硬脂酸单甘酯中的一种或几种的混合物。
8.如权利要求1所述的PVC改性材料，其特征在于所述抗氧剂为酚类抗氧剂或磷酸盐(酯)类抗氧剂或其混合物。
9.如权利要求1所述的PVC改性材料，其特征在于所述发泡剂为碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺、磺酰肼中的一种或几种的混合物。
10.权利要求1所述PVC改性材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)采用高速混合机对上述组分进行预混合，然后采用螺杆挤出机熔融混炼造粒，然后加工制品；
(2)将上述组分采用高速混合机共混后直接加工制品。
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