CN101544719B - 一种氯化聚氯乙烯加工改性助剂的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氯化聚氯乙烯加工改性助剂的生产方法。包括α-甲基苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯混合单体的乳液共聚、破乳、洗涤、离心、干燥等步骤，得到氯化聚氯乙烯加工改性助剂。在氯化聚氯乙烯中加入该助剂，可有效改善其塑化性能且对其耐热变形性能无不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种氯化聚氯乙烯加工改性助剂的生产方法。
背景技术
氯化聚氯乙烯(CPVC)是聚氯乙烯(PVC)进一步氯化的产物，较聚氯乙烯有更大的拉伸强度、更高的软化点和热变形温度、优越的耐高温、抗腐蚀和阻燃等性能，广泛用于耐热或耐腐蚀环境下的给排水***、电缆套管***和工业用管道***等，发展前景十分广阔。但CPVC树脂熔体黏度高，使用过程中加工成型困难，导致CPVC树脂的应用受到限制。因此，在CPVC的加工过程中必须添加不同种类和数量的改性剂以改进其加工和使用性能。
目前在CPVC制品生产中，普遍使用氯化聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯橡胶(ACR)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚树脂(MBS)等对CPVC进行改性。这些改性树脂的使用，改善了CPVC的加工和抗冲击性能，但由于以上改性剂普遍具有较低的玻璃化转变温度，在改善CPVC加工和力学性能的同时，普遍造成CPVC制品热变形温度的下降，使CPVC树脂耐热变形性能优越的特点未能得到充分发挥。
聚α-甲基苯乙烯由于其结构单元中含有甲基侧基和苯基侧基，导致分子链的空间位阻增大，分子链的内旋转受阻程度较高。因此，α-甲基苯乙烯的均聚物或共聚物普遍具有较高的玻璃化转变温度。如美国专利US4710533采用聚α-甲基苯乙烯与苯乙烯-丙烯腈共聚物与CPVC制成的共混合金，具有优良的加工性能和高热变形温度；但该法需将聚α-甲基苯乙烯与苯乙烯-丙烯腈共聚物复合使用，以改善聚α-甲基苯乙烯与CPVC的相容性，比较繁琐。中国发明专利CN1451670A采用α-甲基苯乙烯-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物作为改性剂，可明显改善CPVC的加工稳定性；但该共聚物采用三种单体共聚合成，机理复杂，不易控制。
发明内容
为改进CPVC树脂的加工性能，并在提高CPVC加工性能的同时保留CPVC原有优良耐热变形性能，本发明提供一种CPVC加工改性助剂及其生产方法，即采用乳液聚合的方法使α-甲基苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯进行共聚，得到CPVC加工改性助剂的生产方法。
一种氯化聚氯乙烯加工改性助剂及其生产方法，包括α-甲基苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯混合单体的共聚、破乳、洗涤、离心、干燥步骤，得到CPVC加工改性助剂，在CPVC中加入该改性助剂，可有效改善CPVC的塑化性能且对其耐热变形性能无不良影响。
具体操作步骤如下：
一种氯化聚氯乙烯改性助剂及其生产方法，包括下述操作步骤：
(1)采用乳液法合成工艺，在去离子水中加入乳化剂、混合单体和引发剂、分子量调节剂；
(2)搅拌乳化30min；
(3)将以上物料升温至80℃进行聚合8h，升温至90℃熟化2h，降温出料、乳液经破乳、洗涤、离心、干燥得CPVC加工改性助剂。
本发明充分利用α-甲基苯乙烯聚合物具有高玻璃化转变温度和聚甲基丙烯酸甲酯与CPVC相容性优良的特点，将α-甲基苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯进行共聚，制备CPVC加工改性助剂，具有工艺简便，易于控制，改性CPVC效果优良的特点。
本发明的有益技术效果是：在CPVC中加入本方法制得的CPVC加工改性助剂，可使CPVC在加工性能得到改善，同时对其耐热变形性能无不良影响，从而使CPVC树脂的综合性能得到有效提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地描述。
实施例1
在200L的反应釜中，加入去离子水90kg，十二烷基苯磺酸钠180g，过硫酸钾300g，叔十二烷基硫醇300g，α-甲基苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯质量比为45∶55的混合单体60kg，封闭反应釜。搅拌乳化30min后，升温使物料温度维持80℃进行聚合反应8h，之后升温至90℃熟化2h，降温至50℃。向乳液中加入硫酸铝溶液破乳，用去离子水洗涤三次，置离心机离心脱水，经真空干燥得白色粉状CPVC加工改性助剂57.6kg，单体转化率为95.7％。25℃下，用旋转粘度计测定其20％甲苯溶液的粘度为41mPa·s，0.595mm孔径筛的通过率为97.53％。
实施例2
在200L的反应釜中，加入去离子水90kg，十二烷基硫酸钠1800g，过硫酸钠600g，叔十二烷基硫醇90g，α-甲基苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯质量比为60∶40的混合单体60kg。
其余与实施例1的操作步骤相同。得白色粉状CPVC加工改性助剂58.1kg，单体转化率为96.8％。25℃下，用旋转粘度计测定其20％甲苯溶液的粘度为44mPa·s，0.595mm孔径筛的通过率为98.31％。
实施例3
在200L的反应釜中，加入去离子水90kg，壬基酚聚氧乙烯醚1200g，过硫酸铵1200g，叔十二烷基硫醇60g，α-甲基苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯质量比为70∶30的混合单体60kg。
其余与实施例1的操作步骤相同。得白色粉状CPVC加工改性助剂58.4kg，单体转化率为97.3％。25℃下，用旋转粘度计测定其20％二氯乙烷溶液的粘度为43mPa·s，0.595mm孔径筛的通过率为98.87％。
实施例4
将CPVC(氯含量67％)、加工改性助剂与其他助剂按一定配比(见下表)置于高混机中，混合3min，塑化温度下，在双辊塑炼机上混炼5min，薄通数次，下片，195℃×7.5MPa下在热压机上加压5min成型；10MPa下冷压定形。将制得的样片，按相关标准制成测试试样。拉伸性能按GB/T16421-1996、维卡(Vicat)软化点按GB/T1633-2000进行测定。结果列于下表：
CPVC与改性助剂共聚物的制备配方与性能
以上结果显示，该改性助剂与CPVC的共混物具有较低的塑化温度，且拉伸强度和伸长率均高于纯CPVC。该改性树脂可有效改善CPVC的塑化性能，与CPVC相比，其Vicat软化点未出现下降还略有上升。说明该改性树脂用于CPVC改性具有较好的综合性能。
Claims (5)
1.一种氯化聚氯乙烯(CPVC)加工改性助剂的生产方法，其特征在于：其包括的操作步骤为：
1)搅拌下，在反应釜中依次加入去离子水、乳化剂、引发剂、分子量调节剂和乙烯基混合单体；
2)封闭反应釜，搅拌乳化30min；
3)在80℃进行接枝聚合8h，升温至95℃熟化2h，降温至80℃抽真空脱除未反应单体1h，再降温至50℃出料；
4)将得到的乳液经破乳、洗涤、离心、干燥即得CPVC加工改性助剂；
所述的乙烯基混合单体，由α-甲基苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯组成，其质量配比为α-甲基苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯＝45～70∶55～30。
2.根据权利要求1所述的一种CPVC加工改性助剂的生产方法，其特征在于：所述的乙烯基混合单体与去离子水的质量比为乙烯基混合单体∶去离子水＝1∶1.5。
3.根据权利要求1所述的一种CPVC加工改性助剂的生产方法，其特征在于：所述的乳化剂为烷基苯磺酸钠，或为烷基硫酸钠，或为壬基酚聚氧乙烯醚，其用量为混合单体质量的0.3～3.0％。
4.根据权利要求1所述的一种CPVC加工改性助剂的生产方法，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸钾，或为过硫酸钠，或为过硫酸铵，其用量为混合单体质量的0.5％～2.0％。
5.根据权利要求1所述的一种CPVC加工改性助剂的生产方法，其特征在于：所述的分子量调节剂为叔十二烷基硫醇，其用量为混合单体质量的0.1～0.5％。
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