CN106366227A - Pvc管件专用加工改性剂的制备方法 - Google Patents

Pvc管件专用加工改性剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PVC管件专用加工改性剂的制备方法，包括以下过程：采用一段或两段乳液聚合工艺方法，在水、乳化剂、引发剂的存在下，在30℃－90℃进行共聚反应，制得的共聚乳液干燥，即为特性粘度为5.0‑13.0的PVC管件专用加工改性剂。制得的产品能显著提高PVC树脂的塑化加工性能，改善PVC树脂的加工流动性，和普通的加工型ACR相比，塑化时间明显缩短，用量仅为普通ACR加工助剂的30‑50%，主要用于要求塑化性能快和加工流动性好的管件上。替代普通的加工改性剂降低成本，替代普通的加工改性剂和增塑剂，增加制品的维卡温度和表面光亮性。改善制品的析出特性。

Description

PVC管件专用加工改性剂的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子聚合物技术领域，尤其是一种PVC管件专用加工改性剂的制备方法。
背景技术
PVC是一种我国产量最大的通用型热塑性塑料之一，主要用于生产PVC型材、异型材、管材管件、PVC低发泡板材型材、PVC微发泡管、PVC微发泡木塑以及PVC片材薄膜等，在生产PVC管件的加工过程中，一般需要加入2-4份的加工改性剂，加入量少则会出现加工材料塑化不良，尺寸稳定性变差，材料便面光洁度变差。以及出现蝴蝶斑等现状，而由于PVC加工改性剂本身的材料比PVC价格贵，加入量大材料的成本就会相应增加，为了降低成本，国内的管件加工厂家加入较大量的添加剂（如碳酸钙），这就造成PVC的塑化性能和加工流动性变差，出现各种不良现状如易出现蝴蝶斑等，为了改善PVC的塑化性能和加工流动性，国内大多数厂家一直在加入DOP、DBP等增塑剂，而这些液体增塑剂一方面不如固体好计量，即使加入增塑剂虽然改善了加工性能和流动性，但管件的维卡温度迅速降低，导致大多数厂家的维卡温度很少能达到国家标准，而且造成生产周期长，冷却慢等缺点，能耗也较大；致命的是，加入的增塑剂随着时间的延长会慢慢析出，降低了管件的性能。国外的管件生产厂家为避免出现这种情况，为了改善PVC的塑化性能和加工流动性，只能大幅度降低添加剂的含量，大幅度增加了加工改性剂的含量，造成原料成本大幅度上升，一直以来，国内外研究人员为了改善PVC的塑化性能和加工流动性做了大量的工作，通过各种方法来改善性能或降低成本，虽然取得了一些效果，但未能从根本上改变。所以研制一种既能大幅度促进PVC塑化和改善PVC加工流动性，替代ACR加工改性剂和DOP等增塑剂的产品，长时间不析出，并且较大幅度改进PVC管件的维卡温度和表面光洁度，是人们非常期待的。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种PVC管件专用加工改性剂的制备方法，少量使用既能达到常规改性剂和增塑剂的效果。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种PVC管件专用加工改性剂的制备方法，包括以下过程：采用一段或两段乳液聚合工艺方法，在水、乳化剂、引发剂的存在下，在30℃－90℃进行共聚反应，制得的共聚乳液干燥，即为特性粘度为5.0-13.0的PVC管件专用加工改性剂，特性粘度优选为6.0-12.0，更优选为7.0-12.0。
进一步地，共聚反应中单体包括重量份如下的物质：40-80苯乙烯、2-20丙烯腈、10-40丙烯酸酯；优选为45-75苯乙烯、5-20丙烯腈、15-35丙烯酸酯；更优选为：50-70苯乙烯、10-20丙烯腈、20-35丙烯酸酯。
进一步地，单体总重与水的重量比为0.1～1.0 ：1。
进一步地，乳化剂为烷基硫酸盐、烷基磷酸盐、烷基苯磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基脂肪酸酯中一种或多种；总用量为聚合单体总重量的0.8－6％。
进一步地，乳化剂为阴离子乳化剂或阴离子乳化剂和非离子乳化剂的复配物，用量为聚合单体总重量的0.8％－6.0％；优选1-5%，更优选2-5%。
进一步地，引发剂为过硫酸盐、有机过氧化物、偶氮类化合物中的一种，或与亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐中的一种构成氧化还原引发剂体系，总用量为聚合单体总重量的0.005－0.5％。
进一步地，乳液为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯以及这些单体的混合物。
进一步地，乳液共聚过程中添加分子量调节剂，分子量调节剂是C4－C20的烷基硫醇，其总用量为聚合单体总重量的0－2％，优选0-1%，更优选0-0.5%。
进一步地，具体操作过程为：向搅拌的去离子水中加入乳化剂、苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯，通入氮气，升温至35℃后加入引发剂，在35～85℃聚合反应；聚合反应完成后升温至85℃ 以上保温2小时；降温至40℃，过滤得共聚物乳液，干燥。
进一步地，具体操作过程为：向搅拌的去离子水中加入乳化剂、苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯，通入氮气，升温至35℃后加入引发剂，在35～85℃聚合反应；聚合反应完成后温度稳定在65℃，加入苯乙烯、丙烯腈的混合物或苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯的混合物或甲基丙烯酸甲酯，10分钟后加入引发剂，在65～85℃进行聚合反应，聚合反应完成后升温至85℃以上保温2小时；降温至40℃，过滤得共聚物乳液，干燥。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：制得塑化性能和加工流动性都非常优异的管件专用加工改性剂，加入少量的加工改性剂即可达到加入普通的加工改性剂和增塑剂的效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
一种PVC管件专用加工改性剂的合成及制备方法，包括以下过程：
a：在1立方反应釜中，按照拟定配方加入去离子水、开启搅拌，然后分别向反应釜中加入乳化剂，聚合用的苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯，通入氮气，并向反应釜夹套通蒸汽升温、稳定在35度后加入配方量的引发剂进行反应。控制温度在35～85℃聚合.
b.反应完毕后，升温至85℃ 以上保温2小时。降温至40℃，过滤得共聚物乳液，聚合转化率为99.5%以上，特性粘度在5.0-13.0，备用；
c.喷雾、干燥：步骤B制备的共聚乳液经喷雾干燥，即可得到白色粉末状聚合物。
或采用如下所述两段反应：
a：在1立方反应釜中，按照拟定配方加入去离子水、开启搅拌，然后分别向反应釜中加入乳化剂，聚合用的苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯，通入氮气，并向反应釜夹套通蒸汽升温、稳定在35℃后加入配方量的引发剂进行反应。控制温度在35～85℃聚合.
b.反应完后，温度稳定在65℃左右，在向反应釜中加入苯乙烯、丙烯腈的混合物或苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯的混合物或甲基丙烯酸甲酯。10分钟后加入配方量的引发剂，进行聚合反应。控制温度在65～85℃聚合,反应完毕后，升温至85℃ 以上保温2小时。降温至40℃，过滤得共聚物乳液，聚合转化率为99.5%以上，特性粘度在5.0-13.0，备用；
c.喷雾、干燥：步骤B制备的共聚乳液经喷雾干燥，即可得到白色粉末状聚合物。
其中：a.共聚单体包括苯乙烯40-80重量份，丙烯腈2-20重量份，丙烯酸酯10--40重量份。
b.产品特性粘度在5.0-13.0
c.单体总重量：水＝0.1～1.0 ：1；
表1 实施例1－7原料重量份 及产品性能指标
采用上述实施例制得的产品，能显著提高PVC树脂的塑化加工性能，改善PVC树脂的加工流动性，和普通的加工型ACR相比，塑化时间明显缩短，用量仅为普通ACR加工助剂的30-50%，主要用于要求塑化性能快和加工流动性好的管件上。替代普通的加工改性剂降低成本，替代普通的加工改性剂和增塑剂，增加制品的维卡温度和表面光亮性。改善制品的析出特性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PVC管件专用加工改性剂的制备方法，其特征在于：包括以下过程：采用一段或两段乳液聚合工艺方法，在水、乳化剂、引发剂的存在下，在30℃－90℃进行共聚反应，制得的共聚乳液干燥，即为特性粘度为5.0-13.0的PVC管件专用加工改性剂，特性粘度优选为6.0-12.0，更优选为7.0-12.0。
2.如权利要求1所述PVC管件专用加工改性剂的制备方法，其特征在于：共聚反应中单体包括重量份如下的物质：40-80苯乙烯、2-20丙烯腈、10-40丙烯酸酯；优选为45-75苯乙烯、5-20丙烯腈、15-35丙烯酸酯；更优选为：50-70苯乙烯、10-20丙烯腈、20-35丙烯酸酯。
3.如权利要求1所述PVC管件专用加工改性剂的制备方法，其特征在于：单体总重与水的重量比为0.1～1.0 ：1。
4.如权利要求1所述PVC管件专用加工改性剂的制备方法，其特征在于：乳化剂为烷基硫酸盐、烷基磷酸盐、烷基苯磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基脂肪酸酯中一种或多种；总用量为聚合单体总重量的0.8－6％。
5.如权利要求1所述PVC管件专用加工改性剂的制备方法，其特征在于：乳化剂为阴离子乳化剂或阴离子乳化剂和非离子乳化剂的复配物，用量为聚合单体总重量的0.8％－6.0％；优选1-5%，更优选2-5%。
6.如权利要求1所述PVC管件专用加工改性剂的制备方法，其特征在于：引发剂为过硫酸盐、有机过氧化物、偶氮类化合物中的一种，或与亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐中的一种构成氧化还原引发剂体系，总用量为聚合单体总重量的0.005－0.5％。
7.如权利要求1所述PVC管件专用加工改性剂的制备方法，其特征在于：乳液为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯以及这些单体的混合物。
8.如权利要求1所述PVC管件专用加工改性剂的制备方法，其特征在于：乳液共聚过程中添加分子量调节剂，分子量调节剂是C4－C20的烷基硫醇，其总用量为聚合单体总重量的0－2％，优选0-1%，更优选0-0.5%。
9.如权利要求1所述PVC管件专用加工改性剂的制备方法，其特征在于：具体操作过程为：向搅拌的去离子水中加入乳化剂、苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯，通入氮气，升温至35℃后加入引发剂，在35～85℃聚合反应；聚合反应完成后升温至85℃ 以上保温2小时；降温至40℃，过滤得共聚物乳液，干燥。
10.如权利要求1所述PVC管件专用加工改性剂的制备方法，其特征在于：具体操作过程为：向搅拌的去离子水中加入乳化剂、苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯，通入氮气，升温至35℃后加入引发剂，在35～85℃聚合反应；聚合反应完成后温度稳定在65℃，加入苯乙烯、丙烯腈的混合物或苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯的混合物或甲基丙烯酸甲酯，10分钟后加入引发剂，在65～85℃进行聚合反应，聚合反应完成后升温至85℃ 以上保温2小时；降温至40℃，过滤得共聚物乳液，干燥。
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