CN110396261A - 一种高强度耐腐蚀pvc粒子的制备工艺 - Google Patents

一种高强度耐腐蚀pvc粒子的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐腐蚀PVC粒子及其制备工艺，所述高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：高聚合度PVC树脂：1000份、增塑剂：100‑200份、填充剂：150‑300份、稳定剂50‑100份、润滑剂80‑150份、阻燃剂50‑100份、加工助剂50‑100份、着色剂30‑60份，所制得的PVC粒子具有高强度，和耐腐蚀性能。

Description

一种高强度耐腐蚀PVC粒子的制备工艺
技术领域
本发明属PVC粒子生产领域，特别涉及一种高强度耐腐蚀PVC粒子及其制备工艺。
技术背景
聚氯乙烯树脂(全名Polyvinylchlorid，简称PVC)主要成份为聚氯乙烯，另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。
PVC其实是一种乙烯基的聚合物质。简单地说，盐的水溶液在电流作用发生化学分解。这一过程会产生氯、苛性钠和氢气。精炼、裂化石油或汽油能产生乙烯。当氯和乙烯混合后，就会产生二氯乙烯；二氯乙烯又可以转换产生氯化乙烯基，它是聚氯乙烯的基本组成部分。聚合过程将氯化乙烯基分子连接在一起组成了聚氯乙烯链。以这种方式生成的聚氯乙烯呈白色粉末状。它是不能单独使用的，但是可以与其它成分混合生成许多产品。
PVC树脂在经过加热过程中的两个温度变化(熔融温度和分解温度)。分解温度低于熔融温度，也就是说PVC树脂在加热时未熔融就已经开始分解，因此PVC树脂是无法用热塑性方法加工成型的，必须要进行改性加工后设计，让其分解温度高于熔融温度，保证PVC树脂在加工中可熔融流动而不分解,此时就需要加一些稳定性能的改性剂或者是改变加工方法来防止性能分解。
PVC树脂和各种添加剂制成改性的PVC粒子之后，可以以半成品形态进行储存、运输和加工成型，作为一种重要的工业原料广泛的应用工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料等方面。
目前PVC造粒工艺中的主要问题是添加各种改性成分后PVC粒子的强度和抗腐蚀性会下降，因此急需一种新的配方和工艺来生产具有更高强度和耐腐蚀性能的PVC粒子。
发明内容
针对上述不足，本发明公开一种高强度耐腐蚀PVC粒子及其制备工艺。
下面阐述本发明的第一个方向，一种高强度耐腐蚀PVC粒子。
一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于2500；
所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、偏苯三酸三辛酯、环氧大豆油、氯化石蜡、乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种；
所述填充剂选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、云母、高岭土、硅灰石、蒙脱土中的一种或多种；
所述稳定剂选自钙锌稳定剂、钡锌稳定剂、铅盐稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂中的一种或多种；
所述润滑剂选自液体石蜡、微晶石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种；
所述着阻燃剂选自磷酸三乙酯、磷酸三甲苯酯、氯氧化锑、微胶囊红磷、铝酸钙中的一种或多种；
所述加工助剂选自抗冲改性剂MBS、抗冲改性剂ACR中的一种或多种。
优选的，上述一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于3000；
所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯中的一种或多种；
所述填充剂选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、云母中的一种或多种；
所述稳定剂选自钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂中的一种或多种；
所述润滑剂选自微晶石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种；
所述着阻燃剂选自磷酸三甲苯酯、氯氧化锑、微胶囊红磷、中的一种或多种；
所述加工助剂选自抗冲改性剂MBS、抗冲改性剂ACR中的一种或多种。
优选的，上述一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于3300；
所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯中的一种或多种；
所述填充剂选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、云母中的一种或多种；
所述稳定剂选自钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂中的一种或多种；
所述润滑剂选自微晶石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种；
所述着阻燃剂选自磷酸三甲苯酯、氯氧化锑、微胶囊红磷、中的一种或多种。
所述加工助剂选自抗冲改性剂MBS、抗冲改性剂ACR中的一种或多种。
优选的，一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于3300；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯：邻苯二甲酸二正丁酯＝2:1-1:2(重量比)；
所述填充剂为重质碳酸钙：轻质碳酸钙＝3:1-1:1(重量比)；
所述稳定剂为钙锌稳定剂：有机锡稳定剂＝1:3-1:1(重量比)；
所述润滑剂选自微晶石蜡：高熔点石蜡＝1:1(重量比)；
所述着阻燃剂选自磷酸三甲苯酯、氯氧化锑、微胶囊红磷中的一种或多种；
所述加工助剂选自抗冲改性剂MBS、抗冲改性剂ACR中的一种或多种。
优选的，上述一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于3300；与普通PVC相比,它具有多种优异的性能,如较高的回弹性、较低的压缩永久变形、优异的耐热变形性能、较高的拉伸强度以及优良的耐磨性、抗撕裂性、耐候、耐油、耐热、耐寒、耐臭氧性等。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯：邻苯二甲酸二正丁酯＝1:1(重量比)；此配比主要作用有两点：一是降低聚合物的熔融温度和熔体黏度，从而降低其加工温度；二是赋予聚合物制品柔软性、弹性、和耐高、低温性能。
所述填充剂为重质碳酸钙：轻质碳酸钙＝2:1(重量比)；加入此配比的填充剂是为了降低塑料制品的成本，同时还可以改变制品的耐热性、刚性、硬度、尺寸稳定性、蠕变形、耐磨性、阻燃性、消烟性、降解性、耐水性、导电性等性能。
所述稳定剂为钙锌稳定剂：有机锡稳定剂＝1:2(重量比)；加入此配比的稳定剂能够进行改性处理，防止热分解，同时还能抑制光、氧、重金属离子对聚氯乙烯产生老化，从而增加其稳定性，延长其使用寿命。
所述润滑剂选自微晶石蜡：高熔点石蜡＝1:1(重量比)；加入此配比的润滑剂能够大大降低物料与加工设备之间的摩擦力，从而降低熔体的流动阻力、熔体黏度、提高熔体的流动性、增加表面光泽度。
所述着阻燃剂为微胶囊红磷；微胶囊化红磷阻燃剂又称高效包覆红磷阻燃剂，简称CRP。赤磷含量≥85％，红磷细度5～10μm。***粉末，相对密度2.1，堆积密度0.6g/cm3。较难吸湿，吸水性<1.2％。自燃点≥300℃。与树脂和橡胶混合性好，不影响固化或硫化工艺，不放出氨气。电气性能优良。无毒。
所述加工助剂选自抗冲改性剂MBS、抗冲改性剂ACR中的一种或多种。MBS树脂既可以在增韧的同时，最大限度保持PVC的透明性。
优选的，上述一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，所述加工助剂为抗冲改性剂ACR。ACR能大辐提高PVC的抗冲击性能，同时基本保持其强度，又能明显改善PVC的熔体流动性、热变形性、耐候性及制品表面光泽。
下面阐述本发明的第二个方向，上述高强度耐腐蚀的PVC粒子的制备工艺。
上述高强度耐腐蚀的PVC粒子的制备工艺，包括以下步骤：
(1)精密计量：按配方准确称量各个组分；
(2)混料机混合：
A.在混料机中加入高聚合度PVC树脂粉和着色剂，启动混料机，运行速度100-300转/分，控制温度为70-90℃，运行1-3min；
B.在混料机中加入稳定剂和润滑剂，控制温度为70-90℃,运行5-10min；
C.调节混料机为速度为400-800转/分，加入增塑剂，控制温度100-120℃,运行5-10min；
D.待增塑剂吸收干后加入填充剂和阻燃剂运行2-4min；
E.最后加入加工助剂,运行2-4min；
(3)混炼挤出：将上述混合后的物料加入螺杆挤出机混炼，控制机筒温度110-160℃，螺杆温度60-80℃，螺杆转速0.5-1.5m/s,真空度为-0.08Mpa；
(4)制粒：选择冷切或者热切制粒。
优选的，上述高强度耐腐蚀的PVC粒子的制备工艺，包括以下步骤：
(1)精密计量：按配方准确称量各个组分；
(2)混料机混合：
A.在混料机中加入高聚合度PVC树脂粉和着色剂，启动混料机，运行速度200转/分，控制温度为80℃，运行2min；
B.在低速运行的混料机中加入稳定剂和润滑剂，控制温度为80℃,运行8min；
C.调节混料机运行速度为600转/分，加入增塑剂，控制温度110℃,运行8min；
D.待增塑剂吸收干后加入填充剂和阻燃剂,运行3min；
E.最后加入加工助剂,运行3min；
(3)混炼挤出：将上述混合后的物料加入螺杆挤出机混炼，控制机筒温度130℃，螺杆温度70℃，螺杆转速0.9m/s,真空度为-0.08Mpa；
(4)制粒：冷切制粒。
本工艺条件温和，设备要求不高，成本低廉，适合工业生产。
与现有技术相比，本发明有如下有益效果：本发明通过合理的进行PVC粒子组成部分的调整，公开了一种配置合理，成本低廉，高硬度高耐腐蚀性的PVC粒子的组成，并公开了一种设备要求低，成本低廉，能耗低，环境友好的PVC的制粒工艺，适合大规模工业化应用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：
所述高聚合度PVC树脂的聚合度为2500；
所述增塑剂选为邻苯二甲酸二辛酯；
所述填充剂为重质碳酸钙；
所述稳定剂为钙锌稳定剂；
所述润滑剂为液体石蜡；
所述着阻燃剂为磷酸三乙酯；
所述加工助剂为抗冲改性剂MBS。
实施例2
一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：
所述高聚合度PVC树脂的聚合度为3000；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二正丁酯；
所述填充剂为轻质碳酸钙；
所述稳定剂为有机锡稳定剂；
所述润滑剂为高熔点石蜡；
所述着阻燃剂为氯氧化锑；
所述加工助剂为抗冲改性剂ACR。
实施例3
一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：
所述高聚合度PVC树脂的聚合度为3200；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二异丁酯；
所述填充剂为滑石粉；
所述稳定剂为稀土稳定剂；
所述润滑剂为聚乙烯蜡；
所述着阻燃剂为微胶囊红磷；
所述加工助剂为抗冲改性剂MBS。
实施例4
一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：
所述高聚合度PVC树脂的聚合度为2500；
所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯；
所述填充剂为高岭土；
所述稳定剂为有机锡稳定剂；
所述润滑剂为聚乙烯蜡；
所述着阻燃剂为铝酸钙；
所述加工助剂为抗冲改性剂ACR。
实施例5
一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，由以下重量份数的组分组成：
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于3300；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯：邻苯二甲酸二正丁酯＝1:1(重量比)；
所述填充剂为重质碳酸钙：轻质碳酸钙＝2:1(重量比)；
所述稳定剂为钙锌稳定剂：有机锡稳定剂＝1:2(重量比)；
所述润滑剂选自微晶石蜡：高熔点石蜡＝1:1(重量比)；
所述着阻燃剂为微胶囊红磷；
所述加工助剂为抗冲改性剂ACR。
实施例6
一种高强度耐腐蚀的PVC粒子的制备工艺，包括以下步骤：
(1)精密计量：按配方准确称量各个组分；
(2)混料机混合：
A.在混料机中加入高聚合度PVC树脂粉和着色剂，启动混料机，运行速度200转/分，控制温度为80℃，运行2min；
B.在低速运行的混料机中加入稳定剂和润滑剂，控制温度为80℃,运行8min；
C.调节混料机运行速度为600转/分，加入增塑剂，控制温度110℃,运行8min；
D.待增塑剂吸收干后加入填充剂和阻燃剂,运行3min；
E.最后加入加工助剂,运行3min；
(3)混炼挤出：将上述混合后的物料加入螺杆挤出机混炼，控制机筒温度130℃，螺杆温度70℃，螺杆转速0.9m/s,真空度为-0.08Mpa；
(4)制粒：冷切制粒。
实施例7
将根据实施例6的方法生产实施例1-5配方的PVC粒子，加入传统工艺生产的对照例(购自浙江三诚塑业有限公司的硬质PVC注塑料)，其性能如下表1所示：
表1
所述硬度根据PVC洛氏法球压硬度法，根据ISO2039-1的方法测定。
由上述实施例可知，根据本发明公开的PVC粒子的组成和生产工艺，可以生产出硬度强耐腐蚀的PVC粒子，并且成本低，适于工业生产。
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，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：
高聚合度PVC树脂 1000份
增塑剂 100-200份
填充剂 150-300份
稳定剂 50-100份
润滑剂 80-150份
阻燃剂 50-100份
加工助剂 50-100份
着色剂 30-60份
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于2500；
所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、偏苯三酸三辛酯、环氧大豆油、氯化石蜡、乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种；
所述填充剂选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、云母、高岭土、硅灰石、蒙脱土中的一种或多种；
所述稳定剂选自钙锌稳定剂、钡锌稳定剂、铅盐稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂中的一种或多种；
所述润滑剂选自液体石蜡、微晶石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种；
所述着阻燃剂选自磷酸三乙酯、磷酸三甲苯酯、氯氧化锑、微胶囊红磷、铝酸钙中的一种或多种；
所述加工助剂选自抗冲改性剂MBS、抗冲改性剂ACR中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：
高聚合度PVC树脂 1000份
增塑剂 120-180份
填充剂 180-240份
稳定剂 60-90份
润滑剂 100-140份
阻燃剂 60-90份
加工助剂 60-90份
着色剂 40-50份
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于3000；
所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯中的一种或多种；
所述填充剂选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、云母中的一种或多种；
所述稳定剂选自钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂中的一种或多种；
所述润滑剂选自微晶石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种；
所述着阻燃剂选自磷酸三甲苯酯、氯氧化锑、微胶囊红磷、中的一种或多种;
所述加工助剂选自抗冲改性剂MBS、抗冲改性剂ACR中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：
高聚合度PVC树脂 1000份
增塑剂 150份
填充剂 200份
稳定剂 80份
润滑剂 120份
阻燃剂 80份
加工助剂 80份
着色剂 45份
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于3300；
所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯中的一种或多种；
所述填充剂选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、云母中的一种或多种；
所述稳定剂选自钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂中的一种或多种；
所述润滑剂选自微晶石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种；
所述着阻燃剂选自磷酸三甲苯酯、氯氧化锑、微胶囊红磷、中的一种或多种；
所述加工助剂选自抗冲改性剂MBS、抗冲改性剂ACR中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：
高聚合度PVC树脂 1000份
增塑剂 150份
填充剂 200份
稳定剂 80份
润滑剂 120份
阻燃剂 80份
加工助剂 80份
着色剂 45份
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于3300；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯：邻苯二甲酸二正丁酯=2:1-1:2（重量比）；
所述填充剂为重质碳酸钙：轻质碳酸钙=3:1-1:1（重量比）；
所述稳定剂为钙锌稳定剂：有机锡稳定剂=1:3-1:1（重量比）；
所述润滑剂选自微晶石蜡：高熔点石蜡=1:1（重量比）；
所述着阻燃剂选自磷酸三甲苯酯、氯氧化锑、微胶囊红磷中的一种或多种;
所述加工助剂选自抗冲改性剂MBS、抗冲改性剂ACR中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：
高聚合度PVC树脂 1000份
增塑剂 150份
填充剂 200份
稳定剂 80份
润滑剂 120份
阻燃剂 80份
加工助剂 80份
着色剂 45份
所述高聚合度PVC树脂的聚合度大于等于3300；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯：邻苯二甲酸二正丁酯=1:1（重量比）；
所述填充剂为重质碳酸钙：轻质碳酸钙=2:1（重量比）；
所述稳定剂为钙锌稳定剂：有机锡稳定剂=1:2（重量比）；
所述润滑剂选自微晶石蜡：高熔点石蜡=1:1（重量比）；
所述着阻燃剂为微胶囊红磷；
所述加工助剂选自抗冲改性剂MBS、抗冲改性剂ACR中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种高强度耐腐蚀的PVC粒子，其特征在于所述加工助剂为抗冲改性剂ACR。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高强度耐腐蚀的PVC粒子的制备工艺，包括以下步骤：
（1）精密计量：按配方准确称量各个组分；
（2）混料机混合：
A.在混料机中加入高聚合度PVC树脂粉和着色剂，启动混料机，运行速度100-300转/分，控制温度为70-90℃，运行1-3min；
B.在混料机中加入稳定剂和润滑剂，控制温度为70-90℃,运行5-10min；
C.调节混料机为速度为400-800转/分，加入增塑剂，控制温度100-120℃,运行5-10min；
D.待增塑剂吸收干后加入填充剂和阻燃剂运行2-4min；
E.最后加入加工助剂,运行2-4min；
（3）混炼挤出：将上述混合后的物料加入螺杆挤出机混炼，控制机筒温度110-160℃，螺杆温度60-80℃，螺杆转速0.5-1.5m/s,真空度为-0.08Mpa；
（4）制粒：选择冷切或者热切制粒。
8.根据权利要求7所述的一种高强度耐腐蚀的PVC粒子的制备工艺，包括以下步骤：
（1）精密计量：按配方准确称量各个组分；
（2）混料机混合：
A.在混料机中加入高聚合度PVC树脂粉和着色剂，启动混料机，运行速度200转/分，控制温度为80℃，运行2min；
B.在低速运行的混料机中加入稳定剂和润滑剂，控制温度为80℃,运行8min；
C.调节混料机运行速度为600转/分，加入增塑剂，控制温度110℃,运行8min；
D.待增塑剂吸收干后加入填充剂和阻燃剂,运行3min；
E.最后加入加工助剂,运行3min；
（3）混炼挤出：将上述混合后的物料加入螺杆挤出机混炼，控制机筒温度130℃，螺杆温度70℃，螺杆转速0.9m/s,真空度为-0.08Mpa；
（4）制粒：冷切制粒。
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