專利名稱：部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料在10℃至120℃范圍內(nèi)加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料在10℃至120℃范圍內(nèi)加工方法，屬于聚氯乙烯加工工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯是一種綜合性能優(yōu)良，用途廣泛的通用樹(shù)脂。聚氯乙烯具有原料豐富、制造工藝成熟、價(jià)格低廉、用途廣泛等突出特點(diǎn)，可通過(guò)模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進(jìn)行加工。但由于其耐熱性較差，于130℃-140℃開(kāi)始分解變色，析出HCI，使得產(chǎn)品性能下降，且容易腐蝕加工設(shè)備。
高聚合度和超高聚合度聚氯乙烯相對(duì)于普通軟質(zhì)聚氯乙烯具有壓縮永久形變小、高溫下尺寸穩(wěn)定性好、耐熱性好、改變溫度時(shí)硬度穩(wěn)定性好、耐油耐溶劑性能好、耐老化性能和機(jī)械性能優(yōu)異等特點(diǎn)。但是高聚合度和超高聚合度聚氯乙烯在熔融狀態(tài)下物理纏結(jié)急劇增多，導(dǎo)致加工過(guò)程中的流動(dòng)性差。因此高聚合度和超高聚合度聚氯乙烯的工業(yè)應(yīng)用時(shí)，聚合度被限制在2500以內(nèi)。更高聚合度的聚氯乙烯的廣泛應(yīng)用被嚴(yán)重制約。
目前聚氯乙烯硬制品(板材、異型材、管材等)的加工溫度在180℃-200℃以上，而聚氯乙烯的軟制品尤其是高分子量的聚氯乙烯軟制品在加工過(guò)程中即使添加大量的增塑劑也要在140℃-150℃以上加工。這些加工溫度都超過(guò)了聚氯乙烯的熱分解溫度130℃-140℃。而且大量增塑劑的使用也加劇了全球的環(huán)境污染。也有在高聚合度和超高聚合度聚氯乙烯中加入0-15份低聚合度聚氯乙烯來(lái)改善加工的流動(dòng)性。這樣做的缺點(diǎn)在于使得實(shí)際的分子量降低，分子量分布加寬，相應(yīng)的制品的力學(xué)性能也不如預(yù)期的好。{參考文獻(xiàn)1斯欽達(dá)來(lái)，華幼卿中國(guó)塑料，1994，Vol.8，No.1，pp.37-2劉方，張軍特種橡膠制品，2000，Vol.21，No.3，pp.11-13劉玉強(qiáng)彈性體2000，Vol.10，No.2，pp.48-4劉嶺梅中國(guó)氯堿2000，No.7，pp.24-25R.N.Haward，R.J.Young The Physics of GlassyPolymers 1997，2nd edn.pp.20-26中國(guó)專利ZL03131504.6}三、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在10℃至120℃范圍內(nèi)加工部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料，解決現(xiàn)有聚氯乙烯加工方法中聚氯乙烯易于分解的技術(shù)難題。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將聚氯乙烯按0.1-50wt％溶于四氫呋喃或鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯中，充分?jǐn)嚢柚寥芤壕煌该?。將溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀，并用乙醇或甲醇洗滌沉淀，干燥，得到粉末狀部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料。將粉末狀部分解纏結(jié)的聚氯乙烯母料均勻的加入模具中鋪平，將模具放在壓力機(jī)或平板硫化儀上，在常溫到低于聚氯乙烯分解溫度范圍內(nèi)(10℃至120℃范圍內(nèi))施加5-300MPa的壓力。并且將壓力保持1分鐘到1小時(shí)。經(jīng)受壓力時(shí)，聚氯乙烯分子鏈有較大幅度的滑移，即表現(xiàn)出一定的流動(dòng)性能。卸壓、脫模后可以獲得和常規(guī)熱加工樣品具有相同物理機(jī)械性能的聚氯乙烯制品。下表是本加工方法和常規(guī)加工方法制得的聚氯乙烯制品(分子量為150,000)的性能對(duì)照表。由于本加工方法是在聚氯乙烯的熱分解溫度以下進(jìn)行的，解決了常規(guī)加工過(guò)程中聚氯乙烯熱降解的難題。
本加工方法和常規(guī)加工方法制得的聚氯乙烯制品性能對(duì)照表

A來(lái)自DMTA測(cè)試B來(lái)自RAMAN光譜測(cè)試本發(fā)明所采用的加工方法的優(yōu)點(diǎn)是1.成型過(guò)程中耗能較少本方法采用較低的加工溫度(10℃至120℃范圍內(nèi))，使得成型過(guò)程中耗能較少。
2.反復(fù)加壓成型過(guò)程中聚氯乙烯不發(fā)生降解由于本方法的加工溫度低于聚氯乙烯的熱分解溫度，避免了常規(guī)聚氯乙烯加工過(guò)程中熱降解的問(wèn)題，也就避免了產(chǎn)品性能的降低及設(shè)備腐蝕等問(wèn)題。
3.無(wú)需加入增塑劑本方法加工聚氯乙烯可以不加增塑劑。在聚氯乙烯加工過(guò)程中減少增塑劑的用量，不僅可以降低成本，提高制品的剛性，還可以減少增塑劑對(duì)環(huán)境的污染。
4.無(wú)需加入抗氧劑由于本方法加工聚氯乙烯不存在熱降解問(wèn)題，聚氯乙烯母料中可以不加抗氧劑，減少制品中抗氧劑對(duì)環(huán)境的污染。
5.處理操作簡(jiǎn)便本方法使用的溶劑為工業(yè)化的化工產(chǎn)品，且可以循環(huán)使用，處理工藝簡(jiǎn)單，其相應(yīng)的操作費(fèi)用較低。
6.和常規(guī)熱加工制品具有相同物理機(jī)械性能采用本方法制備的聚氯乙烯制品和常規(guī)熱加工方法制備的聚氯乙烯制品具有相同的物理機(jī)械性能。
本發(fā)明的用途從方法上對(duì)聚氯乙烯的加工工藝進(jìn)行了革新，經(jīng)溶解沉淀后得到的粉末狀部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料在常溫到低于聚氯乙烯熱分解溫度范圍內(nèi)(10℃至120℃范圍)加工，產(chǎn)品具有良好的物理機(jī)械性能，同時(shí)減少了環(huán)境污染和設(shè)備腐蝕，有望應(yīng)用于聚氯乙烯及其共混物(如與丁腈橡膠、ABS工程樹(shù)脂等的共混物)和聚氯乙烯復(fù)合材料的大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
四、本發(fā)明的具體實(shí)施方法例1、聚氯乙烯在10℃加工將聚氯乙烯(分子量為80,000)100克加入到200-10,000克四氫呋喃(THF)溶劑中，溶液的濃度為1-50wt％，在常溫溶解、攪拌至體系呈均一透明。溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀出聚氯乙烯，并用乙醇或甲醇洗滌，干燥，得到粉末狀部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料。將該粉末狀部分解纏結(jié)的聚氯乙烯母料加入模具中平鋪均勻，將模具放置在常規(guī)的壓機(jī)上或平板硫化儀上10℃施加250MPa的壓力30分鐘，得到完全透明的試樣。試樣經(jīng)DMTA測(cè)試表明和常規(guī)熱加工方法制備的試樣具有相同的楊氏模量(2×109Pa)。試樣通過(guò)RAMAN分析測(cè)試沒(méi)有發(fā)現(xiàn)由于熱降解而出現(xiàn)1117cm-1及1497cm-1的共軛雙鍵峰。而常規(guī)加工的試樣其RAMAN譜圖上出現(xiàn)明顯的共軛雙鍵峰，說(shuō)明試樣經(jīng)過(guò)常規(guī)加工發(fā)生了熱降解。
例2、聚氯乙烯在60℃加工將聚氯乙烯(分子量為223,000)100克加入到500-10,000克鄰苯二甲酸二辛酯溶劑中，溶液的濃度為1-20wt％，在80℃溶解、攪拌至體系呈均一透明。溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀出聚氯乙烯，并用乙醇或甲醇洗滌，干燥，得到粉末狀部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料。將該粉末狀部分解纏結(jié)的聚氯乙烯母料加入模具中平鋪均勻，將模具放置在常規(guī)的壓機(jī)上或平板硫化儀上60℃施加100MPa的壓力5分鐘，得到完全透明的試樣。試樣經(jīng)DMTA測(cè)試表明和常規(guī)熱加工方法制備的試樣具有相同的楊氏模量(2×109Pa)。試樣通過(guò)RAMAN分析測(cè)試沒(méi)有發(fā)現(xiàn)由于熱降解而出現(xiàn)1117cm-1及1497cm-1的共軛雙鍵峰。而常規(guī)加工的試樣其RAMAN譜圖上出現(xiàn)明顯的共軛雙鍵峰，說(shuō)明試樣經(jīng)過(guò)常規(guī)加工發(fā)生了熱降解。
例3、120℃聚氯乙烯的加工將聚氯乙烯(分子量為300,000)100克加入到500-10,000克鄰苯二甲酸二辛酯溶劑中，溶液的濃度為1-20wt％，在80℃溶解、攪拌至體系呈均一透明。溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀出聚氯乙烯，并用乙醇或甲醇洗滌，干燥，得到粉末狀部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料。將該粉末狀部分解纏結(jié)的聚氯乙烯母料加入模具中平鋪均勻，將模具放置在常規(guī)的壓機(jī)上或平板硫化儀上120℃施加100MPa的壓力1分鐘，得到完全透明的試樣。試樣經(jīng)DMTA測(cè)試表明和常規(guī)熱加工方法制備的試樣具有相同的楊氏模量(2×109Pa)。試樣通過(guò)RAMAN分析測(cè)試沒(méi)有發(fā)現(xiàn)由于熱降解而出現(xiàn)1117cm-1及1497cm-1的共軛雙鍵峰。而常規(guī)加工的試樣其RAMAN譜圖上出現(xiàn)明顯的共軛雙鍵峰，說(shuō)明試樣經(jīng)過(guò)常規(guī)加工發(fā)生了熱降解。
例4、60℃聚氯乙烯復(fù)合材料的加工將聚氯乙烯(分子量為60,000)100克加入到500-10,000克四氫呋喃(THF)溶劑中，溶液的濃度為1-50wt％，在常溫溶解、攪拌至體系呈均一透明。溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀出聚氯乙烯，并用乙醇或甲醇洗滌，然后在聚氯乙烯的乙醇或甲醇的懸浮液中加入4～6份碳酸鈣(CaCO3)，8～10份氯化聚乙烯(CPE)及1～2份抗沖改性劑FM-21，充分?jǐn)嚢杈鶆蛑筮^(guò)濾、干燥，即得到粉末狀聚氯乙烯復(fù)合物。將該粉末狀聚氯乙烯復(fù)合物加入模具中平鋪均勻，將模具放置在常規(guī)的壓機(jī)上或平板硫化儀上60℃施加250MPa的壓力10分鐘，得到完全透明的試樣。試樣經(jīng)DMTA測(cè)試，發(fā)現(xiàn)和常規(guī)熱加工方法制備的聚氯乙烯試樣具有相同的楊氏模量(2×109Pa)。
權(quán)利要求
1.部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料在10℃至120℃范圍內(nèi)加工方法，將聚氯乙烯溶于四氫呋喃或鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯中，充分?jǐn)嚢柚寥芤壕煌该鳎瑢⒕蝗芤旱谷胍掖蓟蚣状贾谐恋沓鼍勐纫蚁?，并用乙醇或甲醇洗滌沉淀，干燥，得到粉末狀部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料，本發(fā)明特征是粉末狀部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料平鋪入模具中，在10℃至120℃范圍內(nèi)在壓力機(jī)或者平板硫化儀上單向施加5-300MPa壓力1分鐘-1小時(shí)，可以獲得與常規(guī)熱加工方法物理機(jī)械性能相同的透明片材。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料在10℃至120℃范圍內(nèi)加工方法，本發(fā)明特征還在于聚氯乙烯的分子量范圍是50,000～500,000。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料在10℃至120℃范圍內(nèi)加工方法，本發(fā)明特征還在于聚氯乙烯與四氫呋喃或鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯的重量百分比為1-50％。
全文摘要
聚氯乙烯經(jīng)溶解沉淀處理得到的粉末狀部分解纏結(jié)母料在10℃至120℃范圍內(nèi)加工，屬聚氯乙烯加工工藝領(lǐng)域。將聚氯乙烯溶于四氫呋喃或鄰苯二甲酸二(2－乙基己)酯中，攪拌至溶液均一透明，溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀，并用乙醇或甲醇洗滌，干燥后得到的粉末狀部分解纏結(jié)聚氯乙烯母料在10℃至120℃范圍內(nèi)單向施加5－300MPa壓力1分鐘－1小時(shí)，所得產(chǎn)品與常規(guī)熱加工方法制得的產(chǎn)品物理機(jī)械性能相同。
文檔編號(hào)C08J3/20GK1899796SQ20061008839
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2006年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月17日
發(fā)明者薛奇, 孫清, 徐俊偉, 王曉亮, 高云, 陶芳芳 申請(qǐng)人:南京大學(xué), 常州華鈦化學(xué)股份有限公司