專利名稱：一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于改性復(fù)合與共混改性技術(shù)，涉及一種新型聚合物共混復(fù)合改性材料的制備方法，尤其涉及一種氯化聚氯乙烯(CPVC)改性塑料的制備方法。
背景技術(shù)：
氯化聚氯乙烯(CPVC)是由聚氯乙烯樹脂(PVC)經(jīng)過進(jìn)一步氯化制得，PVC經(jīng)氯化后，其氯含量可由原來的56. 7 %上升到63 % 68 %，是PVC的重要改性品種。隨著氯含量的增加，分子極性增大，使分子間作用力增強(qiáng)，使CPVC樹脂在物理機(jī)械性能，特別是耐候性、 耐蝕性、耐老化性、可溶性、阻燃自熄性等方面均比PVC有較大的提高，其耐熱性也比PVC提高20% 40%，是一種性能優(yōu)良、近幾年來應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展速度較快的新穎塑料材料。但是隨著氯含量的提高，提升其部分性能的同時，CPVC在某些方面存在一些問題， 主要是其加工溫度范圍窄(180°C 190°C )，熔體粘度高，加工成型困難，所得制品的沖擊強(qiáng)度低等，所以必須對其進(jìn)行改性才能加工成制品。自從CPVC工業(yè)化生產(chǎn)以來，人們一直在尋找提高其抗沖擊性能，降低其熔體粘度，并保持其高強(qiáng)度、高耐熱性的有效途徑。由于美國、歐洲及日本等先進(jìn)國家和地區(qū)對CPVC材料的研制和開發(fā)已經(jīng)日趨成熟，所以CPVC塑料制品已具有很大的市場潛力，尤其是在中國這一龐大的塑料市場中， CPVC塑料尚屬新產(chǎn)品、新材料，其利潤空間和市場發(fā)展空間均有極大的吸引力。CPVC管材的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，它的耐熱、耐候、耐腐蝕、阻燃、消煙等諸多優(yōu)良性能被用于輸送高溫腐蝕性介質(zhì)，因而工業(yè)用CPVC管材這一產(chǎn)品首先被用于化工行業(yè)，如氯堿工業(yè)、冶煉工業(yè)、 石油工業(yè)、造紙工業(yè)等。其次冷熱水用CPVC管材被應(yīng)用于開發(fā)地?zé)豳Y源，輸送溫泉熱水及其它生活熱水。然而，目前中國所使用的CPVC改性材料都來自于進(jìn)口，還沒有中國自己知識產(chǎn)權(quán)的CPVC改性材料問世，所以開發(fā)出適用于普通成型加工的CPVC改性材料迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，采用熔融插層復(fù)合和共混改性技術(shù)，并添加各種聚合物或助劑去改善氯化聚氯乙烯(CPVC)成型加工性，降低其熔體粘度，并保持其高強(qiáng)度、高耐熱性。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案—種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，包括如下步驟按照質(zhì)量份數(shù)計，(A)將2 3份的硅烷偶聯(lián)劑和100份的納米蒙脫土在100°C、3000轉(zhuǎn)速條件下混合處理10分鐘；(B)將1 2份的潤滑劑、3 5份的復(fù)合穩(wěn)定劑和100份的氯化聚氯乙烯在25°C、 3000轉(zhuǎn)速條件下混合6分鐘；(C)將按照步驟(A)處理好的納米蒙脫土與按照步驟(B)處理好的氯化聚氯乙烯在25°C、3000轉(zhuǎn)速條件下混合6分鐘，然后將已經(jīng)混合均勻的混合物在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出插層，經(jīng)拉條、冷卻、切粒得到氯化聚氯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料；熔融擠出插層時擠出機(jī)各段溫度范圍為160 195°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min ；(D)將100份的氯化聚氯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料與7 8份的PVC和2 3 份的ACR加工助劑在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行加工性能共混改性，再將共混改性后的共混物經(jīng)水冷、牽引得到最終的氯化聚氯乙烯改性塑料；共混改性時雙螺桿擠出機(jī)各段溫度范圍為 160 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min。作為優(yōu)選，所述步驟㈧中硅烷偶聯(lián)劑的加入量為2. 5份。作為優(yōu)選，所述步驟⑶中潤滑劑的加入量為1. 5份。作為優(yōu)選，所述步驟(C)中擠出機(jī)各段溫度范圍為170 190°C。作為優(yōu)選，所述步驟⑶中PVC的加入量為7. 5份。作為優(yōu)選，所述步驟⑶中ACR加工助劑的加入量為2. 5份。作為優(yōu)選，所述步驟⑶中的擠出機(jī)各段溫度為170 190°C。本方案，首先采用熔融插層法制備氯化聚氯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料，使CPVC 聚合物直接插入蒙脫土的層間形成穩(wěn)定的插層型和剝離型結(jié)構(gòu)的聚氯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料。該種復(fù)合材料具有很高的強(qiáng)度和耐熱性，但加工性能仍然需要改善。再將復(fù)合與共混改性后的氯化聚氯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料與PVC和各種助劑進(jìn)行加工性能改性， 降低其熔體粘度，保持其高強(qiáng)度、高耐熱性，制備出具有高強(qiáng)度、高耐熱性、較好加工性能的 CPVC改性塑料。本發(fā)明由于采用了以上的技術(shù)方案，具有下述優(yōu)點(diǎn)熔融插層法制備聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料是應(yīng)用傳統(tǒng)的聚合物加工工藝，在聚合物熔融溫度以上將聚合物與蒙脫土共混復(fù)合制備納米復(fù)合材料的方法。該方法不需要任何溶劑，工藝簡單，節(jié)約了生產(chǎn)成本，對環(huán)境不產(chǎn)生污染，易于工業(yè)化應(yīng)用。對蒙脫土進(jìn)行插層有機(jī)化處理，改善了其與高聚物基體之間的相容性，并利用受限空間內(nèi)的化學(xué)作用加強(qiáng)基體與蒙脫土之間的相互作用， 使熔體插層法成為制備納米復(fù)合物材料的有效方法。又由于該復(fù)合材料已經(jīng)形成了穩(wěn)定的插層型和剝離型結(jié)構(gòu)，且具有很高的強(qiáng)度和耐熱性，給接下來的改善復(fù)合材料加工性能留下來了很大的性能調(diào)節(jié)空間，使復(fù)合材料不僅降低了熔體粘度，而且保持著很高的強(qiáng)度和高耐熱性。該復(fù)合材料既能保留了 CPVC高的強(qiáng)度和高耐熱性的特征，又達(dá)到了通用PVC材料易加工的特點(diǎn)，因此具有傳統(tǒng)PVC材料難以達(dá)到的優(yōu)異性能。本發(fā)明對于CPVC實(shí)現(xiàn)工程化具有重大意義。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做一個詳細(xì)的說明。實(shí)施例1 一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，首先用2質(zhì)量份硅烷偶聯(lián)劑與100質(zhì)量份納米蒙脫土在高速混合機(jī)中在ιοογ、3ΟΟΟ轉(zhuǎn)速條件下混合 ο分鐘，實(shí)施對納米蒙脫土進(jìn)行偶聯(lián)處理。然后將4質(zhì)量份復(fù)合穩(wěn)定劑、2質(zhì)量份潤滑劑與100質(zhì)量份CPVC在高速混合機(jī)中在25°C、3000轉(zhuǎn)速條件下混合6分鐘備用。再將已處理好的納米蒙脫土與前述混合均勻的CPVC在高速混合機(jī)中在25°C、3000轉(zhuǎn)速條件下混合6分鐘備用。最后將已經(jīng)混合均勻的CPVC/納米蒙脫土混合物在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出插層，經(jīng)拉條、冷卻、切粒得到CPVC/蒙脫土納米復(fù)合材料。熔融擠出插層時擠出機(jī)各段溫度為175°C，185°C，195°C，1900C ；螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min。最后將100質(zhì)量份CPVC/蒙脫土納米復(fù)合材料與8質(zhì)量份 PVC和2質(zhì)量份ACR加工助劑在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行加工性能共混改性，擠出機(jī)各段溫度為180°C，18(TC，20(rC，195°C ；螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min。將共混改性后的共混物經(jīng)水冷、牽引得到最終的CPVC改性塑料。實(shí)施例2 一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，首先用2. 5質(zhì)量份硅烷偶聯(lián)劑與100質(zhì)量份納米蒙脫土在高速混合機(jī)中在100°C、3000轉(zhuǎn)速條件下混合10分鐘，實(shí)施對納米蒙脫土進(jìn)行偶聯(lián)處理。然后將3質(zhì)量份復(fù)合穩(wěn)定劑、1. 5質(zhì)量份潤滑劑與100質(zhì)量份CPVC在高速混合機(jī)中在25°C、3000轉(zhuǎn)速條件下混合6分鐘備用。再將已處理好的納米蒙脫土與前述混合均勻的CPVC在高速混合機(jī)中在25°C、3000轉(zhuǎn)速條件下混合6分鐘備用。最后將已經(jīng)混合均勻的CPVC/納米蒙脫土混合物在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出插層，經(jīng)拉條、冷卻、 切粒得到CPVC/蒙脫土納米復(fù)合材料。熔融擠出插層時擠出機(jī)各段溫度為170°C，18(TC， 190°C，185°C;螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min。最后將100質(zhì)量份CPVC/蒙脫土納米復(fù)合材料與7. 5 質(zhì)量份PVC和2. 5質(zhì)量份ACR加工助劑在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行加工性能共混改性，擠出機(jī)各段溫度為175°C，185°C，195°C，185°C ；螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min。將共混改性后的共混物經(jīng)水冷、牽引得到最終的CPVC改性塑料。實(shí)施例3 一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，首先用3質(zhì)量份硅烷偶聯(lián)劑與100質(zhì)量份納米蒙脫土在高速混合機(jī)中在ιοογ、3ΟΟΟ轉(zhuǎn)速條件下混合 ο分鐘，實(shí)施對納米蒙脫土進(jìn)行偶聯(lián)處理。然后將5質(zhì)量份復(fù)合穩(wěn)定劑、1質(zhì)量份潤滑劑與100質(zhì)量份CPVC在高速混合機(jī)中在25°C、3000轉(zhuǎn)速條件下混合6分鐘備用。再將已處理好的納米蒙脫土與前述混合均勻的CPVC在高速混合機(jī)中在25°C、3000轉(zhuǎn)速條件下混合6分鐘備用。最后將已經(jīng)混合均勻的CPVC/納米蒙脫土混合物在一定的工藝條件下在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出插層，經(jīng)拉條、冷卻、切粒得到CPVC/蒙脫土納米復(fù)合材料。熔融擠出插層時擠出機(jī)各段溫度為:160oC,180°C,190oC,185°C ；螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min。最后將100質(zhì)量份CPVC/蒙脫土納米復(fù)合材料與9質(zhì)量份PVC和3質(zhì)量份ACR加工助劑在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行加工性能共混改性，擠出機(jī)各段溫度為160°C，18(TC，19(rC，185°C ；螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min。將共混改性后的共混物經(jīng)水冷、牽引得到最終的CPVC改性塑料。
權(quán)利要求
1.一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟按照質(zhì)量份數(shù)計，(A)將2 3份的硅烷偶聯(lián)劑和100份的納米蒙脫土在100°C、3000轉(zhuǎn)速條件下混合處理10分鐘；(B)將1 2份的潤滑劑、3 5份的復(fù)合穩(wěn)定劑和100份的氯化聚氯乙烯在25°C、3000 轉(zhuǎn)速條件下混合6分鐘；(C)將按照步驟(A)處理好的納米蒙脫土與按照步驟(B)處理好的氯化聚氯乙烯在 253000轉(zhuǎn)速條件下混合6分鐘，然后將已經(jīng)混合均勻的混合物在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出插層，經(jīng)拉條、冷卻、切粒得到氯化聚氯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料；熔融擠出插層時擠出機(jī)各段溫度范圍為160 195°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min ；(D)將100份的氯化聚氯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料與7 8份的PVC和2 3份的 ACR加工助劑在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行加工性能共混改性，再將共混改性后的共混物經(jīng)水冷、 牽引得到最終的氯化聚氯乙烯改性塑料；共混改性時雙螺桿擠出機(jī)各段溫度范圍為160 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟(A)中硅烷偶聯(lián)劑的加入量為2. 5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟(B)中潤滑劑的加入量為1. 5份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟(C)中擠出機(jī)各段溫度范圍為170 190°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟⑶中PVC的加入量為7. 5份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟⑶中ACR加工助劑的加入量為2. 5份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟(D)中的擠出機(jī)各段溫度為170 190°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氯化聚氯乙烯改性塑料的制備方法，按照質(zhì)量份數(shù)計，將2～3份的硅烷偶聯(lián)劑和100份的納米蒙脫土混合處理；將1～2份的潤滑劑、3～5份的復(fù)合穩(wěn)定劑和100份的氯化聚氯乙烯混合；將處理好的納米蒙脫土與氯化聚氯乙烯混合，然后將已經(jīng)混合均勻的混合物在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出插層，經(jīng)拉條、冷卻、切粒得到氯化聚氯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料；將100份的氯化聚氯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料與7～8份的PVC和2～3份的ACR加工助劑在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行加工性能共混改性，再將共混改性后的共混物經(jīng)水冷、牽引得到最終的氯化聚氯乙烯改性塑料。本技術(shù)方案改善氯化聚氯乙烯成型加工性，降低熔體粘度，保持高強(qiáng)度和高耐熱性。
文檔編號C08K9/06GK102250438SQ20101017789
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者林海明, 章利強(qiáng) 申請人:浙江宏博新型建材有限公司