一種用作聚氯乙烯多功能加工改性劑的共聚物及其合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用作聚氯乙烯（PVC）多功能加工改性劑的共聚物及其合成方法。將100-300重量份的水加入反應(yīng)裝置；將由0-60重量份甲基丙烯酸烷基酯、0-20重量份丙烯酸烷基酯、0-100重量份乙酸乙烯酯和0-30重量份乙烯類單體組成的重量份為100的混合物、2-5重量份表面活性劑、及0.01-0.1重量份引發(fā)劑分一或多次加入反應(yīng)裝置；在50-500轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至50℃-70℃，反應(yīng)溫度控制在80℃以下，反應(yīng)5-8小時(shí)，得到聚合物乳液，最后經(jīng)噴霧干燥。這種改性劑改善了PVC制品光潔度；增強(qiáng)了PVC制品塑化度及尺寸穩(wěn)定性；提高了加工速率，適應(yīng)高速擠出；在PVC加工中提高金屬剝離性。
【專利說明】一種用作聚氯乙烯多功能加工改性劑的共聚物及其合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚氯乙烯(以下簡(jiǎn)稱PVC)加工改性劑及其合成方法，尤其涉及一種PVC用多功能加工改性劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PVC是一種性能優(yōu)良的通用型熱塑性塑料，是我國(guó)產(chǎn)量最大的塑料品種之一。PVC的加工成型性能較差，必須加入加工改性劑以改善其塑化加工性能。目前PVC用加工改性劑可以歸納為三大類:丙烯酸酯類加工改性劑、苯乙烯類加工改性劑、含無機(jī)填充料類加工改性劑。丙烯酸酯類加工改性劑是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯為主要原材料采用乳液聚合而成的一類加工改性劑，其優(yōu)點(diǎn)為熔體強(qiáng)度高，具有優(yōu)異的加工性能，賦予制品良好的表面光潔度，能更好地保證PVC制品在生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性和實(shí)際應(yīng)用中的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。苯乙烯類加工改性劑是以苯乙烯為主要原材料通過乳液聚合的工藝手段合成的一類加工助劑。含填充物類加工改性劑是由上述兩種加工改性劑為基礎(chǔ)料，再配以碳酸鈣、樹脂粉等填充物，從而降低產(chǎn)品價(jià)格的一類加工改性劑。該類產(chǎn)品的性能由填充物的份數(shù)來決定，由于產(chǎn)品中碳酸鈣的添加，使PVC制品的力學(xué)性能下降明顯，產(chǎn)品質(zhì)量無法保證。
[0003]目前，隨著PVC加工制品應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，上述三類加工改性劑在應(yīng)用過程中逐步顯露出各種缺點(diǎn)。例如，丙烯酸酯類加工改性劑熔體強(qiáng)度提高并且分子量增大之后，熔體流動(dòng)性下降、尺寸穩(wěn)定性難以控制，塑化時(shí)間延長(zhǎng)、脫模性下降，導(dǎo)致應(yīng)用過程中PVC制品各項(xiàng)性能指標(biāo)如制品密度、尺寸穩(wěn)定性等難以控制，只能通過加入內(nèi)外潤(rùn)滑劑來調(diào)整其塑化時(shí)間、流動(dòng)性。但是內(nèi)外潤(rùn)滑劑屬低分子量蠟或脂類，加入量過大會(huì)導(dǎo)致析出以及產(chǎn)品性能下降。同時(shí)由于原材料價(jià)格的居高不下，也使得丙烯酸酯類加工改性劑產(chǎn)品的價(jià)格較高，影響了該類改性劑的廣泛使用。苯乙烯類加工改性劑存在耐老化性能下降、塑化性能延遲、力學(xué)性能難以滿足產(chǎn)品需求、抗紫外線和抗老化性能一般、PVC制品使用過程中易變黃等不利因素，嚴(yán)重限制該類改性劑在戶外PVC制品、高檔PVC中的應(yīng)用。
[0004]一直以來，國(guó)內(nèi)外研究人員圍繞丙烯酸酯類、苯乙烯類加工改性劑做了大量的工作，并取得了一定的改進(jìn)。如通過改變加料方式、反應(yīng)溫度、丙烯酸酯類單體配比等控制丙烯酸酯類加工助劑的分子量來協(xié)調(diào)其加工性能與熔體強(qiáng)度，通過加入不同功能性基團(tuán)拓寬其特殊應(yīng)用領(lǐng)域等。但是，仍然沒有很好地解決目前傳統(tǒng)的PVC加工改性劑性能單一，在熔體高速擠出過程中出現(xiàn)熔體破裂、脫模性差、制品尺寸穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，不能滿足市場(chǎng)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種將性能卓越的乙酸乙烯酯單體引入到PVC加工改性劑中來的合成方法以合成出乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸烷基酯-丙烯酸烷基酯-乙烯類單體共聚物作為PVC多功能加工改性劑。[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種用作聚氯乙烯多功能加工改性劑的共聚物，是由0-60重量份的甲基丙烯酸烷基酯、0-20重量份的丙烯酸烷基酯、0-100重量份的乙酸乙烯酯、以及0-30重量份的乙烯類單體組成的總重量份為100的單體混合物共聚得到的高分子聚合物。
[0008]對(duì)于上述共聚物，所述的乙酸乙烯酯的重量份為10-90。
[0009]對(duì)于上述共聚物，所述的乙酸乙烯酯的重量份為40-70。
[0010]對(duì)于上述共聚物，所述的乙烯類單體的重量份為0-10。
[0011]對(duì)于上述共聚物，所述的甲基丙烯酸烷基酯為烷基碳原子數(shù)為1-8的甲基丙烯酸烷基酯中的一種、兩種或兩種以上的混合物。
[0012]對(duì)于上述共聚物，所述的丙烯酸烷基酯為烷基碳原子數(shù)為2-8的丙烯酸烷基酯中的一種、兩種或兩種以上的混合物。
[0013]對(duì)于上述共聚物，所述的乙烯類單體為苯乙烯或甲基苯乙烯。
[0014]一種用作聚氯乙烯多功能加工改性劑的共聚物的合成方法，包括如下步驟:
[0015]將100-300重量份的水加入到反應(yīng)裝置；
[0016]將由0-60 重量份的甲基丙烯酸烷基酯、0-20重量份的丙烯酸烷基酯、0-100重量份的乙酸乙烯酯和0-30重量份的乙烯類單體組成的總重量份為100的混合物、2-5重量份的表面活性劑、以及0.01-0.1重量份的引發(fā)劑分一次或多次加入到反應(yīng)裝置；
[0017]在50-500轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至50°C _70°C，反應(yīng)溫度控制在80°C以下，反應(yīng)5-8小時(shí)，得到聚合物乳液，再經(jīng)噴霧干燥得到該共聚物。
[0018]對(duì)于上述共聚物的合成方法，所述的甲基丙烯酸烷基酯為烷基碳原子數(shù)為1-8的甲基丙烯酸烷基酯中的一種、兩種或兩種以上的混合物。
[0019]對(duì)于上述共聚物的合成方法，所述的丙烯酸烷基酯為烷基碳原子數(shù)為2-8的丙烯酸烷基酯中的一種、兩種或兩種以上的混合物。
[0020]對(duì)于上述共聚物的合成方法，所述的乙烯類單體為苯乙烯或甲基苯乙烯。
[0021]對(duì)于上述共聚物的合成方法，所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。
[0022]對(duì)于上述共聚物的合成方法，所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化二苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酸特丁酯和過氧化二特丁酯中的一種或多種。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用作PVC多功能加工改性劑的共聚物及其合成方法的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
[0024]( I)能有效改善PVC制品的光潔度和耐候性；
[0025](2)有效控制PVC制品的塑化度及尺寸穩(wěn)定性，該共聚物在PVC加工應(yīng)用過程中塑化時(shí)間快、熔體流動(dòng)性好、金屬剝離性好；
[0026](3)適應(yīng)PVC制品高速擠出過程，提高生產(chǎn)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0027]大體來說，本發(fā)明用作PVC多功能加工改性劑的共聚物是由0-60重量份的甲基丙烯酸烷基酯、0-20重量份的丙烯酸烷基酯、0-100重量份的乙酸乙烯酯和0-30重量份的乙烯類單體組成的共100分的單體混合物共聚得到的高分子聚合物。[0028]這種用作PVC多功能加工改性劑的共聚物的合成方法為將100-300重量份的水加入到反應(yīng)裝置中，將由0-60重量份的甲基丙烯酸烷基酯、0-20重量份的丙烯酸烷基酯、0-100重量份的乙酸乙烯酯和0-30重量份的乙烯類單體組成的共100分的單體混合物、2-5重量份的表面活性劑和0.01-0.1重量份的引發(fā)劑分一次或多次加入到反應(yīng)裝置中，在50-500轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至50°C -70°C，并將反應(yīng)溫度控制在80°C以下，反應(yīng)5_8小時(shí)，得到聚合物乳液，再經(jīng)噴霧干燥得到該共聚物。
[0029]其中，甲基丙烯酸烷基酯為烷基碳原子數(shù)為1-8的甲基丙烯酸烷基酯中的一種、兩種或兩種以上的混合物；丙烯酸烷基酯為烷基碳原子數(shù)為2-8的丙烯酸烷基酯中的一種、兩種或兩種以上的混合物；乙烯類單體為苯乙烯或甲基苯乙烯。
[0030]表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種；引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化二苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酸特丁酯和過氧化二特丁酯中的一種或多種。表面活性劑用量為混合單體總量的2%-5%。引發(fā)劑用量為混合單體總量的0.01%-0.1%。
[0031]該共聚物可以廣泛應(yīng)用于PVC產(chǎn)品的加工生產(chǎn)，例如PVC型材、管材、板材等產(chǎn)品中，成功替代目前傳統(tǒng)且性能單一的加工改性劑。
[0032]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0033]實(shí)施例1
[0034]將200重量份的水加入到反應(yīng)裝置中，將由50重量份的甲基丙烯酸甲酯、10重量份的丙烯酸丁酯、30重量份的乙酸乙烯酯和10重量份的苯乙烯單體組成的總重量份為100的混合物、2重量份的表面活性劑以及0.01重量份的引發(fā)劑均分兩次加入到反應(yīng)裝置中，在50-500轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至60°C，并將反應(yīng)溫度控制在80°C以下，反應(yīng)8小時(shí)，得到聚合物乳液，再經(jīng)噴霧干燥得到本實(shí)施例所述的PVC多功能加工塑化改性劑。
[0035]實(shí)施例2
[0036]將200重量份的水加入到反應(yīng)裝置中，將由70重量份的甲基丙烯酸甲酯、15重量份的丙烯酸丁酯、10重量份的乙酸乙烯酯和5重量份的苯乙烯單體組成的總重量份為100的混合物、5重量份的表面活性劑以及0.1重量份的引發(fā)劑分五次加入到反應(yīng)裝置中，在50-500轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至50°C，并將反應(yīng)溫度控制在70°C以下，反應(yīng)8小時(shí)，得到聚合物乳液，再經(jīng)噴霧干燥得到本實(shí)施例所述的PVC多功能加工塑化改性劑。
[0037]實(shí)施例3
[0038]將200重量份的水加入到反應(yīng)裝置中，將由30重量份的甲基丙烯酸甲酯、10重量份的丙烯酸丁酯、50重量份的乙酸乙烯酯和10重量份的苯乙烯單體組成的總重量份為100的混合物、5重量份的表面活性劑十二烷基硫酸鈉以及0.05重量份的引發(fā)劑過硫酸鉀均分四次加入到反應(yīng)裝置中，在250轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至60°C，并將反應(yīng)溫度控制在80°C以下，反應(yīng)6小時(shí)，得到聚合物乳液，再經(jīng)噴霧干燥得到本實(shí)施例所述的PVC多功能加工塑化改性劑。
[0039]實(shí)施例4
[0040]將300重量份的水加入到反應(yīng)裝置中，將由10重量份的甲基丙烯酸乙酯、10重量份的丙烯酸丁酯、50重量份的乙酸乙烯酯和30重量份的苯乙烯單體組成的總重量份為100的混合物、4重量份的表面活性劑十二烷基硫酸鈉以及0.01重量份的引發(fā)劑過硫酸鉀均分兩次加入到反應(yīng)裝置中，在250轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至60°C，并將反應(yīng)溫度控制在80°C以下，反應(yīng)8小時(shí)，得到聚合物乳液，再經(jīng)噴霧干燥得到本實(shí)施例所述的PVC多功能加工塑化改性劑。
[0041]實(shí)施例5
[0042]將300重量份的水加入到反應(yīng)裝置中，將由5重量份的甲基丙烯酸乙酯、5重量份的丙烯酸丁酯、70重量份的乙酸乙烯酯和20重量份的苯乙烯單體組成的總重量份為100的混合物、3重量份的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉以及0.1重量份的引發(fā)劑過硫酸胺均分四次加入到反應(yīng)裝置中，在250轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至50°C，并將反應(yīng)溫度控制在80°C以下，反應(yīng)5小時(shí)，得到聚合物乳液，再經(jīng)噴霧干燥得到本實(shí)施例所述的PVC多功能加工塑化改性劑。
[0043]實(shí)施例6
[0044]將100重量份的水加入到反應(yīng)裝置中，將由10重量份的甲基丙烯酸甲酯和90重量份的乙酸乙烯酯組成的總重量份為100的組合物、5重量份的表面活性劑十二烷基硫酸鈉以及0.05重量份的引發(fā)劑過硫酸鉀均分四次加入到反應(yīng)裝置中，在250轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至60°C，并將反應(yīng)溫度控制在80°C以下，反應(yīng)6小時(shí)，得到聚合物乳液，再經(jīng)噴霧干燥得到本實(shí)施例所述的PVC多功能加工塑化改性劑。
[0045]將以上實(shí)施例1飛制備的改性劑與對(duì)比例I純丙烯酸酯類加工改性劑、對(duì)比例2苯乙烯類加工改性劑各1.5份分別加入到100份PVC樹脂中，所測(cè)樹脂各種性能見下表1、
2、3、4。
[0046]表1是對(duì)樹脂的流變性能進(jìn)行比較。聚氯乙烯基料配方為PVC (S-1000) 100份、二鹽基亞磷酸鉛1.5份、三堿式硫酸鉛3.5份、硬脂酸鈣0.5份、硬脂酸0.15份、氧化聚乙烯蠟0.2份、鈦白粉5份、碳酸鈣10份、硬脂酸鉛15份。
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種用作聚氯乙烯多功能加工改性劑的共聚物，其特征在于該共聚物是由0-60重量份的甲基丙烯酸烷基酯、0-20重量份的丙烯酸烷基酯、0-100重量份的乙酸乙烯酯、以及0-30重量份的乙烯類單體組成的總重量份為100的單體混合物共聚得到的高分子聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的共聚物，其特征在于所述的乙酸乙烯酯的重量份為10-90。
3.如權(quán)利要求2所述的共聚物，其特征在于所述的乙酸乙烯酯的重量份為40-70。
4.如權(quán)利要求1所述的共聚物，其特征在于所述的乙烯類單體的重量份為0-10。
5.如權(quán)利要求1所述的共聚物，其特征在于所述的甲基丙烯酸烷基酯為烷基碳原子數(shù)為1-8的甲基丙烯酸烷基酯中的一種、兩種或兩種以上的混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的共聚物，其特征在于所述的丙烯酸烷基酯為烷基碳原子數(shù)為2-8的丙烯酸烷基酯中的一種、兩種或兩種以上的混合物。
7.如權(quán)利要求1所述的共聚物，其特征在于所述的乙烯類單體為苯乙烯或甲基苯乙烯。
8.一種用作聚氯乙烯多功能加工改性劑的共聚物的合成方法，其特征在于該合成方法包括如下步驟: 將100-300重量份的水加入到反應(yīng)裝置； 將由0-60重量份的甲基丙烯酸烷基酯、0-20重量份的丙烯酸烷基酯、0-100重量份的乙酸乙烯酯和0-30重量份的乙烯類單體組成的總重量份為100的混合物、2-5重量份的表面活性劑、以及0.01-0.1重量份的引發(fā)劑分一次或多次加入到反應(yīng)裝置； 在50-500轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至50°C -70°C ，反應(yīng)溫度控制在80°C以下，反應(yīng)5-8小時(shí)，得到聚合物乳液，再經(jīng)噴霧干燥得到該共聚物。
9.如權(quán)利要求8所述的共聚物的合成方法，其特征在于所述乙酸乙烯酯的用量為10-90重量份。
10.如權(quán)利要求9所述的共聚物的合成方法，其特征在于所述乙酸乙烯酯的用量為40-70重量份。
11.如權(quán)利要求8所述的共聚物的合成方法，其特征在于所述乙烯類單體的用量為0-10重量份。
12.如權(quán)利要求8所述的共聚物的合成方法，其特征在于所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。
13.如權(quán)利要求8所述的共聚物的合成方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化二苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酸特丁酯和過氧化二特丁酯中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】C08L33/12GK103601836SQ201310046221
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月5日
【發(fā)明者】劉春信, 張海瑜 申請(qǐng)人:劉春信, 山東瑞豐高分子材料股份有限公司