[发明专利]一种抗冲聚氯乙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料领域，进一步地说，是涉及一种抗冲聚氯乙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是仅次于聚乙烯(PE)而位居世界产量第二的树脂，其制品虽具有较好的力学性能、优异的介电性能、优良的耐化学腐蚀性、不易燃烧、耐磨损、价格低廉、原料来源广泛等优点，可广泛地运用于管材、棒材、薄膜、绝缘材料、防腐材料、建筑材料等方面。然而，其作为硬制品时因韧性差而不能广泛用作结构材料。尤其作为户外制品，除要满足较高的韧性外还必须具有耐老化及耐寒性。

PVC增韧改性方法主要分为化学法和物理法两大类。化学改性是通过在分子中引入柔性链段而改变PVC的分子结构，以达到增韧的目的，包括共聚、交联、接枝等。虽然化学改性对PVC增韧改性效果显著，但要经过复杂的化学反应，对工艺、设备的要求严格，大多需在树脂合成时方可实现，所以发展缓慢。物理改性包括刚性粒子和弹性体填充增韧改性，它是将增韧剂与PVC进行机械混合，使增韧剂在PVC基体中分散良好，从而起到增韧作用。由于其不涉及PVC化学结构的变化，可行性比化学改性强，是如今提高PVC性能最重要、最有发展前景的方法。

刚性粒子增韧虽可明显提高PVC的韧性，且可使PVC的拉伸强度、模量、热变形温度等性能得到改善，但存在改性材料的耐寒性差。弹性体增韧改性PVC发展较为成熟，虽在改善PVC的韧性的同时也使得PVC的耐热性、拉伸强度、刚度等性能下降，但制品具有优良的耐寒性，能满足制品室外低温环境的需求。部分弹性体如NBR、XNBR、ABS、MBS、MABS及SBR等，虽然耐寒性好，但因含有不饱和双键，作为PVC抗冲改性剂制备PVC制品用于户外时，不饱和的丁二烯组分易光氧化降解，严重降低了制品的寿命。必须在橡胶中加入防老剂，以抑制或延缓其老化降解。

增韧PVC的弹性体主要分为离散型弹性体(MBS、MABS、ACR、ABS等)和网状聚合物(NBR、EVA、TPU、CPE等)。前者一般具有核-壳结构，核为交联弹性体，对抗冲性能起决定作用，它们在PVC当中形成“海-岛”结构，即在PVC基体中以岛(粒子)相存在。颗粒的大小由乳液聚合时交联弹性体的尺寸决定，一般为纳米级；作为核的成分与PVC的相容性好，起到增容与隔离的作用。而后者一般靠共混塑炼剪切分散于树脂基体中，尺寸大小仅能达到微米级，增韧效果没有前者好。根据塑料增韧理论：橡塑共混体系中，分散的橡胶粒子越小，粒子间的距离越近，基体层厚度就越小，越容易发生脆-韧转变。粒子尺度很小的纳米材料可以很好地提高材料韧性，同时也会带来纳米效应而全面改善材料的综合性能，树脂赋予材料某些神奇性能。如中国专利文献CN1353131A、CN1383439A、CN1330097A、CN1536020A、CN1412244A公开了粒径大小为100nm左右的超细全硫化粉末橡胶的制备方法。其结构不同于传统的弹性体，类似于具有核-壳结构的离散型弹性体。但又不完全相同，其在加工过程中并不熔融，而以颗粒形式分布于PVC基体中。用超细全硫化粉末橡胶增韧塑料时，不但可大幅度提高塑料的韧性，还可以使韧性塑料保持较高的强度和耐热温度。当纳米级橡胶粒子在塑料中达到均匀分散时，还可使塑料的强度和耐热温度高于纯的空白塑料样品。如科技文献：Wang Q，Zhang X.al et.，Ultrafine full-vulcanized powdered rubbers/PVC compounds with higher toughness and higher heat resistance，Polymer.24(46)，10614-10617(2005)，报道了完全硫化的超细粉末丁腈橡胶(NBR-UFPR)与PVC共混，结果表明，NBR-UFPR可同时提高PVC的耐热性和韧性，而且NBR-UFPR的颗粒尺寸越小，体系的耐热性和韧性越好。超细全硫化粉末丁腈橡胶由于纳米效应，容易团聚，如何提高其在PVC树脂基体中分散性，是提高其增韧PVC效果的关键所在。中国专利文献CN 101434734A公开了一种在PVC浆料与增韧橡胶胶乳混合液中加入絮凝剂，将胶乳与PVC共絮凝、脱水、干燥制备增韧PVC树脂的方法。该方法使超细全硫化丁腈橡胶增韧剂均匀粘附在PVC颗粒的表面，提高了增韧剂在PVC树脂中的分散性，从而提高了PVC的韧性。但该方法生产的增韧PVC树脂中增韧剂易氧化老化变色，制品的抗老化性能差。

因此，如何提高PVC树脂得韧性和抗老化性是目前需要解决的技术问题。

发明内容