[发明专利]一种增韧型塑化促进剂的制备方法、产品及应用

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种增韧型塑化促进剂的制备方法，属于功能高分子材料的制备领域。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）是全球四大通用高分子材料之一。目前，其全球的产量在4000万吨/年。其优异的力学性能、自熄性及相对低廉的价格已使其在玩具、鞋业、建筑、装潢、农业、电线电缆等领域均有着广泛应用。根据PVC中增塑剂用量的不同，我们将PVC分为硬质、半硬质及软质PVC材料等。一般而言，随着PVC中增塑剂用量的增加，PVC材料的强度、刚度及硬度将会明显下降，但其伸长率及抗冲击性能会有大幅度的提高，表明此类材料抗冲击性能的提高是建立在牺牲其强度和刚度的基础上的。

但是，人们往往希望PVC材料在具有优异强度、刚度的同时又兼具良好的抗冲击性能，特别是低温抗冲击性能。目前常用的抗冲改性剂主要是具有核壳结构的丙烯酸酯接枝橡胶弹性体（ACR）及能在PVC基体中形成网络结构的氯化聚乙烯(CPE)，即通过采用ACR或CPE对PVC进行加工改性即可使PVC在保证具有较高强度及刚度的同时兼具良好的抗冲击性能。因此，此类ACR和CPE抗冲改性剂已被广泛应用于硬质PVC型材、管材等加工领域。需要特别指出的是，ACR树脂是一种兼具有抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂，它不仅能提高PVC制品的抗冲击性能，而且可以明显地改善树脂的熔体流动性、热变形性、耐候性及制品表面的光泽等，显示出优异的综合性能，是美国、欧洲、日本等发达国家和地区广泛采用的PVC抗冲击改性方式，而我国主要仍以CPE为主。其原因主要是ACR在生产时必须先聚合得到具有交联结构的聚丁二烯类橡胶内核，然后将甲基丙烯酸甲酯等硬单体通过接枝聚合的方式接到橡胶粒子的表面而成为壳层。因此，ACR存在着生产工艺相对复杂、技术难度较大、成本高昂等缺陷，导致国内ACR产业生产技术不成熟，规模和质量水平不高。对于CPE类抗冲击改性剂而言，虽然其价格相对低廉，但此类抗冲击改性剂并不具备能改善PVC熔体流动性、热变形性、耐候性能等这样的优点。因此，其使用过程中一般还需要与一定量的ACR进行配合才能满足实际要求。而且，在CPE生产过程中所产生的有毒有害气体排放等环境问题也是需要我们解决的。

针对目前市面上上述两种抗冲击改性剂的不足，开发一种结合传统ACR和CPE两种特性的，并且价格适中、环境污染小、功能广泛的新型抗冲击改性加工助剂具有一定的实践意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足而提出的一种增韧型塑化促进剂的制备方法，其特点是将聚乙烯氯化后形成的氯化聚氯乙烯作为主链，而将具有低玻璃化转变温度的丙烯酸酯类及含有端羟基的丙烯酸酯类共聚物作为侧链，在引发剂的作用下，通过接枝聚合将侧链接入主链上，再通过干燥制粒而获得的增韧型塑化促进剂。

本发明通过下述技术方案实现：

一种增韧型塑化促进剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚乙烯粉在混料槽中与浓度为10%～30%的盐酸配制成盐酸想悬浮液，进入氯化釜，通入液氯进行氯化反应，但应温度为80～120℃，反应时间为1～6小时，得主链悬浮液；该主链悬浮液的有效固体质量含量为20%～60%；

（2）将上述主链悬浮液与具有低玻璃化转变温度的丙烯酸酯类单体及含有端羟基的丙酸酯类单体按有效固体质量比30～70:30～70加入到球磨反应釜中混合均匀，然后加入引发剂，并在25～90℃的条件下进行悬浮接枝聚合反应，但应时间为0.5～8小时，得混合溶液；

（3）将上述混合溶液冷却至25～40℃后，过滤、干燥制粒即得具有主链和侧链结构的增韧型塑化促进剂。

上述聚乙烯粉为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯中的至少一种。

上述具有低玻璃化变温度的丙烯酸酯类单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。

上述含有端羟基的丙酸酯类单体为丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。

上述球磨反应釜所使用的球磨介质为不锈钢球、氧化锆球、三氧化二铝球中的至少一种。

上述引发剂为过氧化月桂酰、二苯甲酮、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。

本发明的制备方法制得的增韧型塑化促进剂。