[发明专利]PVC加工助剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子化合物组合物技术领域，具体涉及一种PVC加工助剂及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯((PVC)是一种用途广泛，产量大，性能优良的重要合成材料。但它存在熔体强度低、流动性差、加工温度和PVC分解温度相近而难以加工的缺点。为解决这些问题，加工助剂ACR应运而生。ACR是丙烯酸酯类共聚物的统称，具有促进PVC塑化，提高流动性和熔体强度的功效。

随着市场的不断变化，ACR树脂的原材料丙烯酸酯类单体价格持续高涨，造成ACR加工成本上涨，同时给下游PVC生产企业带来越来越大的成本压力。

醋酸乙烯酯作为一种价格低廉的聚合单体，已经越来越多的应用于合成胶黏剂、涂料等领域，但它不易聚合，热稳定性差等特点局限了它的使用。目前尚未成功应用到ACR加工助剂生产中。

发明内容

本发明的目的是提供一种PVC加工助剂，改善由于醋酸乙烯酯难以聚合及其转化率低的缺点，将其成功应用于ACR产品的聚合，降低生产成本，具有较高的塑化性能、热稳定性、熔体强度及制品表面光洁度；本发明还提供其制备方法，工艺简单、合理。

本发明所述的PVC加工助剂，PVC加工助剂为醋酸乙烯酯-丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈的四元核壳接枝共聚物。

所述的PVC加工助剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应器中加入去离子水、扩径剂、乳化剂、核层共聚单体、控制温度在40～60℃加入引发剂，反应得到核层乳液；

(2)在步骤(1)得到的核层乳液中，加入乳化剂、壳层共聚单体，控制温度在55～75℃，加入引发剂反应，反应完成后经熟化、过滤、干燥得到产品；

其中：步骤(1)中的核层共聚单体为醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯；

步骤(2)中的壳层共聚单体为苯乙烯和丙烯腈。

其中：

步骤(1)中核层共聚单体、去离子水、扩径剂、乳化剂和引发剂的质量比为100：200～300：0.2～0.8：1～3：0.01～0.1，其中：核层共聚单体为醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯以质量比为60～80:20～40混合。

步骤(1)中反应为升温至40～60℃，在氮气保护下反应3～4小时。

步骤(2)中壳层共聚单体、乳化剂、引发剂投料比为100：1～3：0.1～0.5，其中壳层共聚单体为苯乙烯和丙烯腈按质量比为60～80:20～40混合。

步骤(2)中的所述的反应为在氮气保护下反应3～5小时，该反应优选为分3～5段进行反应。

核层共聚单体与壳层共聚单体的重量比为20～50：50～80。

步骤(2)中熟化为升温到80～85℃，熟化1小时。

步骤(1)中引发剂为以下两种中的一种：

(1)过硫酸盐、有机过氧化物或偶氮类化合物中的一种；

(2)氧化剂与还原剂所组成的氧化还原引发体系，其中氧化剂为过硫酸盐、有机过氧化物或偶氮类化合物中的一种，还原剂为亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或硫代硫酸盐中的一种。

步骤(2)中的引发剂为过硫酸盐、有机过氧化物或偶氮类化合物中的一种或几种，优选为过硫酸钾、过硫酸铵、BPO、AIBN中的一种或几种。

乳化剂为烷基硫酸盐、烷基磷酸盐、烷基磺酸盐或烷基苯磺酸盐中的一种或几种，优选为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的任意一种。

扩径剂为磷酸三钠、硫酸钠或氯化钠中的任意一种。

制备得到的产品为特性粘度为5～6的ACR树脂粉，作为PVC加工助剂，具有良好的塑化性能、又能提高PVC制品的熔体强度及表面光洁度。

综上所述，本发明具有以下优点：

(1)由于醋酸乙烯酯价格低廉，远远低于丙烯酸酯类及苯乙烯、丙烯腈单体的价格，醋酸乙烯酯成功应用于ACR加工助剂，使产品价格大大降低，满足了下游客户需求。

(2)本发明选择了合适的醋酸乙烯酯共聚单体，解决了醋酸乙烯酯难以聚合、转化率低等缺点。

(3)本发明通过选择合适的聚合工艺，添加适量的扩径剂，合理控制乳液粒径，同时采用核壳共聚技术，以醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯共聚物为核，苯乙烯和丙烯腈共聚物为壳；制备得到四元核壳接枝共聚物，大大改善了醋酸乙烯酯共聚物耐热性差的缺陷，制备得到的产品在180℃静态下20分钟无明显色变。

(4)本发明所述的PVC加工助剂应用于PVC树脂加工，成功的解决了其使用过程中存在的熔体强度低，制品表面光洁度较差的问题。