[发明专利]一种用于高密度聚乙烯共混改性聚氯乙烯的增容剂及高密度聚乙烯共混改性聚氯乙烯的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种用于高密度聚乙烯共混改性聚氯乙烯的增容剂及高密度聚乙烯共混改性聚氯乙烯的方法，属于高聚物机械共混增容改性制备高分子合金的技术领域。

二、背景技术

目前聚氯乙烯(PVC)是我国第一、世界第二大通用型塑料，其价格便宜，机械力学性能和电绝缘性优良，难燃性和耐化学药品腐蚀性突出，并可在PVC成形加工过程中，通过添加多种助剂、增塑剂和填料，采用合适的工艺和设备生产出各式各样性能迥然不同硬质、半硬质或软质制品，包括管材、板材、异型材、电线电缆的包皮护套、人造革、薄膜、发泡材料、以及塑钢门窗和木塑建材等，在工业、农业、交通、建筑以及日常生活用品等方面都有广泛的应用。但是PVC树脂最大的缺点就是对光、热、氧及机械作用都比较敏感，在其作用下易脱氯化氢HCl，发生降解反应，具体地说就是纯PVC硬质制品的热稳定性和抗冲击性都较差，其维卡软化点仅为80℃左右(10N负荷)，缺口冲击强度只有3～5kJ/m²，而软质制品则由于其中添加的增塑剂迁移，而导致耐寒性变差、热粘冷脆，机械强度下降，限制了其应用范围。鉴于科学技术的飞速发展，各行各业对通用性强的PVC材料的性能提出了更高的要求，因此如何提高PVC材料的热稳定性、耐热性和抗冲击强度等越来越受到人们的关注。目前提高PVC的热稳定性、进行耐热和抗冲击改性的途径有：添加复合热稳定剂、交联、共混、共聚、氯化以及加入玻纤、晶须等纤维增强材料的方法，其中共混改性工艺简单、可实施性强，特别适合于工业生产。

高密度聚乙烯(HDPE)是一种高结晶度、非极性的热塑性塑料，维卡软化温度为125℃～135℃，使用温度可达100℃，具有良好的耐热性、耐寒性、耐老化性和化学稳定性，还具有良好的机械强度、较高的刚性和韧性以及易加工性，可制成包装薄膜、水管、渔网、周转箱及各种中空制品等。

若能将PVC和HDPE制成共混合金，使制得的合金既有PVC的阻燃性、耐化学品、耐腐蚀性，又具有HDPE的易加工和耐热性能。但由于二者在性质上各表现为极性和非极性，溶度参数差别较大[δ_PVC＝19.9(平均值)，δ_HDPE＝16.5(平均值)]，也不存在其它的特殊相互作用力，因此二者的相容性很差，其机械共混物的凝聚态结构及性能都得不到预期目的。为了改善PVC和HDPE的相容性，可在共混物中加入与共混物组份结构相似(或者相容)的接枝或嵌段共聚物作为非反应性增容剂。

此外，由于HDPE的优良性能与应用广泛，其废旧塑料制品的回收量很大，而且其一次回收料的性能仍然较好，应用价值较高。因此还可以考虑应用回收HDPE的一级料(维卡软化温度≥120℃)对PVC树脂进行共混改性，这样既降低了原材料成本，又保护了环境，节能降耗。

目前氯化聚乙烯(CPE)主要是由粉状高密度聚乙烯HDPE专用料通过水相悬浮氯化反应制得。由于HDPE专用料的分子量及分子量分布、结晶能力、粒径分布、比表面积以及氯化反应的条件不同，CPE的含氯量以及Cl原子在分子链上分布的序列结构亦有所不同，所制得的CPE残余结晶度(指其中未被氯化的聚乙烯链段的结晶程度)也不同。实验证明不同残余结晶度的CPE对HDPE和PVC机械共混时的增容效果截然不同，会直接影响二者的相容性，而形成不同的共混凝聚态结构，进而影响到PVC/HDPE/CPE三元共混物的性能。

CN102079836A公开了改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型材及其制备方法，添加5％～10％硅油改性聚乙烯对PVC型材进行改性；王士财(聚氯乙烯，2003，6:26-29)采用氯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物作为增容剂，研究了PVC/HDPE共混材料的相容性、力学性能和流变性能；陈振耀(建筑材料学报，1999，2(1):89-92)虽然采用氯化聚乙烯(CPE)作为增容剂，研究HDPE对PVC的改性，但是未提及CPE的增容机理、CPE的含氯量与残余结晶度对PVC和HDPE机械共混增容效果的影响。

三、发明内容

本发明旨在提供一种用于高密度聚乙烯(HDPE)共混改性聚氯乙烯(PVC)的增容剂以及高密度聚乙烯共混改性聚氯乙烯的方法，以克服纯PVC树脂耐热性和抗冲击性不佳的缺点。