[发明专利]PVC组合物、用其形成的聚合物复合材料制品及其制备方法

说明书

一种用于制备聚合物复合材料制品的聚氯乙烯(PVC)组合物和方法。所述组合物包含(A)矿物填料，所述矿物填料的量为7.5wt.％到75wt.％。所述组合物还包含(B)聚氯乙烯聚合物，所述聚氯乙烯聚合物的量为20wt.％到92wt.％。此外，所述组合物包含(C)聚二有机硅氧烷，所述聚二有机硅氧烷的量大于0wt.％至5wt.％；(C)聚二有机硅氧烷为以下单元式的化合物：(R₂R’SiO_1/2)_a(R₃SiO_1/2)_b(R₂SiO_2/2)_c(RR’SiO_2/2)_d，其中每个R是独立选择的不含脂肪族不饱和度的1至18个碳原子的单价烃基，每个R'是独立选择的2至18个碳原子的烯基，下标a为0至2，下标b为0至2，数量(a+b)＝2，下标c≥0，下标d≥0，数量(a+d)≥1，数量(a+b+c+d)足以使聚二有机硅氧烷在具有#CP‑52主轴的布鲁克菲尔德(brookfield)DV‑III锥板粘度计上在25℃下在0.1RPM至50RPM下测量的粘度为2,000mPa·s至60,000mPa·s。组分(A)‑(C)的范围按所述组合物中的组分(A)、(B)和(C)的总重量计。

技术领域

本发明总体上涉及一种聚氯乙烯(PVC)组合物，并且更具体地涉及一种用于制备聚合物复合材料制品的PVC组合物，涉及制备所述PVC组合物的方法以及由所述组合物制备聚合物复合材料制品的方法，并且涉及由此形成的聚合物复合材料制品。

发明内容

聚合物复合材料制品是本领域已知的，并且用于各种最终用途应用中。由于与聚合物复合材料制品相关的成本和期望性质，包含物理和机械性质，因此聚合物复合材料制品越来越受消费者欢迎。

在PVC工业中，通常在复合材料制品中包含填料。填料相对便宜，并且通常用于降低成本。此类复合材料制品通常通过将填料和PVC充分混合以产生混合物来生产。然而，高填料水平会对复合材料制品的性质产生不利影响。例如，大量填料可能会影响关键性质，例如密度、伸长百分比(％)、冲击强度、表面光洁度、熔体流动性、熔体粘度、熔体强度和可加工性。

由于PVC的性质，它不能单独加工。需要其它添加剂(如稳定剂、加工助剂和润滑剂)来获得聚合物的可加工性和性能。通常，这些添加剂在高速混合器/共混器中混合以制成干共混物。高填料水平使其难以形成均匀的干共混物。该系统经常变得布满灰尘且难以处理。填料还倾向于粘在混合器的壁和叶片上，从而导致共混物中的填料低于所需量。填料的粘连也增加了设备的清洁时间，并且也可能增加下一批次的污染。

常规的低成本有机加工助剂通常遭受要求高加载量以实现更快生产速度的缺点，由此影响成本和/或性能性质。另外，许多常规加工助剂可能负面地影响复合材料制品的物理性质并降低其机械性质(抗冲击性、挠曲强度、挠曲模量)，尤其是在升高的使用温度下。常规加工助剂也可以从聚合物复合材料制品迁移，从而随着时间推移负面地影响聚合物复合材料制品的一种或多种性质，如物理性质、外观、感觉、重叠注塑的能力、共挤出的能力、粘附于表面的能力、印刷表面的能力和涂漆聚合物复合材料制品的表面的能力。另外，一些有机加工助剂在较高的应用温度下挥发，这可能导致在聚合物复合材料制品中形成气泡和裂纹，所述气泡和裂纹可能损害这些制品的长期性能。

高填料水平也倾向于增加聚合物体系的密度。增加的密度增加了最终复合材料制品的重量，这进而可能增加相关运输成本。发泡时，高填料水平也会抑制聚合物的膨胀。

高填料水平通常使聚合物体系变得剪切敏感。这些系统表现出更高的剪切稀化行为。

虽然无机填料的使用可能会增加炭含量，从而改善烟气和火焰性质，但机械性能如伸长百分比(％)和冲击强度通常会因此而降低。