[其他]一种用于制造硬质聚氯乙烯材料的聚氯乙烯树脂-粉煤灰体系

说明书

本发明属于改性的聚氯乙烯树脂复合材料。

近年来，美国专利4,122,062以及我国一些科研 单位曾报导过^〔1-2〕：使用CaCO₃作为聚氯乙烯树脂的 填充剂，这不但降低了成本，而且还提高了该体系的 热稳定性及抑制了增塑剂的析出。然而，CaCO₃终 究是有用的化工材料，大量的用于PVC树脂的填充 剂(一般用量为2％左右)还是硬质聚氯乙烯材料造 价太高的原因之。

本发明使用极少量的钛酸酯偶联剂来处理无用 的燃烧过的粉煤灰，以代替CaCO₃作为树脂填充剂， 其方法简述如下：先合成钛酸酯偶联剂(P)。

P的合成方法为：

(其中R＝-C₉H₁₉)

然后把上述偶联剂溶于溶剂内先与粉煤灰一起 捏合，再与聚氯乙烯树脂、助剂一起捏合后，经辊压塑 炼和压制成型，即制得硬质聚氯乙烯材料。

用上述方法制得的聚氯乙烯材料，由于使用了无 用的粉煤灰作填充剂，所以降低了材料的造价，并且 它比PVC-CaCO₃体系具有更大的抗腐蚀性，这是 由于粉煤灰的主要成分为硅酸盐及少量未烧尽的碳 化物。用本发明的PVC-粉煤灰——钛酸酯偶联剂 体系制造的硬质聚氯乙烯树脂，其力学和机械性能 与PVC-CaCO₃体系比较，结果见表I，表II。

^*表I，缺口冲击强度比较

^*缺口冲击强度是按GB1043-79《塑料简支梁 冲击试验方法》测试的表I中，O为用 PVC-CaCO₃体系(100份聚氯乙烯树脂，9.5份助 剂，30份CaCO₃)制成的硬质聚氯乙烯材料。

O₁为用PVC-粉煤灰——体系(100份聚氯乙烯 树脂，9.5份助剂，30份粉煤灰)制成的硬质聚氯乙烯 材料。

P₁为用PVC-粉煤灰-钛酸酯体系(100份 PVC树脂，9.5份助剂，30份粉煤灰及0.3份钛酸酯 偶联剂P)制成的硬质聚氯乙烯材料。

^*表II流变性能测试数据

^*表II中的编号O，O₁，P₁的体系组份与表I中的 相同。流变性能实验设备是使用西德Bralencler公 司生产的PLE330型Bralencler Plastic- Cocelec转矩流变仪测试的，其工艺条件为

夹套温度  180℃  试样重  81g

负荷      5kg

转数      30rpm

从表I，表II可以看出，未用偶联剂处理的O₁体 系同PVC-CaCO₃体系相比，缺口冲击强度降低了 40％(从5.17降为3.14)。而用偶联剂处理后的 P₁体系，其熔隔时间保持不变，平衡转矩略少于O体 系，但其冲击强度与PVC-CaCO₃体系相当。

为了说明PVC-粉煤灰体系的制造及使用方 法，我们举出下列实施例子。

实例1，P₁体系的配制

<1>偶联剂P的合成

反应方程式

(R＝-C₉H₁₉)                偶联剂P

在装有电动搅拌、回流冷凝管、温度计的反应瓶 中，迅速地加入P₂O₅17.6克(0.12mol)及88ml石油 醚〔沸程为90～100℃〕，在搅拌下加热使P₂O₅均匀 地分散在石油醚中而成悬浊液。迅速加入庚醇 28.89(0.25mol)，搅拌，并加热回馏，直至固体全部 消失。减压蒸出溶剂，得黄色粘稠液体为焦磷酸庚 酯，产物重43.9g，产率为65.7％。