專利名稱：一種硬質(zhì)聚氯乙烯直混注塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種未填充硬質(zhì)聚氯乙烯(UPVC)混合料，特別涉及到注塑成型的UPVC組合物領(lǐng)域。
PVC是通用大品種塑料，具有良好的物理機(jī)械性能、電絕緣性能和難燃性，通過(guò)配方設(shè)計(jì)的變化可以生產(chǎn)板材、管材、薄膜、電纜電線護(hù)套及人造革等軟硬制品?？蓮V泛使用壓延、擠出、注射、壓制、吹塑和搪塑等工藝成型技術(shù)，其制品在化工、輕工、建筑業(yè)及日用生活領(lǐng)域已獲得了廣泛的應(yīng)用。
純PVC樹(shù)脂熱穩(wěn)定性差，其分解溫度與加工溫度極為接近，屬熱敏型高分子材料。PVC塑料配方中常包括如下組份樹(shù)脂、穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑、染色劑、潤(rùn)滑劑等，對(duì)阻燃和發(fā)泡制品還分別有阻燃劑或發(fā)泡劑等組份。
由于PVC樹(shù)脂的粉狀結(jié)構(gòu)特性以及在熱和剪切力場(chǎng)作用下加工過(guò)程中流動(dòng)單元的不斷變化，在擠出和注塑成型中為了有效地發(fā)揮各種添加劑的作用，PVC樹(shù)脂組合物的配混工藝十分重要，還要經(jīng)過(guò)混煉、開(kāi)片造?；蚪?jīng)螺桿熔融混合造粒這道工序。近年來(lái)隨著高分子材料科學(xué)和加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，采用混合、塑煉功能俱佳的異向旋轉(zhuǎn)錐形雙螺桿擠出機(jī)已可由PVC配混料直接擠出管材和異型材制品，但不能將這種配混物直接用于UPVC注塑工藝。
本發(fā)明克服了注塑成型中混煉，開(kāi)片造粒等復(fù)雜工序，而提供一種直混注塑制品，和直混注塑工藝。
本發(fā)明正是為了省去造粒工序，對(duì)PVC樹(shù)脂及各種添加劑進(jìn)行了大量篩造，并嚴(yán)格了配混工藝，成功地研制出了一種UPVC配混料，可在普通注射成型機(jī)上注塑出外觀光潔、色彩艷麗并具有良好機(jī)械性能的UPVC水嘴和管件制品。顯著地降低了成本，并有希望在其它UPVC產(chǎn)品上獲得廣泛的應(yīng)用。
本發(fā)明的UPVC直混注塑料的組成和含量如下組份 重量份數(shù)聚氯乙烯 100穩(wěn)定劑 1.0～2.0增塑劑 2.0～3.5增韌劑 8.0～10.0復(fù)合潤(rùn)滑劑 1.0～1.2聚丙烯酸酯類改性劑ACR 2.0～3.0染色劑 0.3～2.0所述的PVC樹(shù)脂為普通注塑級(jí)樹(shù)脂，懸浮法生產(chǎn)的聚合度K值為55-60，以SG-7型K值為58的結(jié)果最好。
所述的增塑劑為DOP(鄰苯二甲酸二辛酯)或環(huán)氧大豆油。
所述的增韌劑為MBS(甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物)，它與PVC有半互容能力，能形成兩相結(jié)構(gòu)，作為彈性體物質(zhì)它可以吸收和分散沖擊能量而起到增韌作用。組合物的沖擊韌性隨MBS含量的增加而增加，但在滿足沖擊韌性值的情況下，其含量越低越經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明提供的潤(rùn)滑劑為一組復(fù)合潤(rùn)滑劑。包括了硬脂酸、硬脂酸鈣和石蠟，其重量組成比為3∶5∶2，這種內(nèi)外潤(rùn)滑劑的搭配可以保證物料的加工性能，且不會(huì)產(chǎn)生分層現(xiàn)象。
所述的ACR為聚丙烯酸酯類改性劑，它與MBS有協(xié)同增韌作用，可有效地改善PVC對(duì)光和熱的穩(wěn)定性，耐候性優(yōu)良。ACR的另一個(gè)重要作用是導(dǎo)致PVC低離模膨脹，可顯著地改善PVC制品的表面光潔度。
所述的穩(wěn)定劑為有機(jī)錫類穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑的種類和加入量在很大程度上決定著PVC的加工、制造和使用特征。如成型加工中的顏色、透明度、潤(rùn)滑作用、析出氣味及對(duì)變化配方和加工條件的敏感性，并對(duì)制品的諸多性能如耐候性、滲出性、抗沖擊性、電絕緣性、防微生物侵蝕等有顯著的影響。因此合理的選擇穩(wěn)定劑的種類和用量是十分重要的。本發(fā)明的PVC配混料用于水嘴和管件產(chǎn)品，出于衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的考慮選擇了有機(jī)錫化合物為穩(wěn)定劑，包括8831(辛基錫)和T-175(甲基錫)，對(duì)注塑制品而言兩種穩(wěn)定劑的效果基本一致。
所述的染色劑為各種適用于PVC染色的各種染色劑，選擇時(shí)要注意它們對(duì)熱和長(zhǎng)期光照性能的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的硬質(zhì)聚氯乙烯直混注塑料的制備方法是將PVC樹(shù)脂100份與穩(wěn)定劑1.0-2.0份混合20分鐘，料溫為80-86℃，再加入增塑劑2.0-3.5份，混合2-3分鐘，繼續(xù)加入潤(rùn)滑劑、染色劑混合10分鐘，然后將物料放入低溫?cái)嚢韫拗?，待料溫冷卻至25-60℃時(shí)，加入增韌劑8.0-10.0份和改性劑2.0-3.0份，攪拌均勻，得到直混注塑料。將混配物料直接進(jìn)入注塑機(jī)成型，得到硬質(zhì)聚氯乙烯制品。
本發(fā)明的硬質(zhì)聚氯乙烯直混注塑料可以不經(jīng)造粒，直接注塑出外觀光潔、色彩艷麗并有良好機(jī)械性能的硬質(zhì)聚氯乙烯水嘴、管件等制品。
實(shí)施例1-5以懸浮法SG-7型樹(shù)脂為基礎(chǔ)料，其余組份及組合物性能分別列于表1、表2中。
表1、UPVC混合料組份及含量實(shí)施例重量份12345組份PVC(SG-7) 100 100 100 100 1008831(辛基錫)1.33 1.86 2.0 --T175 --- 1.0 1.0DOP 2.0 3.0 3.5 --環(huán)氧大豆油 --- 3.0 3.0HSt(硬脂酸) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3CaSt(硬脂酸鈣) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5石蠟0.2 0.2 0.2 0.2 0.2MBS 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0ACR 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0染色劑 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0工藝造粒 直混 造粒 造粒 直混注塑 注塑 注塑 注塑 注塑應(yīng)用水嘴 水嘴 水嘴 管件 管件實(shí)施例1-5的各組份按下述程序在高速混合機(jī)中進(jìn)行混合，PVC樹(shù)脂+穩(wěn)定劑混合20分鐘，此時(shí)料溫由于摩擦生熱可達(dá)80-86℃，隨后加入增塑劑混合2-3分鐘，繼續(xù)加入潤(rùn)滑劑、染色劑混合10分鐘，然后將物料放入低溫?cái)嚢韫拗?，待料溫冷卻至60℃以下時(shí)，放入ACR和MBS，攪拌均勻至此物料配混工序完成。實(shí)施例1，3，4是將配混料在單螺桿中造粒，入料口至機(jī)頭的溫度為160℃-180℃，在相同溫度下在普通注塑成型機(jī)中制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，供測(cè)定性能使用。實(shí)施例2和5是配混料直接注塑成型。其性能對(duì)比列于表2中。表2UPVC混合料物理機(jī)械性能實(shí)施例 1 2 3 4 5性能拉伸強(qiáng)度MPa 53.1 53.0 52.8 51.8 51.0斷裂伸長(zhǎng)率 6659505752懸臂梁(缺口)值 54.0 39.0 41.0 42.0 39.0J/M彎曲模量MPa 81.6 86.0 82.0 83.0 85.1彎曲模量GPa 2.70 2.70 2.90 2.60 2.60比較例1-2比較例1為臺(tái)灣進(jìn)口水嘴料，比較例2為UPVC直混注塑料，其組份及含量如下PVC(SG-7) 1008831 3.0DOP 3.0HSt 0.3CaSt 0.5石蠟 0.3MBS 10.0ACR 2.0混合程序及注塑工藝條件同實(shí)施例1-5，與臺(tái)灣進(jìn)口料性能對(duì)比如下比較例1臺(tái)灣料2直混料性能拉伸強(qiáng)度MPa 51.950.8斷裂伸長(zhǎng)率％ 50 55懸臂梁(缺口)值J/M 33.037.0彎曲強(qiáng)度MPa 80.681.0彎曲模量GPa 2.652.6權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)聚氯乙烯UPVC直混注塑料包括聚氯乙烯PVC、穩(wěn)定劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、改性劑及染色劑，其特征在于所述的組份和重量份數(shù)如下組份 重量份數(shù)聚氯乙烯 100穩(wěn)定劑 1.0～2.0增塑劑 2.0～3.5增韌劑 8.0～10.0復(fù)合潤(rùn)滑劑 1.0～1.2聚丙烯酸酯類改性劑ACR 2.0～3.0染色劑 0.3～2.0所述的聚氯乙烯樹(shù)脂聚合度K值為55-60。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPVC直混注塑料，其特征在于所述的聚氯乙烯樹(shù)脂聚合度K值為58。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPVC直混注塑料，其特征在于所述的穩(wěn)定劑為辛基錫或甲基錫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPVC直混注塑料，其特征在于所述的增韌劑為甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPVC直混注塑料，其特征在于所述的復(fù)合潤(rùn)滑劑中硬脂酸、硬脂酸鈣和石蠟的重量百分比為3∶5∶2。
6.一種硬質(zhì)聚氯乙烯UPVC直混注塑料的制備方法，其特征在于將PVC樹(shù)脂100份與穩(wěn)定劑1.0-2.0份混合20分鐘，料溫為80-86℃，再加入增塑劑2.0-3.5份，混合2-3分鐘，繼續(xù)加入潤(rùn)滑劑、染色劑混合10分鐘，然后將物料放入低溫?cái)嚢韫拗?，待料溫冷卻至25-60℃時(shí)，加入增韌劑8.0-10.0份和改性劑2.0-3.0份，攪拌均勻，得到直混注塑料。
全文摘要
本發(fā)明為一種硬質(zhì)聚氯乙烯直混注塑料。以懸浮法生產(chǎn)的注塑級(jí)聚氯乙烯為基體樹(shù)脂，甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物為增韌劑，配以少量增塑劑、熱穩(wěn)定劑、內(nèi)外潤(rùn)滑劑，在高速混合機(jī)中按一定程序進(jìn)行混合處理，得到的一種聚氯乙烯混合料可以不經(jīng)造粒，直接注塑出外觀光潔、色彩艷麗并有良好機(jī)械性能的硬質(zhì)聚氯乙烯水嘴、管件等制品，并有希望在其它硬質(zhì)聚氯乙烯(UPVC)產(chǎn)品上獲得廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)B29B7/10GK1164462SQ9610486
公開(kāi)日1997年11月12日 申請(qǐng)日期1996年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月6日
發(fā)明者李蘭, 梁涵淵, 王德禧 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所