專利名稱：用于搪塑成型的搪塑粉末及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于搪塑成型工藝的搪塑粉末及其制備方法。
背景技術(shù)：
粉末搪塑是粉末模塑工藝中最先進的工藝，其工藝流程大致如下首先將模具加熱到一定的溫度，利用搪塑粉的自由流動，進行搪塑成型，通過旋轉(zhuǎn)，使搪塑粉粘到熱的模具的內(nèi)表面；再將粘有搪塑粉的模具進一步加熱，使搪塑粉熔融密實；接著將模具進行冷卻使制品定型，在最后將制品從模具中取出，完成一個搪塑循環(huán)。從搪塑成型的過程，可以看到，搪塑粉必須具有較好的流動性和熔融特性，尤其是搪塑粉的熔融特性，非常重要，它對最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能有著決定性的影響。
目前已公開的關(guān)于搪塑成型工藝中搪塑粉末的相關(guān)專利文獻有CN1012682B，EP934983，EP544411，JP07179702和JP07149983，其中專利文獻CN1012682B報道一種適于搪塑成型的聚氯乙烯組合物，該組合物中使用了目前已被限制使用的危害人體的鋇鹽作為熱穩(wěn)定劑。而EP934983，EP544411，JP07179702和JP07149983均報道以一種含懸浮聚合的聚氯乙烯樹脂(SPVC)的組合物為搪塑粉末。本發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，使用懸浮聚合的聚氯乙烯樹脂(SPVC)制備搪塑粉有以下兩點不足(1)搪塑粉一般多用于生產(chǎn)半硬質(zhì)的制品，如汽車儀表板表皮等，在配方中需要使用大量增塑劑，考慮到搪塑工藝的特點，搪塑粉還必須為可自由流動的粉末，因此樹脂的增塑劑的吸收性能特別重要，這是因為增塑劑吸收速度的快慢，決定了搪塑粉的生產(chǎn)效率，而且對所得搪塑粉的粉料性能，如流動性等會產(chǎn)生一定的影響。實驗研究發(fā)現(xiàn)，在同樣的條件下，懸浮聚合的聚氯乙烯樹脂吸收增塑劑的速度比較慢，而且吸收以后，粉料的過篩率也不是很理想。
(2)搪塑過程中，模具所蓄的熱量將搪塑粉吸附并熔融。考慮到聚氯乙烯樹脂在高溫下會分解，因此希望搪塑粉能夠在較低的溫度下熔融或者熔融的速度較快。采用懸浮聚合樹脂制備搪塑粉，其熔融性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明選用本體聚合的聚氯乙烯樹脂，同時配合以無毒穩(wěn)定劑，以及分子量相對較高的增塑劑，并加入了粒徑極細的聚氯乙烯糊狀樹脂，通過干混方法制備搪塑粉。所得搪塑粉的流動性能較好，熔融性能特別優(yōu)異，力學(xué)性能滿足使用要求，從而改進了現(xiàn)有搪塑粉的不足。本發(fā)明所述的搪塑粉特別適用于汽車儀表板的制造。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明所述搪塑粉的組分及其重量份數(shù)如下組分 重量份數(shù)聚氯乙烯本體聚合樹脂(MPVC)100增塑劑40-80熱穩(wěn)定劑 4-8環(huán)氧酯類化合物2-10抗氧化劑1 0.1-0.6抗氧化劑2 0.05-1.0
光穩(wěn)定劑1 0.01-0.3光穩(wěn)定劑2 0.01-0.3聚氯乙烯糊狀樹脂(PPVC) 5-25其中所述聚氯乙烯本體聚樹脂(MPVC)的聚合度為700-1800(JISK6721)，優(yōu)選聚合度為800-1300；所述增塑劑為C9-C13的鄰苯二甲酸酯類化合物或偏苯三酸酯類化合物；所述熱穩(wěn)定劑為有機羧酸的鈣和/或鋅鹽，如硬脂酸鈣和/或苯甲酸鋅等，其中以有機羧酸的鈣鹽與鋅鹽復(fù)配使用為優(yōu)。為進一步提高體系的熱穩(wěn)定性能，可在上述組合物中添加環(huán)氧酯類化合物(如環(huán)氧大豆油或環(huán)氧蓖麻油)配合使用；所述聚氯乙烯糊狀樹脂(PPVC)的聚合度為1000-2000(JISK6721)，其中又以聚合度為1300-1800最為合適；所述抗氧化劑1為單酚、雙酚或多酚化合物；所述抗氧化劑2為硫醚類化合物，如DLTP、DSTP、DMTP和/或TPD2000；所述光穩(wěn)定劑1為受阻胺類光穩(wěn)定劑，如光穩(wěn)定劑144和/或UV-3034；所述光穩(wěn)定劑2為苯并三唑類化合物，如UV-326和/或UV-P；根據(jù)需要可在上述組合物中添加顏料，如碳黑和/或二氧化鈦。
上述所有化合物均為市售商品。
本發(fā)明所述的搪塑粉末的制備方法包括如下步驟
(1)將MPVC樹脂、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑按上述比例加入帶攪拌和加熱裝置反應(yīng)器中，攪拌升溫至85-95℃后一次性加入增塑劑和環(huán)氧酯，繼續(xù)攪拌升溫，當(dāng)溫度升至100-110℃時，停止加熱和攪拌。5-15分鐘后繼續(xù)攪拌升溫至115-125℃，攪拌2-5分鐘后出料。
(2)將步驟(1)所得的反應(yīng)物置于另一帶攪拌裝置的反應(yīng)器中在40-70℃條件下加入聚氯乙烯糊狀樹脂，攪拌10-20分鐘后出料。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過篩(20-100目)后可得到本發(fā)明所述的可自由流動且熔化性能特別優(yōu)異的搪塑成型用搪塑粉末。
具體實施方法下面通過實施例及對比例對本發(fā)明作進一步的說明，但其并不限制本發(fā)明的保護范圍實施例將40Kg的MPVC(聚合度為1000)、1.2Kg的硬脂酸鈣、0.8Kg的硬脂酸鋅，120g雙酚A、200gDSTP，20g光穩(wěn)定劑144，20g UV-326，加入到高速混合機中，攪拌升溫至95℃，加入25KgDINP，2.7Kg的環(huán)氧大豆油，繼續(xù)攪拌升溫，當(dāng)溫度升至105℃時，停止加熱，停止攪拌，使聚氯乙烯樹脂吸收增塑劑，10分鐘(t1)后，增塑劑已被完全吸收，此時再攪拌升溫至120℃，加入800g碳黑，攪拌2-5分鐘后出料，可得到蓬松狀粉料。當(dāng)此蓬松狀的粉料溫度降至65℃時，將它加入另一高速混合機中，加入6KgPPVC樹脂(聚合度為1500)，攪拌10分鐘后出料。用40目的分樣篩進行過篩，便可得到題述混合物。
對比例為了較好體現(xiàn)上述混合物的特點，在此使用了對比例。在對比例中，僅將本體聚合聚氯乙烯樹脂換成懸浮聚合的聚氯乙烯樹脂，其他組分不變，各組分的用量不變。在混合過程中，由于樹脂吸收增塑劑的速度較慢，因此須延長增塑劑的吸收時間(即上述混合工藝中的t1)到30分鐘，此時增塑劑吸收完全，其他工藝條件不變。
實施例和對比例的性能對比如下(1)從混合過程可以看出，MPVC與SPVC相比，其增塑劑的吸收速度要快得多，因此選用MPVC，可以提高生產(chǎn)效率。
(2)力學(xué)性能和粉料性能對比實施例和對比例的力學(xué)性能和粉料性能的對比見表1表1 實施例和對比例的力學(xué)性能和粉料性能性能及測試標(biāo)準(zhǔn)實施例 對比例粉料流速(ml/s)ASTMD189515.74 14.75流動靜止角(°)GB11986 27.71 27.72拉伸強度(MPa)GB104014.72 14.81硬度(肖氏A)DIN5350574.50 74.70斷裂伸長率(％)GB1040 374.60 359.50從表1，可以看到，通過合適的干混工藝，制備得到的實施例和對比例的力學(xué)性能和粉料性能基本接近，在拉伸強度和粉料流速等方面，以實施例較好。
(3)熔融性能對比將上述兩種搪塑粉，倒在已加熱到230℃的熱臺上，一定時間以后，將熱臺迅速冷卻，在帶標(biāo)尺的顯微鏡下，測定已經(jīng)熔融厚度。設(shè)定不同時間，可得到一系列的數(shù)據(jù)，列于表2中。
表2實施例和對比例的熔融性能對比 從表2中可以看到在相同的時間下，實施例熔融的厚度比對比例要厚，這一方面可以保證了在搪塑過程中的厚度，從而使制品的力學(xué)性能得到保障，另一方面它可以縮短搪塑時間，減少聚氯乙烯樹脂降解的可能性。
權(quán)利要求
1.一種用于搪塑成型的搪塑粉末，其特征為所述搪塑粉末包括如下組分及其重量份數(shù)聚氯乙烯本體聚合樹脂 100增塑劑 40-80熱穩(wěn)定劑 4-8環(huán)氧酯類化合物 2-10抗氧化劑10.1-0.6抗氧化劑20.05-1.0光穩(wěn)定劑10.01-0.3光穩(wěn)定劑20.01-0.3聚氯乙烯糊狀樹脂 5-25其中所述聚氯乙烯本體聚合樹脂的聚合度為700-1800；增塑劑為C9-C13的鄰苯二甲酸酯類化合物或偏苯三酸酯類化合物；熱穩(wěn)定劑為有機羧酸的鈣和/或鋅鹽；聚氯乙烯糊狀樹脂的聚合度為1000-2000；抗氧化劑1為單酚、雙酚或多酚化合物；抗氧化劑2為硫醚類化合物；光穩(wěn)定劑1為受阻胺類光穩(wěn)定劑；光穩(wěn)定劑2為苯并三唑類化合物。
2.如權(quán)利要求1所述搪塑粉末，其特征為其中所述聚氯乙烯本體聚樹脂聚合度為800-1300，所述聚氯乙烯糊狀樹脂聚合度為1300-1800。
3.如權(quán)利要求1所述搪塑粉末，其特征為其中所述環(huán)氧酯類化合物為環(huán)氧大豆油或環(huán)氧蓖麻油。
4.如權(quán)利要求1-3所述任意一種搪塑粉末的制備方法，其特征為所述方法包括如下步驟(1)將聚氯乙烯本體聚樹脂、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑加入帶攪拌和加熱裝置反應(yīng)器中，攪拌升溫至85-95℃后，加入增塑劑和環(huán)氧酯類化合物，繼續(xù)攪拌升溫，當(dāng)溫度升至100-110℃時，停止加熱和攪拌，5-15分鐘后繼續(xù)攪拌升溫至115-125℃，攪拌2-5分鐘后出料；(2)將步驟(1)所得的反應(yīng)物置于另一帶攪拌裝置的反應(yīng)器中在40-70℃條件下加入聚氯乙烯糊狀樹脂，攪拌10-20分鐘后即得到本發(fā)明所述搪塑粉末。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于搪塑成型的搪塑粉末及其制備方法,所述的搪塑粉末選用本體聚合的聚氯乙烯樹脂,同時配合以無毒穩(wěn)定劑,以及分子量相對較高的增塑劑,并加入了粒徑極細的聚氯乙烯糊狀樹脂,通過干混方法制備搪塑粉。所得搪塑粉的流動性能較好,熔融性能特別優(yōu)異,力學(xué)性能滿足使用要求,從而改進了現(xiàn)有搪塑粉末的不足。本發(fā)明所述的搪塑粉末特別適用于汽車儀表板的制造。
文檔編號C08L27/00GK1363627SQ0211078
公開日2002年8月14日 申請日期2002年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月6日
發(fā)明者戴干策, 駱玉祥, 林群芳, 周曉東, 孫斌, 潘敏 申請人:華東理工大學(xué)