專利名稱：用于pvc-m高抗沖管材的改性劑樹脂及其制備、使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂及其制備、使用方法。
背景技術(shù)：
國(guó)際上生產(chǎn)PVC-M高抗沖管材的工藝技術(shù)已經(jīng)比較成熟，為國(guó)內(nèi)研制與開發(fā) PVC-M高抗沖管材提供了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T272已經(jīng)在2007年發(fā)布。PVC-M在基本不降低長(zhǎng)期強(qiáng)度的前提下，韌性達(dá)到?jīng)_擊高于UPVC5 10倍，缺口沖擊強(qiáng)度> 30Mpa(20°C )，是UPVC的3倍以上。韌性提高后破壞敏感性降低，管材不容易受傷或受傷程度大大降低，這樣對(duì)長(zhǎng)期強(qiáng)度影響變小，因而設(shè)計(jì)用安全系數(shù)可以采用1.6。在上述韌性下，經(jīng)過(guò)許多國(guó)家驗(yàn)證的系數(shù)，盡管噸成本PVC-M高于UPVC，但由于保險(xiǎn)系數(shù)取值低，壁厚變薄，因而每米價(jià)格不高于UPVC，這樣PVC-M管材既有PE管道的優(yōu)點(diǎn)，又有UPVC安裝、維修方便的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)價(jià)格不高于UPVC管材，比PE管道每米低30%左右。因而它比 UPVC、PE管道更具有廣闊的前景。和PVC-U等傳統(tǒng)的塑料管等不同，PVC-M高抗沖管是近年創(chuàng)新的產(chǎn)品。生產(chǎn)PVC-M 的工藝技術(shù)國(guó)內(nèi)外都還在不斷探索和發(fā)展中，沒(méi)有完全公開，或者保密或者用專利保護(hù)。所以生產(chǎn)企業(yè)需要自己研究開發(fā)或者通過(guò)有價(jià)轉(zhuǎn)讓。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)PVC-M高抗沖管材的企業(yè)因受原材料、設(shè)備、工藝等因素的影響而良莠不齊，成品測(cè)試特別是嚴(yán)格的液壓測(cè)試往往難以突破，成為生產(chǎn)PVC-M高抗沖管材的技術(shù)瓶頸問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于PVC-M高抗沖管材的高效復(fù)合抗沖改性劑樹脂及其使用方法，利用此高效復(fù)合抗沖改性劑樹脂并配合合理的工藝配方設(shè)計(jì)，完成PVC-M 高抗沖管材的擠出成型，從而制得達(dá)到CJ/T272標(biāo)準(zhǔn)的PVC-M高抗沖管材。本發(fā)明所述的一種用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂，該樹脂是以核殼結(jié)構(gòu)的 MBS為主彈性體，其樹脂顆粒微觀呈海島結(jié)構(gòu)，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下原料配制而成 主彈性體MBS 52 74%，輔助抗沖改性劑為氯含量35%的氯化聚乙烯15 25%，丙烯酸酯類加工助劑占10 22%，偶聯(lián)劑與交聯(lián)劑占1 3%，其中偶聯(lián)劑與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為 2 I0其中，所述的主彈性體MBS其組成優(yōu)選如下核部分按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由60 77%丁二烯和33 40%苯乙烯配制而成；殼部分按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由25 40%甲基丙烯酸甲酯、30 45%丙烯酸丁酯和15 45%苯乙烯配制而成，其中，核部分占主彈性體 MBS質(zhì)量的88%，殼部分占主彈性體MBS質(zhì)量的12%。所述的偶聯(lián)劑優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑，可以選用KH-560 (Y-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三
甲氧基硅烷)。
所述的交聯(lián)劑優(yōu)選為DCP (過(guò)氧化二異丙苯)。所述的丙烯酸酯類加工助劑為L(zhǎng)PA_20(生產(chǎn)廠家為用山東瑞豐高分子材料股份有限公司)。所述的主彈性體MBS優(yōu)選按照以下制備方法制備而成(1)核部分即丁苯橡膠的合成在壓力釜內(nèi)加入苯乙烯、去離子水、乳化劑十二烷基硫酸鈉、引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀、還原劑硫酸亞鐵，抽真空，加入丁二烯，升溫到60 75°C，保壓反應(yīng)，當(dāng)壓力降為0. 02MPa，溫度降到30°C時(shí)出料，即為丁苯橡膠乳液；其中去離子水質(zhì)量為苯乙烯與丁二烯總質(zhì)量的兩倍，乳化劑質(zhì)量為苯乙烯與丁二烯總質(zhì)量的1%，引發(fā)劑質(zhì)量為苯乙烯與丁二烯總質(zhì)量的0.5%，還原劑為引發(fā)劑質(zhì)量的1/2;(2)MBS接枝聚合即核接枝殼反應(yīng)取測(cè)量好的定量丁苯橡膠乳液加入四口燒瓶， 加去離子水，再加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，開攪拌升溫到70 80°C，加入引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀和還原劑硫酸亞鐵，反應(yīng)lh，之后加入苯乙烯，反應(yīng)lh，加入抗氧劑1076，用量為丁苯橡膠乳液質(zhì)量的3%，70°C下攪拌20min，出料得MBS乳液，待用，其中引發(fā)劑質(zhì)量為丁苯橡膠、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯總質(zhì)量的1.5%，還原劑質(zhì)量為引發(fā)劑質(zhì)量的 1/2，去離子水為丁苯橡膠乳液質(zhì)量的70%。本發(fā)明所述的用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂的制備方法，包括以下步驟 在不銹鋼高壓釜中加入去離子水、乳化劑十二烷基硫酸鈉、引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀以及丙烯酸酯類加工助劑和MBS乳液，再加入交聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑，排真空后，加入氯化聚乙烯攪拌升溫反應(yīng)，其中去離子水的質(zhì)量為丙烯酸酯類加工助劑的4倍，乳化劑為丙烯酸酯類加工助劑和氯化聚乙烯總質(zhì)量的2%，引發(fā)劑質(zhì)量為丙烯酸酯類加工助劑和氯化聚乙烯總質(zhì)量的 2%，維持反應(yīng)溫度在50士0. 5°C，待釜內(nèi)壓力下降至0. 2MPa時(shí)快速降溫，出料，過(guò)濾、破乳、 真空干燥得改性劑樹脂粉末。本發(fā)明所述的用于PVC-M高抗沖管材的高效復(fù)合抗沖改性劑樹脂的使用方法，每 100重量份聚氯乙烯中改性劑樹脂添加量為5 6重量份。其中，加入到聚氯乙烯中進(jìn)行PVC-M高抗沖管材加工時(shí)，所用擠出機(jī)最好使用 KMD2-60KK錐形雙螺桿PVC管材專用擠出機(jī)。加工溫度較普通PVC-U給水管低10°C，扭矩高 20%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用高抗沖MBS為主彈性體復(fù)配其它改質(zhì)劑對(duì)PVC管材提供優(yōu)異的抗沖改性，該專用抗沖改性劑樹脂具有良好的粉體流動(dòng)性，與PVC有良好的相容性， 并兼具一定的加工性能，可制得符合要求的PVC高抗沖管材制品。作為專用抗沖改性劑樹脂，其設(shè)計(jì)應(yīng)力達(dá)到國(guó)標(biāo)要求16MPa以上，衛(wèi)生性能符合GB/T17219-1998和衛(wèi)生部頒發(fā)的 《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料衛(wèi)生安全評(píng)價(jià)規(guī)范》要求，其設(shè)計(jì)系數(shù)c與設(shè)計(jì)應(yīng)力 MPa達(dá)到中國(guó)G GB/T10002. 1-2006《給水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材》標(biāo)準(zhǔn)要求。
權(quán)利要求
1.一種用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂，其特征在于該樹脂是以核殼結(jié)構(gòu)的MBS 為主彈性體，其樹脂顆粒微觀呈海島結(jié)構(gòu)，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下原料配制而成主彈性體MBS 52 74%，輔助抗沖改性劑為氯含量35%的氯化聚乙烯15 25%，丙烯酸酯類加工助劑占10 22%，偶聯(lián)劑與交聯(lián)劑占1 3%，其中偶聯(lián)劑與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為2 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂，其特征在于主彈性體 MBS其組成為核部分按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由60 77%丁二烯和33 40%苯乙烯配制而成；殼部分按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由25 40%甲基丙烯酸甲酯、30 45%丙烯酸丁酯和15 45 %苯乙烯配制而成，其中，核部分占主彈性體MBS質(zhì)量的88 %，殼部分占主彈性體MBS質(zhì)量的12%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂，其特征在于偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選用KH-560。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂，其特征在于交聯(lián)劑為DCP。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂，其特征在于丙烯酸酯類加工助劑為L(zhǎng)PA-20。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂，其特征在于主彈性體 MBS按照以下制備方法制備而成(1)核部分即丁苯橡膠的合成在壓力釜內(nèi)加入苯乙烯、去離子水、乳化劑十二烷基硫酸鈉、引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀、還原劑硫酸亞鐵，抽真空，加入丁二烯，升溫到60 75°C，保壓反應(yīng)，當(dāng)壓力降為0. 02MPa，溫度降到30°C時(shí)出料，即為丁苯橡膠乳液；其中去離子水質(zhì)量為苯乙烯與丁二烯總質(zhì)量的兩倍，乳化劑質(zhì)量為苯乙烯與丁二烯總質(zhì)量的1%，引發(fā)劑質(zhì)量為苯乙烯與丁二烯總質(zhì)量的0.5%，還原劑為引發(fā)劑質(zhì)量的1/2 ；(2)MBS接枝聚合即核接枝殼反應(yīng)取測(cè)量好的定量丁苯橡膠乳液加入四口燒瓶，加去離子水，再加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，開攪拌升溫到70 80°C，加入引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀和還原劑硫酸亞鐵，反應(yīng)lh，之后加入苯乙烯，反應(yīng)lh，加入抗氧劑1076，用量為丁苯橡膠乳液質(zhì)量的3%，70°C下攪拌20min，出料得MBS乳液，待用，其中引發(fā)劑質(zhì)量為丁苯橡膠、 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯總質(zhì)量的1.5%，還原劑質(zhì)量為引發(fā)劑質(zhì)量的1/2， 去離子水為丁苯橡膠乳液質(zhì)量的70%。
7.—種權(quán)利要求1所述的用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂的制備方法，其特征在于包括以下步驟在不銹鋼高壓釜中加入去離子水、乳化劑十二烷基硫酸鈉、引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀以及丙烯酸酯類加工助劑和MBS乳液，再加入交聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑，排真空后，加入氯化聚乙烯攪拌升溫反應(yīng)，其中去離子水的質(zhì)量為丙烯酸酯類加工助劑的4倍，乳化劑為丙烯酸酯類加工助劑和氯化聚乙烯總質(zhì)量的2%，引發(fā)劑質(zhì)量為丙烯酸酯類加工助劑和氯化聚乙烯總質(zhì)量的2%，維持反應(yīng)溫度在50士0. 5°C，待釜內(nèi)壓力下降至0. 2MPa時(shí)快速降溫，出料，過(guò)濾、破乳、真空干燥得改性劑樹脂粉末。
8.—種權(quán)利要求1所述的用于PVC-M高抗沖管材的高效復(fù)合抗沖改性劑樹脂的使用方法，其特征在于每100重量份聚氯乙烯中改性劑樹脂添加量為5 6重量份。
全文摘要
本發(fā)明屬于化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種用于PVC-M高抗沖管材的改性劑樹脂及其制備、使用方法，其特征在于該樹脂是以核殼結(jié)構(gòu)的MBS為主彈性體，其樹脂顆粒微觀呈海島結(jié)構(gòu)，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下原料配制而成主彈性體MBS 52～74％，輔助抗沖改性劑為氯含量35％的氯化聚乙烯15～25％，丙烯酸酯類加工助劑占10～22％，偶聯(lián)劑與交聯(lián)劑占1～3％。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用高抗沖MBS為主彈性體復(fù)配其它改質(zhì)劑對(duì)PVC管材提供優(yōu)異的抗沖改性，該專用抗沖改性劑樹脂具有良好的粉體流動(dòng)性，與PVC有良好的相容性，并兼具一定的加工性能，可制得符合要求的PVC高抗沖管材制品。
文檔編號(hào)C08L27/06GK102492238SQ201110388748
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者劉春信, 咸春蕾, 朱西堂, 葛峰 申請(qǐng)人:山東瑞豐高分子材料股份有限公司