專利名稱：應(yīng)用于聚氯乙烯管材、管件的加工改性劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于聚氯こ烯管材、管件的加工改性劑和使用該加工助劑的聚氯こ烯樹脂組合物，該聚氯こ烯樹脂用于生產(chǎn)管材、管件，更具體涉及用于擠出、注塑的加工改性齊U。該加工改性劑在擠出注塑聚氯こ烯樹脂期間提供促進(jìn)塑化作用而不損害聚氯こ烯樹脂固有的性能，并且可大大提高通過常規(guī)加工助劑很 難做到的硬度増加，同時(shí)還改進(jìn)了聚氯こ烯管材管件的耐熱穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
聚氯こ烯樹脂以其優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕性、難燃性，在建筑、包裝、エ農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通、通訊和人民生活用品等方面獲得了廣泛的使用。特別在建筑工程中用到的型材、管材、管件居多。聚氯こ烯管材、管件由于受到原料組分、聚合エ藝等諸多局限，在耐熱穩(wěn)定性、耐沖擊強(qiáng)度、加工流動性、低溫韌性、硬度等加工性能和力學(xué)性能方面普遍存在不能滿足用戶需求的問題。特別在聚氯こ烯管材、管件的硬度較差，耐熱穩(wěn)定性較差成為難以解決的問題。在聚氯こ烯管材、管件加工過程中，添加PVC加工助劑ACR，ACR能夠促進(jìn)PVC凝膠化，使熔體的流動性得到改善，從而提高熔體的熱強(qiáng)度及延伸性，改善制品的內(nèi)部和表面質(zhì)量；同時(shí)縮短了熔融時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。但是不能從根本解決聚氯こ烯管材、管件發(fā)軟、耐熱穩(wěn)定性差的問題。一種能夠顯著提高聚氯こ烯管材、管件產(chǎn)品硬度、耐熱穩(wěn)定性好的聚氯こ烯加工改性劑及其制備方法，是人們所期待的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供ー種能夠顯著提高聚氯こ烯加工改性劑的硬度及耐熱穩(wěn)定性，從而使改性后的聚氯こ烯管件、管材產(chǎn)品具有高的硬質(zhì)和耐熱性能。本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到
本發(fā)明的用于聚氯こ烯管材、管件的加工改性劑，其特征在干
乳液聚合采用的乳化劑為十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉，比傳統(tǒng)的烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽、聚氧こ烯烷基醚、聚氧こ烯烷基脂肪酸酷具有吸附能力強(qiáng)，分散カ大，連接力強(qiáng)等特點(diǎn)。采用兩段乳液聚合エ藝方法，其中第二段采用預(yù)乳化滴加的方式，采用兩段乳液聚合エ藝保證了超高分子量、硬度、耐熱穩(wěn)定性的加工改性劑。其聚合單體組合物為由70-85重量份的苯こ烯單體，10-20重量份的丙烯腈單體以及0-10重量份的甲基丙烯酸正丁酯組成的總重量份為100的聚合單體組合物。其聚合方法如下將設(shè)置有攪拌器和回流冷凝器的反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q。接著將100重量份去離子水和4-5重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉加入，攪拌均勻，將35-43重量份的苯こ烯單體、5-7重量份的丙烯腈單體、0-5重量份的甲基丙烯酸正丁酯單體組合物投入其中，然后將反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q，接著將反應(yīng)器在攪拌下加熱至55°C，加入0. 04-0. 05重量份的過硫酸鉀，使之進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度小于73°C，降溫至60°C以下；
將預(yù)先乳化好的單體組合物，單體組合物包括35-43重量份的苯こ烯單體、5-7重量份的丙烯腈單體、0-5重量份的甲基丙烯酸正丁酷、2-3重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉0. 02-0. 03重量份的過硫酸鉀、50重量份的去離子水高速攪拌乳化0. 5-1小時(shí)，形成穩(wěn)定乳液。在90 — 100分鐘內(nèi)采用滴加的方式進(jìn)行第二段反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在75°C以下，滴加完畢后70°C恒溫I小時(shí)，后升溫至85°C熟化30分鐘，用降溫水降溫至40°C以下得到的聚合物乳液，再經(jīng)干燥即得到用于聚氯こ烯管材、管件的加工改性劑。以氯仿為溶劑，在25±0. rc溫度下測量，該加工改性劑的特性粘度為6. 0-7. O。用于本發(fā)明的乳化劑為十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉，比傳統(tǒng)的烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽、聚氧こ烯烷基醚、聚氧こ烯烷基脂肪酸酷具有吸附能力強(qiáng)，分散カ大，連接力強(qiáng)等特·點(diǎn)。用量為共聚単體用量的5-8%。用于本發(fā)明的氧化劑包括銨、鈉或鉀的過硫酸鹽和叔丁基過氧化氫。最優(yōu)選的氧化劑為過硫酸鉀。用量為共聚單體重量的0. 05-0. 1%。本發(fā)明的技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，技術(shù)方案實(shí)施后，將產(chǎn)生如下積極效果
(I)、提供了一種能夠顯著提高聚氯こ烯管材、管件加工改性劑產(chǎn)品的硬度和耐熱穩(wěn)定性，使改性后的聚氯こ烯管材、管件具有高的硬度和耐熱穩(wěn)定性。(2)、采用新型的乳化劑十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉，使加工改性劑粒徑大小分布窄而均勻、穩(wěn)定性高，解決了產(chǎn)品的硬度和耐熱性的問題。(3)、采用兩段乳液聚合エ藝的方法，其中第二段采用乳化滴加的方式，合適的單體配比及與之匹配的助劑制備了超高分子量，并且分子量分布較窄的聚合物。(4)、用于聚氯こ烯其它材料中，由于該聚合物的玻璃化溫度高于聚氯こ烯的玻璃化溫度，可作為聚氯こ烯的耐熱改性使用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
將設(shè)置有攪拌器和回流冷凝器的反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q。接著將100重量份去離子水和4重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉加入，攪拌均勻?qū)?1重量份的苯こ烯單體，7重量份的丙烯腈單體，2重量份的甲基丙烯酸正丁酯單體組合物投入其中。然后將反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q，接著將反應(yīng)器在攪拌下加熱至55°C，加入0. 04重量份的過硫酸鉀，使之進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度小于73°C，降溫至60°C以下。將預(yù)先乳化好的第二單體組合物單體組合物包括41重量份的苯こ烯單體、7重量份的丙烯腈單體、2重量份的甲基丙烯酸正丁酷、4重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉、0. 04重量份的過硫酸鉀、50重量份的去離子水高速攪拌乳化0. 5-1小時(shí)，形成穩(wěn)定乳液。在90-100分鐘內(nèi)采用滴加的方式進(jìn)行第二段反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在75°C以下，滴加完畢后70°C恒溫I小時(shí)，后升溫至85°C熟化30分鐘，用降溫水降溫至40°C以下得到的聚合物乳液，再經(jīng)干燥即得到用于聚氯こ烯管材、管件的加工改性劑。以氯仿為溶劑，在25±0. 1°C溫度下測量，該加工改性劑的特性粘度為6. 7。實(shí)施例2
將設(shè)置有攪拌器和回流冷凝器的反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q。接著將100重量份去離子水和4重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉加入，攪拌均勻?qū)?0重量份的苯こ烯單體，7重量份的丙烯腈單體，3重量份的甲基丙烯酸正丁酯單體組合物投入其中。然后將反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q，接著將反應(yīng)器在攪拌下加熱至55°C，加入0. 04重量份的過硫酸鉀，使之進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度小于73°C，降溫至60°C以下。將預(yù)先乳化好的第二單體組合物單體組合物包括40重量份的苯こ烯單體、7重量份的丙烯腈單體、3重量份的甲基丙烯酸正丁酷、4重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉、0. 04重量份的過硫酸鉀、50重量份的去離子水高速攪拌乳化0. 5-1小時(shí)，形成穩(wěn)定乳液。在90-100分鐘內(nèi)采用滴加的方式進(jìn)行第二段反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在75°C以下，滴加完畢后·70°C恒溫I小時(shí)，后升溫至85°C熟化30分鐘，用降溫水降溫至40°C以下得到的聚合物乳液，再經(jīng)干燥即得到用于聚氯こ烯管材、管件的加工改性劑。以氯仿為溶劑，在25±0. 1°C溫度下測量，該加工改性劑的特性粘度為6. 8。實(shí)施例3
將設(shè)置有攪拌器和回流冷凝器的反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q。接著將100重量份去離子水和4重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉加入，攪拌均勻?qū)?8重量份的苯こ烯單體，7重量份的丙烯腈單體，5重量份的甲基丙烯酸正丁酯單體組合物投入其中。然后將反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q，接著將反應(yīng)器在攪拌下加熱至55°C，加入0. 04重量份的過硫酸鉀，使之進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度小于73°C，降溫至60°C以下。將預(yù)先乳化好的第二單體組合物單體組合物包括38重量份的苯こ烯單體、7重量份的丙烯腈單體、5重量份的甲基丙烯酸正丁酷、4重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉、0. 04重量份的過硫酸鉀、50重量份的去離子水高速攪拌乳化0. 5-1小時(shí)，形成穩(wěn)定乳液。在90-100分鐘內(nèi)采用滴加的方式進(jìn)行第二段反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在75°C以下，滴加完畢后70°C恒溫I小時(shí)，后升溫至85°C熟化30分鐘，用降溫水降溫至40°C以下得到的聚合物乳液，再經(jīng)干燥即得到用于聚氯こ烯管材、管件的加工改性劑。以氯仿為溶劑，在25±0. 1°C溫度下測量，該加工改性劑的特性粘度為6. 9。實(shí)施例4
將設(shè)置有攪拌器和回流冷凝器的反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q。接著將100重量份去離子水和4重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉加入，攪拌均勻?qū)?5重量份的苯こ烯單體，10重量份的丙烯腈單體，5重量份的甲基丙烯酸正丁酯單體組合物投入其中。然后將反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q，接著將反應(yīng)器在攪拌下加熱至55°C，加入0. 04重量份的過硫酸鉀，使之進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度小于73°C，降溫至60°C以下。將預(yù)先乳化好的第二單體組合物單體組合物包括35重量份的苯こ烯單體、10重量份的丙烯腈單體、5重量份的甲基丙烯酸正丁酷、4重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉、
0.04重量份的過硫酸鉀、50重量份的去離子水高速攪拌乳化0. 5-1小時(shí)，形成穩(wěn)定乳液。在90-100分鐘內(nèi)采用滴加的方式進(jìn)行第二段反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在75°C以下，滴加完畢后70°C恒溫I小時(shí)，后升溫至85°C熟化30分鐘，用降溫水降溫至40°C以下得到的聚合物乳液，再經(jīng)干燥即得到用于聚氯こ烯管材、管件的加工改性劑。以氯仿為溶劑，在25±0. 1°C溫度下測量，該加工改性劑的特性粘度為6. 4。實(shí)施例5
將設(shè)置有攪拌器和回流冷凝器的反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q。接著將100重量份去離子水和4重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉加入，攪拌均勻?qū)?3重量份的苯こ烯單體，5重量份的丙烯腈單體，2重量份的甲基丙烯酸正丁酯單體組合物投入其中。然后將反應(yīng)器中的空氣用氮?dú)庵脫Q，接著將反應(yīng)器在攪拌下加熱至55°C，加入0. 04重量份的過硫酸鉀，使之進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度小于73°C，降溫至60°C以下。將預(yù)先乳化好的第二單體組合物單體組合物包括43重量份的苯こ烯單體、5重量份的丙烯腈單體、2重量份的甲基丙烯酸正丁酷、4重量份的十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉、0. 04重量份的過硫酸鉀、50重量份的去離子水高速攪拌乳化0. 5-1小時(shí)，形成穩(wěn)定乳液。在90-100分鐘內(nèi)采用滴加的方式進(jìn)行第二段反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在75°C以下，滴加完畢后70°C恒溫I小時(shí)，后升溫至85°C熟化30分鐘，用降溫水降溫至40°C以下得到的聚合物乳液，再經(jīng)干燥即得到用于聚氯こ烯管材、管件的加工改性劑。以氯仿為溶劑，在25±0. 1°C溫度下測量，該加工改性劑的特性粘度為6. 2。比較例I
在聚氯こ烯樹脂組合物中不加入加工改性劑進(jìn)行擠出注塑評估。比較例2
按與實(shí)施例I相同的方式制備加工改性劑，但不使用實(shí)施例I中的甲基丙烯酸正丁酷，獲得的加工改性劑的特性粘度為6. O。產(chǎn)品性能
將上述實(shí)施例1-5和比較例1-2所得的成品按照下列2中配方分別在高速混料機(jī)中混至110°C出料冷卻，后在擠出溫度170 V的條件下做擠出注塑成型試驗(yàn)，分別對PVC管材和PVC管件進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表I。PVC管材配方
權(quán)利要求
1.一種用于聚氯乙烯管材、管件的加工改性劑，其特征在于 采用兩段乳液聚合工藝方法，乳液聚合采用十二烷基二苯醚二磺酸鈉；第一段單體組合物占總單體的50wt%，第二段單體組合物占總單體的50wt% ;第二段單體組合物采用預(yù)乳化滴加的方法聚合溫度控制在55-75°C，制備共聚乳液，乳液再經(jīng)噴霧干燥后，制得固體粉末產(chǎn)品；其中第一段、第二段單體組合物總重量為100%計(jì)，苯乙烯為70-85%，丙烯腈為10-20%,甲基丙烯酸正丁酯為0-10%。
2.按照權(quán)利要求I的用于聚氯乙烯管材、管件的加工改性劑，其特征在于十二烷基二苯醚二磺酸鈉用量為共聚單體重量的5-8%。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于聚氯乙烯管材、管件的加工改性劑和使用該加工助劑的聚氯乙烯樹脂組合物。用于聚氯乙烯管材、管件的加工改性劑采用兩段乳液聚合工藝方法，乳液聚合采用十二烷基二苯醚二磺酸鈉；第一段單體組合物占總單體的50wt%，第二段單體組合物占總單體的50wt%；第二段單體組合物采用預(yù)乳化滴加的方法聚合溫度控制在55-75℃，制備共聚乳液，乳液再經(jīng)噴霧干燥后，制得固體粉末產(chǎn)品；其中第一段、第二段單體組合物總重量為100%計(jì)，苯乙烯為70-85%，丙烯腈為10-20%，甲基丙烯酸正丁酯為0-10%。本發(fā)明的有益效果是能夠顯著提高聚氯乙烯管材、管件加工改性劑產(chǎn)品的硬度和耐熱穩(wěn)定性。
文檔編號C08L25/12GK102786622SQ201210271929
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者田岳南 申請人:田岳南