用廢舊輪胎橡膠粉和廢舊聚苯乙烯泡沫塑料改性生產cpvc和pvc產品的製作方法

2023-07-20 10:33:06 2

專利名稱：用廢舊輪胎橡膠粉和廢舊聚苯乙烯泡沫塑料改性生產cpvc和pvc產品的製作方法
技術領域：
本方案屬於發明專利，涉及高分子材料，具體的說是一種氯化聚氯乙烯(CPVC)和聚氯乙烯的改性方法。
背景技術：
氯化聚氯乙烯或過氯乙烯樹脂(CPVC)和聚氯乙烯樹脂(PVC)具有優良的耐熱性能、力學性能和耐腐蝕性能，但工業上供應的CPVC和PVC為蓬鬆的粉狀或粒狀。在應用時可添加穩定劑、增塑劑、改性劑等加工助劑，經過擠出機擠出管材、板材，或經注塑機注塑成機械零件，也可加有機溶劑、顏填料等製成防腐塗料，尤其是CPVC含氯量高，加工時極易分解出氯化氫氣體，但氯化氫氣體對CPVC(或PVC)的分解起催化作用，因此加工中常採用加助劑，使塑化溫度儘可能低一些。方建強等[1](塑料助劑，2004. 4. 25-29)研究了鉛、錫、鋇、鉻鹽及金屬皂穩定劑等複合穩定劑對CPVC加工熱穩定性的影響，還討論了烷基酚、低分子環氧樹脂、亞甲基或亞乙基雙硬脂醯胺、季戊四醇為新型複合環保無毒穩定劑對CPVC熱變形溫度的影響。張新華等[2](聚氯乙烯，2002. 2. 23-25)研究了 ABS對CPVC進行改性，提高了其抗衝擊強度。章揚等[3](江蘇工業學院學報，2005，7 (4) :10-14)研究了 CPVC熱穩定劑，提出採用三鹽基和二鹽基鉛與硬脂醯胺等複合熱穩定劑取得較好的效果。馬玫等W](合成材料老化與應用，2007,36 ))對CPVC/PVC共混工藝及產物性能進行了研究。J.T.Neill等[5] (Journal ofThermal andysis and Calorimetry, V59 :2000,33-58)禾口 L. K. Kuznelsova等 [6](Stucturad Characteristics of from mixtures ofKhimicheskil Volokne,Original article submitted, 10，1979No3 :34-38 (1979))用醋酸纖維素改性CPVC，發現可大幅提產物的耐熱溫度。I. Yu. Babkin等研究了用丙烯晴在放射性鈷Co60輻照下對CPVC進行接枝改性，發現在保持AN氣相充滿CPVC用Co60輻照可使CPVC接枝率達30%。馬文光等[8] 研究了雙環氧樹脂、亞甲基或亞乙基雙硬脂醯胺、烷基酚、季戊四醇等新型無毒熱穩定劑在提高熱穩定性的同時，可通過化學反應交聯提高產物的熱變形溫度。專利US4710533加入聚(a-甲基苯乙烯)提高產物加工時的流動性，專利US4868247加入分子量為800 10000 的聚苯乙烯2 5%，就可使加工體系熔體粘度降低10 40%，專利US4847341採用加入聚甲基丙烯酸甲酯。日本專利JP02113052提出加入甲基丙烯酸甲酯-丙烯嵌段共聚物即可提高CPVC的加工性能，又可使其熱變性溫度基本不變；歐洲專利EP30716加入丙烯晴甲基苯乙烯-苯乙烯三元共聚物對CPVC改性，可大幅提高產物的拉伸強度和斷裂伸長率；日本專利JP63235355和JP0386748分別加入了高耐熱形變的N-取代聚馬來醯亞胺及聚戊二醯亞胺與CPVC共混，從而可大幅提高產物的耐熱性能和力學性能。蔡銘，[9]綜述了埋地式高壓電力電纜用CPVC套管的加工及應用現狀(塑料製造2007. 12)。認為使CPVC在塑化時保持熱穩定是加工的關鍵，CPVC的熱穩定劑不能沿用PVC的傳統三鹽，二鹽基熱穩定劑， 而應加入有潤滑作用的複合鉛系列穩定劑。此前艾書倫已就廢舊輪胎橡膠粉在CPVC層壓板的生產中應用申報了專利，專利申請號為10100289619. 1，該申請者與本專利的其他作者聯合申請本專利。同時用「白色汙染物」——聚苯乙烯泡沫塑料和黑色汙染物——廢舊橡膠粉作為大量廉價的主要改性劑製備CPVC和PVC塑料板或管型材，尙未見到報導。

發明內容
本專利採用大量廉價的「白色汙染物」一廢舊聚苯乙烯泡沫塑料(PQ和黑色汙染物一廢舊橡膠粉PVC和CPVC的作為主要改性劑，配合適量的油酸鋅，油酸鋇具有良好潤滑性能的熱穩定劑，經預熱混煉、層壓等工序製成性能優異的PVC或CPVC材料。製造 CPVC或PVC材料工藝為先將CPVC或PVC及廢舊膠粉PS碎粒按比例混合，乾燥預熱到70 至120°C最好是105°C左右，然後加入熱穩定劑等加工助劑，經混合、混煉(還可包括密煉) 或高速捏合機捏合均勻後經層壓即可製成CPVC層壓板商品或經擠塑機或注塑機製備其他商品。廢舊聚苯乙烯泡沫(PQ分子量較高，一般在20萬左右，熱變型溫度約100°C，與純CPVC的熱變形溫度105 115°C相當，比PVC的熱變形溫度70 80°C更高，而且對常見的酸，鹼，鹽等穩定性能和熱穩定性都很好。加PS的優點是其熔融粘度比PVC和CPVC都低得多；加入後可大大改善PVC和CPVC的加工粘度，從而降低加工時的溫度，避免高溫下時 PVC和CPVC分解。當然因PS不耐大多數有機溶劑，其用途或摻入量受到一定限制，摻入量以小於30%為好。廢舊PS在使用時一般先進行分檢，乾淨的可直接破碎後作原料使用，也可經擠出造粒後使用；有汙染的應先洗滌晾乾後再同上處理後備用。同時由於加入的油酸鋅、油酸鋇含有較多的雙鍵，可吸收CPVC或PVC加工時分解放出的HCl發生加成反應生成氯化硬脂酸鋅、氯化硬酯酸鋇，可抑制CPVC或PVC的分解，生成氯化硬脂酸鋅、氯化硬酯酸鋇仍然有熱穩定作用，由於PS得耐熱溫度比CPVC低1%，每加入10%會使耐熱變形溫度下降約1%，因此，如果加的太多，製品的耐熱保型性將變差。摻入量以小於30%為好，對耐溫要求較高的產品其用量最好不高於10%。「黑色汙染物」——廢舊輪胎膠粉有較好的彈性，其高度交聯的顆粒相當於一個柔性大分子，正好可以改性CPVC和PVC的脆性，廢舊輪胎橡膠粉加入的另一好處是，其中所含的大量殘餘未硫化的雙鍵可與PVC和CPVC加工和使用過程中放出的氯化氫發生加成反應， 從而消除氯化氫對PVC和CPVC的分解催化作用。與HCl加成反應後的橡膠粉硬度上升，可提高整個製品的硬度。但不可加的太多，以30%以內為宜，否則加工性能下降。製造CPVC或PVC層壓板時，先將CPVC (或PVC)、廢舊橡膠粉、PS碎粒按比例混合， 乾燥預熱到70至120°C，最好是95°C左右，然後加入抗氧劑、熱穩定劑等加工助劑，經混合混煉密煉，或高速捏合機捏合均勻後經層壓或經擠塑機擠出成型或經注塑機注塑成型即可製成CPVC(或PVC)商品。對於耐熱性要求較高的材料，廢舊橡膠粉可適量少加，最好在10 %以內，對於耐熱性要求不太高的材料，廢橡膠粉可適量多加，可加到20份甚至三十份。
具體實施例方式舉例配方如下原料名稱用量(份)
CPVC (或 PVC)100PS1 30廢舊橡膠粉1 30三鹽基硫酸鉛0.1 2二鹽基硫酸鉛0.1 2油酸鋇0.5 2油酸鋅0.5 2顏料適量填料適量亞甲基硬脂醯亞胺0 5聚馬來醯胺0 5ABS樹月旨0 20本專利技術可適於層壓板工藝生產層壓板，也適於螺杆擠出工藝制擠出管板材， 還可適於注塑機鑄造各種零部件。
權利要求
1.本發明涉及廢舊聚苯乙烯泡沫塑料在過氯乙烯或氯化聚氯乙烯即CPVC或聚氯乙烯即PVC層壓板或其它型材與器具生產中的應用。本專利同時採用大量廉價的「黑色汙染物」 一一廢舊輪胎橡膠粉和「白色汙染物」一廢舊聚苯乙烯泡沫塑料(PQ作為主要改性齊IJ，配合適量的油酸鋅，油酸鋇潤滑熱穩定劑及常規的加工助劑，經預熱混煉、層壓或擠出或注塑等製造工藝製成價格低廉、性能優異的CPVC或PVC材料。
2.權利要求書1中所述的廢舊輪胎橡膠粉的粒徑大小範圍為IOmm 500μ m，最好為 0. 5 50 μ m，摻入量小於30%為好，最好不高於10%。
3.權利要求1中所說的廢舊聚苯乙烯泡沫塑料，也就是人們通常所說的「白色汙染物」 廢舊PS在使用時一般先進行分檢，乾淨的可直接破碎後作原料使用，也可經塑料擠出機擠出造粒後使用；有汙染的應先洗滌晾乾後再同上處理後備用。摻入量以小於30%為好，最好不高於10%。
4.權利要求1中所說的製造CPVC或PVC材料工藝為先將CPVC或PVC及廢舊膠粉PS 碎粒按比例混合，乾燥預熱到70至120°C最好是105°c左右，然後加入熱穩定劑等加工助齊 ，經混合、混煉(還可包括密煉)或高速捏合機捏合均勻後經層壓即可製成CPVC層壓板商品或經擠塑機或注塑機製備其他商品。
全文摘要
本發明涉及廢舊輪胎膠粉和廢舊聚苯乙烯泡沫塑料在聚氯乙烯(PVC)或過氯乙烯或氯化聚氯乙烯(CPVC)層壓板或其它型材與器具生產中的應用。同時採用大量廉價的「黑色汙染物」——廢舊輪胎橡膠粉和「白色汙染物」——廢舊聚苯乙烯泡沫塑料(PS)作為主要改性劑，既可改善加工性能，又提高抗衝強度，同時還可吸收解放出的氯化氫。再配合適量的可吸收氯化氫的油酸鋅，油酸鋇熱穩定潤滑劑常規的加工助劑，經預熱混煉、層壓等製造工藝製成價格低廉、性能優異的CPVC和PVC材料。也可以採用塑料擠出機、塑料注射成型機製成棒材、板材、管材等型材或塑料器具。
文檔編號C08K5/098GK102453294SQ20101053152
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者何培新, 屈鈞娥, 管蓉, 艾書倫, 艾照全, 鄧銳, 黃金彪 申請人:湖北大學, 黃石華億塑膠有限公司