一種矽改性PVC增韌劑的製作方法
2023-12-09 11:21:06 2
本發明涉及pvc功能助劑技術領域，具體涉及一種矽改性pvc增韌劑。
背景技術：
隨著我國製造業的快速發展，中國已躋身世界塑料大國行列，其塑料製品的產量及塑年樹脂的消費量分別位居於世界第二及第三位。目前，中國年消費塑料4000多萬噸，已經成為全球最大的塑料產品消費市場之一，「塑料生活」將繼續引領中國以及全球工業的迅猛發展，締造出無限的商機。「塑料助劑」——助推塑料工業發展的催化劑，是在工業生產中，為改善生產過程、提高產品質量和產量，或者為賦予產品某種特有應用性能所添加的輔助化學品。用量通常不大，但作用十分明顯，對產品的結構、性能會產生重大影響。隨著國民經濟各領域的不斷優化與升級,可以預見，助劑產業在我國的發展將邁上一個新臺階。目前全球塑料加工助劑主要由全球知名企業供應，基地也位於這些國家，如汽巴精化（ciba）、克萊恩（clariant）、大湖（greatlakes），我國每年需要大量進口這些原料。
pvc純樹脂加工時易分解、流動性差、衝擊強度低、耐候性差，因此需要在加工過程中添加各類輔助材料以改善其性能。如：潤滑劑、熱穩定劑、抗衝改性劑、加工助劑等。在加工助劑開發與應用過程中，按產品成份大致分為如下幾大類：甲基丙烯酸甲酯（mma）/丙烯酸酯共聚物，mma/苯乙烯共聚物，丙烯腈/苯乙烯等，目前使用量最大、效果最好的是mma/丙烯酸酯共聚物。
加工助劑根據不同的相對分子量，也有不同的功能。相對分子量在50-150萬的加工助劑廣泛用於普通製品的加工，如：acr-201、301、401等。相對分子量在150萬以上的加工助劑廣泛用於吹塑成型以及硬質pvc發泡製品，如acr-530。加工助劑（processingaid）的主要作用是：
1）加快pvc的塑化過程。
2）改進熱塑性熔體的流變性能。
3）改善熱彈性狀態下熔體力學性能。
4）提高製品的外觀質量等綜合功能。
儘管加工助劑的添加量少，但對改善pvc加工性能卻是十分重要的。目前市場上的pvc改性劑仍以國外產品為主，尤其是在各種硬質pvc擠出，注塑加工材料中，acr仍佔絕對市場主導地位，為降低成本，提高增韌效果和環保性能，有必要研發一種矽改性pvc增韌劑。
技術實現要素：
本發明為了解決上述問題，提出了一種矽改性pvc增韌劑。
一種矽改性pvc增韌劑，包含以下主要成分：高分子量有機矽、納米級碳酸鈣、鋁鈣水滑石、氧化聚乙烯蠟和聚丙烯酸酯樹脂。
一種矽改性pvc增韌劑，包含以下重量百分比的主要成分：
高分子量有機矽20-40%
納米級碳酸鈣20-25%
鋁鈣水滑石0.5-2%
氧化聚乙烯蠟15-20%
聚丙烯酸酯樹脂餘量。
其中高分子量有機矽具有耐溫特性、良好耐候性、低表面張力和低表面能防水、防潮、化學穩定性好的特點；而納米級碳酸鈣主要作用是液體有機矽的分散載體；氧化聚乙烯蠟是潤滑劑，脫模劑，pvc塑化促進劑，無機材料的分散劑；聚丙烯酸酯樹脂具有塑化促進，粘度調節，改善高溫熔體的金屬剝離的作用，可以促進pvc熔體混煉效果，提高耐候性；加入鋁、鈣水滑石不但可以增加pvc材料的耐衝擊能力，而且還具有一定的紅外吸收和離子吸附性能，對製成的pvc管材的環保性能有一定的提高。
優選的，所述的納米級碳酸鈣的粒徑為80-150nm。
優選的，所述的鋁鈣水滑石的粒徑為10-50μm。
優選的，所述的矽改性pvc增韌劑的製備過程中，先將高分子量有機矽、納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石共混後，採用共同研磨的方式促進高分子量有機矽在納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石上的負載。
本發明的矽改性pvc增韌劑以矽為中心，長鏈酯為基礎骨架進行聚合的高分子量的聚合物，接枝極性官能團以改善與極性塑料的相容性。可以明顯促進pvc等塑料的凝膠化，同時含有矽及本身結構特性，在低溫下即可提供良好的流動性和金屬剝離性，同時保證良好的熔體強度，提高材料的韌性。在實際使用中可替代acr類加工助劑，提高生產效率。
本發明的有益之處：
1、在加量少的情況下能快速促進pvc凝膠化，在較低溫度下更快地熔融提高物料的流動性，達到前期加快塑化pvc的功能，改善pvc加工性能，這是該產品的獨到之處，而一般的acr加工助劑是無法比的；
2、能在塑化後期加強pvc熔體強度，延展性和彈性度，防止熔體破裂；
3、合理調整配方，能滿足高速擠出和注塑加工工藝的要求，提高產量；
4、可改善擠出和注塑pvc製品的表面細膩度、光澤和力學性能。
具體實施方式：
實施例1
一種矽改性pvc增韌劑，包含以下重量百分比的主要成分：
高分子量有機矽28%
納米級碳酸鈣22%
鋁鈣水滑石1.5%
氧化聚乙烯蠟18%
聚丙烯酸酯樹脂餘量。
所述的納米級碳酸鈣的粒徑為80-150nm。
所述的鋁鈣水滑石的粒徑為10-50μm。
所述的矽改性pvc增韌劑的製備過程中，先將高分子量有機矽、納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石共混後，採用共同研磨的方式促進高分子量有機矽在納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石上的負載。
實施例2
一種矽改性pvc增韌劑，包含以下重量百分比的主要成分：
高分子量有機矽40%
納米級碳酸鈣20%
鋁鈣水滑石2%
氧化聚乙烯蠟15%
聚丙烯酸酯樹脂餘量。
所述的納米級碳酸鈣的粒徑為80-150nm。
所述的鋁鈣水滑石的粒徑為10-50μm。
所述的矽改性pvc增韌劑的製備過程中，先將高分子量有機矽、納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石共混後，採用共同研磨的方式促進高分子量有機矽在納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石上的負載。
實施例3
一種矽改性pvc增韌劑，包含以下重量百分比的主要成分：
高分子量有機矽20%
納米級碳酸鈣25%
鋁鈣水滑石0.5%
氧化聚乙烯蠟20%
聚丙烯酸酯樹脂餘量。
所述的納米級碳酸鈣的粒徑為80-150nm。
所述的鋁鈣水滑石的粒徑為10-50μm。
所述的矽改性pvc增韌劑的製備過程中，先將高分子量有機矽、納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石共混後，採用共同研磨的方式促進高分子量有機矽在納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石上的負載。
實施例4
一種矽改性pvc增韌劑，包含以下重量百分比的主要成分：
高分子量有機矽38%
納米級碳酸鈣24%
鋁鈣水滑石0.8%
氧化聚乙烯蠟18%
聚丙烯酸酯樹脂餘量。
所述的納米級碳酸鈣的粒徑為80-150nm。
所述的鋁鈣水滑石的粒徑為10-50μm。
所述的矽改性pvc增韌劑的製備過程中，先將高分子量有機矽、納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石共混後，採用共同研磨的方式促進高分子量有機矽在納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石上的負載。
實施例5
一種矽改性pvc增韌劑，包含以下重量百分比的主要成分：
高分子量有機矽22%
納米級碳酸鈣22%
鋁鈣水滑石1.8%
氧化聚乙烯蠟15%
聚丙烯酸酯樹脂餘量。
所述的納米級碳酸鈣的粒徑為80-150nm。
所述的鋁鈣水滑石的粒徑為10-50μm。
所述的矽改性pvc增韌劑的製備過程中，先將高分子量有機矽、納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石共混後，採用共同研磨的方式促進高分子量有機矽在納米級碳酸鈣和鋁鈣水滑石上的負載。
以下用實施例1樣品的應用實例，對本發明的矽改性pvc增韌劑做進一步的分析。
應用例1
將本發明實施例1樣品應用於pvc管材，去除acr，並進行檢測得到如下結果：
產品缺口衝擊強度達30-40kj/m2，與現有pvc相比，缺口衝擊強度提高了1倍多以上，彈性模量3200-3500mpa，比現有增韌pvc提高20%以上；拉伸強度50-60mpa，比純pvc提高20%以上。
應用例2
將本發明實施例1樣品應用於pvc管材，acr的使用量為原使用量的50%，添加本發明實施例1樣品0.3-0.5%，仍能達到或超過原產品性能。
矽改性pvc增韌劑，是以高聚合度親pvc聚合型產品。具有快速促進pvc塑化，能大幅提高產品的物理性能，同時又能有效降低熔體粘度，減小擠塑加工中端末效應的綜合功效。其與傳統acr加工助劑復配具有極佳的協同效應，是一種高效、節能環保的新型pvc加工助劑。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。