一种PVC抗冲改性剂的制备方法与流程

一种pvc抗冲改性剂的制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种pvc抗冲改性剂的制备方法，具体是属于高分子材料技术领域。


背景技术：

2.pvc（聚氯乙烯）是当今深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料，用途较为广泛，使用量在各种合成材料中高居第二；但是，pvc的加工性能和制品性能较差，不能达到使用要求，必须在加工过程中加入各种助剂以提高加工性能。
3.氯化聚乙烯（cpe）是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一种高分子氯化物，具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性，并且价格低，被广泛应用于pvc的抗冲改性剂；但是因为pvc的抗冲击性能较差，需要加入氯化聚乙烯的量较大，而加入较多量的氯化聚乙烯又会较大的程度的破坏pvc制品的强度性能；同时由于氯化聚乙烯中含有氯原子，而氯化聚乙烯受热易分解，当用量较大时极易分解产生氯化氢，而氯化氢又会大大的加快pvc的分解，使得制品的耐候性能大幅度下降。
4.因此，现有技术采用氯化聚乙烯制备pvc抗冲改性剂存在以下问题：1.氯化聚乙烯的加入量少，pvc制品的抗冲击性能差；2.氯化聚乙烯的加入量较大，会影响pvc制品的强度性能和耐候性能。


技术实现要素：

5.为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供一种pvc抗冲改性剂的制备方法，在提高pvc制品的抗冲击性能的同时，保证pvc制品的强度性能和耐候性能。
6.为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：1.改性氯化聚乙烯（1）初步改性将氯化聚乙烯粉末进行磁处理，先置于强度为480-510mt的磁场中处理5-8min，再置于强度为380-420mt的磁场中处理8-12min，控制磁场强度下降的速率为15-25mt/min，制得初步改性氯化聚乙烯；所述氯化聚乙烯粉末的粉料密度为0.942-0.951g/cm3，平均粒径为180-220μm，氯含量为30-32%。
7.（2）再次改性将制得的初步改性氯化聚乙烯与桐油、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、稳定剂、柠檬酸三乙酯、去离子水混合，混合温度为78-82℃，混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为57-63khz，超声震荡的时间为18-22min，制得改性氯化聚乙烯；所述初步改性氯化聚乙烯、桐油、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、稳定剂、柠檬酸三乙酯与去离子水的质量比为19-21:4.8-5.2：0.9-1.1:0.7-0.9:1-1.2：78-85；
40.4kj/m2；4.采用本发明的制备方法制得的pvc抗冲改性剂，在加工成为pvc材料之后，在20%氯化钠溶液中浸泡168h，拉伸强度为50.3-53.2mpa，断裂伸长率为396-407%，抗冲击性能为39.5-42.2kj/m2。
具体实施方式
10.为了对本发明的技术特征、目的和效果更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
11.实施例1 一种pvc抗冲改性剂的制备方法1.改性氯化聚乙烯（1）初步改性将氯化聚乙烯粉末进行磁处理，先置于强度为500mt的磁场中处理6min，再置于强度为400mt的磁场中处理10min，控制磁场强度下降的速率为20mt/min，制得初步改性氯化聚乙烯；所述氯化聚乙烯粉末的粉料密度为0.947g/cm3，平均粒径为200μm，氯含量为31%。
12.（2）再次改性将制得的初步改性氯化聚乙烯与桐油、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、稳定剂、柠檬酸三乙酯、去离子水混合，混合温度为80℃，混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为60khz，超声震荡的时间为20min，制得改性氯化聚乙烯；所述初步改性氯化聚乙烯、桐油、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、稳定剂、柠檬酸三乙酯与去离子水的质量比为20:5：1:0.8:1.1：80；所述稳定剂的制备方法为，将改性沸石粉、硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇、油酸和亚磷酸酯混合，控制搅拌转速为600rpm，搅拌时间为10min，然后以5℃/min的速率升温至140℃，保温60min，自然降至室温后制得稳定剂；所述亚磷酸酯，密度为0.987g/cm3，磷含量为2.7%；所述改性沸石粉、硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇、油酸和亚磷酸酯的质量比为10:6:6:6.3：1：3；所述改性沸石粉的制备方法为，将沸石粉置于马弗炉中煅烧，马弗炉的温度为550℃，煅烧时间为1h，煅烧完成后以10℃/min的速率降至室温，加入去离子水配制成质量浓度为25%的沸石粉浆料，加入质量浓度为40%的氢氧化钠溶液，控制搅拌速度为1000rpm，搅拌时间为20min，搅拌后进行过滤、洗涤，将洗涤后的沸石粉于120℃下干燥4h，然后置于2℃下静置40min，最后以2℃/min的速率升至室温，制得改性沸石粉；所述沸石粉的粒径为45μm；所述沸石粉浆料与氢氧化钠溶液的质量比为1：6。
13.2.制备抗冲改性剂（1）制备中间体将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠和去离子水混合搅拌，通入氮气，控制压力为0.03mpa，搅拌速度为200rpm，然后以4℃/min的速率升温至60℃，加入引发剂进行反应1.3h，反应6h，最后在85℃下保温1.7h，制得中间体；
所述引发剂为过硫酸钾和过硫酸钠的混合物，过硫酸钾和过硫酸钠的质量比为1:1；所述甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、十二烷基苯硫酸钠、引发剂和去离子水的质量比为100:20:2：0.06：180；（2）混料将改性氯化聚乙烯、中间体、拉开粉bx、白炭黑混合搅拌，搅拌时间为20min，搅拌转速为100rpm，制得抗冲改性剂；所述改性氯化聚乙烯、中间体、拉开粉bx以及白炭黑的质量比为720:15：5：27。
14.实施例2 一种pvc抗冲改性剂的制备方法1.改性氯化聚乙烯（1）初步改性将氯化聚乙烯粉末进行磁处理，先置于强度为510mt的磁场中处理5min，再置于强度为420mt的磁场中处理8min，控制磁场强度下降的速率为25mt/min，制得初步改性氯化聚乙烯；所述氯化聚乙烯粉末的粉料密度为0.951g/cm3，平均粒径为220μm，氯含量为32%。
15.（2）再次改性将制得的初步改性氯化聚乙烯与桐油、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、稳定剂、柠檬酸三乙酯、去离子水混合，混合温度为82℃，混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为63khz，超声震荡的时间为18min；所述初步改性氯化聚乙烯、桐油、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、稳定剂、柠檬酸三乙酯与去离子水的质量比为21:5.2：1.1:0.9:1.2：85；所述稳定剂的制备方法为，将改性沸石粉、硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇、油酸和亚磷酸酯混合，控制搅拌转速为620rpm，搅拌时间为8min，然后以5.2℃/min的速率升温至144℃，保温57min，自然降至室温后制得稳定剂；所述亚磷酸酯，密度为0.989g/cm3，磷含量为2.8%；所述改性沸石粉、硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇、油酸和亚磷酸酯的质量比为10.2:6.2:6.1:6.5：1.1：3.2；所述改性沸石粉的制备方法为，将沸石粉置于马弗炉中煅烧，马弗炉的温度为560℃，煅烧时间为0.8h，煅烧完成后以12℃/min的速率降至室温，加入去离子水配制成质量浓度为28%的沸石粉浆料，加入质量浓度为42%的氢氧化钠溶液，控制搅拌速度为1100rpm，搅拌时间为18min，搅拌后进行过滤、洗涤，将洗涤后的沸石粉于125℃下干燥3.8h，然后置于2.2℃下静置35min，最后以2.5℃/min的速率升至室温，制得改性沸石粉；所述沸石粉的粒径为48μm；所述沸石粉浆料与氢氧化钠溶液的质量比为1：6.5。
16.2.制备抗冲改性剂（1）制备中间体将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠和去离子水混合搅拌，通入氮气，控制压力为0.04mpa，搅拌速度为210rpm，然后以4.2℃/min的速率升温至62℃，加入引发剂进行反应1.4h，反应6.3h，最后在87℃下保温1.5h，制得中间体；
所述引发剂为过硫酸钾和过硫酸钠的混合物，过硫酸钾和过硫酸钠的质量比为1:2；所述甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、十二烷基苯硫酸钠、引发剂和去离子水的质量比为100:22:2.1：0.07：185；（2）混料将改性氯化聚乙烯、中间体、拉开粉bx、白炭黑混合搅拌，搅拌时间为22min，搅拌转速为97rpm，制得抗冲改性剂；所述改性氯化聚乙烯、中间体、拉开粉bx以及白炭黑的质量比为720:16：5.2：28。
实施例3
17.一种pvc抗冲改性剂的制备方法1.改性氯化聚乙烯（1）初步改性将氯化聚乙烯粉末进行磁处理，先置于强度为480mt的磁场中处理8min，再置于强度为380mt的磁场中处理12min，控制磁场强度下降的速率为15mt/min，制得初步改性氯化聚乙烯；所述氯化聚乙烯粉末的粉料密度为0.942g/cm3，平均粒径为180μm，氯含量为30%。
18.（2）再次改性将制得的初步改性氯化聚乙烯与桐油、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、稳定剂、柠檬酸三乙酯、去离子水混合，混合温度为78℃，混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为57khz，超声震荡的时间为22min，制得改性氯化聚乙烯；所述初步改性氯化聚乙烯、桐油、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、稳定剂、柠檬酸三乙酯与去离子水的质量比为19:4.8：0.9:0.7:1：78；所述稳定剂的制备方法为，将改性沸石粉、硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇、油酸和亚磷酸酯混合，控制搅拌转速为580rpm，搅拌时间为12min，然后以4.8℃/min的速率升温至135℃，保温62min，自然降至室温后制得稳定剂；所述亚磷酸酯，密度为0.985g/cm3，磷含量为2.5%；所述改性沸石粉、硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇、油酸和亚磷酸酯的质量比为9.8:5.7:5.8:6.2：0.9：2.8；所述改性沸石粉的制备方法为，将沸石粉置于马弗炉中煅烧，马弗炉的温度为540℃，煅烧时间为1.2h，煅烧完成后以8℃/min的速率降至室温，加入去离子水配制成质量浓度为23%的沸石粉浆料，加入质量浓度为38%的氢氧化钠溶液，控制搅拌速度为900rpm，搅拌时间为22min，搅拌后进行过滤、洗涤，将洗涤后的沸石粉于115℃下干燥4.3h，然后置于1.8℃下静置43min，最后以1.5℃/min的速率升至室温，制得改性沸石粉；所述沸石粉的粒径为43μm；所述沸石粉浆料与氢氧化钠溶液的质量比为1：5.5。
19.2.制备抗冲改性剂（1）制备中间体将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠和去离子水混合搅拌，通入
氮气，控制压力为0.02mpa，搅拌速度为190rpm，然后以3.8℃/min的速率升温至58℃，加入引发剂进行反应1.2h，反应5.7h，最后在82℃下保温1.8h，制得中间体；所述引发剂为过硫酸钾和过硫酸钠的混合物，过硫酸钾和过硫酸钠的质量比为1:0.5；所述甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、十二烷基苯硫酸钠、引发剂和去离子水的质量比为100:18:1.9：0.05：175；（2）混料将改性氯化聚乙烯、中间体、拉开粉bx、白炭黑混合搅拌，搅拌时间为18min，搅拌转速为105rpm，制得抗冲改性剂；所述改性氯化聚乙烯、中间体、拉开粉bx以及白炭黑的质量比为720:14：4.8：26。
20.对比例1在实施例1的基础上，改变之处为：省略改性氯化聚乙烯步骤，将“改性氯化聚乙烯”替换为“氯化聚乙烯”；其余操作均相同。
21.对比例2在实施例1的基础上，改变之处为：在改性氯化聚乙烯的再次改性步骤中，省略对沸石粉的改性步骤，将“改性沸石粉”替换为“沸石粉”；其余操作均相同。
22.对比例3在实施例1的基础上，改变之处为：在改性氯化聚乙烯的步骤中，省略初次改性；其余操作均相同。
23.性能测试分别将实施例1-3、对比例1-3制得的pvc加工助剂与pvc材料高速混合5min，混合转速为350rpm，然后进行熔融挤出，挤出温度为180℃，制得pvc材料；其中，pvc加工助剂与pvc材料的质量比为1.2:100。
24.试验结果如下：1.抗冲击强度按照gb/t1043-2008方法测试；2.拉伸性能按照gb/t1040-2006方法测试；除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种pvc抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，所述pvc抗冲改性剂的制备方法，包括改性氯化聚乙烯、制备抗冲改性剂步骤；所述改性氯化聚乙烯包括初步改性、再次改性；所述制备抗冲改性剂包括制备中间体和混料步骤；所述初步改性为，将氯化聚乙烯粉末进行磁处理，先置于强度为480-510mt的磁场中处理5-8min，再置于强度为380-420mt的磁场中处理8-12min，控制磁场强度下降的速率为15-25mt/min，制得初步改性氯化聚乙烯；所述再次改性为，将制得的初步改性氯化聚乙烯与桐油、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、稳定剂、柠檬酸三乙酯、去离子水混合，混合温度为78-82℃，混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为57-63khz，超声震荡的时间为18-22min，制得改性氯化聚乙烯；所述稳定剂的制备方法为，将改性沸石粉、硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇、油酸和亚磷酸酯混合，控制搅拌转速为580-620rpm，搅拌时间为8-12min，然后以4.8-5.2℃/min的速率升温至135-144℃，保温57-62min，自然降至室温后制得稳定剂；所述改性沸石粉的制备方法为，将沸石粉置于马弗炉中煅烧，马弗炉的温度为540-560℃，煅烧时间为0.8-1.2h，煅烧完成后以8-12℃/min的速率降至室温，加入去离子水配制成沸石粉浆料，加入氢氧化钠溶液，控制搅拌速度为900-1100rpm，搅拌时间为18-22min，搅拌后进行过滤、洗涤，将洗涤后的沸石粉于115-125℃下干燥3.8-4.3h，然后置于1.8-2.2℃下静置35-43min，最后以1.5-2.5℃/min的速率升至室温，制得改性沸石粉。2.根据权利要求1所述的一种pvc抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，所述氯化聚乙烯粉末的粉料密度为0.942-0.951g/cm3，平均粒径为180-220μm，氯含量为30-32%。3.根据权利要求1所述的一种pvc抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，所述初步改性氯化聚乙烯、桐油、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、稳定剂、柠檬酸三乙酯与去离子水的质量比为19-21:4.8-5.2：0.9-1.1:0.7-0.9:1-1.2：78-85。4.根据权利要求1所述的一种pvc抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，所述亚磷酸酯，密度为0.985-0.989g/cm3，磷含量为2.5-2.8%；所述改性沸石粉、硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇、油酸和亚磷酸酯的质量比为9.8-10.2:5.7-6.2:5.8-6.1:6.2-6.5：0.9-1.1：2.8-3.2。5.根据权利要求1所述的一种pvc抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，所述沸石粉的粒径为43-48μm；所述沸石粉浆料的质量浓度为23-28%；所述氢氧化钠溶液的质量浓度为38-42%；所述沸石粉浆料与氢氧化钠溶液的质量比为1：5.5-6.5。6.根据权利要求1所述的一种pvc抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，所述制备中间体为，将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠和去离子水混合搅拌，通入氮气，控制压力为0.02-0.04mpa，搅拌速度为190-210rpm，然后以3.8-4.2℃/min的速率升温至58-62℃，加入引发剂进行反应1.2-1.4h，反应5.7-6.3h，最后在82-87℃下保温1.5-1.8h，制得中间体。7.根据权利要求6所述的一种pvc抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，
所述引发剂为过硫酸钾和过硫酸钠的混合物，过硫酸钾和过硫酸钠的质量比为1:0.5-2；所述甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、十二烷基苯硫酸钠、引发剂和去离子水的质量比为100:18-22:1.9-2.1：0.05-0.07：175-185。8.根据权利要求1所述的一种pvc抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，所述混料为，将改性氯化聚乙烯、中间体、拉开粉bx、白炭黑混合搅拌，搅拌时间为18-22min，搅拌转速为97-105rpm，制得抗冲改性剂。9.根据权利要求8所述的一种pvc抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，所述改性氯化聚乙烯、中间体、拉开粉bx以及白炭黑的质量比为720:14-16：4.8-5.2：26-28。

技术总结
本发明提供了一种PVC抗冲改性剂的制备方法，所述制备方法包括改性氯化聚乙烯、制备抗冲改性剂步骤；所述改性氯化聚乙烯包括初步改性、再次改性；所述制备抗冲改性剂包括制备中间体和混料步骤；所述初步改性为，将氯化聚乙烯粉末进行磁处理，先置于强度为480-510mT的磁场中处理5-8min，再置于强度为380-420mT的磁场中处理8-12min，控制磁场强度下降的速率为15-25mT/min，制得初步改性氯化聚乙烯；采用本发明的方法制得的PVC抗冲改性剂，在提高PVC制品的抗冲击性能的同时，保证了PVC制品的强度性能和耐候性能。度性能和耐候性能。


技术研发人员：吴瑞滨 王海峰 张庆涛 沈阳 陈桂鑫
受保护的技术使用者：山东宏福化学有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/7/12