【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于管材材料，具体涉及一种高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料及其制备方法。
技术介绍
1、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)，英文简称pvc，是世界上产量第三大的合成聚合物塑料(仅次于聚乙烯和聚丙烯)，纯聚氯乙烯树脂是坚硬的热塑性物质，其分解温度与塑化温度极为接近，而且机械强度较差。因此，无法用聚氯乙烯树脂来塑制产品，必须加入增塑剂、稳定剂、填料等以改善性能，制成聚氯乙烯塑料，然后再加工成各类产品。
2、聚氯乙烯虽然已发展成为一种产量大、综合性能优良且应用广泛的通用树脂，人们也在不断尝试从各个方面(例如加工性能、抗冲击性、耐热性和增塑剂迁移等)对其进行改性，但由于其自身的缺陷仍然制约着它的进一步发展，其缺陷主要表现为熔体粘度过高，流动性欠佳，在加工过程中总是伴有聚氯乙烯的分解，损害了聚氯乙烯的加工性能，分解后在主链上形成不饱和双键，从而导致聚合物性能下降；聚氯乙烯的耐化学腐蚀性与阻燃性虽好，但经过普通改性后弯曲强度只有60mpa、弯曲模量只有2000mpa左右，制品刚性较低，限制了其应用范围。
3、苯乙烯-丙烯腈树脂，又称as树脂，是无色透明的热塑性树脂，具有耐高温性、出色的光泽度和耐化学介质性，还有优良的硬度、刚性、尺寸稳定性和较高的刚性，是以丙烯腈和苯乙烯为原料用悬浮法聚合而得到的，使用热引发剂引发亦可，也可采用乳液聚合法制得，由于该树脂固有的透明性，故用于制造透明塑料制品。但由于分子间力大，聚集体呈刚性，加上分子链能规整排列，形成高度结晶，抗冲击能力下降，悬臂梁缺口冲击强度只有3～5
4、现阶段国内对聚氯乙烯的改性主要集中于改善其加工性能、抗冲击性、耐热性和增塑剂迁移等。其中，在对加工性能的改性主要有下列几个途径：添加增塑剂、加工助剂、低熔点润滑剂。这几个途径可以有效地降低聚氯乙烯的熔体黏度，改善加工性能，但无一例外的会造成物理机械性能的损失，尤其是弯曲强度，由60mpa急剧下降至45mpa，严重影响下游制品的正常使用。
5、目前市场上提供的聚氯乙烯标签条及ic包装粒料均存在以下缺陷：不耐高温，受热易变形，表现为材料维卡软化点温度相对偏低；不耐承压，安装、使用时易变形，表现为弯曲强度和弯曲模量相对偏低。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，解决了现有改性聚氯乙烯粒料挤出制品受压易翘曲、吹塑制品真空负压易变形等问题。本专利技术通过丙烯腈-苯乙烯树脂较高的物理机械性提升了共混粒料的刚性，利用增韧助剂和加工改性剂的复合增韧体系在提升抗冲击性能的同时减少了对共混粒料刚性的影响。
2、为实现以上技术目的，本专利技术的一种技术方案是：
3、高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其质量配方如下：
4、pvc树脂100份、丙烯腈-苯乙烯树脂20～50份、有机锡热稳定剂5-8份、增韧助剂0～5份、润滑剂2～4份、加工改性剂20～40份、天然石蜡脱模剂1～2份。
5、上述技术方案，具备以下有益效果：
6、(1)本专利技术通过丙烯腈-苯乙烯树脂较高的物理机械性能够提升共混粒料的刚性，增韧助剂和加工改性剂的复合增韧体系提升抗冲击性能的同时降低了对共混粒料刚性的影响。
7、(2)本专利技术解决了现有改性聚氯乙烯粒料挤出制品受压易翘曲、吹塑制品真空负压易变形等问题。
8、作为优选，所述丙烯腈-苯乙烯树脂中丙烯腈树脂与苯乙烯树脂的质量比为1∶1～1∶3，所述丙烯腈-苯乙烯树脂的熔融指数为3.0～5.0g/10min；改性树脂采用丙烯腈-苯乙烯树脂，且树脂中丙烯腈树脂、苯乙烯树脂的质量比为1∶1～1∶3，树脂熔融指数3.0～5.0g/10min；由于聚氯乙烯树脂的熔体黏度大，难以加工，为解决这一问题，加入丙烯腈-苯乙烯树脂，可以降低聚氯乙烯树脂的熔体黏度，且丙烯腈-苯乙烯树脂弯曲强度在100mpa左右、弯曲模量在3500mpa左右，因此可以在提高混合物的整体刚性的情况下同时克服聚氯乙烯熔体黏度大难以加工的缺陷；
9、作为优选，所述有机锡热稳定剂采用马来酸二丁基锡稳定剂和硫醇甲基锡复合稳定剂，且马来酸二丁基锡稳定剂和硫醇甲基锡稳定剂的质量比为1∶1～1∶3；马来酸二丁基锡稳定剂是一种有机锡化合物，其结构结合了马来酸酯和二丁基锡基团。这种结构赋予了马来酸二丁基锡良好的热稳定性和透明度，使其在聚氯乙烯制品中能有效防止黄变，保持材料的色泽和透明感，作为热稳定剂，能够在聚氯乙烯加工温度下抑制hcl的生成，从而阻止了链断裂反应，延缓了聚氯乙烯的降解过程。其高效的热稳定性意味着即使在高温环境下，也能保持聚氯乙烯的机械强度和外观质量，但润滑方面效果一般；为解决这一问题，加入少量硫醇类有机锡稳定剂，能够弥补这一不足，形成兼具耐热性和热稳定性的复合稳定剂体系。
10、作为优选，所述增韧助剂采用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯树脂和氯化聚乙烯树脂中的至少一种；甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯树脂，由甲基丙烯酸甲酯、丁二烯与苯乙烯采用乳液聚合的方法聚合而成，在亚微观形态上具有核-壳结构，当共混物受到冲击时，由橡胶相组成的核导致应力集中引发大量银纹起到吸收冲击能量的作用，且丁二烯具有弹性使共混物韧性更好，具有很好的增韧效果；氯化聚乙烯树脂作为增韧剂，氯化聚乙烯粒子以“海岛”结构存在于pvc基体中，在氯化聚乙烯粒子增韧pvc的断裂过程中，氯化聚乙烯粒子作为分散相主要起到应力集中作用，并通过氯化聚乙烯粒子释放静张应力引发基体中发生大范围的塑性形变来吸收能量，当材料受到冲击时，弹性体自身破裂延伸或形成空穴作用吸收能量。空穴可以导致应力集中诱发大量银纹和剪切带，消耗大量的能量，达到增韧的目的。氯化聚乙烯与聚氯乙烯有良好的相容性，界面结合性能好，能有效发挥氯化聚乙烯的增韧效果。
11、作为优选，所述润滑剂采用甘油偏脂肪酸酯、脂肪酸复合酯、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡中的至少一种；甘油偏脂肪酸酯、脂肪酸复合酯通过脂肪酸与不同的醇反应制得，除润滑效果很好外，它们还可以改善聚氯乙烯树脂的分散性和浸润性。脂肪酸酯与聚氯乙烯树脂的相容性好，具有平衡的内润滑和外润滑效果，对粘合性能影响小；此外，脂肪酸酯还具有增塑剂的效果，可以降低聚氯乙烯树脂的粘度，提高聚氯乙烯树脂流动性。聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡是一种完全饱和的乙烯均聚物，在挤出或压延等加工过程中，聚氯乙烯树脂受剪切应力作用，进入加工设备腔壁微孔，阻碍熔体的流动，发生粘壁现象，会降低制品的加工性能和挤出外观光滑性，聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡可以大部分溢于熔体表面并与加工机械界面之间形成一层润滑膜，从而减小了聚氯乙烯树脂与加工设备金属表面间的摩擦。
12、作为优选，所述加工改性剂采用甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚物和α-甲基苯乙烯的共混物，且甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚物与α-甲基苯乙烯的质量比为1∶1～3∶1；甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯共聚物的主要成分为甲基丙烯酸甲酯，将其与聚氯乙烯树脂混合后，在受热及剪切力作用下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：其质量配方如下：
2.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：所述丙烯腈-苯乙烯树脂中丙烯腈树脂与苯乙烯树脂的质量比为1∶1～1∶3，所述丙烯腈-苯乙烯树脂的熔融指数为3.0～5.0g/10min。
3.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：所述有机锡热稳定剂采用马来酸二丁基锡稳定剂和硫醇甲基锡复合稳定剂，且马来酸二丁基锡稳定剂和硫醇甲基锡稳定剂的质量比为1∶1～1∶3。
4.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：所述增韧助剂采用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯树脂和氯化聚乙烯树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：所述润滑剂采用甘油偏脂肪酸酯、脂肪酸复合酯、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：所述加工改性剂采用甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚物和α-甲基苯乙烯的共混物，且甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚物与α-甲基
7.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：所述天然石蜡脱模剂采用石油或页岩油中的固体烃化物精制的固体石蜡。
8.一种如权利要求1至7任意一项所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料的制备方法，步骤包括：
9.根据权利要求8所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料的制备方法，其特征在于：所述PVC树脂和有机锡热稳定剂的搅拌混合温度为110～130℃，压力为0.3～0.7MPa。
10.根据权利要求8所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料的制备方法，其特征在于：所述低速混合机的搅拌混合温度为40～60℃，所述双螺杆挤出机的锥形双螺杆压缩比为3.0～5.0，螺杆转速为30～50r/min，挤出造粒温度为140～170℃，停留时间为1～2min。
...【技术特征摘要】
1.高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：其质量配方如下：
2.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：所述丙烯腈-苯乙烯树脂中丙烯腈树脂与苯乙烯树脂的质量比为1∶1～1∶3，所述丙烯腈-苯乙烯树脂的熔融指数为3.0～5.0g/10min。
3.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：所述有机锡热稳定剂采用马来酸二丁基锡稳定剂和硫醇甲基锡复合稳定剂，且马来酸二丁基锡稳定剂和硫醇甲基锡稳定剂的质量比为1∶1～1∶3。
4.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：所述增韧助剂采用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯树脂和氯化聚乙烯树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒料，其特征在于：所述润滑剂采用甘油偏脂肪酸酯、脂肪酸复合酯、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高刚性透明硬质聚氯乙烯粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：管锡康，顾友强，
申请(专利权)人：无锡嘉弘塑料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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