[发明专利]抗冲型PVC加工改性剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及聚氯乙烯(PVC)类树脂的加工改性剂及其制备工艺。

背景技术

PVC树脂特别是硬脂聚氯乙烯(U-PVC)树脂的加工性能差是众所周知的，主要表现在塑化温度接近甚至低于分解温度，熔体粘度大，流动性差，热强度差，分子间粘合力不高，容易产生熔体破裂，以致制品外观变差，而使用加工助剂可以较好地克服上述缺陷。

目前所知的PVC加工助剂是一类分子量在1.2×10⁵——2.5×10⁶之间的热塑弹性体，即高分子型聚合树脂：PMMA基共聚物(ACR树脂)、聚a-甲基苯乙烯基共聚物(AMS树脂)、苯乙烯丙烯氰共聚物(SAN树脂)。

这些高分子型PVC加工助剂一般具有一种或几种以下特征：

(1)加速熔融过程的进行；

(2)改善其热塑性状态下的流变性能；

(3)提高其在热弹性状态下的力学性能。

从这些改善的性能中又可以获得附加的性能。可使最终U-PVC制品的力学性能如拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和表面光洁度得到提高。

早在20世纪30年代美国Rohm and Haas公司就开始丙烯酸类(PMMA类)高分子聚合物的研究，并于1995年开发第一个商品，名为Acryloicl简称ACR，ACR加工助剂可改善U-PVC的塑化、加工行为。

到70年代美国的Amoco公司又开发出另一类加工助剂：聚a-甲基苯乙烯，简称为Resin18(国内称M80)，其它如MBS、EVA、ABS等抗冲改性剂也有加工改性剂的功效，但不如加工改性剂效果显著。迄今为止，市场上一直起主导作用的加工助剂是ACR。

ACR虽系目前加工改性剂中的主导产品，具有某些优良特性，但也具有如下缺点如：加工中促进塑化能力仍嫌不足，制成品的热稳定性不够，制成品表面光洁度不高，白度稍差，而且该产品的合成工艺复杂，能耗高，价格较高，因此其应用推广受到限制。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是要提供一种具有更强加工塑化能力，同时又提高制品抗冲能力，提高制品表面光洁度的抗冲型PVC加工改性剂。本发明要解决的另一技术问题是提供一种工艺流程短，生产能耗小，无环境污染，成本低的制备工艺。

本发明一种抗冲型PVC加工改性剂，其特征在于是由纳米级碳酸钙粒子为核，丙烯酸酯-有机酸钠共聚物为壳体的核壳粒子。

所述丙烯酸酯-有机酸钠共聚物中的聚合单体丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)中的一种或几种，聚合单体有机酸钠中的有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、不饱和有机酸中一种或几种。

所述纳米级碳酸钙粒子为50-100nm的CaCO3粒子。

纳米级CaCO3粒子和丙烯酸酯-有机酸钠的质量比为100∶2-200，优选100∶9-100。

制备上述抗冲型PVC加工改性剂的工艺，包括如下步骤：

(1)合成聚丙烯酸酯-有机酸钠：

由丙烯酸酯、有机酸、水和链转移剂混合搅拌均匀，升温至75-80℃时，加入引发剂，经3-4小时反应后用20％NaOH溶液中和至PH＝6-7时出料，各种反应物的质量比为，有机酸∶丙烯酸酯＝6～7∶4～3，有机酸与丙烯酸酯的总量∶水＝3～2∶7～8、链转移剂为有机酸与丙烯酸酯总量的1-2％，引发剂为有机酸与丙烯酸酯总量的1.5-6％。所述链转移剂采用十二烷基硫醇。

(2)合成纳米级碳酸钙：

低温下经碳化制取纳米级CaCO3粒子：纳米碳酸钙合成在一个反应釜中进行，二氧化碳通气管伸到罐体底部将浓度为7-8°Be(波美度)的氢氧化钙放入釜中后，加入晶形改性剂，搅拌下通入二氧化碳，控制温度不超过25℃，直到PH＝7时，停止，出料，料液经两天陈化，沉降后，排掉上层清液后的沉降液备用。所述晶形改性剂可以采用柠檬酸，其用量为CaCO₃质量的1-3％；也可以采用氯化钡，其用量为CaCO3质量的0.5-1％。

(3)合成抗冲加工改性剂：