[发明专利]一种预改性PVC树脂、改性PVC树脂、其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及高分子领域，尤其涉及一种预改性PVC树脂以及一种PVC树脂的预改性方法及其用途，本发明还涉及一种由该预改性PVC树脂得到的改性PVC树脂及其制备方法。

背景技术

PVC(聚氯乙烯)是五大通用高分子树脂之一，其用量仅次于聚乙烯位居第二。其应用领域广泛：(1)一般软制品，如软管、电缆、电线、制鞋、玩具、汽车配件等。(2)PVC薄膜，如包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等；宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用；经双向拉伸的薄膜，由于其受热收缩的特性，可用于收缩包装等。(3)PVC涂层制品，如皮箱、皮包和书的封面，沙发及汽车的坐垫，地板革，建筑物的铺地材料等。(4)PVC泡沫制品，泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、以及防震缓冲包装材料，低发泡硬PVC板材和异型材，可替代木材使用，是一种广泛使用的新型建筑材料。(5)PVC透明片材，包装材料和装饰材料，如月饼包装盒。(6)PVC糊树脂，如衣架、工具手柄、圣诞树等。(7)PVC硬板和板材，在PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料，经混炼后，用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管，能够用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手等。将压延好的薄片重叠热压，可制成各种厚度的硬质板材。这些板材可以切割成所需的形状，然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。(8)PVC的其他用途，如PVC门窗、仿木材料、代钢建材(尤其在北方、海边)；中空容器等。

PVC树脂由自由基悬浮聚合或自由基乳液聚合得到，在聚合过程中，由于活性大分子易于发生向大分子链、单体的链转移反应，因此在PVC的大分子链上存在大量的结构缺陷，导致其使用性能较差：如使用温度低(＜60℃)，力学性能、耐化学品性能、阻燃性能、隔热性能差。

此外，由悬浮聚合或乳液聚合生产得到PVC树脂通常为粉料，由于聚合过程中PVC不溶于其单体氯乙烯(VC)中，导致PVC树脂的内部结构差异很大，在后续加工过程中，其吸油性以及与其他加工助剂的混匀性受到影响。

因此，本领域技术人员始终致力于对PVC进行改性以提高其多方面的应用性能，拓展其应用领域。目前对于PVC的常规改性方法都是直接将PVC粉料作为原料，改性方法有：

(1)使用硝基甲苯与PVC反应，部分取代大分子链上的Cl原子，以改性PVC的性能；

(2)在PVC大分子链上利用Cl原子的反应活性，获得部分的烯丙基侧基或环氧侧基，以提高PVC的热稳定性能；

(3)采用氯化的方法，进一步提高PVC的含氯量，如使PVC的含氯量提高到60～70％，PVC的各方面性能均得到大幅度提高；

(4)通过亲核取代将大分子链上部分Cl转为羟基或氨基等。

然而由于PVC粉料内部大分子链的结构缺陷，聚合物颗粒皮膜紧密，颗粒内部紧密，在物理改性过程中其与其他改性原料混匀性较差，在化学改性过程中，参与反应的反应物分子或加工改性的结构改性剂分子难以进入颗粒内部，不利于化学改性或后续的成型加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有技术中直接采用PVC粉料进行化学改性或成型加工时存在PVC粉料与改性物料混匀性较差，以及化学改性中由于树脂颗粒内部结构的紧密导致参与改性的化合物分子难以进入颗粒内部参与化学改性等缺陷，而提供了一种PVC树脂的预改性方法以及由该方法得到的预改性PVC树脂及其用途，本发明还提供了由该预改性PVC树脂制得的改性PVC树脂及其制备方法。本发明采用特定的方法，改变PVC粉料或颗粒的内部大分子链的聚集态结构，使其可方便地用于后续化学改性或后续的成型加工。

本发明通过下述技术方案解决上述技术问题：

本发明提供了一种预改性PVC树脂的方法，其包括下述步骤：在搅拌条件下，将PVC树脂粉料或料粒，与结构改性剂和助剂混合后，于5-120℃反应0.1-72小时；其中，所述的结构改性剂选自下述中的一种或多种：碳原子数1-6的烷烃、卤代甲烷、卤代乙烷、卤代丙烷、二氧化碳、二甲醚、碳原子数1-4的脂肪醇和碳原子数3-5的酮。所述的助剂选自下述中的一种或多种：①脂肪酸盐；②烷基硫酸盐；③烷基磺酸盐；④烷基苯磺酸盐；⑤四烷基卤代铵；⑥四烷基氢氧化铵；⑦甜菜碱类两性表面活性剂；⑧环氧乙烷与环氧丙烷的嵌段共聚物；所述助剂的用量为PVC树脂质量的0.01-10％。