[发明专利]用作聚氯乙烯加工改性剂的共聚物及其低VOC制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用作聚氯乙烯加工改性剂的共聚物及其低VOC制备方法，属于有机化工领域。

背景技术

PVC是一种性能优良的通用型热塑性塑料，是我国产量最大的塑料品种之一。PVC的加工成型性能较差，必须加入加工改性剂以改善其塑化加工性能。目前PVC用加工改性剂可以归纳为三大类：丙烯酸酯类加工改性剂、苯乙烯类加工改性剂、含无机填充料类加工改性剂。丙烯酸酯类加工改性剂是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为主要原材料采用乳液聚合而成的一类加工改性剂，其优点为熔体强度高，具有优异的加工性能，赋予制品良好的表面光洁度，能更好地保证PVC制品在生产过程中的稳定性和实际应用中的产品质量稳定性。苯乙烯类加工改性剂是以苯乙烯为主要原材料通过乳液聚合的工艺手段合成的一类加工助剂。含填充物类加工改性剂是由上述两种加工改性剂为基础料，再配以碳酸钙、树脂粉等填充物，从而降低产品价格的一类加工改性剂。该类产品的性能由填充物的份数来决定，由于产品中碳酸钙的添加，使PVC制品的力学性能下降明显，产品质量无法保证。

目前，随着PVC加工制品应用领域的不断扩大，上述三类加工改性剂在应用过程中逐步显露出各种缺点。例如，丙烯酸酯类加工改性剂熔体强度提高并且分子量增大之后，熔体流动性下降、尺寸稳定性难以控制，塑化时间延长、脱模性下降，导致应用过程中PVC制品各项性能指标如制品密度、尺寸稳定性等难以控制，只能通过加入内外润滑剂来调整其塑化时间、流动性。但是内外润滑剂属低分子量蜡或脂类，加入量过大会导致析出以及产品性能下降。同时由于原材料价格的居高不下，也使得丙烯酸酯类加工改性剂产品的价格较高，影响了该类改性剂的广泛使用。苯乙烯类加工改性剂存在耐老化性能下降、塑化性能延迟、力学性能难以满足产品需求、抗紫外线和抗老化性能一般、PVC制品使用过程中易变黄等不利因素，严重限制该类改性剂在户外PVC制品、高档PVC中的应用。

一直以来，国内外研究人员围绕丙烯酸酯类、苯乙烯类加工改性剂做了大量的工作，并取得了一定的改进。如通过改变加料方式、反应温度、丙烯酸酯类单体配比等控制丙烯酸酯类加工助剂的分子量来协调其加工性能与熔体强度，通过加入不同功能性基团拓宽其特殊应用领域等。但是，仍然没有很好地解决目前传统的PVC加工改性剂性能单一，在熔体高速挤出过程中出现熔体破裂、脱模性差、制品尺寸稳定性差等缺点，不能满足市场需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用作聚氯乙烯加工改性剂的共聚物，具有塑化时间快，熔体流动性好的性能，并能有效改善聚氯乙烯制品的光洁度和耐候性。

同时，本发明还提供其低VOC制备方法，在反应后期引入复合偶氮引发剂，提高产品收率和转化率，降低VOC排放，适应于聚氯乙烯制品的高速挤出过程，提高生产效率。

本发明所述的用作聚氯乙烯加工改性剂的共聚物，由下列重量份数的原料制成：

其中，甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、乙酸乙烯酯和乙烯类单体的质量份数之和为100份；

引发剂A为过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸特丁酯或过氧化二特丁酯中的一种或几种；

引发剂B为复合偶氮类引发剂，所述的复合偶氮类引发剂由水溶性偶氮类引发剂和油溶性偶氮类引发剂组成。

所述的甲基丙烯酸烷基酯为烷基碳原子数为1-8的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或几种。

所述的丙烯酸烷基酯为烷基碳原子数为2-8的丙烯酸烷基酯中的一种或几种。

乙酸乙烯酯的质量份数为40-70份。

乙烯类单体为苯乙烯、甲基苯乙烯或氯苯乙烯中的一种或几种。

乙烯类单体的质量份数为0-10份。

表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

所述的水溶性偶氮类引发剂为2,2-偶氮双(2-脒唑啉丙烷)盐酸盐、2,2'-偶氮(2-甲基丙基脒)二盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉或偶氮异丁氰基甲酰胺中的一种或几种。

所述的油溶性偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异戊腈中的一种或几种。

所述的用作聚氯乙烯加工改性剂的共聚物的低VOC制备方法，包括以下步骤：

1)将100-300重量份的水加入到反应装置中；

2)将甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、乙酸乙烯酯和乙烯类单体混合均匀，得混合单体，将混合单体、表面活性剂和引发剂A分一次或2-7次加入到反应装置中；