关于聚氯乙烯(即PVC)树脂的共混改性。 众所周知,软质PVC是通过用以增塑剂为主的加工助剂对PVC树脂改性得到的。换句话说,增塑剂对软质PVC的性能起了决定性的作用。根据山西化工研究所编著的《塑料橡胶加工助剂》一书介绍,要使软质PVC具有良好的塑化性能,必须采用与PVC树脂相容性好,塑化能力强的增塑剂,目前这类增塑剂的典型代表是DOP或DBP,但用此类增塑剂得出的产品耐寒性较差。为了使软质PVC在低温下仍具有较好的柔顺性,需要使用耐寒性良好、玻璃化温度低的增塑剂体系,如DOS,但此类增塑剂与PVC树脂相溶性较差,只用作辅助增塑剂。
另一方面,目前采用的各类增塑剂,往往在改善塑化能力的同时,降低了软质PVC的弹性,其产品的拉伸试样在较小的应力下,即产生较大的永久变形。
在现有技术的基础上,本发明提供了一种新型地软质PVC组分。该组分PVC制品具有良好的塑化性能和低温柔顺性,即具有类似于热塑性弹性体的性能。
本发明的关键在于其组分是以PVC为100重量份计算,加入20~80重量份的松香晴及含一种或一种以上下列结构的增塑剂20~80重量份:
(Ⅰ),其中R1、R2、R3分别代表C2~C10的烷基;
(Ⅱ),其中R4~R5分别代表C7-C13的烷基、支链烷基;
(Ⅲ),其中R6、R7、R8分别代表C2-C10的烷基、支链烷基。
(Ⅳ),其中R9、R10分别代表C7-C13的烷基、支链烷基。
以及适量的抗冲击改性剂、稳定剂、润滑剂、无机填料、着色剂及其他加工助剂。尤其当松香晴含量为35~70重量份,增塑剂含量为30~65重量份时,该组分PVC制品性能最佳。
对上述组分的PVC制品之所以能达到本发明的目的设想如下:
因为PVC树脂分子链是有极性的,所以目前采用的增塑剂分子结构都是由极性部分和非极性部分组成,同时,极性部份大都是酯型结构,而非极性部分一般是呈直链结构的烷基。二者比例的大小决定了增塑剂对PVC共混体性能的贡献。采用本发明的PVC共混体,由于在共混体中存在具有高度极性基团的松香晴刚性链段和具有低玻璃化温度的酯类直链柔性链段。一方面刚性链段和柔性链段对PVC共混体的弹性及柔顺性作出了贡献;另一方面,由松香晴和上述各类增塑剂组成的共混系统与PVC树脂大分子在一定的条件下(如温度、浓度、压力等),多相分子产生了溶剂化和非溶剂化之间的动态平衡,平衡的结果显著削弱了PVC分子间力,于是PVC大分子在变形时链的移动更加容易。宏观上则表现为该PVC共混体既具有弹性和低温柔顺性,又具有良好的热可塑性。
关于橡胶的定义,美国标准测试ASTM的规定是,从使用条件看,要有107~108达因/厘米2的杨氏模量,或在20~27℃下用一分钟时间拉长二倍的试样,当除去外力后,在一分钟内至少弹回原尺寸的1.5倍以下者称橡胶。本发明PVC共混体符合上述要求,可以认为该PVC共混体具有热塑性弹性体的性能。
本发明PVC共混体同现有软质PVC塑料相比,具有良好的塑化性能和低温柔顺性以及优良的弹性。由于采用松香晴作为增混剂,为松香和低品位松香利用创造了条件,并且扩大了某些相容性较差的增塑剂在PVC树脂中的应用范围。
本发明的实施例如下:
按表1所列三种不同组分及配比制作PVC共混体,先以增混剂即松香晴处理具有柔性链段增塑剂,然后在捏和机内与PVC、抗冲击改性剂、稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂常温下捏和20~30分钟,再以挤出机或二輥塑炼机进一步塑化造粒或放片切粒,供注射或其它成型时使用。如果抗冲击改性剂采用粒料时,可选用二輥塑炼机塑炼。塑化的温度一般为80~120℃,粒料进一步成型的温度为145~165℃。PVC共混物性能见表2。
表1
表1中抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。增塑剂为DOS、ED3的混合物,其重量比为5∶1。碳酸钙系表面经偶联剂涂复处理。
表2
按实施例做出软质PVC产品可用作鞋料、软管、薄膜、板材和人造革等,若加入发泡剂,还可制作发泡制品。