一种耐高温改性CPVC化工管材专用料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010256270.0

申请日:

2010.08.18

公开号:

CN102372890A

公开日:

2012.03.14

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C08L 51/00申请公布日:20120314|||公开|||文件的公告送达IPC(主分类):C08L 51/00收件人:揣成智文件名称:发明专利申请初步审查合格通知书

IPC分类号:

C08L51/00; C08F259/04

主分类号:

C08L51/00

申请人:

天津科技大学

发明人:

揣成智

地址:

300457 天津市河西区大沽南路1038号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种接枝共聚改性CPVC的制备方法。其特征在于:该接枝共聚改性CPVC材料弥补改进原材料加工性能伴随材料耐热性降低的缺陷,其既保留了CPVC高耐热性和高强度的特征,又达到了通用PVC材料易加工的特点,可用于制备传输具有腐蚀性、高温介质管道的专用CPVC树脂。

权利要求书

1: 一种接枝共聚改性 CPVC 的制备方法。其特征主要包括以下步骤 : (A) 将 100 质量份 PVC、 0.5 ~ 1 质量份过氧化二异丙苯、 5 ~ 15 质量份接枝单体 MMA 及 3 质量份复合稳定剂、 1.5 质量份润滑剂依次放入高速混合机中, 在 80℃、 3000 转速条件 下混合 10 分钟, 使复合稳定剂、 引发剂、 润滑剂、 单体都与 PVC 充分混合均匀。 (B) 将前述混合均匀的 CPVC 混合料投到已经加热的开炼机上塑炼, 塑炼温度控制在 180℃~ 190℃, 经过反复打包, 塑炼 7min 后下片, 得到最终的 CPVC 接枝共聚改性塑料。
2: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征是步骤 (A) 中过氧化二异丙苯的加入量为 0.5 质量份。
3: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征是步骤 (A) 中过氧化二异丙苯的加入量为 0.8 质量份。
4: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征是步骤 (A) 中过氧化二异丙苯的加入量为 1 质 量份。
5: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征是步骤 (A) 中接枝单体 MMA 的加入量为 5 质量 份。
6: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征是步骤 (A) 中接枝单体 MMA 的加入量为 10 质量 份。
7: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征是步骤 (A) 中接枝单体 MMA 的加入量为 15 质量 份。
8: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征是步骤 (B) 中塑炼温度控制在 180℃。
9: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征是步骤 (B) 中塑炼温度控制在 185℃。
10: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征是步骤 (B) 中塑炼温度控制在 190℃。

说明书


一种耐高温改性 CPVC 化工管材专用料

    【技术领域】
     本发明涉及改性高分子材料技术领域, 尤其是一种耐 105℃以上高温氯化聚氯乙 烯盐碱化工管道专用料。背景技术
     盐碱业化工管道是管道工业的重要组成部分。由于该类管道用途特殊, 其传输介 质具有腐蚀性, 且使用环境需要在高温高压下进行, 因此对盐碱业化工管道的材料和制品 性能提出了更高的要求。传统管材以不锈钢金属管居多, 然而多年来的实践证明这种金属 管材不耐腐蚀, 易发生 “跑、 冒、 滴、 漏” 等现象。特别是针对制盐碱类化工企业, 由于管道传 输多在高温条件下进行, 这就难以避免的在传输过程中高温环境下由于盐类蒸发对金属管 道造成腐蚀, 进而使水锈以及其它有害金属杂质渗入到传输介质中, 既对传输介质造成了 污染, 又损害了管道系统, 因此不得不经常对管路系统进行维护, 造成了大量人力物力的损 耗。
     符合耐 105℃以上高温盐化工专用塑料管材要求的塑料材料首选是氯化聚氯乙烯 (CPVC), 是一种性能优良的理想的新型耐高温盐化工专用塑料管材材料。
     但是随着氯含量的提高, 提升其部分性能的同时, CPVC 在某些方面存在一些问题, 主要是其加工温度范围窄 (180℃~ 190℃ ), 熔体粘度高, 加工成型困难, 所得制品的冲击 强度低等, 所以必须对其进行改性研究。
     CPVC 制品的性能主要决定于 CPVC 树脂, 它的耐热性和加工性能更是决定于 CPVC 树脂, CPVC 材料的应用和发展关键在于 CPVC 树脂的生产工艺的改进和提高, 且能够得到盐 碱化工管材的专用 PVC 树脂。 发明内容 本发明的目的是提供一种接枝共聚改性技术, 以弥补改进原材料加工性能伴随材 料耐热性降低的缺陷。本发明在 CPVC 接枝共聚改性基础上, 采用添加各种聚合物或助剂去 改善 CPVC 成型加工性, 降低其熔体粘度, 并保持其高强度、 高耐热性的共聚共混塑料的制 备方法。本发明的技术方案如下 :
     本发明是对 CPVC 进行接枝共聚改性, 所实施的接枝方法是熔融接枝。CPVC 接枝 甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 反应按自由基型接枝共聚进行。作为引发剂的可以是过氧化物, 如 过氧化二苯甲酰, 过氧化二异丙苯或偶氮类化合物, 如偶氮二异丁腈等。CPVC 大分子链上 存在 1- 氯乙烯基、 长短支链、 叔氯原子等结构缺陷, 它们在高温下易热引发产生自由基, 形 成接枝点为接枝反应提供了条件。在有引发剂作用时, 一方面引发剂引发甲基丙烯酸甲酯 形成自聚链, 另一方面引发由于脱去 HCl 而在 CPVC 上形成的不饱和键部分, 通过共聚反应, PMMA 链再接枝到 CPVC 骨架链上。
     由于 CPVC 是热敏性材料, 材料本身对于温度变化的反应特别明显。为了能通过实 验过程中 CPVC 加工体系颜色以及塑化程度的变化来控制实验进程, 本发明选择开炼机混
     炼工艺, 所用设备为双辊筒炼塑机, 简称二联辊。本实验一般工艺流程为 : 将 CPVC、 各种助 剂、 DCP、 接枝单体分别按一定比例和顺序在高速混合机中充分混合, 然后用二联辊进行塑 炼, 在一定温度条件下混炼打包 5 ~ 7min 后下片, 完成 CPVC 的接枝共聚。
     在二联辊塑炼接枝 CPVC 的过程中, 加热条件下, 随着温度上升会产生下列作用 : 引发剂发生均裂产生自由基的能力提高 ; 接枝单体自由基的活性提高, 对基体树脂的扩散 能力增强 ; 尽管 CPVC 属无定型聚合物, 但仍含有少量 (5%~ 10% ) 结晶结构 ( 由 CPVC 分 子链中的间规立构链段局部规则排列而成 ), 升高温度有助于破坏结晶并提高链段的运动 能力 ; MMA 的挥发量变大。在温度较低 ( 小于 180℃ ) 时, 温度升高会使引发的单体自由基 与大分子主链相互碰撞的几率增大, 因而接枝率也变大, 链段相互作用增大, 强度增加, 耐 热性提高。该共聚材料提高 CPVC 的强度和耐热性, 达到了易加工的特点, 因此可实现 CPVC 共聚物的工程化。 具体实施方式
     以下通过实施例进一步说明本发明 :
     实施例 1 : 首先将 100 质量份 PVC、 0.5 质量份过氧化二异丙苯、 10 质量份接枝单体 MMA 及 3 质量份复合稳定剂、 1.5 质量份润滑剂在高速混合机中充分混合, 然后用二联辊在 185℃进行塑炼 7min 后下片, 得到最终的 CPVC 接枝共聚改性塑料。 实施例 2 : 首先将 100 质量份 PVC、 0.8 质量份过氧化二异丙苯、 10 质量份接枝单体 MMA 及 3 质量份复合稳定剂、 1.5 质量份润滑剂在高速混合机中充分混合, 然后用二联辊在 185℃进行塑炼 7min 后下片, 得到最终的 CPVC 接枝共聚改性塑料。
     实施例 3 : 首先将 100 质量份 PVC、 0.8 质量份过氧化二异丙苯、 10 质量份接枝单体 MMA 及 3 质量份复合稳定剂、 1.5 质量份润滑剂在高速混合机中充分混合, 然后用二联辊在 190℃进行塑炼 7min 后下片, 得到最终的 CPVC 接枝共聚改性塑料。
     以上所述, 仅是本发明的较佳实施例而已, 并非对本发明作任何形式上的限制, 凡 是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化与修饰, 均仍属于 本发明技术方案的范围内。
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资源描述

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1、10申请公布号CN102372890A43申请公布日20120314CN102372890ACN102372890A21申请号201010256270022申请日20100818C08L51/00200601C08F259/0420060171申请人天津科技大学地址300457天津市河西区大沽南路1038号72发明人揣成智54发明名称一种耐高温改性CPVC化工管材专用料57摘要一种接枝共聚改性CPVC的制备方法。其特征在于该接枝共聚改性CPVC材料弥补改进原材料加工性能伴随材料耐热性降低的缺陷,其既保留了CPVC高耐热性和高强度的特征,又达到了通用PVC材料易加工的特点,可用于制备传输具有腐蚀。

2、性、高温介质管道的专用CPVC树脂。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页CN102372893A1/1页21一种接枝共聚改性CPVC的制备方法。其特征主要包括以下步骤A将100质量份PVC、051质量份过氧化二异丙苯、515质量份接枝单体MMA及3质量份复合稳定剂、15质量份润滑剂依次放入高速混合机中,在80、3000转速条件下混合10分钟,使复合稳定剂、引发剂、润滑剂、单体都与PVC充分混合均匀。B将前述混合均匀的CPVC混合料投到已经加热的开炼机上塑炼,塑炼温度控制在180190,经过反复打包,塑炼7MIN后下片,得到最终的CPVC接枝共聚。

3、改性塑料。2根据权利要求1所述的方法,其特征是步骤A中过氧化二异丙苯的加入量为05质量份。3根据权利要求1所述的方法,其特征是步骤A中过氧化二异丙苯的加入量为08质量份。4根据权利要求1所述的方法,其特征是步骤A中过氧化二异丙苯的加入量为1质量份。5根据权利要求1所述的方法,其特征是步骤A中接枝单体MMA的加入量为5质量份。6根据权利要求1所述的方法,其特征是步骤A中接枝单体MMA的加入量为10质量份。7根据权利要求1所述的方法,其特征是步骤A中接枝单体MMA的加入量为15质量份。8根据权利要求1所述的方法,其特征是步骤B中塑炼温度控制在180。9根据权利要求1所述的方法,其特征是步骤B中塑炼。

4、温度控制在185。10根据权利要求1所述的方法,其特征是步骤B中塑炼温度控制在190。权利要求书CN102372890ACN102372893A1/2页3一种耐高温改性CPVC化工管材专用料技术领域0001本发明涉及改性高分子材料技术领域,尤其是一种耐105以上高温氯化聚氯乙烯盐碱化工管道专用料。背景技术0002盐碱业化工管道是管道工业的重要组成部分。由于该类管道用途特殊,其传输介质具有腐蚀性,且使用环境需要在高温高压下进行,因此对盐碱业化工管道的材料和制品性能提出了更高的要求。传统管材以不锈钢金属管居多,然而多年来的实践证明这种金属管材不耐腐蚀,易发生“跑、冒、滴、漏”等现象。特别是针对制盐。

5、碱类化工企业,由于管道传输多在高温条件下进行,这就难以避免的在传输过程中高温环境下由于盐类蒸发对金属管道造成腐蚀,进而使水锈以及其它有害金属杂质渗入到传输介质中,既对传输介质造成了污染,又损害了管道系统,因此不得不经常对管路系统进行维护,造成了大量人力物力的损耗。0003符合耐105以上高温盐化工专用塑料管材要求的塑料材料首选是氯化聚氯乙烯CPVC,是一种性能优良的理想的新型耐高温盐化工专用塑料管材材料。0004但是随着氯含量的提高,提升其部分性能的同时,CPVC在某些方面存在一些问题,主要是其加工温度范围窄180190,熔体粘度高,加工成型困难,所得制品的冲击强度低等,所以必须对其进行改性研。

6、究。0005CPVC制品的性能主要决定于CPVC树脂,它的耐热性和加工性能更是决定于CPVC树脂,CPVC材料的应用和发展关键在于CPVC树脂的生产工艺的改进和提高,且能够得到盐碱化工管材的专用PVC树脂。发明内容0006本发明的目的是提供一种接枝共聚改性技术,以弥补改进原材料加工性能伴随材料耐热性降低的缺陷。本发明在CPVC接枝共聚改性基础上,采用添加各种聚合物或助剂去改善CPVC成型加工性,降低其熔体粘度,并保持其高强度、高耐热性的共聚共混塑料的制备方法。本发明的技术方案如下0007本发明是对CPVC进行接枝共聚改性,所实施的接枝方法是熔融接枝。CPVC接枝甲基丙烯酸甲酯MMA反应按自由基。

7、型接枝共聚进行。作为引发剂的可以是过氧化物,如过氧化二苯甲酰,过氧化二异丙苯或偶氮类化合物,如偶氮二异丁腈等。CPVC大分子链上存在1氯乙烯基、长短支链、叔氯原子等结构缺陷,它们在高温下易热引发产生自由基,形成接枝点为接枝反应提供了条件。在有引发剂作用时,一方面引发剂引发甲基丙烯酸甲酯形成自聚链,另一方面引发由于脱去HCL而在CPVC上形成的不饱和键部分,通过共聚反应,PMMA链再接枝到CPVC骨架链上。0008由于CPVC是热敏性材料,材料本身对于温度变化的反应特别明显。为了能通过实验过程中CPVC加工体系颜色以及塑化程度的变化来控制实验进程,本发明选择开炼机混说明书CN102372890A。

8、CN102372893A2/2页4炼工艺,所用设备为双辊筒炼塑机,简称二联辊。本实验一般工艺流程为将CPVC、各种助剂、DCP、接枝单体分别按一定比例和顺序在高速混合机中充分混合,然后用二联辊进行塑炼,在一定温度条件下混炼打包57MIN后下片,完成CPVC的接枝共聚。0009在二联辊塑炼接枝CPVC的过程中,加热条件下,随着温度上升会产生下列作用引发剂发生均裂产生自由基的能力提高;接枝单体自由基的活性提高,对基体树脂的扩散能力增强;尽管CPVC属无定型聚合物,但仍含有少量510结晶结构由CPVC分子链中的间规立构链段局部规则排列而成,升高温度有助于破坏结晶并提高链段的运动能力;MMA的挥发量变。

9、大。在温度较低小于180时,温度升高会使引发的单体自由基与大分子主链相互碰撞的几率增大,因而接枝率也变大,链段相互作用增大,强度增加,耐热性提高。该共聚材料提高CPVC的强度和耐热性,达到了易加工的特点,因此可实现CPVC共聚物的工程化。具体实施方式0010以下通过实施例进一步说明本发明0011实施例1首先将100质量份PVC、05质量份过氧化二异丙苯、10质量份接枝单体MMA及3质量份复合稳定剂、15质量份润滑剂在高速混合机中充分混合,然后用二联辊在185进行塑炼7MIN后下片,得到最终的CPVC接枝共聚改性塑料。0012实施例2首先将100质量份PVC、08质量份过氧化二异丙苯、10质量份。

10、接枝单体MMA及3质量份复合稳定剂、15质量份润滑剂在高速混合机中充分混合,然后用二联辊在185进行塑炼7MIN后下片,得到最终的CPVC接枝共聚改性塑料。0013实施例3首先将100质量份PVC、08质量份过氧化二异丙苯、10质量份接枝单体MMA及3质量份复合稳定剂、15质量份润滑剂在高速混合机中充分混合,然后用二联辊在190进行塑炼7MIN后下片,得到最终的CPVC接枝共聚改性塑料。0014以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。说明书CN102372890A。

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