专利名称：降低氯化聚氯乙烯加工成型温度的方法
技术领域：
本发明是关于降低氯化聚氯乙烯(以下简写为CPVC)加工成形温度，避免在加工过程中热分解以及成形性差的方法。
CPVC具有许多比PVC更优良的物理性能、机械性能和化学性能。如使用温度高、机械强度大；更耐老化、耐化学腐蚀等。但存在不足之处，加工温度高，成形性能差，加工过程中容易发生热分解，严重时甚至不能加工。由于CPVC的加工温度和热分解温度相差无几，因而加工温度范围窄，导致成形性差。对此，人们常从提高CPVC的热稳定性着手，试图解决CPVC在高温下分解、成形差的问题。比如对CPVC添加环氧类化合物(《现代塑料加工应用》，1994，6(4)，34～37)、各种铅盐等。这些都是对CPVC起着稳定化作用，在一定程度上改善了加工性能，但还不是十分有效的。而且还带来其它问题。如小分子添加物的渗出，铅盐的毒性问题，稳定剂耗尽后明显降低机械性能等等。
本发明的目的在于针对上述CPVC加工温度高、成形性能差等缺点，采取力化学接枝办法，对CPVC进行接枝改性，使其加工温度降低，改善成形性能。力化学接枝效率高，操作容易，即时即地都能得到所需的产物。无需引发剂、溶剂和其它添加剂。产物无需提纯就有较好的稳定性。经有关单体接枝改性的CPVC，其接枝链段具有内增塑作用，因而成形温度大大降低。接枝共聚物中接枝链段的内增塑作用是永久性的，没有渗出问题，也不存在如铅盐那样毒性问题。接枝改性从根本上降低了CPVC的熔融温度，也就是降低了CPVC的加工成形温度。由于加工成形温度得到降低，热分解问题、成形差等问题，自然也就不复存在。为了实现上述发明的目的，本发明通过力化学方法将具有一定组成比的烯类单体和CPVC的混合物进行塑炼。CPVC在小于60℃下通过开炼机塑炼时，由于机械剪切力的作用，发生分子链断裂，形成大分子自由基，并引发已存在的烯基单体，按自由基反应机理与大分子自由基进行加成聚合，得加工成形温度明显降低的接枝共聚物。CPVC分子链断裂时发生的大分子自由基的孤电子要是在链端，则生成嵌段共聚物，要是孤电子转移到分子链的其它位置，则生成的为接枝共聚物。这里统称为接枝共聚物。
本发明所用单体，从原则上说可以包括所有的烯类单体，但更为适用的烯类单体主要包括甲基丙烯酸烷基酯类、丙烯酸烷基酯类、苯乙烯、α-烷基苯乙烯、马来酸二烷基酯类以及易于生成结构化产物的单体丙烯腈、丙烯酸烷基丙烯酸类、丙烯酸羟基烷基酯类、马来酸酐等。少量结构化对产物的机械强度提高有利。
本发明所用的CPVC其聚合度为590～2500；氯含量58～70％。
本发明用以发生力化学作用的机械包括开炼机、密炼机、挤出机以及能产生剪切应力的其它设备。塑炼时这些机械要加以冷却，保持工作面温度不高于60℃为宜。温度高接枝效果差。
本发明所用的烯类单体与CPVC的用量比为5～35∶100质量份，更好为10～25∶100。用多种单体时，单体总用量与CPVC用量比也为5～35∶100质量份。
本发明与现采用的改性CPVC技术相比具有工艺过程简单，改性后的CPVC加工温度低，因而具有加工性能好且不易发生热分解等突出优点。
实施例1.
CPVC(聚合度约1000，由XS-3型PVC以固相法制得，氯含量67.8％，粉状体)100质量份，甲基丙烯酸甲酯(MMA)20质量份。将两者混合，在开炼机上塑炼，塑化后薄通30次(约5分钟)。操作过程中，开炼机的辊温要保持勿超过60℃为宜。将塑炼薄通后产物置于平板硫化机上模压。开始时压板温度为120℃，施加压力约为10MPa。加热压板，压板温度每上升5℃，观察一次试料溶化的情况。直至可以成形时的温度，即为该试料的最低成形温度。模压物约为1mm厚薄片。
参考例1.
未接枝改性的CPVC(同实施例1中说明)100质量份，氯化聚乙烯(CPE，氯含量40％，牌号1408，潍坊化工厂产品)20质量份。将两者混合，同实施例1，在开炼机上进行塑炼，但难得塑化产物，故直接置入180℃压机中加压，进行塑化。把塑化后的片状物剪碎做为试料，将该试料置于已热至120℃压板中，施加10MPa压力，升温，同样每升5℃，观察一次试料溶化情况，直至可以成形的温度，记为最低成形温度。
参考例2.
未接枝改性的CPVC(同实施例1中说明)100质量份，置入已加热至180℃压机加压塑化。把塑化后片状物剪成碎片后，同参考例1一样处理，得最低成形温度。
将实施例1、参考例1、参考例2的最低成形温度列于表中。
表1最低成形温度的比较例子 CPVCMMA CPE最低成形温度质量份 质量份 质量份℃实施例1 100 20 -140参考例1 100 -20 180参考例2 100 --180实施例2.
CPVC(同实例1中说明)100质量份，丙烯酸丁酯5质量份，MMA14质量份，环氧棉籽油5质量份，混合后同实施例1操作，进行力化学接枝共聚。产物的最低成形温度为150℃。
实施例3～7.
CPVC(聚合度约1000，由XS-3型PVC以固相氯化法制得，氯含量65.6％，粉状体)分别与不同单体力化学接枝的例子(实施例3～7)示于表2。其中各组分用量为CPVC 100质量份，单体20质量份。操作手续同实施例1。
参考例3CPVC(同实施例3～7中说明)100质量份，同参考例2一样操作手续，产物的最低成形温度列入表2。
表2最低成形温度、强度、软化点的比较例子 CPVC 单体 单体量 最低成 拉伸强度 维卡形温度 软化点质量份 质量份℃ MPa ℃实施例3 100 甲基丙烯酸甲酯 20 15071.3 109实施例4 100 甲基丙烯酸乙酯 20 14076.5 103实施例5 100丙烯酸乙酯20 14077.9 109实施例6 100丙烯酸丁酯20 14078.2 106实施例7 100 苯乙烯 20 13073.3 111参考例3 100 18082.4 11权利要求
1.一种降低氯化聚氯乙烯(以下简写为CPVC)加工成形温度的方法。其特征在于利用力化学作用的原理，对具有一定组成比的烯类单体与CPVC的混合物进行塑炼，混合物塑炼时受机械剪切应力的作用，使CPVC分子链发生断裂，形成大分子自由基，引发烯类单体在CPVC分子上接枝共聚(包括嵌段共聚)，从而改性CPVC，使其加工成形温度降低。
2.根据权利要求1所述的降低CPVC加工成形温度的方法，其特征在于所需要的剪切应力是通过橡胶、塑料加工用的开炼机、密炼机、挤出机以及能产生剪切应力的其它机械来提供的。
3.根据权利要求1所述的降低CPVC加工成形温度的方法，其特征在于烯类单体主要包括甲基丙烯酸烷基酯类、丙烯酸烷基酯类、苯乙烯、α-烷基苯乙烯、马来酸二烷基酯类以及丙烯腈、丙烯酸烷基丙烯酸类、丙烯酸羟基烷基酯类、马来酸酐等。
4.根据权利要求1所述的降低CPVC加工成形温度的方法，其特征在于所用的CPVC其聚合度为590～2500、氯含量为58～70％，烯类单体与CPVC组成比为5～35∶100质量份。
全文摘要
本发明涉及一种降低氯化聚氯乙烯(以下简写为CPVC)加工成型温度的方法。其特征在于利用力化学作用的原理，对具有一定组成比的烯类单体与CPVC的混合物进行塑炼。混合物塑炼时受机械的剪切应力作用，导致CPVC分子链发生断裂，形成大分子自由基，引发烯类单体在CPVC分子链上进行接枝共聚(包括嵌段共聚)。所得的接枝共聚改性产物具有内增塑性能，加工成型温度为130～150℃；而未经接枝改形的CPVC加工成型温度为180℃。
文档编号C08F259/00GK1154378SQ9611572
公开日1997年7月16日 申请日期1996年3月12日 优先权日1996年3月12日
发明者赵季若, 冯莺, 赵斌 申请人:青岛化工学院, 赵斌