郭慶余

（重慶萬(wàn)達(dá)塑膠有限公司，重慶 400033）

透明聚氯乙烯樹(shù)脂耐候抗沖改性劑

郭慶余

（重慶萬(wàn)達(dá)塑膠有限公司，重慶 400033）

含有甲基丙烯酸烯丙酯多官能團(tuán)交聯(lián)劑的苯乙烯單體和丙烯酸丁酯單體混合物，通過(guò)乳液聚合形成雙層結(jié)構(gòu)丙烯酸彈性橡膠體后，第一步加甲基丙烯酸甲酯，第二步加苯乙烯進(jìn)行接枝聚合，得到透明聚氯乙烯樹(shù)脂耐候抗沖改性劑。

PVC；接枝聚合物；多官能團(tuán)交聯(lián)劑；耐候抗沖改性劑

聚氯乙烯樹(shù)脂（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“PVC”）已被廣泛用作通用樹(shù)脂，單獨(dú)使用時(shí)，其光學(xué)性能較好，但其機(jī)械物理性能不是很好，特別是在缺口沖擊強(qiáng)度方面。為了提高沖擊強(qiáng)度，需要添加各種改性劑進(jìn)行材料的改性。

提高PVC的沖擊強(qiáng)度，一般是添加MBS、ABS、CPE、EVA等樹(shù)脂與PVC共混改性。盡管沖擊強(qiáng)度有所提高，由于MBS樹(shù)脂等在彈性體組分的分子鏈中含有大量不飽和結(jié)構(gòu)的碳碳雙鍵，因此在戶(hù)外環(huán)境中長(zhǎng)期使用時(shí)耐候性能差，容易老化，導(dǎo)致產(chǎn)品沖擊強(qiáng)度的降低。因此，這些樹(shù)脂不適合在戶(hù)外長(zhǎng)期使用的PVC產(chǎn)品中。

為提高耐候性能和沖擊強(qiáng)度，用氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸酯或者丙烯腈接枝聚合雙層結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯彈性體，形成殼是丙烯酸酯、核是玻璃化溫度Tg高的聚合物，盡管提高了PVC耐候沖擊性，但光學(xué)性能較差。

為了改善光學(xué)性能和沖擊強(qiáng)度，接枝交聯(lián)雙層結(jié)構(gòu)的彈性體選用外層殼是丙烯酸酯、核是苯乙烯的接枝聚合物。由于要滿足PVC產(chǎn)品光學(xué)性能，丙烯酸酯的含量受到限制，其沖擊強(qiáng)度不是很好。

為了既保證PVC產(chǎn)品表面光澤度好，又滿足耐候性和抗沖擊性能要求，分析了彈性體聚合物和接枝共聚物聚合方法和產(chǎn)品特性。本文主要研究在丙烯酸酯與苯乙烯類(lèi)單體乳液聚合時(shí)加入可保證光學(xué)性能、提高耐候沖擊強(qiáng)度的烯丙基丙烯酸酯多官能團(tuán)交聯(lián)劑，得到雙層丙烯酸彈性體膠體后，再分步用甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯接枝的聚合物。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

多官能團(tuán)交聯(lián)劑甲基丙烯酸烯丙酯AMA：青島瑞那斯高分子材料有限公司；

乳化劑OT：上海滬峰化工有限公司；

過(guò)硫酸鉀：化學(xué)純；苯乙烯：化學(xué)純；

丙烯酸正丁酯：化學(xué)純；

甲基丙烯酸甲酯：化學(xué)純；

PVC：臺(tái)塑S-58，聚合度700；

聚乙烯蠟：市售；

三氯化鋁：化學(xué)純；

增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯DOP：市售；

MBS：韓國(guó)LG化學(xué)MB885；

氯化聚乙烯CPE135A：山東濰坊亞星；

PVC有機(jī)錫復(fù)合熱穩(wěn)定劑：市售。

1.2 苯丙彈性體膠乳合成

三口瓶持續(xù)充入氮?dú)?，待空氣排開(kāi)后，加入360 mL去離子水、1 g乳化劑，0.6 g過(guò)硫酸鉀，加熱攪拌。升溫到70℃時(shí)，開(kāi)始滴加2 g甲基丙烯酸烯丙酯和100 g苯乙烯混合溶液，滴加1 h左右完成，滴加完畢后繼續(xù)攪拌1 h。滴加混有100 g丙烯酸丁酯、1 g甲基丙烯酸烯丙酯、0.6 g過(guò)硫酸鉀、20 mL去離子水的混合溶液，滴加1 h左右完成。滴加完畢后繼續(xù)攪拌1 h得到苯丙彈性體膠乳。

1.3 接枝共聚

三口瓶持續(xù)充入氮?dú)?，加?40 g苯丙彈性體膠乳固體、400 mL去離子水、0.6 g過(guò)硫酸鉀，加熱攪拌到70℃，滴加甲基丙烯酸甲酯30 g，滴加時(shí)間30 min；維持1 h后，開(kāi)始滴加苯乙烯30 g，滴加時(shí)間30 min，維持1 h。用三氯化鋁溶液進(jìn)行鹽析凝聚后，過(guò)濾、脫水、洗滌、干燥，得粉末狀核殼接枝聚合物產(chǎn)品。其殼主要是丙烯酸丁酯，核主要是苯乙烯。

2 聚氯乙烯PVC樹(shù)脂改性

2.1 用交聯(lián)苯丙殼核聚合物改性

100 g殼核接枝共聚物、1 000 g PVC、40 g PVC熱穩(wěn)定劑、20 g鄰苯二甲酸二丁酯DOP、15 g聚乙烯蠟潤(rùn)滑劑高混，擠出、壓片、測(cè)試。

2.2 用MBS改性

100 g MBS、1 000 g PVC、40 g PVC熱穩(wěn)定劑、20 g鄰苯二甲酸二丁酯DOP、15 g聚乙烯蠟潤(rùn)滑劑高混，擠出、壓片、測(cè)試。

2.3 用CPE改性

100 g CPE、1 000 g PVC、40 g PVC熱穩(wěn)定劑、20 g鄰苯二甲酸二丁酯DOP、15 g聚乙烯蠟潤(rùn)滑劑高混，擠出、壓片、測(cè)試。

2.4 空白實(shí)驗(yàn)

1 100 g PVC、40 g PVC熱穩(wěn)定劑、20 g鄰苯二甲酸二丁酯DOP、15 g聚乙烯蠟潤(rùn)滑劑高混，擠出、壓片、測(cè)試。

2.5 測(cè)試結(jié)果和比較

測(cè)試結(jié)果和比較情況如表1所示。

表1 測(cè)試結(jié)果和比較情況

2.6 測(cè)試方法

透光率和霧度測(cè)試引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2410—2008，樣片厚度2 mm；實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16422；沖擊試驗(yàn)引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1843—2008。

3 結(jié)論

經(jīng)總結(jié)，得出以下2點(diǎn)結(jié)論：①核殼結(jié)構(gòu)苯丙聚合物由于嵌段交聯(lián)特性，改性PVC樹(shù)脂的耐候沖擊性能高于MBS、CPE改性劑；②苯丙乳液聚合中加入多官能團(tuán)交聯(lián)劑，得到雙層核殼結(jié)構(gòu)彈性體，再分步加接枝共聚產(chǎn)生的苯丙聚合物，用于透明PVC改性，能保持PVC制品表面光澤及透明度、耐候性、抗沖擊性。

［1］高俊剛，楊麗庭，李燕芳.改性聚氯乙烯新材料［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［2］曹同玉，劉慶普.聚合物乳液合成原理性能及應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.

［3］張會(huì)軒，楊海東，戴英，等.核/殼結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯增韌劑改性PVC的研究［J］.應(yīng)用化學(xué)，1997，14（3）：16-18.

［4］張心亞，孫志娟，傅和青.梯度乳液聚合制備核殼結(jié)構(gòu)丙烯酸酯乳液-合成工藝［J］.湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，29（4）：62-67.

［5］李晶.核-殼結(jié)構(gòu)沖擊改性劑ACR合成技術(shù)研究［J］.聚氯乙烯，2007（10）：26-29.

［6］楊國(guó)娟，吳廣峰，張會(huì)軒.交聯(lián)劑對(duì)PVC/AIM復(fù)合材料性能的影響［J］.塑料，2009，38（05）：80-82.

［7］趙永生，王克儉.新型PVC抗沖改性劑AMB［J］.工程塑料應(yīng)用，2010，38（08）：26-28.

［8］孫華偉，羅筑，于杰，等.聚氯乙烯增韌改性研究新進(jìn)展［J］.聚氯乙烯，2010，38（07）：1-6.

［9］楊海東，祁曉雪，周超.MBS核-殼粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)MBS/PVC光學(xué)性能的影響［J］.廣州化工，2011，39（19）：62-65.

［10］王茂春，周超，陳明.多層核/殼結(jié)構(gòu)橡膠粒子對(duì)PVC增韌的研究［J］.中國(guó)塑料，2012，26（3）：34-38.

［11］蔡詩(shī)俊，馬劍英，林微，等.一種新型交聯(lián)劑對(duì)ACR增韌PVC的影響［J］.中國(guó)塑料，2013，27（04）：75-79.

［12］陶春影，潘明旺，袁金鳳，等.改性劑中交聯(lián)劑種類(lèi)對(duì)共混改性聚氯乙烯性能的影響［J］.河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，43（03）：49-53.

［13］趙鑫磊，賈潤(rùn)禮，劉建衛(wèi).PVC增韌改性技術(shù)研究近況［J］.塑料科技，2015，43（10）：122-126.

［14］劉玉星，朱明娟.聚氯乙烯低溫增韌改性研究進(jìn)展［J］.廣東化工，2017，44（03）：113-114.

TQ325.3

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.055

2095－6835（2017）21－0055－02

郭慶余（1962—），男，研究方向?yàn)楦叻肿雍铣杉案男浴?/p>

〔編輯：劉曉芳〕