Pvc加工助剂及其制备方法
【专利摘要】本发明属于高分子化合物组合物【技术领域】，具体涉及一种PVC加工助剂，PVC加工助剂为醋酸乙烯酯-丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈的四元核壳接枝共聚物；本发明提供其制备方法，包括以下步骤：在反应器中加入去离子水、扩径剂、乳化剂、核层共聚单体(醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯)、引发剂，反应得到核层乳液；在得到的核层乳液中，加入乳化剂、壳层共聚单体(苯乙烯和丙烯腈)，加入引发剂反应，反应完成后经熟化、过滤、干燥得到产品；本发明改善了由于醋酸乙烯酯难以聚合及其转化率低的缺陷，将其成功应用于ACR产品的聚合，降低生产成本，具有较高的塑化性能、热稳定性、熔体强度及制品表面光洁度；本发明提供的制备方法工艺简单、合理。
【专利说明】PVC加工助剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子化合物组合物【技术领域】，具体涉及一种PVC加工助剂及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 聚氯乙烯（(PVC)是一种用途广泛，产量大，性能优良的重要合成材料。但它存在 熔体强度低、流动性差、加工温度和PVC分解温度相近而难以加工的缺点。为解决这些问 题，加工助剂ACR应运而生。ACR是丙烯酸酯类共聚物的统称，具有促进PVC塑化，提高流动 性和熔体强度的功效。
[0003] 随着市场的不断变化，ACR树脂的原材料丙烯酸酯类单体价格持续高涨，造成ACR 加工成本上涨，同时给下游PVC生产企业带来越来越大的成本压力。
[0004] 醋酸乙烯酯作为一种价格低廉的聚合单体，已经越来越多的应用于合成胶黏剂、 涂料等领域，但它不易聚合，热稳定性差等特点局限了它的使用。目前尚未成功应用到ACR 加工助剂生产中。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种PVC加工助剂，改善由于醋酸乙烯酯难以聚合及其转化 率低的缺点，将其成功应用于ACR产品的聚合，降低生产成本，具有较高的塑化性能、热稳 定性、熔体强度及制品表面光洁度；本发明还提供其制备方法，工艺简单、合理。
[0006] 本发明所述的PVC加工助剂，PVC加工助剂为醋酸乙烯酯-丙烯酸甲酯-苯乙 烯-丙烯腈的四元核壳接枝共聚物。
[0007] 所述的PVC加工助剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)在反应器中加入去离子水、扩径剂、乳化剂、核层共聚单体、控制温度在40? 60°C加入引发剂，反应得到核层乳液；
[0009] (2)在步骤（1)得到的核层乳液中，加入乳化剂、壳层共聚单体，控制温度在55? 75°C，加入引发剂反应，反应完成后经熟化、过滤、干燥得到产品；
[0010] 其中：步骤（1)中的核层共聚单体为醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯；
[0011] 步骤（2)中的壳层共聚单体为苯乙烯和丙烯腈。
[0012] 其中：
[0013] 步骤（1)中核层共聚单体、去离子水、扩径剂、乳化剂和引发剂的质量比为100 : 200?300 :0. 2?0. 8 :1?3 :0. 01?0. 1，其中：核层共聚单体为醋酸乙烯酯和丙烯酸甲 酯以质量比为60?80:20?40混合。
[0014] 步骤（1)中反应为升温至40?60°C，在氮气保护下反应3?4小时。
[0015] 步骤⑵中壳层共聚单体、乳化剂、引发剂投料比为100:1?3 :0.1?0.5,其中 壳层共聚单体为苯乙烯和丙烯腈按质量比为60?80:20?40混合。
[0016] 步骤（2)中的所述的反应为在氮气保护下反应3?5小时，该反应优选为分3? 5段进行反应。
[0017] 核层共聚单体与壳层共聚单体的重量比为20?50 :50?80。
[0018] 步骤⑵中熟化为升温到80?85°C，熟化1小时。
[0019] 步骤⑴中引发剂为以下两种中的一种：
[0020] (1)过硫酸盐、有机过氧化物或偶氮类化合物中的一种；
[0021] (2)氧化剂与还原剂所组成的氧化还原引发体系，其中氧化剂为过硫酸盐、有机过 氧化物或偶氮类化合物中的一种，还原剂为亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或硫代硫酸盐中的一种。
[0022] 步骤（2)中的引发剂为过硫酸盐、有机过氧化物或偶氮类化合物中的一种或几 种，优选为过硫酸钾、过硫酸铵、ΒΡΟ、AIBN中的一种或几种。
[0023] 乳化剂为烧基硫酸盐、烧基憐酸盐、烧基横酸盐或烧基苯横酸盐中的一种或几种， 优选为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的任意一种。
[0024] 扩径剂为磷酸三钠、硫酸钠或氯化钠中的任意一种。
[0025] 制备得到的产品为特性粘度为5?6的ACR树脂粉，作为PVC加工助剂，具有良好 的塑化性能、又能提高PVC制品的熔体强度及表面光洁度。
[0026] 综上所述，本发明具有以下优点：
[0027] (1)由于醋酸乙烯酯价格低廉，远远低于丙烯酸酯类及苯乙烯、丙烯腈单体的价 格，醋酸乙烯酯成功应用于ACR加工助剂，使产品价格大大降低，满足了下游客户需求。
[0028] (2)本发明选择了合适的醋酸乙烯酯共聚单体，解决了醋酸乙烯酯难以聚合、转化 率低等缺点。
[0029] (3)本发明通过选择合适的聚合工艺，添加适量的扩径剂，合理控制乳液粒径，同 时采用核壳共聚技术，以醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯共聚物为核，苯乙烯和丙烯腈共聚物为 壳；制备得到四元核壳接枝共聚物，大大改善了醋酸乙烯酯共聚物耐热性差的缺陷，制备得 到的产品在180°C静态下20分钟无明显色变。
[0030] (4)本发明所述的PVC加工助剂应用于PVC树脂加工，成功的解决了其使用过程中 存在的熔体强度低，制品表面光洁度较差的问题。
[0031] (5)本发明为PVC制品加工提供了一种低廉的新型ACR加工助剂，具有较高的塑化 性能、热稳定性、熔体强度及制品表面光洁度。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0033] 实施例1
[0034] 所述的PVC加工助剂的制备方法，包括以下步骤：
[0035] (1)在反应器中加入300g去离子水、0· 5g扩径剂（磷酸三钠）、2g乳化剂（十二烷 基硫酸钠）、l〇〇g核层共聚单体（醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯以质量比为60:40混合）、0. 2g 引发剂（过硫酸钾），升温至65°C，在氮气保护下反应4小时得到核层乳液；
[0036] (2)在步骤（1)得到的核层乳液中，加入2g乳化剂（十二烷基硫酸钠）、100g壳层 共聚单体（苯乙烯和丙烯腈按质量比为80:20混合），控制温度在65°C，加入0. 3g引发剂 (过硫酸钾），在氮气保护下反应4小时，反应分5段进行，反应完成后升温至85°C，熟化1 小时、过滤、干燥得到产品。
[0037] 实施例2
[0038] 所述的PVC加工助剂的制备方法，包括以下步骤：
[0039] (1)在反应器中加入300g去离子水、0.8g扩径剂（硫酸钠）、3g乳化剂（十二烷基 苯磺酸钠）、l〇〇g核层共聚单体（醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯以质量比为80:20混合）、0. lg 引发剂（过硫酸铵），升温至60°C，在氮气保护下反应3小时得到核层乳液；
[0040] (2)在步骤（1)得到的核层乳液中，加入3g乳化剂（十二烷基苯磺酸钠）、160g壳 层共聚单体（苯乙烯和丙烯腈按质量比为75:25混合），控制温度在75 °C，加入0. 5g引发 剂（AIBN)，在氮气保护下反应3小时，反应分4段进行，反应完成后升温至80°C，熟化1小 时、过滤、干燥得到产品。
[0041] 实施例3
[0042] 所述的PVC加工助剂的制备方法，包括以下步骤：
[0043] (1)在反应器中加入200g去离子水、0.2g扩径剂（氯化钠 ）、lg乳化剂（十二烷基 苯磺酸钠）、l〇〇g核层共聚单体（醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯以质量比为75:25混合）、0. lg 引发剂（过硫酸钾和亚硫酸氢钠按质量比1:1混合），升温至40°C，在氮气保护下反应4小 时得到核层乳液；
[0044] (2)在步骤（1)得到的核层乳液中，加入lg乳化剂（十二烷基苯磺酸钠）、80g壳 层共聚单体（苯乙烯和丙烯腈按质量比为70:30混合），控制温度在65°C，加入0. lg引发 剂（过硫酸钾），在氮气保护下反应5小时，反应分3段进行，反应完成后升温至80°C，熟化 1小时、过滤、干燥得到产品。
[0045] 一、将实施例1-3制备得到的产品进行性能测试：
[0046] 实施例1-3制备得到的产品的性能测试结果见表1。
[0047] 表1实施例1-3制备得到的产品的性能测试结果
[0048]
【权利要求】
1. 一种PVC加工助剂，其特征在于：PVC加工助剂为醋酸乙烯酯-丙烯酸甲酯-苯乙 烯-丙烯腈的四元核壳接枝共聚物。
2. -种权利要求1所述的PVC加工助剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 在反应器中加入去离子水、扩径剂、乳化剂、核层共聚单体、控制温度在40?60°C 加入引发剂，反应得到核层乳液； (2) 在步骤⑴得到的核层乳液中，加入乳化剂、壳层共聚单体，控制温度在55? 75°C，加入引发剂反应，反应完成后经熟化、过滤、干燥得到产品； 其中：步骤（1)中的核层共聚单体为醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯； 步骤（2)中的壳层共聚单体为苯乙烯和丙烯腈。
3. 根据权利要求2所述的PVC加工助剂的制备方法，其特征在于：步骤（1)中核层共 聚单体、去离子水、扩径剂、乳化剂和引发剂的质量比为100 :200?300 :0. 2?0. 8 :1?3 : 0. 01?0. 1，其中：核层共聚单体为醋酸乙烯酯和丙烯酸甲酯以质量比为60?80:20?40 混合。
4. 根据权利要求2所述的PVC加工助剂的制备方法，其特征在于：步骤（1)中反应为 升温至40?60°C，在氮气保护下反应3?4小时。
5. 根据权利要求2所述的PVC加工助剂的制备方法，其特征在于：步骤（2)中壳层共 聚单体、乳化剂、引发剂投料比为100 :1?3 :0. 1?0. 5,其中壳层共聚单体为苯乙烯和丙 烯腈按质量比为60?80:20?40混合。
6. 根据权利要求2所述的PVC加工助剂的制备方法，其特征在于：核层共聚单体与壳 层共聚单体的质量比为20?50 :50?80。
7. 根据权利要求2所述的PVC加工助剂的制备方法，其特征在于：步骤（1)中引发剂 为以下两种中的一种： (1) 过硫酸盐、有机过氧化物或偶氮类化合物中的一种； (2) 氧化剂与还原剂所组成的氧化还原体系，其中氧化剂为过硫酸盐、有机过氧化物或 偶氮类化合物中的一种，还原剂为亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或硫代硫酸盐中的一种。
8. 根据权利要求2所述的PVC加工助剂的制备方法，其特征在于：步骤（2)中的引发 剂为过硫酸盐、有机过氧化物或偶氮类化合物中的一种或几种。
9. 根据权利要求2所述的PVC加工助剂的制备方法，其特征在于：乳化剂为烷基硫酸 盐、烷基磷酸盐、烷基磺酸盐或烷基苯磺酸盐中的一种。
10. 根据权利要求2所述的PVC加工助剂的制备方法，其特征在于：扩径剂为磷酸三 钠、硫酸钠或氯化钠中的任意一种。
【文档编号】C08L27/06GK104231483SQ201410491778
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】王敬刚, 孔凡高, 王美红, 徐建光, 王玉萍, 孙军伟 申请人:淄博华星助剂有限公司