一种树脂组合物及其制备方法

摘要

本发明提供了一种树脂组合物，包含有共混的以下组分：聚氯乙烯树脂，100重量份；ABS树脂，3～50重量份；复合相容剂，3～30重量份；其中所述的复合相容剂是由热塑性弹性体接枝物和氯化聚乙烯组成，所述的热塑性弹性体接枝物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物与极性单体的接枝物，其中在复合相容剂中，热塑性弹性体接枝物和氯化聚乙烯的重量比为10:90～60:40。该材料具有极高的抗冲击性能、优异的耐低温性能、优异的抗拉伸性能、良好的刚性、良好的热力学性能。本发明组合物的制备方法工艺简单、易于操作。

权利要求

1.一种树脂组合物，包含有共混的以下组分：聚氯乙烯树脂，100重量份；

ABS树脂，3～50重量份；

复合相容剂，3～30重量份；

其中所述的ABS树脂是由聚丁二烯的丙烯腈与苯乙烯单体的接枝共聚物和苯乙烯—丙烯腈共聚物组成；

其中所述的复合相容剂是由热塑性弹性体接枝物和氯化聚乙烯组成，所述的热塑性弹性体接枝物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物与极性单体的接枝物，所述的极性单体为2-乙烯基砒啶、4-乙烯基砒啶或其异构体中的至少一种；其中在复合相容剂中，热塑性弹性体接枝物和氯化聚乙烯的重量比为10:90～

60:40。

2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征是在所述的复合相容剂中，热塑性弹性体接枝物和氯化聚乙烯的重量比为20:80～50:50。

3.根据权利要求2所述的树脂组合物，其特征是在所述的复合相容剂中，热塑性弹性体接枝物和氯化聚乙烯的重量比为30:70～40:60。

4.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征是包括共混的以下组分：聚氯乙烯树脂，100重量份；

ABS树脂，5～30重量份；

复合相容剂，3～15重量份。

5.根据权利要求4所述的树脂组合物，其特征是以聚氯乙烯树脂100重量份计，所述的复合相容剂为3～10重量份。

6.根据权利要求1所述的树脂组合物，所述的热塑性弹性体接枝物的接枝率为1～

10％。

7.根据权利要求6所述的树脂组合物，所述的热塑性弹性体接枝物的接枝率为3～

5％。

8.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中所述的聚氯乙烯树脂为聚合度≥700的聚氯乙烯。

9.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中所述苯乙烯—丙烯腈共聚物在ABS树脂中的重量百分比大于10％wt。

10.如权利要求1—9中任一项所述的树脂组合物的制备方法，包括：将包含有聚氯乙烯树脂、ABS树脂和由所述的热塑性弹性体接枝物和氯化聚乙烯组成的复合相容剂按所述组分配比熔融共混。

说明书

一种树脂组合物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种树脂组合物及其制备方法。具体说，涉及一种聚氯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金树脂组合物及其制备方法。

[0002] 技术背景

[0003] PVC树脂是由氯乙烯单体聚合而成的热塑性高聚物，属于无定性聚合物，含结晶度5-10％的微晶体。PVC突出的优点就是难燃，具有优异的耐磨性、抗化学腐蚀性、气体水气低泄露性。此外综合机械性能、制品透明性、电绝缘性、隔热、消声、消振性也较好，是性能价格比最为优越的通用性材料。其缺点是热稳定性、拉伸性能、抗冲击性较差。纯硬质聚氯乙烯
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的缺口冲击强度只有3～5KJ/m，断裂伸长率也很低，属于硬脆材料。

[0004] ABS树脂是由聚丁二烯的丙烯腈(A)和苯乙烯(S)单体的接枝共聚物和苯乙烯—丙烯腈的游离共聚物(SAN)的混合物组成。ABS树脂即具有聚苯乙烯树脂(PS)的高光泽和加工流动性，又具有很好的抗冲击性能，丙烯腈的引入又使材料具有良好的刚性和耐化学药品性能，因此ABS树脂具有优异的综合性能。但同时由于丁二烯双键的存在使其耐老化性能较差。

[0005] PVC树脂的溶解度参数为9.5，而ABS中的SAN的溶解度参数为9.3～9.8，因此两种树脂完全可以形成一种宏观宏观均相而微观分相的合金材料。随着科技的发展和ABS树脂、PVC树脂的应用的扩大，人们不管是出于对材料成本的降低还是出于对改性技术的探索，对PVC/ABS合金材料的研究一直都在进行中。1954年美国Marbon公司首先对PVC/ABS合金实现了工业化生产。到20世纪60年代美国、日本、西欧等国的公司先后推出了各种PVC/ABS合金材料，并广泛的应用于仪表、航空、汽车、轻工、加电等行业。目前PVC/ABS合金在改性方面主要表现为材料的刚性、冲击强度、耐寒性、断裂伸长率不能兼顾。例如广州合成材料研究院所生产的PVC/ABS合金，材料的弯曲模量虽然高达2.7GPa，但材料的IZOD2
冲击只有9.5KJ/m，断裂伸长率只有10％。原东德Buna公司采用醋酸乙烯与ABS的接枝共聚物作为PVC/ABS合金的相容剂其材料在23℃和-20℃的IZOD冲击强度也仅达到49.1
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和9.6KJ/m。申请号为94117372的中国发明专利所述的一种卫生、阻燃PVC/ABS合金，其
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缺口冲击强度只有7-22KJ/m，拉伸强度也只有35-45MPa。

发明内容

[0006] 本发明人通过大量的试验研究发现，采用一种特殊的热塑性弹性体接枝物与卤化烯烃聚合物混合使用来改性PVC/ABS复合材料，使该复合材料具有极高的抗冲击性能、优异的耐低温性能、优异的抗拉伸性能、良好的刚性(弯曲强度、弯曲模量)、良好的热力学性能。该复合材料弥补了现有技术中PVC/ABS合金材料的刚性、冲击强度、耐寒性、断裂伸长率不能兼顾的问题。

[0007] 本发明的目的是提供了上述的一种PVC/ABS树脂组合物，其具有优异的的断裂伸长率、高低温冲击性能，同时具有较好的刚性和热力学性能。

[0008] 本发明进一步提供了上述树脂组合物的制备方法。

[0009] 本发明的树脂组合物包含有共混的以下组分：

[0010] 聚氯乙烯树脂，100重量份；

[0011] ABS树脂，3～50重量份；

[0012] 复合相容剂，3～30重量份。

[0013] 其中所述的聚氯乙烯树脂可选用现有生产技术中的各种类型的聚氯乙烯树脂，优选聚合度≥700的聚氯乙烯树脂。

[0014] 其中所述的ABS树脂是由聚丁二烯的丙烯腈与苯乙烯单体的接枝共聚物和苯乙烯—丙烯腈共聚物(SAN)组成，SAN共聚物在ABS树脂中含量越高，ABS树脂与聚氯乙烯树脂的相容性越好，优选SAN含量大于10％的ABS；ABS树脂用量以聚氯乙烯树脂为100重量份计，优选为5～30重量份。

[0015] 其中所述的复合相容剂是由热塑性弹性体接枝物和氯化聚乙烯(CPE)组成。在复合相容剂中，热塑性弹性体接枝物和氯化聚乙烯的重量比为10：90～60：40，优选为20:80～50:50，更优选为30:70～40:60。复合相容剂用量以聚氯乙烯树脂为100重量份计，优选为3～15重量份，更优选为3～10重量份。

[0016] 以上所述的热塑性弹性体接枝物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)或苯乙烯-戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)与极性单体的接枝物，所述的极性单体选自2-乙烯基砒啶、4-乙烯基砒啶或其异构体中的至少一种。优选接枝率为1～10％的热塑性弹性体接枝物，更优选接枝率为3～5％的热塑性弹性体接枝物。

[0017] 所述的SBS或SIS与极性单体接枝物可采用按照中国专利ZL200410023077.7所制备的一种极性化的SDS。SDS是一种四嵌段共聚物，其结构可用SDSP来表示，其中S代表聚苯乙烯嵌段，D代表聚丁二烯嵌段或聚异戊二烯嵌段，P代表极性嵌段，极性嵌段由乙烯基砒啶及其衍生物，包括2-乙烯基砒啶、4-乙烯基砒啶或其异构体的极性单体聚合得到。

[0018] 其中所述的热塑性弹性体接枝物作为主相容剂，氯化聚乙烯作为辅助相容剂。将所述的热塑性弹性体接枝物和氯化聚乙烯混合制成复合相容剂。该复合相容剂的使用可以使PVC/ABS合金中的PVC与ABS间具有恰当的相容性，从而使PVC/ABS合金具有极高的抗冲击性能、优异的耐低温性能、优异的抗拉伸性能、良好的刚性(弯曲强度、弯曲模量)、良好的热力学性能。

[0019] 本发明的树脂组合物还可以包含现有的PVC加工技术中通用的丙烯酸酯类聚合物(ACR)加工改性剂，其用量为常规用量，一般以PVC树脂为100重量份计可为1～10重量份。

[0020] 本发明的树脂组合物还可以包含现有的PVC加工技术中通用的稳定剂，包括有机锡类、钙锌类、钡锌类或铅盐类稳定剂。其用量为常规用量。在本发明中钙锌类稳定剂的用量可优选以PVC树脂为100重量份计为5～15重量份。另外本发明的树脂组合物可包含现有的ABS加工技术中通用的热稳定剂和光稳定剂，其用量为常规用量。

[0021] 此外，本发明的树脂组合物中还可以包含有现有技术中PVC加工通常所用的润滑剂(如G60、氧化聚乙烯、聚乙烯蜡等)、无机填料、着色剂及其它加工助剂等。其用量均为常规用量，或根据实际情况的要求进行调整。

[0022] 本发明的树脂组合物的制备方法，包括将包含有所述的聚氯乙烯树脂、ABS树脂、复合相容剂在内的组分通过熔融共混的步骤，而制得树脂组合物。

[0023] 在制备过程中，物料的共混温度即为聚氯乙烯的通常加工温度，应该在既保证聚氯乙烯完全熔融又不会使其分解的范围内选择，一般在165～220℃，优选为180～220℃。此外，根据加工需要，可在共混物料中适量加入聚氯乙烯加工的常规助剂如润滑剂(氧化聚乙烯、聚乙烯蜡、G60等)、无机填料、着色剂及其它加工助剂等。其用量均为常规用量，或根据实际情况的要求进行调整。同时为了保证ABS树脂在加工和使用中的稳定，需要加入ABS热稳定剂和光稳定剂，其用量为常规用量。

[0024] 本制备方法中所使用的熔融共混设备可以是橡塑共混技术中所公开的开炼机、密炼机、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机等。

[0025] 本发明的PVC/ABS合金组合物主要用于汽车、电子电器等行业。该材料具有极高的抗冲击性能、优异的耐低温性能、优异的抗拉伸性能、良好的刚性(弯曲强度、弯曲模量)、良好的热力学性能。本发明组合物的制备方法工艺简单、易于操作，适于工业化应用。

具体实施方式

[0026] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。本发明的范围不受这些实施例的限制，本发明的范围在权利要求书中提出。

[0027] 实施例1～3：

[0028] 将SDS(巴陵石油化工有限责任公司，接枝率为3.0％，接枝的极性单体为2-乙烯基砒啶、4-乙烯基砒啶及其异构体的混合物)与氯化聚乙烯CPE(国产)按重量比为38：62的比例混合均匀，制成复合相容相。

[0029] 将PVC树脂(北京化二集团，牌号为SG-5，五型，聚合度为800)、钙锌稳定剂(大连开米森公司)、润滑剂(国产)在高速搅拌下升温至100℃，放入冷混冷却至室温，与ABS树脂(台湾奇美公司，牌号为777)，复合相容剂搅拌均匀。具体组成以聚氯乙烯树脂为100重量份数计见表1。采用双辊开炼机混炼，混炼温度为180-200℃。经平板硫化仪压片，压片温度为190-210℃。经铣床加工成测试样条，进行各种力学性能的测试，其结果如表1所示。

[0030] 对比例1：

[0031] 除不加复合相容剂，其余组成及制备条件均与实施例1相同。具体配方及样条测试结果如表1所示。

[0032] 对比例2：

[0033] 除将复合相容剂换成接枝率为3％的SDS，其余组成及制备条件均与实施例1相同。具体配方及样条测试结果如表1所示。

[0034] 对比例3：

[0035] 除将复合相容剂换成氯化聚乙烯(CPE)，其余组成及制备条件均与实施例1相同。具体配方及样条测试结果如表1所示。

[0036] 表1组分配比及材料的力学性能结果

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