丙烯酸酯类加工助剂以及制备方法和应用

摘要

本发明属于化工领域，具体地说，涉及一种丙烯酸酯类加工助剂以及制备方法和其在聚氯乙烯发泡板生产中的应用。一种丙烯酸酯类加工助剂，以聚合单体总重量为100％计，该加工助剂由甲基丙烯酸甲酯58～79％、丙烯酸丁酯39～18％经乳液聚合反应而成，表面活性剂采用重量比为5∶1的十二烷基硫酸钠与OP-10的混合物，表面活性剂用量占总重量的0.5％～3％，引发剂采用过硫酸钾，用量为该加工助剂总重量的0.3～2％。本发明所述的丙烯酸酯类加工助剂作为聚氯乙烯用发泡调节剂时，它的粘度可以达到12～13，该丙烯酸酯类聚合物具有良好的粉体流动性，可制得泡孔均匀的聚氯乙烯发泡板制品。

权利要求

1.一种丙烯酸酯类加工助剂，其特征在于，其制备方法为：在室温下，将含有4g十二烷基硫酸钠与0.8g助乳化剂OP-10的乳化剂水溶液放入装有机械搅拌器的三颈烧瓶中，再将溶有1.5g过硫酸钾的混合单体在搅拌下通过加料漏斗加入到乳化剂水溶液中，混合单体为180g甲基丙烯酸甲酯和120g丙烯酸丁酯，通过控制搅拌速度和单体的滴加速度使其不发生相分离，滴加时间持续10～15分钟，通入N2，将三颈烧瓶置于恒温水浴中，反应在

25℃下进行，反应2h后，升温到45℃，充分反应20分钟，然后将反应产物倒入大烧杯中，加入15%的硫酸镁盐溶液盐析，放入50℃烘箱中烘干，即得颗粒粉末均匀的加工助剂；

所述丙烯酸酯类加工助剂的颗粒微观为均匀的线性结构，分子量在650万以上。

2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯类加工助剂，其特征在于，其在聚氯乙烯发泡板生产中的应用为：作为发泡调节剂制备聚氯乙烯发泡板，聚氯乙烯100重量份中所述丙烯酸酯类加工助剂添加量为6~10重量份，聚氯乙烯发泡板的生产配方如下：以下各份数均为重量份， 平均聚合度700~800的 PVC 100份 钙锌稳定剂 4~5份 内润滑剂60 0.6~0.8份 外润滑剂PE蜡 0.4~0.6份 AC发泡剂 0.3~0.5份 NC发泡剂 0.8~1.2份 丙烯酸酯类加工助剂 6~10份 偶联剂 0.2~0.3份 ACR175 1.0份 钛白粉 3份 AC316 0.3份 增白剂 0.05份 群青 0.02份 钙粉 15份。

说明书

丙烯酸酯类加工助剂以及制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明属于化工领域，具体地说，涉及一种丙烯酸酯类加工助剂以及制备方法和其在聚氯乙烯发泡板生产中的应用。

背景技术

[0002] PVC发泡板又称为雪弗板和安迪板，其化学成分是聚氯乙烯。广泛应用于客车、火车车厢顶棚、箱体芯层、内部装潢用板、建筑物外墙板、内装饰用板、办公室、住宅、公共场所建筑物隔间，商用装饰架、无尘室用板、吊顶板、网板印刷、电脑刻字、广告标示、展板、标志用板相册板等行业及化工防腐工程、热成型件、冷库用板、特殊保冷工程、环保用板模、运动器材、养殖用材、海滨防潮设施、耐水材料、美工材料及各种轻便隔板代替玻璃天棚等。由专用的双螺杆挤出机、板材模具和辅机组成。通过印刷、贴膜和热压设备，可以生产各类仿木制品，用途广泛。

[0003] 虽然近年来不少厂家进行聚氯乙烯发泡板的挤出生产，但都没有很好的解决聚氯乙烯发泡板特别是适用于橱柜制品的发泡板生产成本低与强度高韧性好的矛盾，大都存在尺寸稳定性差、板子脆、表面光洁度差等各种问题，因此，生产一种低成本、高质量的聚氯乙烯发泡板是人们所追求的目的。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提出了一种丙烯酸酯类加工助剂以及制备方法和其在聚氯乙烯发泡板生产中的应用。

[0005] 本发明的技术方案是：一种丙烯酸酯类加工助剂，以聚合单体总重量为100％计，该加工助剂由甲基丙烯酸甲酯58～79％、丙烯酸丁酯39～18％经乳液聚合反应而成，表面活性剂采用重量比为5∶1的十二烷基硫酸钠与OP-10的混合物，表面活性剂用量占总重量的0.5％～3％，引发剂采用过硫酸钾，用量为该加工助剂总重量的0.3～2％。

[0006] 所述丙烯酸酯类加工助剂的制备方法为：在室温下，将含有乳化剂十二烷基硫酸钠与助乳化剂OP-10的乳化剂水溶液放入装有机械搅拌器的三颈烧瓶中，再将溶有过硫酸钾的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的混合单体在搅拌下通过加料漏斗加入到乳化剂水溶液中，通过控制搅拌速度和单体的滴加速度使其不发生相分离，滴加时间约持续10～15分钟，通入N2，将三颈烧瓶置于恒温水浴中，反应在25℃下进行。反应2h后，升温到45～70℃，充分反应20分钟，然后将反应产物倒入大烧杯中，加入15％的硫酸镁盐溶液盐析，放入50℃烘箱中烘干，即得颗粒粉末均匀的加工助剂。

[0007] 所述丙烯酸酯类加工助剂的颗粒微观为均匀的线性结构，分子量在650万以上。

[0008] 所述丙烯酸酯类加工助剂，其在聚氯乙烯发泡板生产中的应用为：作为发泡调节剂制备聚氯乙烯发泡板，聚氯乙烯100重量份中所述丙烯酸酯类加工助剂添加量为6～10重量份，聚氯乙烯发泡板的生产配方如下：以下各份数均为重量份，

[0009] 平均聚合度700～800的PVC：100份

[0010] 钙锌稳定剂： 4～5份

[0011] 内润滑剂60： 0.6～0.8份

[0012] 外润滑剂PE蜡： 0.4～0.6份

[0013] AC发泡剂： 0.3～0.5份

[0014] NC发泡剂： 0.8～1.2份

[0015] 丙烯酸酯类加工助剂 6～10份

[0016] 偶联剂： 0.2～0.3份

[0017] ACR175： 1.0份

[0018] 钛白粉： 3份

[0019] AC316： 0.3份

[0020] 增白剂： 0.05份

[0021] 群青： 0.02份

[0022] 钙粉： 15份。

[0023] 所述AC316起增塑、润滑作用。

[0024] 所述聚氯乙烯发泡板的制备方法为：将上述配方组成加入500～1000L热混料机，温度升高到120℃时停止搅拌放料至冷混机，温度降至40～50℃时出料待用。

[0025] 所述聚氯乙烯发泡板的制备需采用80/156mm平双螺杆6段高剪切挤出机，其长径比为23∶1，电机为75KW交流电机，挤出量大，物料剪切均匀，效率高。

[0026] 所述高剪切挤出机其螺杆加热温度为四区，依次递增为140～165℃，模具温度为165～175℃，合流芯温度为140～145℃，

[0027] 所述聚氯乙烯发泡板的制备需采用结皮发泡板专用衣架流道结构，使物料挤出发泡均匀，

[0028] 所述聚氯乙烯发泡板厚度可控制在5～30mm，其切割成品尺寸为长244mmX宽122mm。

[0029] 丙烯酸酯类加工助剂在所述聚氯乙烯发泡板生产中主要起到发泡调节的作用，与润滑性加工助剂并用，合理搭配工艺配方可制得泡孔均匀、表面光洁，尺寸稳定强度高的聚氯乙烯发泡板产品。

[0030] 本发明的有益效果在于：

[0031] 1、本发明所述的丙烯酸酯类加工助剂，由传统的甲基丙烯酸甲酯本身的单体聚合或甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸乙酯的双元聚合，改进为甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的双元聚合，从工艺上，可在更低的温度下反应，由高效催化剂引发反应，由于反应速度适中，分子链长度大大增加，使得到高分子量的聚合物成为可能。并且甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的聚合物，在低温反应时，分子量分布更窄，同时由于引入丙烯酸丁酯，使该加工助剂在应用于PVC制品时，平衡扭矩变化小，更有利于生产操作，当用于PVC发泡制品时尤为显著。

[0032] 2、本发明所述的丙烯酸酯类加工助剂与PVC有良好的相容性，其料理可以填充并扩散到PVC多重粒子的空隙中，在混合或混炼过程中产生较大的内摩擦力，促进PVC多重粒子的破碎和熔融，因而缩短了塑化时间。该加工助剂由于分子量适中，对促进PVC凝胶化和塑化有利，促进PVC凝胶化的结果不仅使塑化时间缩短，提高了设备生产能力，同时由于塑化效果好，使制品均匀性大大改善。

[0033] 3、本发明所述的丙烯酸酯类加工助剂能明显提高PVC的热态仲长率，用加有5份该加工助剂的PVC与不加任何加工助剂的PVC熔融下测热态仲长率，在高于120℃的的情况下，仲长率提高了62％，热态仲长率的提高使制品成型温度区加宽，制品均匀，不易开裂，这是由于，该加工助剂分子链长，与PVC大分子之间高度缠绕，松弛速度减慢所致。

[0034] 4、在制造聚氯乙烯发泡板配方中加入本发明所述的丙烯酸酯类加工助剂，由于具有塑化快速，均匀，增粘效果及热态强度高等特点，因而能更有效的捕捉发泡剂分解的气体，使泡孔均匀，发泡效率增加。

[0035] 5、使用本发明所述的配方和方法，可制得泡孔均匀、表面光洁，尺寸稳定强度高的聚氯乙烯发泡板产品，在此配方范围内调整比例，可得到密度理想的发泡制品，从而满足客户的不同需要。

[0036] 6、本发明所述的丙烯酸酯类加工助剂作为聚氯乙烯用发泡调节剂时，它的粘度可以达到12～13，该丙烯酸酯类聚合物具有良好的粉体流动性，可制得泡孔均匀的聚氯乙烯发泡板制品。

具体实施方式

[0037] 以下结合实施例具体说明本发明。

[0038] 实施例1：

[0039] 一、制备丙烯酸酯类加工助剂

[0040] 在室温下，将含有4g十二烷基硫酸钠与0.8g助乳化剂OP-10的乳化剂水溶液放入装有机械搅拌器的三颈烧瓶中，再将溶有1.5g过硫酸钾的混合单体(180g甲基丙烯酸甲酯和120g丙烯酸丁酯)在搅拌下通过加料漏斗加入到乳化剂水溶液中，通过控制搅拌速度和单体的滴加速度使其不发生相分离，滴加时间约持续10～15分钟，通入N2，将三颈烧瓶置于恒温水浴中，反应在25℃下进行。反应2h后，升温到45℃，充分反应20分钟，然后将反应产物倒入大烧杯中，加入15％的硫酸镁盐溶液盐析，放入50℃烘箱中烘干，即得颗粒粉末均匀的加工助剂。

[0041] 二、制备聚氯乙烯发泡板

[0042] 1、选择挤出机：选用80/156mm平双螺杆6段高剪切挤出机，其长径比为23∶1，电机为75KW交流电机。

[0043] 2、配方：(各份数均为重量份)平均聚合度700～800的PVC，100份；钙锌稳定剂，4份；硬脂酸，0.6份；外润滑剂PE蜡，0.6份；AC发泡剂，0.3份；NC发泡剂，0.8份；丙烯酸酯类加工助剂，8份；偶联剂，0.2份；钛白粉，3份；ACR175，1.0份；AC316，0.3份；增白剂，
0.05份；群青，0.02份；钙粉，15份。

[0044] 3、加工控制工艺如表1所示：

[0045]

[0046] 表1：聚氯乙烯发泡板加工控制工艺

[0047] 实施例2：

[0048] 合成丙烯酸酯类加工助剂条件和比例发生变化，如表2所示；生产聚氯乙烯发泡板配方发生变化，如表2所示，其他同实施例1。

[0049] 实施例3：

[0050] 合成丙烯酸酯类加工助剂条件和比例发生变化，如表2所示；生产聚氯乙烯发泡板配方发生变化，如表2所示，其他同实施例1。

[0051] 对比例1：

[0052] 选用进口发泡调节剂生产聚氯乙烯发泡板，其配方如表2所示。

[0053] 对比例2：

[0054] 选用进口发泡调节剂生产聚氯乙烯发泡板，其配方如表2所示。

[0055]

[0056]

[0057] 表2：生产聚氯乙烯发泡板(其中各数值均为重量份数)

[0058] 按照实施例1～3所述配方挤出12mm厚聚氯乙烯发泡板材与对比例1～2所制得聚氯乙烯发泡板材进行对比，挑选板材质量好的部分切割，在20倍显微镜下观察断面，如表3所示。