应用于PVC管件制品的具有优异加工性能的ACR树脂

摘要

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种应用于PVC管件制品的具有优异加工性能的ACR树脂，其特征在于由聚合单体经过三段乳液聚合反应而成的接枝聚合物，反应第一段聚合单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯，反应第二段聚合单体为甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯，反应第三段聚合单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸丁酯。本发明的优点在于解决了PVC管件注塑加工过程中出现花斑、蝴蝶斑以及二次加工中热弹性不足的问题。

说明书

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种应用于PVC管件制品的具有优异加工性能的 ACR树脂。

背景技术

聚氯乙烯作为五种通用塑料之一，PVC在工业生产和日常生活中有着广泛的应用，在化 学建材、农业及农村市场、工业用塑料制品、汽车和其他交通工具、包装材料等领域有广泛 的用途。据统计和预测，未来几年我国对聚氯乙烯树脂的年需求增长速度在9％以上，聚氯乙 烯树脂工业有广阔的发展空间。

管件是以聚氯乙烯树脂为主要原料，加入适量助剂，经注塑成型，适用于建筑物室外排 水和市政排污用的新型管件。具有重量轻、排水阻力小、抗压强度高、耐腐蚀、施工方便等 优点，是取代铸铁管和水泥砼管的理想材料。

管件在注塑加工过程中经常遇到的问题是较高的熔体强度与粉体流动性之间的矛盾。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于PVC管件制品的具有优异加工性能的ACR树脂，以解决 PVC管件注塑加工过程中容易出现的花斑、蝴蝶斑问题，以及二次加工过程中热弹性不足的 问题。

本发明所述的一种应用于PVC管件制品的具有优异加工性能的ACR树脂，为聚合单体 经过三段乳液聚合反应而成的接枝聚合物，按照与三段乳液聚合反应中聚合单体总质量的百 分比计，反应第一段聚合单体为14～18％甲基丙烯酸甲酯和14～17％丙烯酸乙酯，反应1.5～2 小时，反应温度70～85℃，反应第二段聚合单体为15～18％甲基丙烯酸乙酯和17～20％丙烯酸 丁酯，反应1～1.5小时，反应温度70～85℃，反应第三段聚合单体为8～10％甲基丙烯酸甲酯、 8～10％甲基丙烯酸丁酯和15～17％丙烯酸丁酯，反应1～1.5小时，反应温度70～85℃，反应完 毕后恒温2.5～3小时，降温至50℃以下放料，经由盐析，烘箱干燥，最终得到产品。

本发明反应时启动温度为50～55℃，然后升温至反应温度70-85℃。

其中，接枝聚合物的分子链长度优选在140nm～260nm之间。

在第一段乳液聚合反应最好一次性加入占三段乳液聚合反应中聚合单体总质量的0.01～ 0.03％的引发剂和占三段乳液聚合反应中聚合单体总质量的3～9％的乳化剂。

反应前优选先向反应器内加入占三段乳液聚合反应中聚合单体总质量100～150％的软水。

引发剂优选为过硫酸钾或过硫酸铵。

乳化剂优选为十二烷基硫酸钠。

本发明得到的ACR树脂在使用时，每100重量份的PVC添加ACR树脂1～3重量份。

本发明的优点在于具有良好的的分散性以及与PVC的优异融合性，使其能更均匀的分 散于PVC分子中，更具有优异的热弹性，解决了PVC管件注塑加工过程中出现花斑、蝴蝶 斑以及二次加工中热弹性不足的问题。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1～3均按照以下步骤反应：

向搪玻璃反应釜中加入三段乳液聚合反应中聚合单体总质量的100％～150％的软水，加 入第一段聚合单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯以及占三段乳液聚合反应中聚合单体总质量 的3～9％的乳化剂升温至50-55℃，加入占三段乳液聚合反应中聚合单体总质量的0.01～0.03 ％的引发剂，引发乳液聚合反应，通氮气保护，使其自然聚合升温，反应1.5-2小时，控制 反应温度在70～85℃，一段反应完毕以后，加入第二段单体甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯， 反应1-1.5小时，控制反应温度在70～85℃，二段反应完毕后，加入第三段单体甲基丙烯酸 甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯，反应1-1.5小时，控制反应温度在70～85℃，三段反 应完毕后恒温2.5-3小时，降温至50℃以下放料，经由盐析，烘箱干燥，制成应用于PVC 管件制品的具有优异加工性能的ACR树脂组合物白色粉体。

实施例1：

  反应初始   一段   二段   三段   恒温   甲基丙烯酸甲酯   14％   10％   丙烯酸乙酯   17％   甲基丙烯酸乙酯   15％   丙烯酸丁酯   17％   17％   甲基丙烯酸丁酯   10％   过硫酸钾   0.02％   十二烷基硫酸钠   3％   软水   100％   反应时间(h)   1.5   1.5   1   2.5   反应温度(℃)   70   70   85   85

实施例2：

  反应初始   一段   二段   三段   恒温   甲基丙烯酸甲酯   18％   8％   丙烯酸乙酯   14％   甲基丙烯酸乙酯   17％   丙烯酸丁酯   20％   15％   甲基丙烯酸丁酯   8％   过硫酸铵   0.03％   十二烷基硫酸钠   6％   软水   125％   反应时间(h)   2   1   1.5   3   反应温度(℃)   80   85   80   80

实施例3：

  反应初始   一段   二段   三段   恒温   甲基丙烯酸甲酯   15％   9％   丙烯酸乙酯   15％   甲基丙烯酸乙酯   18％   丙烯酸丁酯   18％   16％   甲基丙烯酸丁酯   9％   过硫酸钾   0.01％   十二烷基硫酸钠   9％   软水   150％   反应时间(h)   1.5   1   1   3   反应温度(℃)   85   80   70   70

以下将对实施例1～3所得产品与国内ACR厂家山东日科生产的同类别ACR.HPA-40(以 下简称日科HPA-40)、日本中渊生产的同类别ACR.PA-40(以下简称日本PA-40)进行各种 性能对比。

将实施例1～3制得产品以及日科HPA-40、日本PA-40分别加入以下PVC配方中，PVC 配方表如下所示：

PVC配方表

  原料名称   份数   聚氯乙烯(PVC)   100   氧化聚乙烯蜡   0.4   硬脂酸   0.4   碳酸钙   10   稳定剂   4   二氧化钛(金红石型)   5   加工助剂ACR   1.5   CPE(135A)   6

分别称取混合的测试料120g，在开放式双棍炼塑机中进行加工，双棍温度为195℃。截 取60s和120s时间段的样片，观察样片的塑化度及流纹程度。

分别称取混合的测试料60g，在转矩流变仪中塑化400秒，塑化温度采用180℃，观察 对比电脑记录的流变曲线，以及塑化料块的表面光洁度，以及料块边缘的平滑程度。

流变曲线波动范围反映了产品与PVC配方各组分的相容性，以及自身的分散性，波动 范围越小，说明相容性，分散性越好。平衡扭矩越高，产品更具良好的热弹性及更宽的加工 范围。

经测试可知，本发明较日科HPA-40及其日本PA-40具有更好的分散性，相容性，更好 的PVC加工性及热弹性，是一种更好的PVC管材用加工助剂。