透明聚氯乙烯樹脂耐候抗沖改性劑

郭慶余

（重慶萬達塑膠有限公司，重慶 400033）

透明聚氯乙烯樹脂耐候抗沖改性劑

郭慶余

（重慶萬達塑膠有限公司，重慶 400033）

含有甲基丙烯酸烯丙酯多官能團交聯(lián)劑的苯乙烯單體和丙烯酸丁酯單體混合物，通過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，第二步加苯乙烯進行接枝聚合，得到透明聚氯乙烯樹脂耐候抗沖改性劑。

PVC；接枝聚合物；多官能團交聯(lián)劑；耐候抗沖改性劑

聚氯乙烯樹脂（以下簡稱“PVC”）已被廣泛用作通用樹脂，單獨使用時，其光學(xué)性能較好，但其機械物理性能不是很好，特別是在缺口沖擊強度方面。為了提高沖擊強度，需要添加各種改性劑進行材料的改性。

提高PVC的沖擊強度，一般是添加MBS、ABS、CPE、EVA等樹脂與PVC共混改性。盡管沖擊強度有所提高，由于MBS樹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，因此在戶外環(huán)境中長期使用時耐候性能差，容易老化，導(dǎo)致產(chǎn)品沖擊強度的降低。因此，這些樹脂不適合在戶外長期使用的PVC產(chǎn)品中。

為提高耐候性能和沖擊強度，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單體乳液聚合時加入可保證光學(xué)性能、提高耐候沖擊強度的烯丙基丙烯酸酯多官能團交聯(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 實驗部分

1.1 主要原料

多官能團交聯(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LG化學(xué)MB885；

氯化聚乙烯CPE135A：山東濰坊亞星；

PVC有機錫復(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)充入氮氣，待空氣排開后，加入360 mL去離子水、1 g乳化劑，0.6 g過硫酸鉀，加熱攪拌。升溫到70℃時，開始滴加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)充入氮氣，加入140 g苯丙彈性體膠乳固體、400 mL去離子水、0.6 g過硫酸鉀，加熱攪拌到70℃，滴加甲基丙烯酸甲酯30 g，滴加時間30 min；維持1 h后，開始滴加苯乙烯30 g，滴加時間30 min，維持1 h。用三氯化鋁溶液進行鹽析凝聚后，過濾、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聚乙烯蠟潤滑劑高混，擠出、壓片、測試。

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聚乙烯蠟潤滑劑高混，擠出、壓片、測試。

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聚乙烯蠟潤滑劑高混，擠出、壓片、測試。

2.4 空白實驗

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聚乙烯蠟潤滑劑高混，擠出、壓片、測試。

2.5 測試結(jié)果和比較

測試結(jié)果和比較情況如表1所示。

表1 測試結(jié)果和比較情況

2.6 測試方法

透光率和霧度測試引用標準GB/T 2410—2008，樣片厚度2 mm；實驗室光源暴露試驗引用標準GB/T 16422；沖擊試驗引用標準GB/T 1843—2008。

3 結(jié)論

經(jīng)總結(jié)，得出以下2點結(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。

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TQ325.3

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.055

2095－6835（2017）21－0055－02

郭慶余（1962—），男，研究方向為高分子合成及改性。

〔編輯：劉曉芳〕