專利名稱：用廢舊輪胎橡膠粉和廢舊聚苯乙烯泡沫塑料改性生產(chǎn)cpvc和pvc產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本方案屬于發(fā)明專利，涉及高分子材料，具體的說是一種氯化聚氯乙烯(CPVC)和聚氯乙烯的改性方法。
背景技術(shù)：
氯化聚氯乙烯或過氯乙烯樹脂(CPVC)和聚氯乙烯樹脂(PVC)具有優(yōu)良的耐熱性能、力學(xué)性能和耐腐蝕性能，但工業(yè)上供應(yīng)的CPVC和PVC為蓬松的粉狀或粒狀。在應(yīng)用時可添加穩(wěn)定劑、增塑劑、改性劑等加工助劑，經(jīng)過擠出機擠出管材、板材，或經(jīng)注塑機注塑成機械零件，也可加有機溶劑、顏填料等制成防腐涂料，尤其是CPVC含氯量高，加工時極易分解出氯化氫氣體，但氯化氫氣體對CPVC(或PVC)的分解起催化作用，因此加工中常采用加助劑，使塑化溫度盡可能低一些。方建強等[1](塑料助劑，2004. 4. 25-29)研究了鉛、錫、鋇、鉻鹽及金屬皂穩(wěn)定劑等復(fù)合穩(wěn)定劑對CPVC加工熱穩(wěn)定性的影響，還討論了烷基酚、低分子環(huán)氧樹脂、亞甲基或亞乙基雙硬脂酰胺、季戊四醇為新型復(fù)合環(huán)保無毒穩(wěn)定劑對CPVC熱變形溫度的影響。張新華等[2](聚氯乙烯，2002. 2. 23-25)研究了 ABS對CPVC進行改性，提高了其抗沖擊強度。章?lián)P等[3](江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2005，7 (4) :10-14)研究了 CPVC熱穩(wěn)定劑，提出采用三鹽基和二鹽基鉛與硬脂酰胺等復(fù)合熱穩(wěn)定劑取得較好的效果。馬玫等W](合成材料老化與應(yīng)用，2007,36 ))對CPVC/PVC共混工藝及產(chǎn)物性能進行了研究。J.T.Neill等[5] (Journal ofThermal andysis and Calorimetry, V59 :2000,33-58)禾口 L. K. Kuznelsova等 [6](Stucturad Characteristics of from mixtures ofKhimicheskil Volokne,Original article submitted, 10，1979No3 :34-38 (1979))用醋酸纖維素改性CPVC，發(fā)現(xiàn)可大幅提產(chǎn)物的耐熱溫度。I. Yu. Babkin等研究了用丙烯晴在放射性鈷Co60輻照下對CPVC進行接枝改性，發(fā)現(xiàn)在保持AN氣相充滿CPVC用Co60輻照可使CPVC接枝率達30%。馬文光等[8] 研究了雙環(huán)氧樹脂、亞甲基或亞乙基雙硬脂酰胺、烷基酚、季戊四醇等新型無毒熱穩(wěn)定劑在提高熱穩(wěn)定性的同時，可通過化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)提高產(chǎn)物的熱變形溫度。專利US4710533加入聚(a-甲基苯乙烯)提高產(chǎn)物加工時的流動性，專利US4868247加入分子量為800 10000 的聚苯乙烯2 5%，就可使加工體系熔體粘度降低10 40%，專利US4847341采用加入聚甲基丙烯酸甲酯。日本專利JP02113052提出加入甲基丙烯酸甲酯-丙烯嵌段共聚物即可提高CPVC的加工性能，又可使其熱變性溫度基本不變；歐洲專利EP30716加入丙烯晴甲基苯乙烯-苯乙烯三元共聚物對CPVC改性，可大幅提高產(chǎn)物的拉伸強度和斷裂伸長率；日本專利JP63235355和JP0386748分別加入了高耐熱形變的N-取代聚馬來酰亞胺及聚戊二酰亞胺與CPVC共混，從而可大幅提高產(chǎn)物的耐熱性能和力學(xué)性能。蔡銘，[9]綜述了埋地式高壓電力電纜用CPVC套管的加工及應(yīng)用現(xiàn)狀(塑料制造2007. 12)。認為使CPVC在塑化時保持熱穩(wěn)定是加工的關(guān)鍵，CPVC的熱穩(wěn)定劑不能沿用PVC的傳統(tǒng)三鹽，二鹽基熱穩(wěn)定劑， 而應(yīng)加入有潤滑作用的復(fù)合鉛系列穩(wěn)定劑。此前艾書倫已就廢舊輪胎橡膠粉在CPVC層壓板的生產(chǎn)中應(yīng)用申報了專利，專利申請?zhí)枮?0100289619. 1，該申請者與本專利的其他作者聯(lián)合申請本專利。同時用“白色污染物”——聚苯乙烯泡沫塑料和黑色污染物——廢舊橡膠粉作為大量廉價的主要改性劑制備CPVC和PVC塑料板或管型材，尙未見到報道。

發(fā)明內(nèi)容
本專利采用大量廉價的“白色污染物”一廢舊聚苯乙烯泡沫塑料(PQ和黑色污染物一廢舊橡膠粉PVC和CPVC的作為主要改性劑，配合適量的油酸鋅，油酸鋇具有良好潤滑性能的熱穩(wěn)定劑，經(jīng)預(yù)熱混煉、層壓等工序制成性能優(yōu)異的PVC或CPVC材料。制造 CPVC或PVC材料工藝為先將CPVC或PVC及廢舊膠粉PS碎粒按比例混合，干燥預(yù)熱到70 至120°C最好是105°C左右，然后加入熱穩(wěn)定劑等加工助劑，經(jīng)混合、混煉(還可包括密煉) 或高速捏合機捏合均勻后經(jīng)層壓即可制成CPVC層壓板商品或經(jīng)擠塑機或注塑機制備其他商品。廢舊聚苯乙烯泡沫(PQ分子量較高，一般在20萬左右，熱變型溫度約100°C，與純CPVC的熱變形溫度105 115°C相當，比PVC的熱變形溫度70 80°C更高，而且對常見的酸，堿，鹽等穩(wěn)定性能和熱穩(wěn)定性都很好。加PS的優(yōu)點是其熔融粘度比PVC和CPVC都低得多；加入后可大大改善PVC和CPVC的加工粘度，從而降低加工時的溫度，避免高溫下時 PVC和CPVC分解。當然因PS不耐大多數(shù)有機溶劑，其用途或摻入量受到一定限制，摻入量以小于30%為好。廢舊PS在使用時一般先進行分檢，干凈的可直接破碎后作原料使用，也可經(jīng)擠出造粒后使用；有污染的應(yīng)先洗滌晾干后再同上處理后備用。同時由于加入的油酸鋅、油酸鋇含有較多的雙鍵，可吸收CPVC或PVC加工時分解放出的HCl發(fā)生加成反應(yīng)生成氯化硬脂酸鋅、氯化硬酯酸鋇，可抑制CPVC或PVC的分解，生成氯化硬脂酸鋅、氯化硬酯酸鋇仍然有熱穩(wěn)定作用，由于PS得耐熱溫度比CPVC低1%，每加入10%會使耐熱變形溫度下降約1%，因此，如果加的太多，制品的耐熱保型性將變差。摻入量以小于30%為好，對耐溫要求較高的產(chǎn)品其用量最好不高于10%。“黑色污染物”——廢舊輪胎膠粉有較好的彈性，其高度交聯(lián)的顆粒相當于一個柔性大分子，正好可以改性CPVC和PVC的脆性，廢舊輪胎橡膠粉加入的另一好處是，其中所含的大量殘余未硫化的雙鍵可與PVC和CPVC加工和使用過程中放出的氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)， 從而消除氯化氫對PVC和CPVC的分解催化作用。與HCl加成反應(yīng)后的橡膠粉硬度上升，可提高整個制品的硬度。但不可加的太多，以30%以內(nèi)為宜，否則加工性能下降。制造CPVC或PVC層壓板時，先將CPVC (或PVC)、廢舊橡膠粉、PS碎粒按比例混合， 干燥預(yù)熱到70至120°C，最好是95°C左右，然后加入抗氧劑、熱穩(wěn)定劑等加工助劑，經(jīng)混合混煉密煉，或高速捏合機捏合均勻后經(jīng)層壓或經(jīng)擠塑機擠出成型或經(jīng)注塑機注塑成型即可制成CPVC(或PVC)商品。對于耐熱性要求較高的材料，廢舊橡膠粉可適量少加，最好在10 %以內(nèi)，對于耐熱性要求不太高的材料，廢橡膠粉可適量多加，可加到20份甚至三十份。
具體實施例方式舉例配方如下原料名稱用量(份)
CPVC (或 PVC)100PS1 30廢舊橡膠粉1 30三鹽基硫酸鉛0.1 2二鹽基硫酸鉛0.1 2油酸鋇0.5 2油酸鋅0.5 2顏料適量填料適量亞甲基硬脂酰亞胺0 5聚馬來酰胺0 5ABS樹月旨0 20本專利技術(shù)可適于層壓板工藝生產(chǎn)層壓板，也適于螺桿擠出工藝制擠出管板材， 還可適于注塑機鑄造各種零部件。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及廢舊聚苯乙烯泡沫塑料在過氯乙烯或氯化聚氯乙烯即CPVC或聚氯乙烯即PVC層壓板或其它型材與器具生產(chǎn)中的應(yīng)用。本專利同時采用大量廉價的“黑色污染物” 一一廢舊輪胎橡膠粉和“白色污染物”一廢舊聚苯乙烯泡沫塑料(PQ作為主要改性齊IJ，配合適量的油酸鋅，油酸鋇潤滑熱穩(wěn)定劑及常規(guī)的加工助劑，經(jīng)預(yù)熱混煉、層壓或擠出或注塑等制造工藝制成價格低廉、性能優(yōu)異的CPVC或PVC材料。
2.權(quán)利要求書1中所述的廢舊輪胎橡膠粉的粒徑大小范圍為IOmm 500μ m，最好為 0. 5 50 μ m，摻入量小于30%為好，最好不高于10%。
3.權(quán)利要求1中所說的廢舊聚苯乙烯泡沫塑料，也就是人們通常所說的“白色污染物” 廢舊PS在使用時一般先進行分檢，干凈的可直接破碎后作原料使用，也可經(jīng)塑料擠出機擠出造粒后使用；有污染的應(yīng)先洗滌晾干后再同上處理后備用。摻入量以小于30%為好，最好不高于10%。
4.權(quán)利要求1中所說的制造CPVC或PVC材料工藝為先將CPVC或PVC及廢舊膠粉PS 碎粒按比例混合，干燥預(yù)熱到70至120°C最好是105°c左右，然后加入熱穩(wěn)定劑等加工助齊 ，經(jīng)混合、混煉(還可包括密煉)或高速捏合機捏合均勻后經(jīng)層壓即可制成CPVC層壓板商品或經(jīng)擠塑機或注塑機制備其他商品。
全文摘要
本發(fā)明涉及廢舊輪胎膠粉和廢舊聚苯乙烯泡沫塑料在聚氯乙烯(PVC)或過氯乙烯或氯化聚氯乙烯(CPVC)層壓板或其它型材與器具生產(chǎn)中的應(yīng)用。同時采用大量廉價的“黑色污染物”——廢舊輪胎橡膠粉和“白色污染物”——廢舊聚苯乙烯泡沫塑料(PS)作為主要改性劑，既可改善加工性能，又提高抗沖強度，同時還可吸收解放出的氯化氫。再配合適量的可吸收氯化氫的油酸鋅，油酸鋇熱穩(wěn)定潤滑劑常規(guī)的加工助劑，經(jīng)預(yù)熱混煉、層壓等制造工藝制成價格低廉、性能優(yōu)異的CPVC和PVC材料。也可以采用塑料擠出機、塑料注射成型機制成棒材、板材、管材等型材或塑料器具。
文檔編號C08K5/098GK102453294SQ20101053152
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者何培新, 屈鈞娥, 管蓉, 艾書倫, 艾照全, 鄧銳, 黃金彪 申請人:湖北大學(xué), 黃石華億塑膠有限公司