專利名稱：一種pvc/asa合金材料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于高分子材料技術領域，特別涉及一種PVC/ASA合金材料及其制備方法。
背景技術：
聚氯乙烯(PVC)本色為微黃色半透明狀，有光澤。隨助劑用量不同，分為軟、硬聚氯乙烯，軟制品柔而韌，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，PVC以其尺寸穩定性佳，低成本，硬度高的優點使其使用量在通用塑料里居第二，但它也有耐化學性差、不耐溫、質脆、易分解等缺點而使其使用受到限制，這就需要我們用其它可以彌補PVC缺點的樹脂與PVC共混，來改善PVC本身的性能。目前出現了PVC/ABS新型的阻燃材料，具有很高的性價比，現在已應用在各個領域，但由于PVC/ABS耐熱性差，耐熱變形溫度普遍在70°C以下，這限制了它很多方面的應用。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種高耐熱的PVC/ASA合金材料。本發明的另一目的是提供一種工藝簡單，條件易控，生產成本低的PVC/ASA合金材料制備方法。為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下

一種PVC/ASA合金材料，包括如下重量百分比的配方組分
PVC55 ~ 65%
ASA15 ~ 20%
增韌劑5 ~ 7%
耐熱劑5 ~ 20%
增塑劑2 ~ 3%
抗氧劑0.2 ~ 0.6%
其他助劑 0.2-0.3%.以及，一種PVC/ASA合金材料的制備方法，包括以下步驟按照上述PVC/ASA合金材料配方分別稱取各組分；將所述稱取各組分進行混料處理，得到混合物料；將所述混合物料進行熔融擠出，造粒，得到所述PVC/ASA合金材料。
上述PVC/ASA合金材料以PVC、ASA為基體材料，在耐熱劑及其他組分在熔融擠出過程中發生協同作用，賦予該PVC/ASA合金材料優異的耐熱性能，同時還使得該PVC/ASA合金材料具有良好的加工性能和優異的力學性能。上述PVC/ASA合金材料制備方法只需按配方將各組分混合并在適當的溫度下熔融擠出即可得到產品，其制備方法工藝簡單，條件易控，成本低廉，對設備要求低的特點，適于工業化生產。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖1為本發明實施例PVC/ASA合金材料制備方法的工藝流程示意圖。
具體實施例方式為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例與附圖，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本發明實施例提供一種高耐熱的PVC/ASA合金材料。該PVC/ASA合金材料包括如下重量百分比的配方組分
PVC55 ~ 65%
ASA15-20%
增柄劑5 ~ 7%
耐熱劑5 ~ 20%
增塑劑2~3%
抗氧劑0.2 ~ 0.6%
其他助劑0.2-0.3%,具體地，上述PVC優選為數均分子量優選為56000 65000的聚氯乙烯，其中，PVC可以是PVC SG-6。因此，該PVC可以是寧波臺塑的PVC等。上述ASA是丙烯酸酯類橡膠體與丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物，ASA具有良好的機械物理性，ASA與ABS的結構相似，其保留了 ABS作為工程塑料所具有的極佳的機械物理性能。ASA具有很強的耐候性，根據測試結果，ASA的抗老化性能是ABS的10倍以上。ASA具有比較好的耐高溫性能，是一種防靜電材料，能使表面少積灰塵。在優選實施例中，ASA的相對密度為1. 05 1.07。因此，該ASA可以選用奇美的PW-978B，韓國LG的LI913等。上述PVC和A SA作為PVC/ASA合金材料的基體組分，在熔融擠出過程中，其分子與其他組分如耐熱劑等組分協同作用，從而實現對PVC的改性。上述優選的PVC和ASA能賦予本發明實施例PVC/ASA合金材料更加優異的力學性能。上述增韌劑優選為氯化聚氯乙烯CPE-6000、MBS (核-殼結構的甲基丙烯酸甲酯(Μ)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的三元共聚物)、ACR (核-殼結構的丙烯酸酯類共聚物)中的至少一種，更優選為聚氯乙烯CPE-6000。該優選的氯化聚氯乙烯CPE-6000作為增韌劑與其他各組分特別是PVC和ASA組分有很好的相容性，可以提高PVC/ASA合金材料韌性的同時，還能賦予PVC/ASA合金材料的阻燃性。上述耐熱劑優選為耐熱劑SMA，其是苯乙烯與馬來酸酐的無規共聚物，如荷蘭Polysope生產進口的型號為SZ26120的SMA。該優選的耐熱劑SMA不僅可以提高PVC/ASA合金材料的耐熱性，還可以提高PVC/ASA合金材料的剛性，對該PVC/ASA合金材料的其它機械性能影響小。如果不考慮對PVC/ASA合金材料機械的性能影響，該耐熱劑還可以選用本領域公知的其他耐熱劑。上述增塑劑優選為偏苯三酸三辛酯(Τ0ΤΜ)，該優選的增塑劑能顯著提升上述實施例PVC/ASA合金材料的熱變形溫度。上述抗氧劑組分能有效提高上述各實施例中PVC/ASA合金材料的抗氧化性能，延長其使用壽命。在優選實施例中，該抗氧劑由主抗氧劑和輔助抗氧劑構成的復合抗氧劑，其中，主抗氧劑和輔助抗氧劑的重量(或其他單位)比為1:2 1:1，主抗氧劑優選為四[3-(3, 5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或/和β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯，輔助抗氧劑為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)。上述其他助劑為加工助劑、熱穩定劑、潤滑劑中的至少一種。其中，加工助劑可以選用環氧大豆油、有機錫等，熱穩定劑可以選用鈣鋅復合穩定劑，潤滑劑可以選用硬酯酸鋅、EBS (乙撐雙硬脂酰胺)。上述PVC/ASA合金材料以PVC、ASA為基體材料，在耐熱劑及其他組分在熔融擠出過程中發生協同作用，賦予該PVC/ASA合金材料優異的耐熱性能，同時還使得該PVC/ASA合金材料具有良好的加工性能和優異的力學性能。其中，該PVC/ASA合金材料的耐熱性能和力學性能等相關性能請參見下文表I中數據。因此，該PVC/ASA合金材料有效克服了現有PVC合金材料產品存在的 不足。另外，通過對各組分的含量和種類的調整，進一步地提高了該PVC/ASA合金材料的耐熱性和力學性能。相應地，本發明實施例還提供了上述PVC/ASA合金材料的制備方法，其工藝流程如圖1所示。該方法包括如下步驟S01.稱取配方組分按照上述PVC/ASA合金材料的配方稱取各組分；S02.制備混合物料將步驟SOl中稱取各組分進行混料處理，得到混合物料；S03.混合物料的熔融擠出將步驟S02中的混合物料進行熔融擠出，得到所述PVC/ASA合金材料。具體地，上述步驟SOl中的PVC/ASA合金材料的配方以及配方中的各組分優選含量和種類如上文所述，為了節約篇幅，在此不再贅述。上述步驟S02中，各組分進行混料處理的時間可以根據實際生產條件進行靈活的調整，只要各組分預混充分即可，如混合的設備可以是混料筒等。為了使得各組分充分混合，在優選實施例中，該步驟S02的混料處理優選將各組分在80°C的條件下進行混合，直至PVC粉末呈疏松狀后取出，如混合10 15分鐘。在進一步優選實施例中，先將ASA、耐熱劑等組分在真空干燥箱中80°C干燥2 4小時，充分除去水分。
上述步驟S03中，混合物料的熔融擠出可以采用本領域常規的工藝。為了使得各組分在熔融擠出中更好的協同作用，賦予上述PVC/ASA合金材料更加優異的耐熱性和力學性能，在優選實施例中，混合物料熔融擠出是采用雙螺桿擠出機熔融擠出，擠出工藝條件為一區溫度120 140°C，二區溫度150 170°C，三區溫度140 160°C，四區溫度140 160°C，機頭170 190°C，停留時間2 3min，壓力為12 18MPa。其中，雙螺桿轉速可以設置為130 150轉/分鐘。上述PVC/ASA合金材料制備方法只需按配方將各組分混合并在適當的溫度下熔融擠出即可得到產品，在熔融擠出過程中只需控制熔融擠出的溫度和時間即可，因此，其制備方法工藝簡單，條件易控，成本低廉，對設備要求低的特點，適于工業化生產。現以具體PVC/ASA合金材料的配方和制備方法為例，對本發明進行進一步詳細說明。實施例1本實施例PVC/ASA合金材料的重量百分比配方組分參見下述表1，其中，PVC為寧波臺塑的PVC SG-6，ASA為奇美的PW-978B，增韌劑為氯化聚氯乙烯CPE-6000，耐熱劑為荷蘭Polysope生產的型號為SZ26120的SMA，增塑劑為Τ0ΤΜ，抗氧劑為重量比為1:1的主抗氧劑和輔助抗氧劑構成的復合抗氧劑，主抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸]季戊四醇酯，輔助抗氧劑為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)，選用Ciba公司生產，商品牌號分別為IrganoxlOlO和Irganoxl68 ;重量比為1:1:1的有機錫加工助劑、鈣鋅復合熱穩定劑和硬酯酸鋅潤滑劑。其制備方法如下 Sll :按照下文表I中實施例1配方稱取PVC 65. 3%(重量百分比，下同)、ASA 20%、耐熱劑SMA 5%、增韌劑5%、耐熱劑5%、增塑劑3%、抗氧劑1010/168 O. 2/0. 2%、其他助劑O. 3% ；S12 :將ASA、耐熱劑SMA在真空干燥箱中80°C干燥2 4小時；S13 :將PVC、增韌劑，增塑劑放入高速混合機內混合10 15分鐘，保持混合溫度在80°C，待PVC粉末呈疏松狀取出；S14 :將步驟S12、步驟S13和步驟Sll中稱取的其他組分混料筒中進行混料處理至混合均勻；S15 :將步驟S14中的混合物料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出，造粒，其中，螺桿各區溫度設置分別為一區溫度120 140°C，二區溫度150 170°C，三區溫度140 160°C，四區溫度140 160°C，機頭170 190°C，停留時間2 3min，壓力為12 18MPa。其中，雙螺桿轉速可以設置為130 150轉/分鐘。實施例2本實施例PVC/ASA合金材料的重量百分比配方組分參見下述表1，其中，PVC為寧波臺塑的PVC SG-6，ASA為奇美的PW-978B，增韌劑為氯化聚氯乙烯CPE-6000，耐熱劑為荷蘭Polysope生產的型號為SZ26120的SMA，增塑劑為Τ0ΤΜ，抗氧劑為重量比為1:1的主抗氧劑和輔助抗氧劑構成的復合抗氧劑，主抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸]季戊四醇酯，輔助抗氧劑為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)，選用Ciba公司生產，商品牌號分別為IrganoxlOlO和Irganoxl68 ;重量比為1:1:1的有機錫加工助劑、鈣鋅復合熱穩定劑和硬酯酸鋅潤滑劑。其制備方法如下S21 :按照下文表I中實施例2配方稱取PVC 62. 3%, ASA 18%、耐熱劑SMA 10%、增韌劑5%、增塑劑3%、抗氧劑1010/168 O. 2/0. 2%、其他助劑O. 3% ；S22 :參照實施例1步驟S12 ;S23 :參照實施例1步驟S13 ;S24 :參照實施例1步驟S14 ；S25 :將步驟S24中的混合物料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出，造粒，其中，螺桿各區溫度設置分別為一區溫度120 140°C，二區溫度150 170°C，三區溫度140 160°C，四區溫度140 160°C，機頭170 190°C，停留時間2 3min，壓力為12 18MPa。其中，雙螺桿轉速可以設置為130 150轉/分鐘。實施例3本實施例PVC/ASA合金材料的重量百分比配方組分參見下述表I,其中，PVC為寧波臺塑的PVC SG-6，ASA為奇美的PW-978B，增韌劑為氯化聚氯乙烯CPE-6000，耐熱劑為荷蘭Polysope生產的型號為SZ26120的SMA，增塑劑為Τ0ΤΜ，抗氧劑為重量比為1:1的主抗氧劑和輔助抗氧劑構成的復合抗氧劑，主抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸]季戊四醇酯，輔助抗氧劑為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)，選用Ciba公司生產，商品牌號分別為IrganoxlOlO和Irganoxl68 ;重量比為1:1:1的有機錫加工助劑、鈣鋅復合熱穩定劑和硬酯酸鋅潤滑劑。其制備方法如下`S31 :按照下文表I中實施例3配方稱取PVC 59. 3%, ASA 16%、耐熱劑SMA 15%、增塑劑3%、增韌劑5%、抗氧劑1010/168 0. 2/0. 2%、其他助劑0. 3% ；S32 :參照實施例1步驟S12 ;S33 :參照實施例1步驟S13 ;S34 :參照實施例1步驟S14 ；S35 :將步驟S34中的混合物料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出，造粒，其中，螺桿各區溫度設置分別為一區溫度120 140°C，二區溫度150 170°C，三區溫度140 160°C，四區溫度140 160°C，機頭170 190°C，停留時間2 3min，壓力為12 18MPa。其中，雙螺桿轉速可以設置為130 150轉/分鐘。實施例4本實施例PVC/ASA合金材料的重量百分比配方組分參見下述表I,其中，PVC為寧波臺塑的PVC SG-6，ASA為奇美的PW-978B，增韌劑為氯化聚氯乙烯CPE-6000，耐熱劑為荷蘭Polysope生產的型號為SZ26120的SMA，增塑劑為Τ0ΤΜ，抗氧劑為重量比為1:1的主抗氧劑和輔助抗氧劑構成的復合抗氧劑，主抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸]季戊四醇酯，輔助抗氧劑為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)，選用Ciba公司生產，商品牌號分別為IrganoxlOlO和Irganoxl68 ;重量比為1:1:1的環氧大豆油加工助劑、I丐鋅復合熱穩定劑和EBS潤滑劑。其制備方法如下
S41 :按照下文表I中實施例4配方稱取PVC 55. 3%(重量百分比，下同)、ASA 15%、耐熱劑SMA 20%、增塑劑3%、增韌劑5%、抗氧劑1010/1680. 2/0. 2%、其他助劑O. 3% ；S42 :參照實施例1步驟S12 ；S43 :參照實施例1步驟S13 ;S44 :參照實施例1步驟S14 ；S45 :將步驟S44中的混合物料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出，造粒，其中，螺桿各區溫度設置分別為一區溫度120 140°C，二區溫度150 170°C，三區溫度140 160°C，四區溫度140 160°C，機頭170 190°C，停留時間2 3min，壓力為12 18MPa。其中，雙螺桿轉速可以設置為130 150轉/分鐘。

性能測試將上述實施例1至實施例4制備的PVC/ASA合金材料進行相關性能測試。其中，各相關性能測試方法如下將上述實施例1 4中完成造粒的粒子分別在80 100°C的鼓風烘箱中干燥4 6小時，再將干燥的粒子在80T注塑機上注塑制樣，制樣過程中保持模溫在50 70°C之間。拉伸強度按GB/T 1040標準進行檢驗。試樣類型為I型，樣條尺寸(mm) : 170(長)X (20±0. 2)(端部寬度)X (4±0· 2)(厚度)，拉伸速度為50mm/min ；彎曲強度和彎曲模量按GB 9341/T標準進行檢驗，試樣類型為試樣尺寸(mm):(80±2) X (10±0. 2) X (4±0· 2)，彎曲速度為 20mm/min ；缺口沖擊強度按GB/T 1043標準進行檢驗。試樣類型為I型，試樣尺寸(mm):(80±2) X (10±0. 2) X (4±0. 2);缺口類型為 A 類，缺口剩余厚度為 3. 2mm ；熱變形溫度按ASTM D648標準進行檢驗，樣條尺寸(mm)為(128±2) X (13±0· 2) X (6. 4±0· 2)的負載為1. 85MPa。經測試，上述實施例1至實施例4制備的PVC/ASA合金材料相關性能測試結果分別如表I所示。表I
權利要求
1.一種PVC/ASA合金材料，包括如下重量百分比的配方組分
2.根據權利要求1所述的PVC/ASA合金材料，其特征在于所述耐熱劑為耐熱劑SM。
3.根據權利要求1所述的PVC/ASA合金材料，其特征在于所述ASA的相對密度為1.05 1. 07。
4.根據權利要求1 3任一所述的PVC/ASA合金材料，其特征在于所述PVC為數均分子量56000 65000的聚氯乙烯。
5.根據權利要求1 3任一所述的PVC/ASA合金材料，其特征在于所述增韌劑為氯化聚氯乙烯CPE-6000、MBS、ACR中的至少一種。
6.根據權利要求1 3任一所述的PVC/ASA合金材料，其特征在于所述增塑劑為偏苯三酸三辛酯。
7.根據權利要求1 3任一所述的PVC/ASA合金材料，其特征在于所述抗氧劑為質量比為1:1 2的主抗氧劑與輔抗氧劑的復配物，所述主抗氧劑為四[3-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或/和β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯，所述輔助抗氧劑為亞磷酸三(2，4- 二叔丁基苯酯)。
8.根據權利要求1 3任一所述的PVC/ASA合金材料，其特征在于所述其他助劑為加工助劑、熱穩定劑、潤滑劑中的至少一種。
9.一種PVC/ASA合金材料的制備方法，包括以下步驟按照權利要求1 8所述PVC/ASA合金材料配方分別稱取各組分；將所述稱取各組分進行混料處理，得到混合物料；將所述混合物料進行熔融擠出，造粒，得到所述PVC/ASA合金材料。
10.根據權利要求9所述的PVC/ASA合金材料，其特征在于所述熔融擠出是采用雙螺桿擠出，其擠出工藝條件為一區溫度120 140°C，二區溫度150 170°C，三區溫度140 160°C，四區溫度140 160°C，機頭170 190°C，停留時間2 3min，壓力為12 18MPa。
全文摘要
本發明公開了一種PVC/ASA合金材料及其制備方法。該PVC/ASA合金材料包括如下重量百分比的配方組分PVC 55～65%、ASA 15～20%、增韌劑5～7%、耐熱劑5～20%、增塑劑2～3%、抗氧劑0.2～0.6%、其他助劑0.2～0.3%。本發明PVC/ASA合金材料以PVC、ASA為基體材料，在耐熱劑及其他組分在熔融擠出過程中發生協同作用，賦予該PVC/ASA合金材料優異的耐熱性能，同時還使得該PVC/ASA合金材料具有良好的加工性能和優異的力學性能。其工藝簡單，條件易控，成本低廉，對設備要求低，適于工業化生產。
文檔編號C08L27/06GK103044818SQ20121057200
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者徐東, 徐永, 喬志龍 申請人:安徽科聚新材料有限公司