本發(fā)明涉及高分子材料，尤其涉及一種pvc組合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚氯乙烯(pvc)是全球僅次于聚乙烯、聚丙烯的通用塑料，是一種產(chǎn)量較大、用途廣泛且綜合性能優(yōu)異的通用塑料，與穩(wěn)定劑、增塑劑、填料等多種助劑混合，隨后經(jīng)塑化、成型加工而成，因其具有阻燃性、耐腐蝕、硬度高、材質(zhì)輕和易加工合成等優(yōu)勢，可以取代傳統(tǒng)的不銹鋼材質(zhì)或其他合成材料，而且原料來源充沛，價格低廉，是性能價格最為優(yōu)越的通用型材料，在儀表、航空、汽車、輕工、電子電氣、家電等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，尤其在建筑或裝修住宅中受到推崇。雖其具有難燃、高剛、耐腐蝕、價廉等優(yōu)點，但缺點是熱變形溫度低，在高溫條件下熔體迅速軟化，導致熔體粘度較大，熔體強度較低，成型加工時往往需要在中低速的條件下注塑，對于多孔產(chǎn)品，極易產(chǎn)生明顯熔接線，極大影響外觀。

2、常規(guī)的解決思路是通過調(diào)整模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，例如優(yōu)化工藝參數(shù)或模具溫度等，但這些對客戶端要求極高，生產(chǎn)成本提升。常規(guī)方法如提高料溫、提高注射速度、增加保壓壓力和保壓時間、提高模具溫度、減少脫模潤滑劑用量、加強模具排氣等，能一定程度的減輕熔接線，但無法從根本上徹底解決問題。

3、cn104629206a公開了一種具有特殊美學效果的免噴涂pvc組合物及其制備方法和應(yīng)用，包括如下組分：pvc樹脂70-98wt％；聚合物包覆特殊效果粉微球1-25wt％；相容劑0-10wt％；抗氧劑0.1-1wt％；加工助劑0.1-0.5wt％；通過將特殊效果粉用水性聚合物分散液包覆成微球后再分散到pvc樹脂中，可以明顯改善特殊效果粉與pvc樹脂的相容性，消除制品在擠出或注塑過程中表面形成的流痕并減輕熔接線，制備得到的免噴涂pvc組合物具有較明顯的金屬質(zhì)感、珠光閃爍等特殊的美學效果，大大提高了免噴涂材料的市場應(yīng)用范圍。但其制備工藝復雜，生產(chǎn)成本較高，難以實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

4、因此，如何提供一種無熔接線的pvc組合物，且方法簡單通用，已成為目前亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種pvc組合物及其制備方法和應(yīng)用，通過采用特定種類的增韌劑與特定粒徑和cu含量范圍的填料，制得了低熔接線、高光澤度的pvc材料，無需頻繁變更模具結(jié)構(gòu)和設(shè)計，降低了生產(chǎn)成本，所得pvc材料外觀良好，能夠滿足電子電氣、建材衛(wèi)浴、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用需求。

2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種pvc組合物，以重量份計，所述pvc組合物包括如下組分：pvc樹脂100份、含氯增韌劑0.5-10份、填料2.5-10份；所述填料的d50粒徑≤1μm；所述填料中cu的含量各自獨立地≤1500ppm。

4、本發(fā)明提供的pvc組合物中包括基體樹脂、含氯增韌劑與填料，通過采用特定種類的增韌劑與極細填料，減少了pvc材料中熔接線的產(chǎn)生，提高了產(chǎn)品光澤度，獲得了外觀良好的pvc材料，無需采用專用模具或頻繁調(diào)整工藝參數(shù)，降低了生產(chǎn)成本，有利于產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用。

5、示例性地，本發(fā)明中所述pvc樹脂可以選用市售產(chǎn)品，例如四川金路pvc?jlts、天津樂金tl-700等。

6、以重量份計，所述含氯增韌劑0.5-10份，例如可以為0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、5份、6份、7份、8份或9份等。

7、以重量份計，所述填料2.5-10份，例如可以為2.5份、2.8份、3份、3.5份、4份、5份、6份、7份、8份或9份等。

8、所述填料的d50粒徑≤1μm，例如可以為0.9μm、0.8μm、0.7μm、0.6μm、0.5μm、0.3μm、0.1μm、0.05μm或0.01μm等，出于成本與分散性考慮，填料的粒徑≥0.3μm。

9、本發(fā)明中，所述填料的d50粒徑可通過gb/t19281-2014碳酸鈣分析檢測方法中采用激光粒度分析儀法進行測試。

10、示例性地，本發(fā)明中所述填料可以選用市售產(chǎn)品，例如梅立泰的ac-mlt04、imifabi，htpultra5l等，也可以將上述市售產(chǎn)品經(jīng)過處理得到。

11、所述填料中cu的含量地≤1500ppm，例如可以為1400ppm、1300ppm、1200ppm、1100ppm、1000ppm、900ppm、800ppm、700ppm、600ppm、500ppm、300ppm、100ppm、50ppm或10ppm等。出于純化成本與儀器檢測靈敏度考慮，所述填料中cu的含量各自獨立地≥20ppm。

12、本發(fā)明中，所述填料中cu的含量在上述范圍內(nèi)，得到的pvc組合物具有更少的熔接線產(chǎn)生以及更高的產(chǎn)品光澤度；其原因為cu含量在特定范圍內(nèi)，能夠抑制cu對pvc組合物中其它各組分的吸附作用，提高pvc熔體分散性，進而提高pvc整體的穩(wěn)定性，改善了材料熔接線程度，得到了外觀更加優(yōu)異的pvc產(chǎn)品。

13、本發(fā)明中，所述cu的含量通過icp(電感耦合等離子發(fā)射光譜儀)測試得到。

14、本發(fā)明中，為了獲得雜質(zhì)含量較低的填料，可以通過將商業(yè)填料進行后處理的方式降低其中cu的含量，示例性地，可選用重金屬捕捉劑jcet-1去除銅；具體方法包括：將含有銅離子的填料懸浮液或溶液與重金屬捕捉劑混合，充分攪拌，使銅離子吸附到吸附劑表面，通過過濾、離心等方法將重金屬捕捉劑與填料分離，對填料進行洗滌和干燥，得到特定cu含量的填料；其中，重金屬捕捉劑可以進行再生處理或廢棄。

15、優(yōu)選地，所述pvc樹脂的聚合度為400-1100，例如可以為450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100等。

16、優(yōu)選地，所述含氯增韌劑包括氯化聚乙烯(cpe)類增韌劑。

17、示例性地，本發(fā)明中所述含氯增韌劑可以選用市售產(chǎn)品，例如杭州科利的cpe-132c、cpe-6325c。

18、優(yōu)選地，所述含氯增韌劑中氯的質(zhì)量含量為30-40％，例如可以為30.5％、31％、31.5％、32％、32.5％、33％、34％、36％、38％、40％等。

19、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，采用高氯含量的含氯增韌劑有利于提高增韌劑與pvc基體的相容性，進一步減少熔接線的產(chǎn)生，同時能夠提高產(chǎn)品光澤度。

20、本發(fā)明中，所述氯的質(zhì)量含量參考標準iso7725測試得到。

21、優(yōu)選地，所述填料包括碳酸鈣、鈦白粉或滑石粉中的任意一種或至少兩種的組合，進一步優(yōu)選為碳酸鈣。

22、優(yōu)選地，以重量份計，所述pvc組合物中還包括abs樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)0.1-105份，例如可以為0.5份、1份、5份、10份、20份、30份、40份、50份、60份或70份等，進一步優(yōu)選為30-80份。

23、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述pvc組合物中還包括abs樹脂，abs樹脂具有比pvc高的熱穩(wěn)定性，以及較好的韌性，二者形成的合金材料具有優(yōu)異的機械強度，既增強了pvc的韌性，又提高了pvc的熱變形溫度，拓展了pvc的應(yīng)用領(lǐng)域。

24、優(yōu)選地，所述abs樹脂在220℃、10kg砝碼測試條件下的熔融指數(shù)≥45g/10min，例如可以為50g/10min、55g/10min、60g/10min、70g/10min、80g/10min、90g/10min或100g/10min等。

25、優(yōu)選地，以重量份計，所述pvc組合物中還包括穩(wěn)定劑2-5份，例如可以為2.5份、3份、3.5份、4份或4.5份等。

26、優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑包括有機錫類穩(wěn)定劑。

27、優(yōu)選地，所述有機錫類穩(wěn)定劑中錫的質(zhì)量含量≥19％，例如可以為20％、25％、30％、35％、40％、50％、60％、70％、80％或90％等。

28、優(yōu)選地，所述有機錫類穩(wěn)定劑包括硫醇甲基錫、硫醇丁基錫、二月桂酸二正辛基錫或馬來酸二正辛基錫中的任意一種或至少兩種的組合。

29、示例性地，本發(fā)明中所述穩(wěn)定劑可以選用市售產(chǎn)品，例如云南錫業(yè)yt-181等。

30、優(yōu)選地以重量份計，所述pvc組合物中還包括潤滑劑1-3份，例如可以為1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.5份或2.8份等。

31、優(yōu)選地，所述潤滑劑包括聚乙烯蠟和/或氧化聚乙烯蠟。

32、示例性地，本發(fā)明中所述潤滑劑可以選用市售產(chǎn)品，例如霍尼韋爾316a、617a等。

33、第二方面，本發(fā)明提供了一種如第一方面所述pvc組合物的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

34、將pvc樹脂、含氯增韌劑、填料與可選的abs樹脂、可選的穩(wěn)定劑、可選的潤滑劑混合，擠出造粒，得到所述pvc組合物。

35、優(yōu)選地，所述混合包括將pvc樹脂、穩(wěn)定劑、潤滑劑加熱混合，再加入abs樹脂、含氯增韌劑、填料混勻，得到混合粉。

36、優(yōu)選地，所述加熱混合的溫度為90-150℃，例如可以為95℃、100℃、110℃、120℃、130℃或140℃等。

37、優(yōu)選地，所述加熱混合的時間為5-12min，例如可以為6min、7min、8min、9min、10min或11min等。

38、優(yōu)選地，所述混勻的時間為1-5min，例如可以為1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min或4.5min等。

39、優(yōu)選地，所述混勻后，將混合粉冷卻，進行擠出造粒。

40、優(yōu)選地，所述冷卻的溫度為60-90℃，例如可以為65℃、70℃、75℃、80℃或85℃等。

41、優(yōu)選地，所述擠出造粒的溫度為140-180℃，例如可以為145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃或175℃等。

42、優(yōu)選地，所述擠出造粒在螺桿擠出機中進行。

43、優(yōu)選地，所述螺桿擠出機的長徑比為(20-40):1，其中(20-40)的具體數(shù)值例如可以為22、25、28、30、32、35或38等。

44、優(yōu)選地，所述螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為100-200rpm，例如可以為110rpm、130rpm、150rpm、170rpm或190rpm等。

45、優(yōu)選地，所述制備方法包括如下步驟：

46、將pvc樹脂、穩(wěn)定劑、潤滑劑加入高速混合機，加熱混合至90-150℃，加入abs樹脂、含氯增韌劑、填料，混合1-5min后將高速混合機中混合粉排出到低速混合機中，冷卻到60-90℃后將混合粉下料到擠出機螺桿中進行模面熱切造粒，經(jīng)過脫水機冷卻，振動篩分離后得到所述pvc組合物。

47、本發(fā)明制備得到的顆粒料可在標準工藝下在指定模具中進行注塑，得到所需產(chǎn)品。

48、示例性地，所述標準工藝可以為本次注塑工藝的射膠速度為50％，射膠壓力為70％，熔膠速度為50％，熔膠壓力為70％，保壓速度為40％，保壓壓力為50％，射膠時間為3.5s，冷卻時間為10s。

49、其中，速度、壓力的單位“％”指的是相對于機器改參數(shù)的上限值而定。

50、第三方面，本發(fā)明提供了一種如第一方面所述的pvc組合物在電子電氣、建材衛(wèi)浴或家用電器中的應(yīng)用。

51、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

52、本發(fā)明提供的pvc組合物，通過采用特定種類的增韌劑與特定粒徑和cu含量范圍的填料，減少甚至消除了pvc材料的熔接線問題，得到了光澤度高、外觀良好的pvc材料，能夠滿足電子電氣、建材衛(wèi)浴、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用需求；本發(fā)明對pvc組成進行優(yōu)化，方法簡單通用，因此在生產(chǎn)中無需更換模具結(jié)構(gòu)或精確調(diào)整工藝參數(shù)，降低了生產(chǎn)成本，有利于其商業(yè)化應(yīng)用。