本發(fā)明涉及高分子材料生產(chǎn)，特別涉及一種超支化功能助劑及其制備的高性能改性cpvc。

背景技術(shù)：

1、cpvc，即氯化聚氯乙烯樹脂，是由pvc(聚氯乙烯樹脂)經(jīng)氯化反應(yīng)制得的產(chǎn)品，其氯含量可以從pvc樹脂的56.7wt.％提高到60wt.％，甚至是70wt.％以上。cpvc樹脂在機(jī)械性能、耐熱性、耐候性、耐蝕性等方面均明顯優(yōu)于pvc。比如cpvc的熱變形溫度較pvc樹脂提高了10℃以上，具體提高溫度隨其氯化程度的提高而提高，這使其能應(yīng)用在許多材料無法使用的惡劣環(huán)境中，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣泛，是一種通用塑料工程化的重要工程塑料。但是，與pvc相比，cpvc樹脂氯含量高，分子間極性作用力強(qiáng)，熔體粘度大，加工溫度高；而且其熱穩(wěn)定性又差，其分解溫度與加工溫度非常相近，加工窗口窄。稍有不慎，很容易造成cpvc熱分解，發(fā)生hcl脫除反應(yīng)，同時(shí)在分子鏈上形成雙鍵造成樣品表面變色，而后這些雙鍵會(huì)被氧化斷裂或交聯(lián)使聚合物失去使用性能。另外，因?yàn)楹攘扛叻肿娱g作用力大，它的抗沖擊性能表現(xiàn)一般，常見方法是通過加入抗沖改性劑加以改性，但是常用抗沖改性劑的分子鏈中由于含有不飽和雙鍵，耐候性較差，長(zhǎng)期使用后容易老化影響使用穩(wěn)定性，加入光穩(wěn)定劑和抗氧化劑的改善效果也有限，不能滿足較高穩(wěn)定性要求的情況。所以cpvc樹脂加工時(shí)對(duì)穩(wěn)定體系的要求極高。普通cpvc常用有機(jī)錫和亞磷酸酯作為穩(wěn)定體系，但有機(jī)錫和亞磷酸酯的大量使用會(huì)嚴(yán)重降低cpvc的耐熱性。過量的穩(wěn)定劑、抗沖劑等的加入，也會(huì)降低cpvc的綜合性能以及有效含氯量。

2、專利cn202410442593公開了增強(qiáng)耐壓cpvc混合材料及其應(yīng)用工藝，加入包括抗沖改性劑8～13份、填料1～5份、加工助劑1～9份、交聯(lián)劑10～20份，各種助劑添加量至少超過20份以上。造成cpvc的含氯量大幅下降。專利申請(qǐng)cn1970616a公開了提高氯化聚氯乙烯樹脂加工熱穩(wěn)定性的方法，在cpvc加工過程中，加入鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑和水滑石的混合物，以提高cpvc加工過程中的熱穩(wěn)定性。該專利技術(shù)在一定程度上提高了氯化聚氯乙烯樹脂的熱穩(wěn)定性，但熱穩(wěn)定性仍然非常一般，無法滿足更高的使用需求。

3、針對(duì)上述中的相關(guān)問題，如何提供一種新型功能性助劑，發(fā)揮其“一劑多用”功能，有效降低助劑使用量，同時(shí)又能大幅提升cpvc的加工穩(wěn)定性以及實(shí)用性能的技術(shù)至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種超支化功能助劑及其制備的高性能改性cpvc，能有效降低助劑使用量，同時(shí)又能大幅提升cpvc的加工穩(wěn)定性以及實(shí)用性能。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種超支化功能助劑，原料組成為：鈣鋅復(fù)合劑、沸石、水滑石、抗氧劑(抗氧劑1010)、pe蠟和β–二酮；

4、鈣鋅復(fù)合劑：沸石：水滑石：抗氧劑：pe蠟：β–二酮的重量比例為100:5～5.5:5～5.5:1～1.3:1～1.3:1～1.3；

5、所述鈣鋅復(fù)合劑由超支化聚有機(jī)硅氧烷接枝高分子聚合物：硬脂酸鋅：硬脂酸鈣：乙酰丙酮鋅：環(huán)氧大豆油的重量比＝4～6:20～24:20～23:1～1.4:1～1.3組成。

6、所述超支化聚有機(jī)硅氧烷接枝高分子聚合物通過以下步驟制備而得：

7、(1)合成：在室溫及磁力攪拌下將3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(80～100克)逐滴加入3～5％質(zhì)量濃度的稀鹽酸(10～30ml)中，滴加完畢25～30min后，升溫至50～65℃繼續(xù)反應(yīng)4～8h，期間每隔1h抽真空一次；減壓脫去低沸物，得到透明粘稠的產(chǎn)物；

8、(2)固化：取上述透明粘稠的產(chǎn)物，加入光引發(fā)劑(光引發(fā)劑iht-pi185)，避光攪拌均勻備用；

9、在n2氛圍下，紫外固化，粉碎形成粉體。

10、步驟(1)中，3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷：稀鹽酸的用量配比為80～100克:10～30ml。

11、步驟(2)中，透明粘稠的產(chǎn)物：光引發(fā)劑的用量配比為40～60克:0.1～0.3克。

12、一種高性能改性cpvc，通過以下方法制備而成：

13、將cpvc粒料置于高速捏合機(jī)中，滴加分散劑，高速攪拌(900轉(zhuǎn)/分)；之后加入所述的超支化功能助劑、抗沖劑、潤(rùn)滑劑和穩(wěn)定劑，在100～130℃的混料溫度下高速(300～700轉(zhuǎn)/分)捏合60～120min，得到混合料；之后再將混合料置于雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出造粒，得到高性能改性cpvc粒料。

14、所述分散劑為液體石蠟或pe蠟；所述抗沖劑為丁二烯-苯乙烯共聚物、cpe、抗沖劑acrkm-355p中的一種或幾種。

15、所述的潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟、低分子量聚酰胺(聚合度2000～4000)中的一種或多種。

16、所述穩(wěn)定劑為硬脂酸鈰、甲基硫醇錫sak-mt9001中的一種或兩種。

17、以占cpvc重量計(jì)，分散劑的添加量為0.1～0.3％，超支化功能助劑的添加量為0.5～3％，抗沖劑的添加量為4～6％，潤(rùn)滑劑的添加量為1.5～2.8％，穩(wěn)定劑的添加量為1.5～2.8％。

18、雙螺桿擠出機(jī)為六區(qū)加熱，各區(qū)溫度依次設(shè)置為：一區(qū)150～170℃、二區(qū)180～190℃、三區(qū)170～180℃、四區(qū)160～170℃、五區(qū)160～170℃、六區(qū)150～160℃。

19、聚有機(jī)硅氧烷具備柔韌性好、潤(rùn)滑性佳、耐候性能突出的優(yōu)點(diǎn)，與高分子樹脂(丙烯酸酯)接枝后，與cpvc的相容性增加的同時(shí)，可以改善其韌性和流動(dòng)性，以及明顯提升加工速率；同時(shí)因?yàn)閏pvc的分子間作用力大，溶體粘度大，不得不在更高溫度下加工；但是加工溫度和其分解溫度相差不大，導(dǎo)致加工窗口很窄；加入該功能性助劑后，熔體流動(dòng)性變好，加工溫度可以適當(dāng)降低，從而拓寬了其窗口加工溫度。

20、本發(fā)明的高性能改性cpvc切片，含氯量約為60.0～61.5％、維卡溫度108～111.5℃、拉伸強(qiáng)度55～62.0pmpa、沖擊強(qiáng)度8.0～10.0mpa、生產(chǎn)效率(螺桿轉(zhuǎn)速)22～28轉(zhuǎn)/min(可最高提升27％)。

21、本發(fā)明的有益效果是：

22、(1)本發(fā)明開發(fā)的新型功能性助劑，采用化學(xué)方法，制備出超支化聚有機(jī)硅氧烷接枝高分子聚合物，性質(zhì)穩(wěn)定，不同于傳統(tǒng)的物理簡(jiǎn)單共混改性；

23、功能有創(chuàng)新：功能多重，具有一劑多用的效果，具體來講，聚有機(jī)硅氧烷具備韌性、自潤(rùn)滑性特征，由此可以降低傳統(tǒng)抗沖劑和潤(rùn)滑劑的用量，降低成本的同時(shí)，可以提升cpvc的“表觀氯含量”。同時(shí)，可以明顯提升cpvc的強(qiáng)度和生產(chǎn)效率。

24、(2)本發(fā)明將上述超支化聚硅氧烷接枝高分子樹脂與鈣鋅穩(wěn)定劑通過特定的復(fù)合工藝，制備得到多功能性助劑。

25、(3)本發(fā)明的方案是先合成超支化聚有機(jī)硅氧烷接枝高分子聚合物，這個(gè)聚合物的特點(diǎn)主要是同時(shí)引入了丙烯酸酯基團(tuán)及有機(jī)硅鏈段。然后，超支化聚有機(jī)硅氧烷接枝高分子聚合物與鈣鋅復(fù)合劑成分混合形成新的鈣鋅復(fù)合劑，進(jìn)一步復(fù)配上其它助劑而成。超支化聚有機(jī)硅氧烷接枝高分子聚合物先復(fù)配形成鈣鋅復(fù)合劑再使用工藝可提高穩(wěn)定劑的分散均勻性及協(xié)同效應(yīng)。