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TWI828354B - 聚氯乙烯樹脂組合物及高耐熱高透明管件的製作方法 - Google Patents

聚氯乙烯樹脂組合物及高耐熱高透明管件的製作方法 Download PDF

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TWI828354B
TWI828354B TW111138114A TW111138114A TWI828354B TW I828354 B TWI828354 B TW I828354B TW 111138114 A TW111138114 A TW 111138114A TW 111138114 A TW111138114 A TW 111138114A TW I828354 B TWI828354 B TW I828354B
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monomer
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廖德超
許漢卿
陳春來
吳文義
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南亞塑膠工業股份有限公司
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Abstract

本發明公開一種聚氯乙烯樹脂組合物，包含100重量份的聚氯乙烯樹脂、0.5至5重量份的改質劑以及1至10重量份的耐熱性提升劑。聚氯乙烯樹脂的聚合度為800至1350，改質劑為含有第一單體及第二單體的聚合物，第一單體為乙烯或其衍生物且第二單體為多元酯。因此，本發明的聚氯乙烯樹脂組合物可用於製作高耐熱高透明管件，而不需要添加任何的可塑劑。

Description

聚氯乙烯樹脂組合物及高耐熱高透明管件的製作方法
本發明涉及一種樹脂組合物，特別是涉及一種聚氯乙烯樹脂組合物及使用其的高耐熱高透明管件的製作方法。
聚氯乙烯（Polyvinyl chloride, PVC）是一種產量大、用途廣、綜合性能優良的通用塑膠，隨著工業的不斷發展，對於高性能PVC透明料的需求越來越大。PVC在使用上具有設備投資較少、價格便宜、可針對不同的用途或性能要求來調整配方等優勢，而具有廣闊的應用前景。
在半導體、電子、化學、水處理、製藥等產業普遍使用的工藝中，各種藥液需通過管道輸送到工藝設備中，而這些藥液可能具有腐蝕性、毒性、易燃性、易爆性等危害特性。為防止這些藥液在輸送過程中對人或設備造成傷害以及對環境造成汙染，一般會在藥液的流通管道外加套PVC材質的透明管件，以防止藥液外漏到周邊環境；且透明管件具有良好的可視性，從而現場人員可直接目測檢查流通管道上有無藥液洩漏的情況發生。
現有PVC材質的透明管件，其材料中均有添加可塑劑以及高比例的外潤滑劑。然而，添加可塑劑時膠料熔體粘度偏低，不利於管件的加工成型；另外，添加高比例的外潤滑劑會導致管件的透明度下降及霧度上升。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種聚氯乙烯樹脂組合物，可以實現在不添加任何可塑劑的條件下製作出高耐熱高透明管件。在此基礎上，本發明還提供一種高耐熱高透明管件的製作方法。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種聚氯乙烯樹脂組合物，用於製作高耐熱高透明管件，所述聚氯乙烯樹脂組合物包含：(A) 100重量份的聚氯乙烯樹脂，所述聚氯乙烯樹脂的聚合度為800至1350；(B) 0.5至5重量份的改質劑，所述改質劑為含有第一單體及第二單體的聚合物，其中所述第一單體為乙烯或其衍生物，且所述第二單體為多元酯；以及(C) 1至10重量份的耐熱性提升劑。
在本發明的一實施例中，所述改質劑為所述第一單體與所述第二單體的共聚物，所述第一單體為乙烯，且所述第二單體為醋酸乙烯酯。
在本發明的一實施例中，所述改質劑為所述第一單體與所述第二單體的共聚物，所述第一單體為偏二氯乙烯，且所述第二單體為叔碳酸乙烯酯。
在本發明的一實施例中，所述耐熱性提升劑為α-甲基丙烯腈共聚物。
在本發明的一實施例中，所述聚氯乙烯樹脂組合物還進一步包含：(D) 至少一種功能添加劑，其是選自於增韌劑、熱安定劑、潤滑劑及抗氧化劑所組成的群組。
在本發明的一實施例中，所述增韌劑包括丙烯酸酯彈性體 （Acrylic resin, ACR）及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯彈性體（Methyl methacrylate-butadiene- styrene resin, MBS resin）中的至少一種，且所述增韌劑的添加量相對於100重量份的所述聚氯乙烯樹脂為1至10重量份。
在本發明的一實施例中，所述熱安定劑包括硫醇酯類有機錫、環氧化合物、水滑石類化合物及鈣鋅安定劑中的至少一種，且所述熱安定劑的添加量相對於100重量份的所述聚氯乙烯樹脂為1至5重量份。
在本發明的一實施例中，所述潤滑劑包括聚乙烯蠟及氧化聚乙烯蠟中的至少一種，且所述潤滑劑的添加量相對於100重量份的所述聚氯乙烯樹脂為0.1至0.5重量份。
在本發明的一實施例中，所述抗氧化劑包括受阻酚系抗氧化劑及亞磷酸酯系抗氧化劑中的至少一種，且所述抗氧化劑的添加量相對於100重量份的所述聚氯乙烯樹脂為0.1至1重量份。
在本發明的一實施例中，所述聚氯乙烯樹脂包括塊狀聚合的聚氯乙烯樹脂及懸浮聚合的聚氯乙烯樹脂中的至少一種。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是提供一種高耐熱高透明管件的製作方法，包括：將具有上述配方組成的聚氯乙烯樹脂組合物先後進行熱混合及冷混合以得到一混配料；以及將所述混配料熔融並擠出成型。
在本發明的一實施例中，所述混配料先通過熱混合以升溫至100°C至120°C，再通過冷混合以冷卻至35°C至50°C。
在本發明的一實施例中，所述混配料的熔融溫度為170°C至200°C。
本發明採用上述配方組成，即成分(A)、成分(B)及成分(C)以特定重量份配比的組合，使得聚氯乙烯樹脂組合物可達到低溫快速塑化、減少外潤滑劑與抗衝擊劑的添加量、提高製品的耐熱性與透明度（達85%以上）、提高加工成型性等有益效果，從而滿足透明管件（如保護管、雙套管）的性能或工藝需求，可廣泛應用於半導體、電子、化學、水處理、製藥等產業。又，使用具有上述配方組成的聚氯乙烯樹脂組合物來製作透明管件時，不需要添加任何的可塑劑。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“聚氯乙烯樹脂組合物及高耐熱高透明管件的製作方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
在沒有另行定義的情況下，本文中所使用的術語具有與本領域技術人員的通常理解相同的含義。各實施例中所涉及的材料，如無特別說明則為市售或根據現有技術製得的材料。各實施例中所涉及的操作或儀器，如無特別說明則為本領域常規的操作或儀器。
應當理解，儘管在本文中是按照特定順序來描述方法流程圖中的多個步驟，但是這並非要求或者暗示必須按照該特定順序來執行這些步驟，或是必須執行所有的步驟才能實現期望的結果。選擇性地，可將多個步驟合併為一個步驟執行，或者將一個步驟分解為多個步驟執行。
[聚氯乙烯樹脂組合物]
本發明實施例提供一種聚氯乙烯樹脂組合物，主要包含以下重量份的組分：(A) 100重量份的聚氯乙烯樹脂，其聚合度（Degree of polymerization, DP）為800至1350；(B) 0.5至5重量份的改質劑，其為含有第一單體及第二單體的聚合物，第一單體為乙烯或其衍生物且第二單體為多元酯；以及(C) 1至10重量份的耐熱性提升劑。
值得一提的是，本發明採用上述配方組成，使得聚氯乙烯樹脂組合物可達到低溫快速塑化、減少外潤滑劑與抗衝擊劑的添加量、提高製品的耐熱性與透明度（達85%以上）、提高加工成型性等有益效果，從而滿足透明管件（如保護管、雙套管）的性能或工藝需求，可廣泛應用於半導體、電子、化學、水處理、製藥等產業。又，使用具有上述配方組成的聚氯乙烯樹脂組合物來製作透明管件時，不需要添加任何的可塑劑。
[成分(A)聚氯乙烯樹脂] 在本發明中，聚氯乙烯樹脂作為主體樹脂可採用塊狀聚合(Bulk polymerization)的聚氯乙烯樹脂及懸浮聚合(Suspension polymerization)的聚氯乙烯樹脂中的至少一種，其中塊狀聚合的聚氯乙烯樹脂的塑化速度較快且固化後透明度較高。當聚氯乙烯樹脂的聚合度介於800至1350之間時，可具有易塑化與共混以及加工流動性佳的特性。較佳地，聚氯乙烯樹脂的聚合度介於800至1000間。
[成分(B)改質劑]
在本發明中，改質劑可與聚氯乙烯樹脂形成共混體系，以改善PVC樹脂材料的物理機械性能與加工塑化性能。較佳地，改質劑為第一單體（乙烯或其衍生物）與第二單體（多元酯）的共聚物。第一單體可以提高改質劑與PVC的相容性以及對製品的性能進行優化，並使製品傾向於高透明度。第二單體可以基於本身較低的玻璃轉移溫度，使製品傾向於易塑化與韌性佳；又，第二單體對金屬表面的黏附性不佳（容易從金屬表面剝離），因此可以減少外潤滑劑的添加量。
然而，本發明對於第一單體與第二單體在改質劑分子結構中的排列方式沒有特別的限制。在一些實施例中，第一單體與第二單體可以呈無規則排列。在一些實施例中，第一單體與第二單體也可以呈規則排列，例如交替排列或以嵌段形式連續分布。
更進一步來說，改質劑對聚氯乙烯樹脂組合物的固化產物的最終性能有決定性作用，不僅可以提高塑化速度，且當與PVC增韌劑（如彈性體增韌劑）複配使用時，還可以產生抗衝擊的協同作用（協同抗衝擊改性的效果）；在此基礎上，便可以減少抗衝擊劑的添加量，且可用來取代傳統以丙烯酸酯類化合物為主的膠化促進型加工助劑。另外，改質劑的第二單體可以提供很好的潤滑效果，因此在配方中只需要較低比例的外潤滑劑；在此基礎上，便可以使製品的霧度降低、透明度提高。
實際應用時，改質劑可為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，即改質劑的第一單體為乙烯且第二單體為醋酸乙烯酯；或者，改質劑可為偏二氯乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物，即改質劑的第一單體為偏二氯乙烯且第二單體為叔碳酸乙烯酯。然而，本發明不受限於上述所舉例子。改質劑在組合物中的添加量可為0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份、或5重量份。
[成分(C)耐熱性提升劑]
在本發明中，耐熱性提升劑具有較高的熱變形溫度（Heat deflection temperature, HDT），且可與聚氯乙烯樹脂形成共混體系，使製品的耐熱性得到顯著的提升。
實際應用時，耐熱性提升劑可為α-甲基丙烯腈共聚物，但不限於此。α-甲基丙烯腈共聚物不僅具有較高的熱變形溫度，且與PVC的相容性佳，有助於提高製品的耐熱性、韌性和透明度。然而，本發明不受限於上述所舉例子。實際應用時，耐熱性提升劑在組合物中的添加量可為1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份、5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份、9.5重量份、或10重量份。
[成分(D)功能添加劑]
根據實際需要，本發明的聚氯乙烯樹脂組合物還可包含至少一種功能添加劑，其包含下列群組中的一種或多種：(D-1) 增韌劑；(D-2) 熱安定劑；(D-3)潤滑劑；(D-4)抗氧化劑；它們既可單獨使用也可複配使用。
在本發明中，增韌劑可以粒子形式均勻分布，以在外力作用下吸收衝擊能量，從而達到增韌的效果；其作用方式包括：當樹脂基體受到外力衝擊時，增韌劑粒子與樹脂基體之間會產生微裂痕，且增韌劑粒子之間的樹脂基體會產生塑性變形。然而，以上所述只是可行的實施方式，而非用以限制本發明。
增韌劑可包括丙烯酸酯彈性體（Acrylic resin, ACR）及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯彈性體（Methyl methacrylate- butadiene- styrene resin, MBS resin）中的至少一種，且增韌劑在組合物中的添加量可為1至10重量份。然而，本發明不受限於上述所舉例子。在一些實施例中，增韌劑在組合物中的添加量可為1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份、5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份、9.5重量份、或10重量份。
在本發明中，熱安定劑可以在加工過程中防止或抑制聚氯乙烯樹脂的熱分解。熱安定劑可包括硫醇酯類有機錫（如硫醇甲機錫）、環氧化合物（如環氧大豆油）、水滑石類化合物及鈣鋅安定劑中的至少一種，且熱安定劑在組合物中的添加量可為1至5重量份。然而，本發明不受限於上述所舉例子。在一些實施例中，熱安定劑在組合物中的添加量可為1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份、或5重量份。
在本發明中，潤滑劑可以避免樹脂材料在加工時沉積於機械（如擠出機、加工機輥、成型模具）表面上；其作用方式包括：降低熔體與加工機械表面之間的摩擦。然而，以上所述只是可行的實施方式，而非用以限制本發明。在一些實施例中，潤滑劑可以降低聚合物分子之間的摩擦，從而增加樹脂材料的流動性。
潤滑劑可包括聚乙烯蠟及氧化聚乙烯蠟（OPE蠟）中的至少一種，且潤滑劑在組合物中的添加量可為0.1至0.5重量份。然而，本發明不受限於上述所舉例子。在一些實施例中，潤滑劑在組合物中的添加量可為0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、或0.5重量份。
在本發明中，抗氧化劑不僅可以在加工過程中防止或抑制聚氯乙烯樹脂的氧化分解，同時也可以防止或抑制改質劑（乙烯或其衍生物與多元酯的聚合物）與耐熱性提升劑可採用（α-甲基丙烯腈共聚物）的氧化分解。
抗氧化劑可包括受阻酚系抗氧化劑及亞磷酸酯系抗氧化劑中的至少一種，且抗氧化劑在組合物中的添加量為0.1至1重量份。然而，本發明不受限於上述所舉例子。在一些實施例中，抗氧化劑在組合物中的添加量可為0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、或1重量份。
在不損及本發明效果的範圍內，如有色澤需求，本發明的聚氯乙烯樹脂組合物還可包含色料，例如有機系色料及無機系色料單獨或混合並用。
[高耐熱高透明管件的製作方法]
請參閱圖1所示，本發明具有上述配方組成的聚氯乙烯組合物可使用於製作高耐熱高透明管件，其具體步驟包括：步驟S1，將聚氯乙烯樹脂組合物先後進行熱混合及冷混合以得到一混配料；以及步驟S2，將混配料熔融並擠出成型。
在步驟S1中，是先將聚氯乙烯組合物的各原料組分按照配比加入熱混合機中，並於高速攪拌條件下進行熱混合，使得混配料升溫至100°C至120°C，再轉移至冷混合機中進行冷混合，使得混配料冷卻至35°C至50°C。在步驟S2中，是通過押出機將混配料於170°C至200°C下熔融押出，熔體經成型、冷卻後即得到高耐熱高透明管件。然而，以上所述只是可行的實施方式，而非用以限制本發明。
請配合參閱圖2所示，利用上述方法製成的透明管件1可為保護管或雙套管，且可應用於藥液（如化學液、強酸、強鹼）的輸送管路系統，以實現監視與保護功能。舉例來說，現場人員可以通過透明管件1即時監控內側流通管道2與閥體3的情形，一旦發生藥液洩漏等異狀便能迅速排除，且由於透明管件1可以耐受高溫和酸鹼，使得現場的危險及損失可以降至最低程度。
需要說明的是，雖然在本文中是以透明管件為例來描述本發明的聚氯乙烯樹脂組合物的特點，但是本發明的聚氯乙烯樹脂組合物也可以做其他的應用，例如建材及零組件。
以下舉實施例及比較例來闡明本發明的效果，但本發明不受限於實施例的揭露範圍。
[實施例1]
實施例1的聚氯乙烯組合物包含以下重量份的組分：100重量份的聚氯乙烯樹脂、2重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10重量份的α-甲基丙烯腈共聚物、1重量份的MBS增韌劑、2.5重量份的硫醇甲基錫、0.5重量份的環氧大豆油、0.1重量份的OPE蠟、及0.5重量份的抗氧化劑I-1010。將上述各組分按重量份配好後，放入高速熱混合機中分散攪拌，攪拌溫度設定在110°C；然後排入冷混料機中攪拌冷卻，溫度降至40°C後將料排入料斗，經雙螺杆擠出機經過擠出、成型、及冷卻等程序，以得到一聚氯乙烯押出管材；其中雙螺杆擠出機機筒的溫度分別設定為185°C、170°C，模塑成型溫度分別設定為175°C、190°C。
使用實施例1的聚氯乙烯組合物製作樣品管，製作方法如前所述，並測量樣品管的物性，其結果如表1所示。
[實施例2]
實施例2的聚氯乙烯組合物包含以下重量份的組分：100重量份的聚氯乙烯樹脂、2重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10重量份的α-甲基丙烯腈共聚物、1重量份的MBS增韌劑、2.5重量份的硫醇甲基錫、0.5重量份的環氧大豆油、0.5重量份的OPE蠟、及0.5重量份的抗氧化劑I-1010。將上述各組分按重量份配好後，放入高速熱混合機中分散攪拌，攪拌溫度設定在110°C；然後排入冷混料機中攪拌冷卻，溫度降至40°C後將料排入料斗，經雙螺杆擠出機經過擠出、成型、及冷卻等程序，以得到一聚氯乙烯押出管材；其中雙螺杆擠出機機筒的溫度分別設定為185°C、170°C，模塑成型溫度分別設定為175°C、190°C。
使用實施例2的聚氯乙烯組合物製作樣品管，製作方法如前所述，並測量樣品管的物性，其結果如表1所示。
[實施例3]
實施例3的聚氯乙烯組合物包含以下重量份的組分：100重量份的聚氯乙烯樹脂、2重量份的偏二氯乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、10重量份的α-甲基丙烯腈共聚物、1重量份的MBS增韌劑、2.5重量份的硫醇甲基錫、0.5重量份的環氧大豆油、0.1重量份的OPE蠟、及0.5重量份的抗氧化劑I-1010。將上述各組分按重量份配好後，放入高速熱混合機中分散攪拌，攪拌溫度設定在110°C；然後排入冷混料機中攪拌冷卻，溫度降至40°C後將料排入料斗，經雙螺杆擠出機經過擠出、成型、及冷卻等程序，以得到一聚氯乙烯押出管材；其中雙螺杆擠出機機筒的溫度分別設定為185°C、170°C，模塑成型溫度分別設定為175°C、190°C。
使用實施例3的聚氯乙烯組合物製作樣品管，製作方法如前所述，並測量樣品管的物性，其結果如表1所示。
[實施例4]
實施例4的聚氯乙烯組合物包含以下重量份的組分：100重量份的聚氯乙烯樹脂、2重量份的偏二氯乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、10重量份的α-甲基丙烯腈共聚物、1重量份的MBS增韌劑、2.5重量份的硫醇甲基錫、0.5重量份的環氧大豆油、0.5重量份的OPE蠟、及0.5重量份的抗氧化劑I-1010。將上述各組分按重量份配好後，放入高速熱混合機中分散攪拌，攪拌溫度設定在110°C；然後排入冷混料機中攪拌冷卻，溫度降至40°C後將料排入料斗，經雙螺杆擠出機經過擠出、成型、及冷卻等程序，以得到一聚氯乙烯押出管材；其中雙螺杆擠出機機筒的溫度分別設定為185°C、170°C，模塑成型溫度分別設定為175°C、190°C。
使用實施例4的聚氯乙烯組合物製作樣品管，製作方法如前所述，並測量樣品管的物性，其結果如表1所示。
[比較例1]
比較例1的聚氯乙烯組合物包含以下重量份的組分：100重量份的聚氯乙烯樹脂、3重量份的DOTP可塑劑（對苯二甲酸二異辛酯）、1重量份的MBS增韌劑、2.5重量份的硫醇甲基錫、0.5重量份的環氧大豆油、0.1重量份的OPE蠟、及0.5重量份的抗氧化劑I-1010。將上述各組分按重量份配好後，放入高速熱混合機中分散攪拌，攪拌溫度設定在110°C；然後排入冷混料機中攪拌冷卻，溫度降至40°C後將料排入料斗，經雙螺杆擠出機經過擠出、成型、及冷卻等程序，以得到一聚氯乙烯押出管材；其中雙螺杆擠出機機筒的溫度分別設定為185°C、170°C，模塑成型溫度分別設定為175°C、190°C。
使用比較例1的聚氯乙烯組合物製作樣品管，製作方法如前所述，並測量樣品管的物性，其結果如表1所示。
[比較例2]
比較例2的聚氯乙烯組合物包含以下重量份的組分：100重量份的聚氯乙烯樹脂、2重量份的丙烯酸酯類化合物(例如PA20)、10重量份的α-甲基丙烯腈共聚物、1重量份的MBS增韌劑、2.5重量份的硫醇甲基錫、0.5重量份的環氧大豆油、0.5重量份的OPE蠟、及0.5重量份的抗氧化劑I-1010。將上述各組分按重量份配好後，放入高速熱混合機中分散攪拌，攪拌溫度設定在110°C；然後排入冷混料機中攪拌冷卻，溫度降至40°C後將料排入料斗，經雙螺杆擠出機經過擠出、成型、及冷卻等程序，以得到一聚氯乙烯押出管材；其中雙螺杆擠出機機筒的溫度分別設定為185°C、170°C，模塑成型溫度分別設定為175°C、190°C。
使用比較例2的聚氯乙烯組合物製作樣品管，製作方法如前所述，並測量樣品管的物性，其結果如表1所示。
表1中，維卡溫度係採ASTM 1525規範以熱變形溫度測試儀進行檢測；耐衝擊強度依據ASTM D256規範以耐衝擊試驗機進行檢測；透明度、霧度則以霧度計(HAZE Meter；如NDK NDH7000)檢測；速化速率與加工扭力則以轉矩流變儀進行測試。
表1
項目 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 比較例1 比較例2
聚 氯 乙 烯 樹 脂 組 合 物 聚氯乙烯樹脂(重量份) 100 100 100 100 100 100
氯乙烯與多元酯共聚物(重量份) 2 2 2 2 - -
接枝的官能基 乙烯/ 醋酸乙烯酯 乙烯/ 醋酸乙烯酯 偏二氯乙烯/ 叔碳酸乙烯酯 偏二氯乙烯/ 叔碳酸乙烯酯 - -
丙烯酸酯類化合物(例如PA20) (重量份) 0 0 0 0 0 2
透明增韌劑(重量份) 1 1 1 1 1 1
透明增韌劑材料種類 MBS MBS MBS MBS MBS MBS
可塑劑(重量份) 0 0 0 0 3 0
可塑劑種類 - - - - DOTP -
耐熱提升劑(重量份) 10 10 10 10 0 10
耐熱提升劑材料種類 α甲基苯乙烯丙烯腈 α甲基苯乙烯丙烯腈 α甲基苯乙烯丙烯腈 α甲基苯乙烯丙烯腈 - α甲基苯乙烯丙烯腈
熱安定劑(重量份) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
熱安定劑材料種類 硫醇甲基錫 硫醇甲基錫 硫醇甲基錫 硫醇甲基錫 硫醇甲基錫 硫醇甲基錫
輔助熱安定劑(重量份) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
輔助熱安定劑材料種類 環氧大豆油 環氧大豆油 環氧大豆油 環氧大豆油 環氧大豆油 環氧大豆油
滑劑(重量份) 0.1 0.5 0.1 0.5 0.1 0.5
滑劑材料種類 OPE蠟 OPE蠟 OPE蠟 OPE蠟 OPE蠟 OPE蠟
抗氧化劑(重量份) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
抗氧化劑材料種類 I-1010 I-1010 I-1010 I-1010 I-1010 I-1010
顏料(重量份) 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005
顏料材料種類 群青 群青 群青 群青 群青 群青
物化特性 維卡溫度(°C) 81.5 81.2 81.8 81.4 65.3 80.3
耐衝擊強度 (Kgf-cm/cm 2) 3.5 3.4 3.8 3.7 2.8 3.0
透明度(%) 85.3 68.3 85.4 69.1 78.5 63.5
霧度(Haze) 7.1 17.7 6.7 16.6 11.7 22.8
塑化速率(秒) 21 25 23 29 18 21
平衡扭力(N.m) 11.3 11.1 11.5 11.3 10.8 13.2
加工成型性 佳 佳 佳 佳 差 尚可
[結果與討論]
從實施例1、3與比較例1-2的比較可以看出，添加乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或偏二氯乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物有效提高了管件的透明度與韌性，並降低了管件的霧度。
從實施例1-4與比較例1-2的比較可以看出，添加乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或偏二氯乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物明顯改善了加工成型性，而不需要添加任何的可塑劑。
從實施例1、3與比較例2、實施例2、4的比較可以看出，添加較高比例的外潤滑劑明顯會導致管件的透明度下降及霧度上升。
從實施例1、3與比較例1的比較可以看出，在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或偏二氯乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物的存在下，外潤滑劑的添加量得以減少，其結果為管件的透明度上升及霧度下降，且加工成型性得到了改善。
從實施例1-4、比較例2與比較例1的比較可以看出，添加α-甲基丙烯腈共聚物有效提高了管件的維卡溫度。
從實施例1-4與比較例2的比較可以看出，添加乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或偏二氯乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物可以降低加工扭力，其結果為設備的負荷減輕，而不會損及樹脂體系的塑化速率。因此，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或偏二氯乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物可用來取代傳統以丙烯酸酯類化合物為主的膠化促進型加工助劑。
[實施例的有益效果]
本發明採用上述配方組成，即成分(A)、成分(B)及成分(C)以特定重量份配比的組合，使得聚氯乙烯樹脂組合物可達到低溫快速塑化、減少外潤滑劑與抗衝擊劑的添加量、提高製品的耐熱性與透明度（達85%以上）、提高加工成型性等有益效果，從而滿足透明管件（如保護管、雙套管）的性能或工藝需求，可廣泛應用於半導體、電子、化學、水處理、製藥等產業。又，使用具有上述配方組成的聚氯乙烯樹脂組合物來製作透明管件時，不需要添加任何的可塑劑。
更進一步來說，成分(B)改質劑（即乙烯或其衍生物與多元酯的聚合物）對聚氯乙烯樹脂組合物的固化產物的最終性能有決定性作用，不僅可以提高塑化速度，且當與PVC增韌劑（如彈性體增韌劑）複配使用時，還可以產生抗衝擊的協同作用（協同抗衝擊改性的效果）；在此基礎上，便可以減少抗衝擊劑的添加量，且可用來取代傳統以丙烯酸酯類化合物為主的膠化促進型加工助劑。另外，成分(B)改質劑本身即具有很好的潤滑效果，因此可以減少外潤滑劑的添加量。
更進一步來說，成分(C)耐熱性提升劑可採用α-甲基丙烯腈共聚物，其不僅具有較高的熱變形溫度，且與PVC的相容性佳，有助於提高製品的耐熱性、韌性和透明度。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
1:透明管件 2:流通管道 3:閥體 S1、S2:製程步驟
圖1為使用本發明的聚氯乙烯樹脂組合物製作高耐熱高透明管件的步驟流程圖。
圖2為使用本發明的聚氯乙烯樹脂組合物製成的高耐熱高透明管件的使用狀態示意圖。
S1、S2:製程步驟

Claims (10)

  1. 一種聚氯乙烯樹脂組合物，用於製作高耐熱高透明管件，所述聚氯乙烯樹脂組合物包含：(A)100重量份的聚氯乙烯樹脂，所述聚氯乙烯樹脂的聚合度為800至1350；(B)0.5至5重量份的改質劑，所述改質劑為含有第一單體及第二單體的聚合物，其中所述第一單體為乙烯或其衍生物，且所述第二單體為多元酯，其中所述改質劑為所述第一單體與所述第二單體的共聚物，所述第一單體為偏二氯乙烯，且所述第二單體為叔碳酸乙烯酯；以及(C)1至10重量份的耐熱性提升劑，其中所述耐熱性提升劑為α-甲基丙烯腈共聚物。
  2. 如請求項1所述的聚氯乙烯樹脂組合物，還進一步包含：(D)至少一種功能添加劑，其是選自於增韌劑、熱安定劑、潤滑劑及抗氧化劑所組成的群組。
  3. 如請求項2所述的聚氯乙烯樹脂組合物，其中，所述增韌劑包括丙烯酸酯彈性體(Acrylic resin,ACR)及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯彈性體(Methyl methacrylate-butadiene-styrene resin,MBS resin)中的至少一種，且所述增韌劑的添加量相對於100重量份的所述聚氯乙烯樹脂為1至10重量份。
  4. 如請求項2所述的聚氯乙烯樹脂組合物，其中，所述熱安定劑包括硫醇酯類有機錫、環氧化合物、水滑石類化合物及鈣鋅安定劑中的至少一種，且所述熱安定劑的添加量相對於100 重量份的所述聚氯乙烯樹脂為1至5重量份。
  5. 如請求項2所述的聚氯乙烯樹脂組合物，其中，所述潤滑劑包括聚乙烯蠟及氧化聚乙烯蠟中的至少一種，且所述潤滑劑的添加量相對於100重量份的所述聚氯乙烯樹脂為0.1至0.5重量份。
  6. 如請求項2所述的聚氯乙烯樹脂組合物，其中，所述抗氧化劑包括受阻酚系抗氧化劑及亞磷酸酯系抗氧化劑中的至少一種，且所述抗氧化劑的添加量相對於100重量份的所述聚氯乙烯樹脂為0.1至1重量份。
  7. 如請求項1所述的聚氯乙烯樹脂組合物，其中，所述聚氯乙烯樹脂包括塊狀聚合的聚氯乙烯樹脂及懸浮聚合的聚氯乙烯樹脂中的至少一種。
  8. 一種高耐熱高透明管件的製作方法，包括：將如請求項1所述的聚氯乙烯樹脂組合物先後進行熱混合及冷混合以得到一混配料；以及將所述混配料熔融並擠出成型。
  9. 如請求項8所述的高耐熱高透明管件的製作方法，其中，所述混配料先通過熱混合以升溫至100℃至120℃，再通過冷混合以冷卻至35℃至50℃。
  10. 如請求項8所述的高耐熱高透明管件的製作方法，其中，所述混配料的熔融溫度為170℃至200℃。
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