PVC抗冲击改性剂

MBS树脂-PVC抗冲改性剂生产方法MBS树脂是在粒子设计概念下合成的一种新型高分子材料，由甲基丙烯酸甲酯(M)、丁二烯(B) 及苯乙烯(S)采用乳液接枝聚合法制备而成。

在亚微观形态上具有典型的核-壳结构，核心是1个直径为10~100 nm的橡胶相球状核，外部是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯组成的壳层。

由于甲基丙烯酸甲酯与聚氯乙烯(pvc)的溶解参数相近，在PVC树脂和橡胶粒子间起到界面粘接剂的作用，在与PVC加工混炼过程中形成均相，而橡胶相则以粒子状态分布于PVC连续介质中，呈现海岛结构，这种特殊结构赋予了制品优异的抗冲击性能。

当PVC中加入5%~ 10%的MBS树脂时，可使制品的冲击强度提高4~ 15倍，同时，还可改善制品的耐寒性和加工流动性，且能够保持PVC树脂原有的光学性能，因此，MBS 树脂作为PVC树脂的抗冲改性剂具有广泛的应用前景。

1 MBS树脂的生产方法MBS又称为透明ABS，由于两者的生产方法相似，早期许多生产厂家使用相同的工艺路线，甚至在同一条生产线上生产这两种产品。

随着技术的发展，工艺过程日趋完善，各生产厂家的生产工艺略有差异，但基本原理是一样的，即丁二烯和苯乙烯作为单体在水和乳化剂中进行乳化，在引发剂的引发作用下进行聚合，生产丁苯胶乳(SBR胶乳)，再加入苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯进行乳液接枝聚合，得到MBS 树脂接枝胶乳(MBS树脂胶乳)，最后经过凝聚、脱水和干燥处理后得到MBS粉料。

在MBS树脂的整个生产工艺过程中，SBR胶乳的合成技术、MBS胶乳的合成技术以及MBS胶乳的凝聚技术是生产的三大关键技术。

1.1丁苯胶乳的制备[1-2]丁苯胶乳的合成，一般采用乳液聚合法。

为了满足抗冲击性和透明性的要求，必须控制SBR胶乳的粒径、粒径分布及交联度，同时，折光指数必须与PVC相匹配。

从理论上讲，橡胶相玻璃温度越低，增韧效果越好，常选择在-40℃以下。

大多数厂家在丁苯胶乳制备中，丁二烯质量分数选择大于70%，但也有厂家选用纯丁二烯胶乳。

为温度１８０℃，转速３０ｒｐｍ。

（３）挤出：将ＰＶＣ共混料加入哈克双螺杆挤出机中挤出，工艺条件为：温度ＴＳ－Ｅ１１８４℃，ＴＳ－Ｅ２１８７℃，ＴＳ－Ｅ３１９０℃；ＴＳ－Ｄ１１９１℃。

螺杆转速３０ｒｐｍ。

４、试样制作与性能测试：（１）抗冲击性能：采用国标ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８测试。

（２）拉伸性能：采用国标ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８测试。

结果与讨论１、不同改性剂对ＰＶＣ共混料的流变性能的影响：用抗冲改性剂ＣＰＥ、ＡＣＲ、ＭＢＳ改性的ＰＶＣ共混料的流变曲线如图１所示。

图１改性共混料流变曲线图１表明采用ＣＰＥ塑化稍慢，但扭矩最低。

共混料流变曲线中，最大扭矩可作为加工设备所需要的传动功率大小的度量，而平衡扭矩则决定了加工设备生产时的功率消耗，它们都是极重要的流变特性参数。

平衡扭矩值平稳表明配方中助剂与树脂相容性好，塑化时间长短可决定设备的一些参数。

扭矩低，可使挤出功率降低。

２、各类抗冲改性剂对硬质ＰＶＣ共混料挤出加工性能的影响：不同改性剂不同份数的挤出性能曲线如图２所示。

图２不同份数改性的挤出性能由图２可见，随着改性剂份数的增加，挤出扭矩都要增加。

这说明改性剂用量增加，会使物料的粘度增加，导致扭矩升高。

其中ＣＰＥ挤出扭矩最低，ＭＢＳ次之，ＡＣＲ最高。

这说明用ＣＰＥ作改性剂时，加工设备生产时的功率消耗低，有利于节能和降低成本。

３、各类抗冲改性剂对硬质ＰＶＣ共混料力学性能的影响：各类抗冲改性剂改性硬质ＰＶＣ共混料的力学性能对比如表２所示。

表2 三种改性剂挤出片材的力学性能比较改性剂测试项目6份8份10份CPE ACR MBS CPE ACR MBS CPE ACR MBS。

科研与生产PVC抗冲改性剂CPE、ACR增韧效果的影响因素张立红　高培育　魏文杰(齐鲁石化公司研究院,淄博,255400)摘　要　以齐鲁石化研究院所研制的ACR增韧剂QW M-981和PVC门窗异型材的生产为对象,考察了加工温度、剪切强度、加工时间对ACR体系与CPE体系增韧效果的不同影响。

关键词　PVC树脂　ACR树脂　抗冲改性剂　PVC门窗异型材1　前言CPE与ACR树脂是目前用于户外硬PVC制品,如门窗异型材、管材等常用的增韧改性剂。

CPE是聚乙烯氯化后得到的产物,属于无定型高聚物;ACR是聚丙烯酸酯类弹性体,具有核壳型结构。

60年代中期,ACR增韧剂首先由美国R ohm&Hass公司开发成功并得到应用,之后迅速发展。

目前在国外CPE、E VA几乎被淘汰,ACR占有绝对市场份额。

由于受产品技术水平和价格所限,国内市场长期以来一直以CPE为主。

目前ACR 增韧剂在国内刚刚开发成功不久,由于其良好的综合性能,开始逐渐被加工厂家所重视和接受。

但由于两者在使用过程中表现出的加工性能有所不同,因此研究两者增韧效果的影响因素,以期望来指导实际应用就显得尤为重要。

本文将以齐鲁石化公司研究院所研制的ACR增韧剂QW M-981和PVC门窗异型材的生产为对象,对此进行研制。

2　实验部分211　原材料PVC树脂 S-1000　齐鲁石化公司ACR　QWM-981　齐鲁石化公司研究院CPE　135A　潍坊亚星化工公司胶质CaC O3　1200目　淄博华信化工公司T iO2 902　美国杜邦公司其他助剂　工业级　市售212　模塑料基本配方(1)CPE配方PVC 100phrCPE10phr铅盐稳定剂5phrCaC O35phrT iO25phr其他助剂2phr(2)ACR配方PVC 100phrACR8phr铅盐稳定剂5phrCaC O35phrT iO25phr其他助剂2phr213　试验设备及测试仪器高速混合机　10L　北京塑料机械厂52000年第6期(总第24期) 塑料助剂开辊开炼机 160×320　上海橡塑机械厂平板硫化仪　T38　日本东测公司制样机 NOTCHVIS 意大利ceast 公司冲击试验机　X JJ -5　承德金健仪器厂214　试验标准(1)简支梁冲击强度　G B/T1043-93(2)门窗框用聚氯乙烯(PVC )型材　G B8814-883　结果与讨论311　加工温度对抗冲击性能的影响图1　加工温度对冲击强度的影响条件:双辊间隙0.4mm ,辊炼时间6min从图1可看出,CPE 体系受加工温度的影响较大,冲击强度只在170～180℃之间高于ACR 体系,而ACR 体系在170～195℃范围内均保持较高的冲击值。

ACR 学习资料整理一、产品分类ACR 抗冲改性剂ACR 抗冲改性剂的结构，核-壳结构的ACR 抗冲改性剂含有丙烯酸酯类交联弹性体组成的核，核外是甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物组成的壳。

PVC/ACR 制品冲击强度较高，表面光洁，耐老化性能优良。

通常硬质聚氯乙烯户外制品多用ACR 抗冲改性剂。

丙烯酸类交联弹性体的作用主要体现在：耐候性和高抗冲能力。

甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物作用主要体现在：与PVC resin 的相融性，提高流动性。

ACR 加工助剂1.ACR 加工助剂根据原材料可以分为如下三类：（1）纯酯加工助剂：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。

（2）苯乙烯加工助剂：苯乙烯和丙烯腈（3）苯乙烯，丙烯腈，双甲酯。

2.ACR 润滑剂：175系列产品原料：甲酯和苯乙烯此产品为低分子量的产品主要可以改善熔体的加工性能，金属热脱模，减少熔体破裂以及提高加工效率。

分子量低与PVC 的相融性不好，附着于pvc表面，起到润滑的作用。

3.ACR 发泡调节剂产品的档次主要划分依据高档次产品：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯低档次产品：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等。

此产品为高分子量的产品主要用于pvc发泡领域，包括异型材，管材芯层发泡和发泡片材等。

二、误区：1.产品牌号和档次划分的标准（1）产品的牌号是通过产品的用途，通过原材料的配比划分的，因此价格也是有略微的差别。

（2）跟CPE 一样，填充物含量的增加，必然会影响产品价格。

这里的填充物，不仅仅局限在钙粉上，可以是其他软单体含量部分取代BA含量，或者添加PVC RESIN 等。

2.指标的概念ACR 所有产品的指标均为物理指标。

Bulk Density:表观密度：指的是产品的颗粒形态（越大越好）为产品运输过程中的一个参考数值比如：0.48g/cc 表示480KG/M3Particle size 粒径；主要用生产过程中产品过振动筛（比如40目）时候的通过率来表示。

室温下硬质PVC的缺口冲击强度为2～3LJ／m2，属于半脆性聚合物。

采用ACR抗冲改性剂增韧PVC，壳层PMMA聚合物主要起保护橡胶相内核和提高ACR与PVC 相容性的作用，真正起增韧作用的是交联PBA橡胶相。

典型的ACR增韧PVC的相态结构如图1所示。

图中白色的是橡胶粒子，分散在PVC连续相中，呈现典型的橡胶增韧塑料体系的“海—岛”型相态结构。

图1 ACR增韧PVC的相态结构2、增韧机理有关橡胶对塑料的增韧机理主要有银纹、银纹—剪切带、空化理论等。

脆性塑料如PS、PMMA等用ACR增韧时，增韧作用主要来自海岛型弹性体微粒作为应力集中物与基体间引发大量银纹，从而吸收大量冲击能，同时，大量银纹间应力场相互干扰，降低了银纹端应力，阻碍了银纹的进一步发展。

对于ACR增韧的半脆性(脆—韧过渡态)的PVC塑料，大量力学性能的研究表明了橡胶粒子空穴的产生，并认为是主要的增韧机理。

WU等，11提出了“渗滤概念” ，并逐步完善了“橡胶穴化”增韧理论，该理论认为基体中相邻橡胶粒间距(1PD)是影响材料韧性的·重要因素，它与橡胶粒子粒径(d。

)和橡胶相体积分数(φf)的关系是：如果橡胶粒子能在基体内部穴化，形成的空穴又足够近，则橡胶粒子之间的基体层能够屈服，起到增韧效果。

Dompas等[2，3]，提出了橡胶内部穴化准则，认为橡胶内部穴化可以看作穴化产生的应力能与穴化产生新表面能的平衡，由此得到的模型表明存在能够穴化的最小橡胶粒子粒径，通过拉伸试验发现橡胶内部穴化的开始仅决定于橡胶粒子的大小，穴化配方：TK-100 100，PA-30 5，FM-21 变量，CaCO38，XP-R301 6，TiO20.6；测试条件：恒温法170℃×30rpm；升温法80℃→10℃/min×10min(180℃)→8min 由表可见，在PVC混合料中加人FM-21型ACR抗冲改性剂后，塑化时间缩短、塑化温度下降、转矩增加、功耗下降、塑化因子值增大，表现出类似ACR加工助剂的作用。

PVC抗冲改性剂--MBS树脂的生产技术MBS树脂是由甲基丙烯酸甲酯(M)、丁二烯(B)及苯乙烯(S)采用乳液接枝聚合法制备的一种三元共聚物。

在亚微观形态上具有典型的核--壳结构，内核是一个直径为10-100 nm 的橡胶相球状物，外壳是由苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯组成的。

由于甲基丙烯酸甲酯与聚氯乙烯(PVC)的溶解度参数相近，它在PVC树脂和橡胶粒子间起到界面粘接剂的作用，在与PVC 加工混炼过程中形成均相，而橡胶相则以粒子状态分布于PVC连续介质中，呈现海岛结构，这种特殊结构赋予了制品优异的抗冲击性能。

当PVC中加入5％-10％的MBS树脂时，可使制品的冲击强度提高4-15倍，同时还可改善制品的耐寒性和加工流动性，且能够保持PVC 树脂原有的光学性能，因此MBS树脂作为PVC树脂的抗冲击改性剂具有广泛的前景。

1 MBS树脂的生产工艺MBS树脂的生产过程是先以丁二烯和苯乙烯在水和乳化剂中进行乳化，在引发剂的引发作用下进行聚合，生产丁苯胶乳(SBR胶乳)，再加入苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯进行乳液接枝聚合，得到MBS树脂接枝胶乳(MBS树脂胶乳)，最后经过凝聚、脱水和干燥处理后得到MBS树脂成品。

在MBS树脂的整个生产工艺过程中，有3大关键技术，其一是SBR胶乳的合成技术，因为SBR胶乳的粒径不但决定了MBS树脂，PVC合金的抗冲击性能，同时还决定了它的透光性能；其二是MBS树脂胶乳的合成技术，因为核--壳比、接枝率和接枝过程单体的加料顺序等对MBS树脂胶乳的凝聚和后处理、MBS树脂粉料的粒子形态及MBS树脂与PVC的相容性和光学性能等均有非常显著的影响；其三是MBS树脂胶乳的凝聚技术，凝聚水平的高低直接决定了最终产品的粒度分布、颗粒规整性、流动性和表观密度以及MBS树脂在PVC中的分散性和相容性等指标。

1．1 丁苯胶乳的合成将丁二烯、苯乙烯、引发剂和各种配制好的助剂按一定量和顺序加到聚合反应釜中，在一定的温度下搅拌进行乳液聚合，待反应达到一定转化率后停止反应，脱除未反应的单体即可得到丁苯胶乳。

ACR（Acrylic copolymer）是具有核—壳结构的丙烯酸酯类共聚物，是一种综合性能优良的PVC抗冲改性剂。

通常人们把以提高塑料韧性为目的而使用的助剂称为抗冲改性剂，以改进加工性能为目的而使用的助剂称为加工改性剂。

ACR 是兼具抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂，由于其具有核/壳结构，使其PVC制品具有优良的抗冲击性、低温韧性、与PVC相容性、耐候性、稳定性、加工性，且性能与价格比适中，可明显改善PVC熔体流动性、热变形性, 促进塑化、制品表面光洁美观。

其主要用于硬、半硬聚氯乙烯制品中，特别是化学建材，如异型材、管材管件、板材、发泡材料等，而且特别适合于户外用制品中。

是当今用量大也是今后重点发展的一类抗冲改性剂。

PVC是产耗量最大的塑料品种之一，其具有许多宝贵的特性，但也存在着不少缺点，韧性差即是其一大缺点，为了提高其韧性而又不损害其抗张强度和其它物性，PVC抗冲击改性剂便应运而生。

另外，ACR抗冲改性剂在聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）等工程塑料及其共混合金中也可应用。

丙烯酸酯类抗冲改性剂 JINHASS KM-355产品介绍JINHASS KM-355是一类丙烯酸酯类共聚物抗冲击改性剂，用于户外硬质PVC 制品，如窗框、护墙板、建筑批叠板、栅栏、管材和管件，及各种注塑制件。

JINHASS KM-355的显著特点在于其比其他品牌产品更易塑化，因而可以减少配方中加工助剂或者内润滑剂的使用量，经济效益显著。

JINHASS KM-355赋予制品以下优良性能：• 最佳抗冲强度 • 优异的耐候性能• 有效地促进塑化 (增加挤出量，降低加工助剂用量) • 较低的挤出后收缩性能基本物理特性：序号 检测项目 单位 检测值 1 外观 --- 白色粉末 2 挥发份重量百分比 %≤1.0% 3 粒径分布 (留在40目筛网上)% ≤2.0% 4 表观密度 g/cm 3≥0.40 KJ/m 2 ≥18.0（23℃） 5简支梁冲击强度KJ/m 2≥10.0（-10℃）促进塑化性能JINHASS KM-355 可以有效促进PVC 的塑化，使得PVC 塑化更均匀，从而提高制品的表面光泽度和质量。

图1表明在相同实验条件及相同添加份数，KM-355与国外竞争产品塑化曲线基本重合，可以相互替代；图2则显示KM-355比同类产品能更有效地促进PVC 塑化熔融，可减少配方中加工助剂的用量。

抗冲击效率JINHASS KM-355 与PVC 具有良好的相容性，且无论在室温还是-10℃均表现出优异的抗冲击性能，抗冲击效率均优于国外竞争对手产品和国内同类产品，如图3所示。

金合思塑料添加剂图1. 相同添加量下KM-355和国外竞争对手产品塑化曲线对比塑化实验配方：PVC (SG-5) 100phr/复合铅盐稳定剂 4.5phr/CaCO 3 10phr/TiO 2 4hr/抗冲改性剂 5.0phr 测试仪器: Brabender plasticorder, 测试温度：170℃, 转速：45rpm图2. KM-355和同类产品塑化时间对比 图3. 不同温度下KM-355和同类产品的抗冲击强度对比冲击强度测试配方：PVC (SG-5) 100phr/复合铅盐稳定剂 4.5phr/CaCO 3 10phr/TiO 2 4hr/抗冲改性剂 7.0phr 测试方法：GB/T1043.1-2008；测试条件：简支梁冲击试验仪(XJJ-5，承德金建仪器有限公司)，样条厚度：4mm ，V 型缺口，尺寸：0.2R― Jinhass KM-355 ― 国外竞争对手产品扭矩(N m )料温(℃)。

PVC抗冲击改性剂⾼强MBS改良品⽇本钟渊B-625
PVC抗冲击改性剂⾼强MBS改良品⽇本钟渊B-625
KANE ACE®B系列产品是最先进的合成树脂技术精⼼研制成的MBS产品，是改善聚氯⼄烯制品耐冲击强度和加⼯性能的综合性树脂。

在聚氯⼄烯配⽅中添加KANE ACE®B，制品的耐冲击强度就得到明显改善，但对于聚氯⼄烯固有的特性，如透明性、热稳定性、加⼯性等却不发⽣不良影响。

性能及应⽤表
特性
产品抗冲击性透明性抗折⽩性薄
膜
⽚
材
粒
料
管
材产品特点
B-513√√√透明性/抗折⽩最佳
B-521√√√综合性能优
B-625√√√⾼抗冲击性
B-564√√√√不透明、⾼抗冲击性
注：“”的数量越多表⽰性能指标越⾼
B-513，B-521，B-625重点解决提⾼PVC透明薄膜、PVC透明⽚材、PVC透明管材管件、PVC透明型材等产品的抗冲击强度、透明度。

B-564重点解决提⾼不透明PVC管材、PVC管件，PVC型材等产品中的超⾼抗冲击强度。

唐艳华
185****2039。

pvc加工改性剂ACR属于核-壳共聚物pvc加工改性剂ACR属于核-壳共聚物，其壳为甲基丙烯酸酯类共聚物，其核为丙烯酸酯类共聚物。

抗冲丙烯酸的基本功能就是改善PVC制品的抗冲性能，满足工程塑料对冲击强度的要求，同时还可提高PVC制品的热稳定性和光稳定性。

pvc加工改性剂ACR的分子属于极性分子，较强的分子间力，使其玻璃化温度比较高，pvc抗冲性改性剂的抗拉强度较其他通用塑料要高出很多，但较强的分子间力，使PVC分子之间难以产生相对位移，在制品受到外界冲击时，冲击能就不能有效的转化为内摩擦热，从而造成基体材料的破裂。

pvc加工改性剂ACR有优越的热老化和光老化稳定性。

当加入到PVC中后，PVC产品就会得到良好的耐候性改善。

pvc加工改性剂应用范围非常广泛pvc加工改性剂应用范围非常广泛，除硬质PVC制品外，对半硬质PVC制品和软质PVC制品均具有改进加工性能的功效，适用于需要良好耐候性的不透明PVC制品，如管道、建筑材料（壁板、门窗异型材、管件、百叶窗、雨水槽等）以及注塑、吹塑制品等。

pvc加工改性剂ACR作为加工助剂，可明显缩短塑化时间，加快熔融，促进塑化，对挤出制品可使其平衡扭矩提高，使其塑化均匀；对压延制品，加入ACR能克服表面皱纹，有利于物料包辊，减少气泡；对于真空成型制品，加入pvc加工改性剂ACR可提高熔体延伸性，克服熔体破裂现象，容易深拉成型，并使制品厚薄均匀。

从制品的外观来看，pvc加工改性剂ACR可明显提高制品的表面光泽度，使制品看起来光滑细腻。

pvc抗冲性改性剂特征pvc抗冲性改性剂有哪些优异特征呢？下面我们介绍一下：1、优异的耐老化性，可在恶劣气候和苛刻环境下使用，对臭氧有充分的抵抗性。

2、优异的难燃性，无自燃性。

3、优异的低温韧性，能在-20℃中保持柔韧性，适宜做UPVC制品的抗冲击改性剂。

4、优异的耐化学药品性，对多数化学药品表现惰性，抗各种酸碱的腐蚀。

5、良好的加工性能，易于加工成型。