PVC/ABS合金流动性能改进

姜洪颖，韩晓亮，张新华

（1.中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司研究院，山东省淄博市255400；2.山东兴鲁化工股份有限公司，山东省淄博市255400）

PVC/ABS合金流动性能改进

姜洪颖1，韩晓亮2，张新华1

（1.中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司研究院，山东省淄博市255400；2.山东兴鲁化工股份有限公司，山东省淄博市255400）

研究了邻苯二甲酸二辛酯（DOP）增塑剂、苯乙烯-丙烯腈共聚物（AS）和乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）对聚氯乙烯(PVC)/苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物（ABS）（质量比为60∶40）合金熔体流动性能的影响。结果表明：增塑剂DOP可显著提高合金的熔体流动速率（MFR），但随DOP用量增加，合金的负荷变形温度、力学性能和氧指数均降低；AS可提高合金的MFR，但w（AS）为10% 时，简支梁缺口冲击强度下降约55%；随着EVA用量增加，合金的MFR提高，而负荷变形温度、氧指数和简支梁缺口冲击强度变化不大。

聚氯乙烯 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物 合金 熔体流动速率 改性

高分子材料的共混改性是提高聚氯乙烯（PVC）性能的重要方法之一。从20世纪50年代末开始，人们就采用苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物（ABS）、氯化聚乙烯（CPE）、丁腈橡胶、乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）、苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等与PVC共混改性并取得了一定效果。将ABS与PVC共混可改善PVC的加工、力学等性能，获得可在某些领域代替ABS的廉价新型材料。目前，随着我国汽车工业、电子电器、家用电器等行业的不断发展，对PVC/ABS合金的需求量将越来越大，性能要求也越来越高[1-2]。但在较低的加工温度下,PVC/ABS合金具有较高的熔体黏度，从而影响合金的加工热稳定性。本工作研究了邻苯二甲酸二辛酯（DOP）增塑剂、苯乙烯-丙烯腈共聚物（AS）树脂和EVA树脂对PVC/ABS合金性能的影响。

1 实验部分

1.1 主要原料

PVC，S-700，中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司生产；CPE，135A，潍坊亚星化工有限公司生产；内、外润滑剂，淄博华星塑料助剂有限公司生产；有机锡稳定剂及辅助稳定剂、钛白粉、三氧化二锑、抗氧剂、碳酸钙，均为市售；ABS，AS，台湾奇美实业股份有限公司生产；EVA，进口；DOP，工业级，淄博增塑剂股份有限公司生产。

1.2 主要仪器及设备

WSB-Ⅱd/o型白度计，温州仪器仪表有限公司生产；SC-80型轻便色彩色差计，北京康光仪器有限公司生产；BT120V-I型注塑机，广州博创机械有限公司生产；P-600型转矩流变仪，德国Brabender公司生产；WDW型万能试验机，上海华龙测试仪器公司生产；ZBC-4C型冲击强度仪，深圳市新三思材料检测有限公司生产；QSJ-100型维卡热变形仪，日本东洋精机株式会社生产；SHJ-36型双螺杆挤出机，南京杰亚挤出装备有限公司生产。

1.3 实验配方及试样制备

PVC 配方为：PVC，100.0 phr；有机锡，2.8 phr；辅助稳定剂，2.0 phr； 外润滑剂，2.0 phr；CPE，3.0 phr；三氧化二锑，5.0 phr；钛白粉，6.0 phr；微细活性碳酸钙，5.0 phr；内润滑剂，抗氧剂，适量。

PVC/ABS合金制备：将PVC树脂与所有助剂在100℃下高速混合10 min后，再低速搅拌冷却至40～50℃，然后加入ABS混合约5 min，出料。将PVC和ABS混配料在双螺杆挤出机上于130～160℃挤出造粒。粒料在注塑机上制备测试白度用的2 mm厚样条，注塑温度175～185℃。m（PVC）/m（ABS）为60 ∶40。

1.4 性能测试

采用转矩流变仪测试动态热稳定时间，温度200℃，转子转速60 r/min。熔体流动速率（MFR）按GB/T3682—2000测试，温度190℃，负荷5.0 kg。白度按GB/T15595—2008测试。拉伸性能按GB/T1040.2—2006测试，拉伸速率为5 mm/min。弯曲性能按GB/T9341—2008测试。简支梁缺口冲击强度按GB/T1043.1—2008测试。负荷变形温度按GB/T1634—2004测试，弯曲应力为0.45 MPa。氧指数按GB/T2406.2—2009测试。黄色指数按HG/T3862—2006测试。

2 结果与讨论

2.1 AS树脂对PVC/ABS合金性能的影响

AS树脂是一种坚硬、透明的材料，具有良好的尺寸稳定性、耐候性、耐热性、耐油性、抗震动性和化学稳定性。加入少量AS，不仅使PVC/ABS合金的某些性能得到改善，而且还改善其加工流动性[2]。从表1看出：随着AS树脂含量的增加，PVC/ABS合金的MFR逐渐增加，但增加幅度较小；PVC/ABS合金的负荷变形温度、弯曲性能均有不同程度的增加，冲击强度明显下降，氧指数也有所下降；w（AS）为10% 时，冲击强度下降约55%。

表1 AS树脂含量对PVC/ABS合金性能的影响Tab.1 Influence of AS content on properties of the PVC/ABS alloy

2.2 EVA树脂对PVC/ABS合金性能的影响

EVA树脂具有良好的柔软性和橡胶般的弹性，其透明度、表面光泽度和化学稳定性良好，抗氧化和耐臭氧性能好，与填料的掺混性好，易着色和成型加工。EVA在PVC中的分散性好，是PVC/ABS合金的一种相容剂。当EVA的MFR一定时，随乙酸乙烯（VA）含量降低，其刚性、耐磨性提高；VA含量增加时，其弹性、柔软性、黏合性提高[3-4]。

由图1看出：随着EVA用量增加，PVC/ABS合金的MFR明显提高；弯曲应力和模量逐渐下降，EVA用量超过3 phr时下降不明显；氧指数、冲击强度和负荷变形温度变化不大。因此，EVA改性的PVC/ABS合金综合性能较好。

图1 EVA用量对PVC/ABS合金性能的影响Fig.1 Influence of EVA content on properties of the PVC/ABS alloy

2.3 增塑剂对PVC/ABS合金性能的影响

在PVC/ABS合金中,加入适量DOP可提高其流动性，降低加工温度。不含增塑剂的合金，其黏度对温度的依赖性比ABS大，这是因为小分子的增塑剂处于大分子链之间，使大分子链的作用力减弱，从而导致黏流活化能下降[2]。

从表2可以看出：随着DOP用量的增加，PVC/ABS合金的MFR明显提高，负荷变形温度和氧指数降低较多，冲击强度和弯曲应力也有不同程度的降低，弯曲模量先升后降。从表2还可以看出：加入DOP降低了PVC/ABS合金的白度，增大了黄色指数；加入DOP提高了合金的MFR，从而降低了注塑加工过程中对物料的剪切作用，合金的平衡扭矩明显降低，物料所受剪切力下降，所以合金的动态热稳定时间有所增加，有利于合金的注塑加工。

表2 DOP用量对PVC/ABS合金性能的影响Tab.2 Influence of DOP content on properties of the PVC/ABS alloy

3 结论

a)增塑剂DOP，AS树脂，EVA树脂均能不同程度地提高PVC/ABS合金的MFR。

b)随着DOP用量的增加，PVC/ABS合金的MFR明显提高，负荷变形温度和氧指数下降较多，力学性能也降低。

c)随着AS树脂含量的增加，PVC/ABS合金的MFR小幅增加，负荷变形温度、弯曲性能均有增加，冲击强度明显下降，氧指数也有所降低。

d)随EVA用量增加，PVC/ABS合金的MFR明显提高；弯曲性能逐渐下降，当EVA用量超过3 phr时下降不明显；氧指数、冲击强度和负荷变形温度变化不大。EVA改性的合金综合性能最好。

[1] 洪重奎.ABS/PVC合金最新研究进展[J].弹性体,1999,9(2)：56-58.

[2] 巩红光,张庆国,于莉.ABS/PVC树脂共混改性国内研究进展[J].石油化工应用,2007,27(2)：1-5.

[3] 王广义.塑料配方设计[M].北京：化学工业出版社,1998：106-110.

[4] 朱伟平.相容剂对ABS/PVC共混物性能影响[J].上海塑料,2001(4)：17-19.

（编辑：陈文淑）

Improvement of flowability of PVC/ABS alloy

Jiang Hongying1,Han Xiaoliang2,Zhang Xinhua1
(1.Research Institute of Qilu Branch Co.,SINOPEC,Zibo255400,China;2.Xinglu Chemical Industry Incorporated Company of Shandong,Zibo255400,China)

The authors studied the effects of plasticizer dioctyl phthalate(DOP),acrylonitrile-styrene copolymer(AS)and ethylene-vinyl acetate copolymer(EVA)on flowability of polyvinylchloride/acrylonitrilebutadiene-styrene terpolymer(PVC/ABS)alloy melt with mass ratio of60∶40.The results show that DOP can increase the melt flow rate(MFR)of PVC/ABS alloy remarkably,while the deflection temperature under load,mechanical properties and oxygen index of the alloy decrease as the DOP content rises. Adding AS can increase the MFR of PVC/ABS alloy;however,when the mass content of AS reaches10%the notched Charpy impact strength of the alloy decreases by approximately55%. The alloy′s MFR increases with the EVA content while its deflection temperature under load,oxygen index and notched Charpy impact strength experience little change.

polyvinylchloride;acrylonitrile-butadiene-styreneterpolymer;alloy;meltflowrate;modification

TQ325.3

B

1002-1396(2012)05-0059-03

2012-04-20。

修回日期：2012-07-15。

姜洪颖，女，1975年出生，高级工程师，1998年毕业于抚顺石油学院高分子化工专业，现从事科研开发及管理工作。E-mail：jianghongying.qlsh@sinopec.com；联系电话：（0533）7588234。