PVC用高性能碳酸鈣超分散偶聯(lián)劑SP-1082

與傳統(tǒng)分散劑或偶聯(lián)劑的區(qū)別

碳酸鈣廣泛應(yīng)用于PVC制品中，由于碳酸鈣為親水性無機粉體，它與PVC相容性差。目前，通常采用硬脂酸、鈦酸酯、鋁酸酯等傳統(tǒng)偶聯(lián)劑進行處理，以改善碳酸鈣的疏水親油性和提高PVC制品的力學(xué)性能。

一、傳統(tǒng)偶聯(lián)劑

傳統(tǒng)偶聯(lián)劑主要為三大類，其典型結(jié)構(gòu)如下：

硬脂酸：C17H35COOH

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鈦酸酯：（R-C-O）3TiOC3H7或

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（R-P-O）3TiOC3H7

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0H

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鋁酸酯：（R-C-O）Al（OC3H7）2

R：烷烴，通常為-C17H35、-C8H17等。

硬脂酸處理活化碳酸鈣（CaCO3）將近100年歷史，它主要利用硬脂酸的端羧基（-COOH）與CaCO3產(chǎn)生酸堿吸附，將硬脂酸親油鏈段-C17H35烷烴基吸附在CaCO3顆粒表面，從而改變CaCO3的疏水親油性。但其存在如下缺點：

• 硬脂酸羧基（-COOH）吸附CaCO3顆粒的錨固力非常弱小，塑料加工過程中的高溫、高熔體粘度、高剪切力、以及其它塑料助劑的溶解力等因素極易產(chǎn)生脫吸附或解吸現(xiàn)象。

• 無機粉體的親油鏈段（-C17H35）烷烴基為非極性，與PVC、ABS、尼龍（PA），聚碳酸酯（PC）、聚酯等極性或中等極性聚合物相容性不好，因此，CaCO3與基體聚合物界面粘接狀態(tài)和潤濕性差，導(dǎo)致塑料加工性和力學(xué)性能大幅度下降。

• 活化的CaCO3顆粒表面的親油鏈段（-C17H35）烷烴基，由于活化的CaCO3顆粒表面有機物結(jié)構(gòu)完全相同，分子鏈間色散力、范德華力、偶極力等使CaCO3顆粒更傾向于自身聚并，在高分子聚合物中形成CaCO3顆粒團聚而不易分散，尤其是納米碳酸鈣表現(xiàn)得更為明顯。

鈦酸酯偶聯(lián)劑活化碳酸鈣（CaCO3），機理：CaCO3顆粒表面的羥基（-OH）與鈦酸酯偶聯(lián)劑的異丙基產(chǎn)生脫異丙醇的化學(xué)反應(yīng)，從而將親油性基團化學(xué)鏈合至CaCO3顆粒表面而得到疏水親油性活性碳酸鈣，與硬脂酸處理相比，其優(yōu)點：

• 鈦酸酯偶聯(lián)劑與碳酸鈣是化學(xué)鍵結(jié)合，在塑料加工高溫環(huán)境下不易解吸；

• 可以引入酯鍵、磷酯鍵、巰基鍵、環(huán)氧鍵等功能性基團；

• 在PVC制品中性能優(yōu)于硬脂酸。

鈦酸酯偶聯(lián)劑缺點：

• 大多數(shù)鈦酸酯遇水分解失效，使用不便；

• 親油性基團分子量過小，通常親油基分子量＜1000，無法與高分子材料的分子鍵形成有效纏繞，在塑料制品中對提高復(fù)合材料的力學(xué)性能極為有限；

• 鈦酸酯偶聯(lián)劑從經(jīng)典超分散劑理論來看，在塑料中不具有超分散的基本特性。

鋁酸酯偶聯(lián)劑與鈦酸酯偶聯(lián)劑活化CaCO3機理相同，在高分子材料聚合物中的應(yīng)用存在相同的問題。

傳統(tǒng)偶聯(lián)劑共同的缺點：對塑料高分子材料而言，它僅解決了疏水親油性，沒有從根本上解決有機化的CaCO3顆粒在高分子材料中的分散性。沒有從微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)研究偶聯(lián)劑與高分子材料界面的潤濕性、界面粘接特性、以及偶聯(lián)分子與高分子材料分子鏈的纏繞強度、纏繞柔性，也就無法實現(xiàn)有機化的CaCO3顆粒在高分子復(fù)合材料良好的加工性能和提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。

二、高性能碳酸鈣超分散偶聯(lián)劑SP-1082

經(jīng)典的超分散劑廣泛應(yīng)用于涂料、油漆及油墨的顏料分散，從而達到的展色性，顏料的高光澤、高豐滿度和高鮮艷度。它要求超分散劑牢固地吸附于顏料顆粒表面，而設(shè)計的分散鏈具有分子量分布狹窄，且具有較高的分子量。

但經(jīng)典的超分散劑非常有效地解決顏料顆粒在涂料體系中的分散性問題、以及涂料樹脂與顏料顆粒界面的潤濕性。未進一步解決分散顏料顆粒與基體聚合物界面粘接特性，以及分散鏈段與涂料樹脂分子鏈的纏繞強度、纏繞柔性等。因此，經(jīng)典超分散劑有效解決無機粉體的分散性，但應(yīng)用塑料及工程塑料未表現(xiàn)出應(yīng)有的力學(xué)性能。

SP-1082是上海哲華化工材料有限公司基于可控自由基聚合而開發(fā)的用于碳酸鈣、鈦白粉等無機粉體表面處理的高分子量超分散偶聯(lián)劑。它高強度的錨固基團強烈吸附于無機粉體表面，以保證有機化的碳酸鈣顆粒在高溫（＜280）、高熔體粘度、高剪切力的環(huán)境下仍可有效吸附在無機顆粒表面，防止解吸。

SP-1082超分散偶聯(lián)劑分子量為幾萬～數(shù)十萬，其分散鏈段的極性與PVC極性匹配性好，通過對分散鏈的分子量控制，可以有效地保證有機化的CaCO3顆粒與PVC基材粘接性好，分散劑的分散鏈與PVC分子鏈相互纏繞，纏繞柔性適度，可大幅度提高CaCO3/PVC復(fù)合材料的沖擊韌性和拉伸強度、抗撕裂性和斷裂伸長率。同時，通過控制分散鏈段分子量分布和分子量大小，保證有機化的碳酸鈣顆粒在PVC基體中優(yōu)異的分散性，提高機PVC制品加工流動性和表面光澤。

SP-1082超分散偶聯(lián)劑是基于可控自由基聚合和高分子結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)而開發(fā)出，可用于PVC制品中碳酸鈣高性能化一代革命性產(chǎn)品，可改善PVC產(chǎn)品的加工性能和大幅度提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，簡化PVC配方和工藝，大幅降低企業(yè)的生產(chǎn)管理成本。