[發明專利]一種高強度高韌性硬質聚氯乙烯的制備方法

無效

• 申請號: 200910048122.7
• 申請日: 2009-03-24
• 公開（公告）號: CN101508812A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 王國建;王麗娟;趙明君;祖梅
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08K9/04;C08K3/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張 磊

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種高強度高韌性硬質聚氯乙烯復合材料的制備方法。?

背景技術

聚氯乙烯是僅次于聚乙烯的世界第二大通用塑料，廣泛用于建筑材料、家庭產品、消費品、辦公用品以及汽車的密封件等等。但硬質聚氯乙烯韌性差，屬于脆性材料，大大限制了聚氯乙烯的應用范圍。目前常用的共混改性劑有丙烯酸類樹脂(ACR)、SBS、氯化聚乙烯(CPE)、NBR和EVA，還有些非彈性體如PS，PP，PMMA等以及一些納米粒子如SiO₂、CaCO₃等。這些增韌改性劑可以一定程度地改善PVC的抗沖性能，但同時材料的耐熱性、強度和剛度會有不同程度的下降。難以得到既能保證基體的優異綜合性能，同時又提高抗沖性能的高性能PVC改性體系。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種既能明顯改善PVC韌性又同時提高PVC強度的高強度高韌性硬質聚氯乙烯的制備方法。?

本發明提出的高強度高韌性硬質聚氯乙烯的制備方法，通過在聚氯乙烯體系中加入經過聚己內酯化學修飾的碳納米管，改善了聚氯乙烯的抗沖擊強度，拉伸強度和斷裂延伸率，解決了目前存在的聚氯乙烯改性體系存在的多個問題。?

本發明提出的高強度高韌性硬質聚氯乙烯的制備方法，具體步驟如下：?

(1)將1g碳納米管與80-150ml濃度為60％的濃硝酸混合，超聲波振蕩5-20分鐘后，在50-70℃下回流攪拌反應12-36小時，反應結束后用蒸餾水稀釋，纖維素膜過濾至濾液pH值呈中性，濾餅真空干燥，得到酸化的碳納米管；?

(2)將步驟(1)得到的1g酸化的碳納米管與20-50mlSOCl₂在50-65℃下回流攪拌反應12-36小時，無水四氫呋喃稀釋，聚偏氟乙烯微孔濾膜或聚丙烯微孔濾膜抽濾，如此反復3次，常溫真空干燥，得到酰氯化的碳納米管；?

(3)將步驟(2)得到的1g酰氯化的碳納米管、5～15g聚己內酯、5-25ml有機溶劑在70-120℃下攪拌反應10-60小時；反應結束后用熱的無水乙醇洗滌，通過聚偏氟乙烯微孔濾膜或聚丙烯微孔濾膜抽濾，反復多次，直至濾液滴加到苯中不產生沉淀，濾餅常溫真空干燥；?

(4)將步驟(3)所得碳納米管、聚氯乙烯粉末，增塑劑，復合穩定劑，填料，增白劑，和潤滑劑按比例在高速攪拌機中預混，用雙輥塑煉機在120～150℃下混煉5～10min后，在?壓力為15MPa～20MPa、溫度為180℃條件下壓板，即得所需產品；組份的重量比為：?

聚氯乙烯粉末??????????100份?

增塑劑????????????????4～8份?

復合穩定劑????????????4-6份?

填料??????????????????4～8份?

增白劑????????????????2～6份?

潤滑劑????????????????0.1～0.5份?

步驟(3)所得碳納米管???0.1～1.5份。?

本發明中，步驟(1)中所述碳納米管為化學氣相沉積法(CVD)、電弧放電、模板法以及激光蒸發方法制備的單壁或復壁碳納米管。?

本發明中，步驟(3)中所述聚己內酯為由ε-己內酯聚合得到的分子量在200-100000之間的聚己內酯多元醇或者含有端羥基的聚己內酯。?

本發明中，步驟(3)中所述有機溶劑包括四氫呋喃，1，2-二氯苯，對二甲苯、鄰二甲苯或間二甲苯中任一種。?

本發明中，步驟(4)中所述聚氯乙烯指懸浮法合成的聚合度在1000-2000之間的聚氯乙烯。?

本發明中，步驟(4)中所述增塑劑包括鄰苯二甲酸二辛酯，鄰苯二甲酸二丁酯，鄰苯二甲酸二癸酯中的任何一種，或者混合物。?

本發明中，步驟(4)中所述復合穩定劑指鉛鹽類穩定劑(如三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛或二鹽基硬脂酸鉛等)。?

本發明中，步驟(4)中所述填料為碳酸鈣，所述增白劑為二氧化鈦，所述潤滑劑為硬脂酸。?

相比普通發明，本發明的有益效果為：?

(1)通過簡單的酸化，酰氯化方法制備了聚己內酯修飾的碳納米管，獲得了與聚氯乙烯基體相容性較好的碳納米管。并且在碳納米管含量很低時就可明顯改善聚氯乙烯的抗沖擊強度，同時也可提高聚氯乙烯的剛度。?

(2)該復合材料的制備采用了聚氯乙烯工業加工方法，簡單易操作。所得產品有很大的工業實用價值。?

圖1為實施例1的SEM圖。?