[發明專利]一種納米碳酸鈣?聚氯乙烯復合樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 201410380937.6
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN104592671B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 周軍;李永宏;張磊;馬學蓮;王志榮;張磊;池建忠;李自兵
• 申請（專利權）人: 新疆兵團現代綠色氯堿化工工程研究中心（有限公司）
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08K9/04;C08K3/26
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技術領域

本發明屬于高分子材料領域，是一種改性納米碳酸鈣和聚氯乙烯樹脂的共混方法，尤其涉及一種納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂的制備方法。

背景技術

隨著建筑行業的迅猛發展，聚氯乙烯型材、管材等化學建材獲得了廣泛應用, 這就對其使用性能提出了更高的要求。為改善和提高聚氯乙烯的抗沖性能，進一步拓寬其應用領域，目前一般采用納米填料(納米碳酸鈣等)改性聚氯乙烯來提高其性能。在納米填料改性聚氯乙烯方面，主要集中于熔融共混改性和原位聚合改性，其中原位聚合添加量少，操作復雜，在生產中應用較少，熔融共混改性，操作簡單，受到廠家的青睞。但是，熔融共混改性對納米填料的干燥程度要求很高，納米填料的干燥對納米填料的尺寸影響很大。因此，在液相中共混改性，對改性聚氯乙烯具有很大的意義。

共混改性聚氯乙烯技術是一條新的、有前景的聚氯乙烯改性途徑。包永忠，舒文曉，徐紹榮等發明的納米水滑石和納米碳酸鈣復合改性聚氯乙烯樹脂的制備方法(CN200710069856.4)，其特點在于原料為復合材料，但此方法在聚合前期加料，加入量過少。黃銳，王旭，張玲等于2003年發表的篇名為《熔融共混法制備聚合物-納米無機粒子復合材料》的文章中，簡介了在熔融共混法制備聚合物-納米無機粒子復合材料的研究中所取得的成果，當納米碳酸鈣在聚烯烴中分散良好時,在一定范圍內,填充量越大，復合材料熔體的表觀粘度越低, 流動性越好。但是，納米材料需要干燥，材料粒徑相對較大，對填料不利，目前在文獻中也沒有涉及液相共混改性聚氯乙烯。

發明內容

本發明的目的是解決納米碳酸鈣原位聚合改性聚氯乙烯工藝控制復雜，納米碳酸鈣熔融共混改性聚氯乙烯分散不均產生團聚影響制品性能等問題，采用液相（去離子水）共混的方法，在漿料槽中將聚氯乙烯漿料與改性納米碳酸鈣乳液進行混合，利用改性納米碳酸鈣親油性，能與聚氯乙烯樹脂顆粒通過有機端分子鏈纏繞和物理吸附形成均勻分散的穩定形態，經脫水干燥后獲得納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂。

為實現上述目標，本發明提供的技術方案如下:

一種納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂的制備方法，該工藝包括：氯乙烯聚合反應結束后，經汽提塔脫析殘留的氯乙烯后，聚氯乙烯樹脂漿料通過泵打入預混罐，與同時流入的納米碳酸鈣乳液預混后進入漿料槽，在設定時間、溫度和攪拌轉速下充分混合，進入離心干燥系統，經脫水干燥獲得納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂產品。

上述一種納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂的制備方法，納米碳酸鈣乳液是經過偶聯劑對納米碳酸鈣進行濕法改性的，改性后的納米碳酸鈣從親水性轉變成親油性，與聚氯乙烯樹脂具有很好的相容性。所述偶聯劑為鈦酸酯、鋁酸酯、磷酸酯、鋯酸酯的任一一種或兩種以上的組合。

上述一種納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂的制備方法，聚氯乙烯樹脂漿料通過汽提塔對滯留在聚氯乙烯樹脂表面及內部孔隙中的氯乙烯、二氯乙烷等殘留進行脫析，聚氯乙烯樹脂顆粒表皮上的空隙及內部孔隙被打開，便于吸附改性后的納米碳酸鈣。

上述一種納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂的制備方法，聚氯乙烯樹脂漿料和納米碳酸鈣乳液在預混罐中進行預混的目的是縮短后續共混時間。

上述一種納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂的制備方法，漿料槽的分散裝置采用脈沖式攪拌系統或超聲波攪拌系統任一或二者的結合，破壞常規攪拌作用產生的物料動態平衡，達到納米碳酸鈣與聚氯乙烯樹脂充分分散混合，增加物料間碰撞幾率的目的。

上述一種納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂的制備方法，在共混溫度為70～100℃下，漿料槽中的聚氯乙烯樹脂顆粒表皮逐漸疏松，形成網狀結構，其樹脂分子鏈運動頻次和幅度增加，即呈現出分子鏈的欲伸展狀態，有利于與納米碳酸鈣的結合，此時分散均勻的納米碳酸鈣部分顆粒通過聚氯乙烯樹脂表面空隙進入樹脂顆粒內部，與高溫下欲伸展的聚氯乙烯分子鏈進行纏繞，部分納米碳酸鈣顆粒則與聚氯乙烯樹脂表皮形成的網狀結構進行物理吸附，納米碳酸鈣與聚氯乙烯樹脂通過以上結合方式形成納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂，在后續樹脂加工過程中，納米碳酸鈣在聚氯乙烯樹脂基體中得到很好的分散，并能進一步與聚氯乙烯分子鏈形成纏繞結構，有利于提高塑料制品的力學性能。

上述一種納米碳酸鈣-聚氯乙烯復合樹脂的制備方法，聚氯乙烯樹脂漿料和納米碳酸鈣乳液在漿料槽中的共混時間為10～90分鐘，主要是為了使納米碳酸鈣和聚氯乙烯樹脂顆粒均勻分散，增加兩種顆粒間的作用頻率，確保納米碳酸鈣與聚氯乙烯樹脂的有效結合。