[發明專利]石墨烯/納米二氧化硅/聚氯乙烯樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 202010326650.0
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111363071B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 葛晴;葉小明;盧孔燎;陳浙;鄭琪;樓錦煥;萬波
• 申請（專利權）人: 杭州電化集團有限公司
• 主分類號: C08F114/06
• 分類號: C08F114/06;C08F2/44;C08F2/20;C08K9/06;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/36;C08K3/26
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本申請公開了石墨烯/納米二氧化硅/聚氯乙烯樹脂的制備方法，包括改性石墨烯/納米二氧化硅的制備步驟，所述改性石墨烯/納米二氧化硅的制備步驟將1000份去離子水、2～15份石墨烯、1～8份乳化劑、1～5份硅烷偶聯劑、15～50份納米二氧化硅混合在容器中，升溫至55～80℃，將容器放入超聲波處理器中，在500～1000W下處理3～7h，取出容器，將容器中的液體倒入微波反應器中，在500～1000W下處理2～5h，即得改性石墨烯/納米二氧化硅；本方法得到的改性石墨烯/二氧化硅與氯乙烯經水相微懸浮聚合制得的石墨烯/納米二氧化硅/聚氯乙烯樹脂顆粒更細，提高了樹脂的熱穩定性和制品的力學性能。

技術領域

本發明涉及領域，尤其涉及一種石墨烯/納米二氧化硅/聚氯乙烯樹脂的制備方法。

背景技術

聚氯乙烯(PVC)是全球五大通用塑料之一，具有良好的力學性能、電性能、阻燃性、耐化學腐蝕性且價格低廉，但其熱穩定性差，限制了其在室外、高溫耐候環境下的應用。石墨烯以其獨特的二維片層結構，優異的物理力學性能引起人們的廣泛關注，利用石墨烯等納米材料的優異的特性賦予聚氯乙烯以優異的性能，成為聚氯乙烯進入高端應用領域的主要手段之一。

CN201410398985.8報道了一種石墨烯/納米碳酸鈣/氯乙烯三元共聚樹脂原位懸浮聚合法，具體為：利用機械超聲分散石墨烯/納米碳酸鈣制得石墨烯/納米碳酸鈣微乳液，將該微乳液加入到氯乙烯懸浮聚合體系中聚合反應，得到原位懸浮聚合的石墨烯/納米碳酸鈣/氯乙烯樹脂，但該法所制得的樹脂粒徑分布寬，易產生粗料，不利于后期的加工應用。

CN201410406955.7報道了一種石墨烯/聚氯乙烯原位聚合方法，利用超聲和微乳分散劑制得石墨烯微乳液，氯乙烯和石墨烯微乳液經原位懸浮聚合制得石墨烯/聚氯乙烯樹脂。

趙永祿、韓和良等報導了“石墨烯/PVC原位聚合樹脂的開發”(聚氯乙烯，2015,43(9)，24～29)，石墨烯(氧化石墨烯，化學法)負載納米碳酸鈣經原位聚合制得石墨烯/PVC原位聚合樹脂，但該法所用的石墨烯為氧化石墨烯，還需加入水合肼等劇毒化合物，對環境污染大、原料成本高，且所得樹脂生物毒性不明。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種石墨烯/納米二氧化硅/聚氯乙烯的水相微懸浮聚合方法。為了克服石墨烯用量大、價格昂貴，本發明采用價格適中的多層石墨烯為原料經化學、超聲、微波等預處理后制得改性石墨烯/納米二氧化硅，經水、復合乳化劑、氯乙烯在引發劑的作用下，經水相微懸浮聚合制得石墨烯/納米二氧化硅/聚氯乙烯樹脂。改善了石墨烯/納米二氧化硅/聚氯乙烯樹脂的粒徑分布，熱穩定性和制品的力學性能。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種石墨烯/納米二氧化硅/聚氯乙烯樹脂的水相微懸浮聚合方法，包括以下步驟，

步驟1、改性石墨烯/納米二氧化硅的制備：

將1000份去離子水、2～15份石墨烯、1～8份乳化劑、1～5份硅烷偶聯劑、15～50份納米二氧化硅混合在容器中，升溫至55～80℃，將容器放入超聲波處理器中，在500～1000W下處理3～7h，取出容器(容器可以是燒杯等器皿)，將容器中的液體倒入微波反應器中，在500～1000W下處理2～5h，即得改性石墨烯/納米二氧化硅；

步驟2、聚合：

于不銹鋼聚合釜中，加入去離子水10000份、復合乳化劑6份、pH調節劑0.5份、擴鏈劑0.1～0.3份，步驟1中制得的改性石墨烯/納米二氧化硅1022～1078份及引發劑10～15份混合，關閉釜蓋，排氮3次，抽真空至-0.98MPa，加入氯乙烯5000份，室溫(10～25℃)下高速(300轉/min)攪拌30min，然后調至180轉/min，升溫至57℃反應2.5～4h，反應結束，加入終止劑，漿料離心，取固體干燥得石墨烯/納米二氧化硅/聚氯乙烯樹脂。