[发明专利]光降解聚氯乙烯树脂

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性聚氯乙烯树脂，具体地说，涉及一种可光降解且具有良好透光性的改性聚氯乙烯树脂。

背景技术

聚氯乙烯在日常生活中的使用给人类带来了极大的便利，同时也给环境带来了较大的威胁。目前对聚氯乙烯塑料制品的处理方法主要有两种：焚烧法及掩埋法。焚烧法处理聚氯乙烯塑料会产生大量的氯代有机物逸出和二恶英等剧毒强致癌性物质的排放；聚氯乙烯焚烧过程中的二恶英和氯代有机物的生成已经成为目前聚氯乙烯焚烧法处理所无法解决的一个难题。掩埋法虽然避免了二恶英的排放，但浪费和污染大量的土地资源。另外聚氯乙烯塑料化学性质较稳定，在常温下自降解速度很慢，所以废弃在自然环境中的聚氯乙烯塑料会长时间地保留在土壤或其他环境中，隔断水分及矿物质在地表土壤中的流动，造成土质恶化，农作物减产。并且，聚氯乙烯塑料的自降解过程有大量的小分子氯代有机物的生成，产生空气质量下降，大气臭氧层破坏等不利影响。因此寻求一种聚氯乙烯塑料的降解技术，这种技术能够使聚氯乙烯塑料在自然环境中有较快的降解速度，并且能抑制小分子氯代有机物在聚氯乙烯塑料降解过程中的生成，具有重大意义。

二氧化钛纳米光催化是近年来光化学与材料科学领域的一个热门技术发展方向。光催化技术在利用太阳能进行环境污染物治理、太阳能电池以及光催化制氢等方面都具有很好的应用前景。由于驱动光催化反应的动力来自于清洁的光能，半导体光催化材料本身又无毒而且物理化学性能相当稳定，彻底反应后不产生二次污染，光催化技术在用于环境污染物的处理上几乎没有任何限制。将二氧化钛纳米粒子置于聚氯乙烯塑料和聚乙烯塑料等塑料制品中，可借助太阳光照射将塑料材料有效分解。但是，二氧化钛纳米粒子的表面有很大极性，而且和塑料材料之间的折光率差别极大，因此，将二氧化钛纳米粒子和塑料制品直接混合后所得到的产品由于相容性差，不但光催化降解效果不够理想，而且透光性极差，对塑料制品的应用性造成了较大的影响。

发明内容

本发明目的在于，提供一种即具有良好光降解性且具有较高透光率的改性聚氯乙烯树脂。

本发明所说的改性聚氯乙烯树脂，其主要由聚氯乙烯和改性纳米二氧化钛(TiO₂)组成；所说的改性纳米TiO₂主要由纳米TiO₂与式I所示硅烷偶联剂混合而得，所说的改性纳米TiO₂与聚氯乙烯的重量比为1∶(5～500)；

式I中，R₁，R₂和R₃分别独立选自C₁～C₆的烷氧基或O(CH₂)_aOR₄中一种；a为1～6，R₄为C₁～C₆烷基。

在本发明的一个优选技术方案中，所说聚氯乙烯的聚合度为1700～2500。

在本发明的另一个优选技术方案中，R₁，R₂和R₃分别独立选自C₁～C₃的烷氧基或O(CH₂)_aOR₄中一种；a为1～3，R₄为C₁～C₃烷基。最佳的硅烷偶联剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(Z-6172)、乙烯基三甲氧基硅烷(Z-6300)或乙烯基三乙基氧硅烷(Z-6518)。

具体实施方式

本发明所用的原料(纳米二氧化钛和聚氯乙烯)及其它试剂(如硅烷偶联剂等)均为市售品。

制备本发明所说的改性聚氯乙烯树脂的方法，包括如下步骤：

(1)改性TiO₂纳米粉体的制备：

将二氧化钛(TiO₂)纳米粒子(TiO₂粒径小于100nm)均匀分散到水或有机溶剂中，再加入硅烷偶联剂(式I所示化合物)，硅烷偶联剂的加入量为TiO₂纳米粒子重量的1％～20％，在5℃～80℃下搅拌1～24小时，过滤得改性纳米TiO₂；

其中所说的有机溶剂为C₁～C₆脂肪族一元醇(如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或丁醇等)，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，二甲亚砜(DMSO)，己烷，环己烷，甲苯或二甲苯。

(2)目标物的制备：