[发明专利]一种纳米碳酸钙‑聚氯乙烯复合树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，是一种改性纳米碳酸钙和聚氯乙烯树脂的共混方法，尤其涉及一种纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂的制备方法。

背景技术

随着建筑行业的迅猛发展，聚氯乙烯型材、管材等化学建材获得了广泛应用, 这就对其使用性能提出了更高的要求。为改善和提高聚氯乙烯的抗冲性能，进一步拓宽其应用领域，目前一般采用纳米填料(纳米碳酸钙等)改性聚氯乙烯来提高其性能。在纳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，操作复杂，在生产中应用较少，熔融共混改性，操作简单，受到厂家的青睐。但是，熔融共混改性对纳米填料的干燥程度要求很高，纳米填料的干燥对纳米填料的尺寸影响很大。因此，在液相中共混改性，对改性聚氯乙烯具有很大的意义。

共混改性聚氯乙烯技术是一条新的、有前景的聚氯乙烯改性途径。包永忠，舒文晓，徐绍荣等发明的纳米水滑石和纳米碳酸钙复合改性聚氯乙烯树脂的制备方法(CN200710069856.4)，其特点在于原料为复合材料，但此方法在聚合前期加料，加入量过少。黄锐，王旭，张玲等于2003年发表的篇名为《熔融共混法制备聚合物-纳米无机粒子复合材料》的文章中，简介了在熔融共混法制备聚合物-纳米无机粒子复合材料的研究中所取得的成果，当纳米碳酸钙在聚烯烃中分散良好时,在一定范围内,填充量越大，复合材料熔体的表观粘度越低, 流动性越好。但是，纳米材料需要干燥，材料粒径相对较大，对填料不利，目前在文献中也没有涉及液相共混改性聚氯乙烯。

发明内容

本发明的目的是解决纳米碳酸钙原位聚合改性聚氯乙烯工艺控制复杂，纳米碳酸钙熔融共混改性聚氯乙烯分散不均产生团聚影响制品性能等问题，采用液相（去离子水）共混的方法，在浆料槽中将聚氯乙烯浆料与改性纳米碳酸钙乳液进行混合，利用改性纳米碳酸钙亲油性，能与聚氯乙烯树脂颗粒通过有机端分子链缠绕和物理吸附形成均匀分散的稳定形态，经脱水干燥后获得纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂。

为实现上述目标，本发明提供的技术方案如下:

一种纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂的制备方法，该工艺包括：氯乙烯聚合反应结束后，经汽提塔脱析残留的氯乙烯后，聚氯乙烯树脂浆料通过泵打入预混罐，与同时流入的纳米碳酸钙乳液预混后进入浆料槽，在设定时间、温度和搅拌转速下充分混合，进入离心干燥系统，经脱水干燥获得纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂产品。

上述一种纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂的制备方法，纳米碳酸钙乳液是经过偶联剂对纳米碳酸钙进行湿法改性的，改性后的纳米碳酸钙从亲水性转变成亲油性，与聚氯乙烯树脂具有很好的相容性。所述偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、磷酸酯、锆酸酯的任一一种或两种以上的组合。

上述一种纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂的制备方法，聚氯乙烯树脂浆料通过汽提塔对滞留在聚氯乙烯树脂表面及内部孔隙中的氯乙烯、二氯乙烷等残留进行脱析，聚氯乙烯树脂颗粒表皮上的空隙及内部孔隙被打开，便于吸附改性后的纳米碳酸钙。

上述一种纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂的制备方法，聚氯乙烯树脂浆料和纳米碳酸钙乳液在预混罐中进行预混的目的是缩短后续共混时间。

上述一种纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂的制备方法，浆料槽的分散装置采用脉冲式搅拌系统或超声波搅拌系统任一或二者的结合，破坏常规搅拌作用产生的物料动态平衡，达到纳米碳酸钙与聚氯乙烯树脂充分分散混合，增加物料间碰撞几率的目的。

上述一种纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂的制备方法，在共混温度为70～100℃下，浆料槽中的聚氯乙烯树脂颗粒表皮逐渐疏松，形成网状结构，其树脂分子链运动频次和幅度增加，即呈现出分子链的欲伸展状态，有利于与纳米碳酸钙的结合，此时分散均匀的纳米碳酸钙部分颗粒通过聚氯乙烯树脂表面空隙进入树脂颗粒内部，与高温下欲伸展的聚氯乙烯分子链进行缠绕，部分纳米碳酸钙颗粒则与聚氯乙烯树脂表皮形成的网状结构进行物理吸附，纳米碳酸钙与聚氯乙烯树脂通过以上结合方式形成纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂，在后续树脂加工过程中，纳米碳酸钙在聚氯乙烯树脂基体中得到很好的分散，并能进一步与聚氯乙烯分子链形成缠绕结构，有利于提高塑料制品的力学性能。

上述一种纳米碳酸钙-聚氯乙烯复合树脂的制备方法，聚氯乙烯树脂浆料和纳米碳酸钙乳液在浆料槽中的共混时间为10～90分钟，主要是为了使纳米碳酸钙和聚氯乙烯树脂颗粒均匀分散，增加两种颗粒间的作用频率，确保纳米碳酸钙与聚氯乙烯树脂的有效结合。