[发明专利]一种聚氯乙烯共聚树脂复合材料的制备方法

说明书

本发明公开一种聚氯乙烯共聚树脂复合材料的制备方法，该方法首先采用机械超声分散和微乳分散剂体系，得到稳定的石墨烯/纳米碳酸钙无机纳米材料分散微乳液；再采用乳液聚合的方法制备丙烯酸酯类单体为主的共聚物胶乳或共混物胶乳；最后将石墨烯/纳米碳酸钙无机纳米材料分散微乳液和丙烯酸酯共聚物胶乳通过悬浮法共聚氯乙烯，得到石墨烯/纳米碳酸钙与丙烯酸酯改性聚氯乙烯共聚树脂的复合材料。本发明在聚氯乙烯树脂基体中加入纳米尺度分散的纳米碳酸钙/石墨烯，能有效提高聚氯乙烯树脂强度和刚性；同时改善了悬浮聚合过程中粘釜严重的问题，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于聚氯乙烯共聚树脂材料领域，具体涉及一种石墨烯/纳米碳酸钙与丙烯酸酯/氯乙烯共聚树脂复合材料的制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)树脂由于对光和热的稳定性差，所以体现在加工制品上存在抗冲击强度差、脆性大等问题。PVC改性通常有加工共混和聚合两种方法，在聚氯乙烯加工领域中，由于ACR粒子在加工设备中不能均匀的分散于聚氯乙烯树脂和各种加工助剂和填料中，作用发挥有限，且存在质量不均匀，干燥的纳米粉体通常会团聚，在加工设备中依靠挤出机螺杆的剪切力很难将其分散到纳米级，导致纳米颗粒的界面活性和其他小尺寸效应不能完全发挥作用，因此纳米材料采用传统加工共混方式对PVC的改性难以达到最佳效果。

中国专利《一种聚丙烯酸酯接枝氯乙烯复合树脂及其制备法》，此发明的聚丙烯酸酯接枝氯乙烯复合树脂主要由下述重量份的组分制备而成：氯乙烯100份、聚丙烯酸酯胶乳(以固体含量计)2～15份、去离子水100～200份、分散剂0.08～0.16份、油溶性引发剂0.025～0.040份、pH值调节剂0.006～0.009份；所述聚丙烯酸酯胶乳为丙烯酸酯于65～95℃下聚合反应结束后，继续向体系中补充滴加或不滴加丙烯酸酯聚合而成，制得的聚丙烯酸酯接枝氯乙烯复合树脂在效果中冲击强度最高只有80～90KJ/m²，拉伸强度较低，只有48～51Mpa，且在反应时可能破乳而粘釜，产品“鱼眼”多，清釜频繁，生产效率低，且丙烯酸酯价格高，因此，生产成本较高。

中国专利CN 104177524《一种石墨烯/纳米碳酸钙/氯乙烯三元共聚树脂原位悬浮聚合方法》中，利用机械超声分散和微乳分散剂体系，得到原位聚合级石墨烯/纳米碳酸钙无机纳米材料分散微乳液，将石墨烯/纳米碳酸钙微乳液加入氯乙烯悬浮聚合体系，氯乙烯单体与石墨烯/纳米碳酸钙进行原位聚合，得到原位聚合的石墨烯/纳米碳酸钙/聚氯乙烯三元共聚树脂，综合纳米碳酸钙和石墨烯改性聚合物各自的优势和特点，树脂的各项力学性能有一定提高，但从效果中冲击强度最高只有17.96KJ/m²，拉伸强度较低，最高只有49Mpa。

纳米碳酸钙是技术最成熟、应用最广、成本低廉的普通无机纳米材料。如果能将纳米碳酸钙制成乳液，与丙烯酸酯乳液与氯乙烯采用悬浮法共聚，因悬浮法体系比较稳定，极大的提高传统聚氯乙烯在加工流动性和冲击强度等，拓展聚氯乙烯树脂在给排水、电器、电缆等领域的应用。

发明内容

针对现有通用型PVC树脂塑化性能差、熔体流动速率低、制品抗冲击强度低，传统丙烯酸酯与氯乙烯共聚物成本高、生产过程控制较难、质量不稳定、容易粘釜、生产效率低，共聚树脂力学性能存在刚度不足、弹性模量低的现状；传统共混手段存在丙烯酸酯类共聚物(ACR)与PVC树脂混合不均匀、ACR用量大的问题；石墨烯或纳米碳酸钙/聚氯乙烯共混树脂虽刚性和弹性模量有一定提高，但冲击强度和韧性降低显著等问题，本发明了提供一种加工流动性好、冲击强度高的聚氯乙烯共聚树脂复合材料的制备方法，采用石墨烯/纳米碳酸钙无机纳米材料分散微乳液和聚丙烯酸酯乳胶粒与氯乙烯悬浮法共聚，在解决或改善上述问题的基础上，制备出塑化快、强度好、性能优的共聚共混树脂。

本发明的技术方案为：

一种聚氯乙烯共聚树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：