[发明专利]插层聚合聚氯乙烯-有机化皂石复合材料及其生产方法

说明书

                            技术领域

本发明涉及以氯乙烯单体和有机化皂石为原料进行的插层聚合生产聚氯乙烯-有机化皂石复合材料及制备方法技术领域，是一种插层聚合聚氯乙烯-有机化皂石复合材料及其生产方法。

                            背景技术

聚氯乙烯(PVC)树脂是通用塑料之一，由于其优良的的化学稳定性、电绝缘性、自熄性、低廉的价格而广泛地应用于交通、机械、家具、绝缘材料、建筑材料等领域。但是，PVC树脂是一种硬脆性材料，实际应用过程中，PVC也暴露出熔体粘度大、抗冲击性能差、热稳定性差、模量低、加工性能不好等缺点，限制了其作为结构材料的应用。目前，采用加入少量填加剂填充改性的方法来降低收缩和提高其刚度。填加剂有碳酸钙、硅石灰、高岭土、滑石粉、云母等无机物提高材料的硬度、模量和耐热性，但同时导致了材料强度下降，使得复合材料的性能很难大幅度提高。

聚合物复合材料是目前最有广泛前景、综合性能较好的复合材料，其制备与传统复合材料不同之点是采用独特的插层聚合制备技术。所谓插层聚合，就是将聚合物单体分子插入到层状硅酸盐层间的纳米空间中，利用聚合热或剪切力将层状硅酸盐剥离成纳米基本结构单元或微区而均匀地分散到聚合物基体中从而制得复合材料。这种技术操作简单、易行，可以大幅度的提高材料各项性能，并赋予材料新的特殊功能。

美国专利USP 6271297中采用有机络离子或偶联剂对层状硅酸盐进行有机修饰，用环氧树脂作为辅助插层剂，然后进行聚合物熔融共混，得到插层型的聚合物/层状硅酸盐复合材料。中国专利CN1340564，描述了一种纳米粒子增韧增强聚氯乙烯复合材料的制备方法，其中的纳米粒子主要是指颗粒状碳酸钙、二氧化硅。近年来，采用纳米技术用层状硅酸盐对聚合物进行改性正在成为聚合物改性的新方向。

皂石是天然纳米材料，具有特殊的三八面体结构。皂石矿具有特殊的三八面体晶体结构，有极高的开发价值。皂石是天然纳米材料，由于结构上的特点和具有正电性，使其成为生产天然无机凝胶的原料。以皂石为主要原料制成的无机凝胶具有许多独特的性能：极强的水化膨胀性和触变性，胶体稠而不粘，极佳的悬浮性、分散性，pH值为4至11范围内，体系十分稳定。天然凝胶有良好的抗盐性、抗酶性，与纤维素等聚合物复配有明显的协同增稠效应，还有较高的离子交换能力和吸附有机阳离子的能力，与极性溶剂有较好的配伍性，能有效地稳定W/O和O/W乳液。因此皂石具有广泛的用途。

                        发明内容

本发明提供了一种插层聚合聚氯乙烯-有机化皂石复合材料及其生产方法和制品，克服了现有技术之不足，使其拉伸强度、断裂伸长率、抗冲击等力学性能均有提高。

本发明的技术方案之一是这样来实现的：一种插层聚合聚氯乙烯-有机化皂石复合材料，其按原料含有去离子水100重量份至200重量份、氯乙烯单体100重量份、有机化皂石1重量份至5重量份、引发剂0.02重量份至0.06重量份、分散剂0.02重量份至0.08重量份、助剂0.02重量份至0.06重量份。

本发明的技术方案之二是这样来实现的：一种上述插层聚合聚氯乙烯-有机化皂石复合材料的生产方法，其首先将所需要量的去离子水、有机化皂石、引发剂、分散剂、助剂注入所需要的反应釜中，调pH值中性，在氮气保护下试压5分钟，试压压力为0.5MPa。抽真空度到-0.08MPa，维持5分钟，再加入氯乙烯单体，常温搅拌20分钟至30分钟，然后升温为55.5℃至58.5℃进行插层聚合，插层聚合反应的搅拌速度为100转/分钟至900转/分钟，聚合反应时间为5小时至7小时，当聚合压降达到0.1MPa时出料，经过滤烘干等后处理后得到插层聚合聚氯乙烯-有机化皂石复合材料。

本发明的技术方案之三是这样来实现的：一种上述插层聚合聚氯乙烯-有机化皂石复合材料的制品，其以插层聚合聚氯乙烯-有机化皂石复合材料为原料制成的制品。

下面是对上述本发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述有机化皂石按原料可含有皂石和有机阳离子盐，皂石与有机阳离子盐的配比为每100克皂石比0.1摩尔至0.2摩尔有机阳离子盐。

上述有机阳离子盐可包括下述通式所表示的一种化合物或一种以上的化合物的混合物，其通式如下：