[发明专利]一种高强度聚氯乙烯树脂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强度聚氯乙烯树脂及其制备方法，具有较高的拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁冲击强度和断裂伸长率，产品的整体强度高。将分散剂溶于去离子水中，然后加入引发剂和氯乙烯单体，均匀分散后转移至聚合釜中，加入交联剂，加热至45～48℃进行聚合反应，氯乙烯单体转化率达到35～40%时，加入交联剂，以1～2℃/分钟的升温速率升温至55～58℃，氯乙烯单体转化率达到70～80%时，加入硅烷偶联剂、改性助剂和交联剂，以12～15℃/分钟的升温速率升温至75～80℃，直至氯乙烯单体转化率达到95%，结束聚合反应，回收未反应单体，所得浆液离心、干燥即得一种高强度聚氯乙烯树脂。

技术领域

本发明涉及树脂制备技术领域，特别是涉及一种高强度聚氯乙烯树脂及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯树脂是一种非常常见的塑料品种，被广泛应用于建筑、农业、化工等领域；聚氯乙烯的全球使用量在各种合成材料中高居第二，可以加入其他成分获得耐热性、韧性和延展性等，应用范围广；

世界上聚氯乙烯PVC生产的聚合工艺主要有五种，即悬浮法、乳液法、本体法、微悬浮和溶液聚合工艺；其中悬浮聚合工艺一直是工业生产的主要工艺，绝大多数均聚及共聚产品都是采用悬浮聚合工艺；具体来说，将氯乙烯单体单独地或者与可共聚的共聚单体一起与乳化剂、缓冲剂和聚合引发剂混合，并对该混合物进行微悬浮聚合、乳液聚合、种子聚合等以制备聚氯乙烯树脂乳胶，干燥该乳胶，即可以微粒的形式获得聚氯乙烯树脂；

聚氯乙烯分子中含有大量氯原子，分子极性较大，分子间作用力较强，大分子的敛集程度高，所以聚氯乙烯的拉伸强度、压缩强度较高，而冲击强度、断裂伸长率较小，整体强度还有很大的改善空间。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种高强度聚氯乙烯树脂及其制备方法，具有较高的拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁冲击强度和断裂伸长率，产品的整体强度高；

为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：

一种高强度聚氯乙烯树脂的制备方法，将1～3重量份的分散剂溶于70～80重量份的去离子水中，然后加入0.001～1重量份的引发剂和100重量份的氯乙烯单体，均匀分散后转移至聚合釜中，加入0.5～0.8重量份的交联剂，加热至45～48℃进行聚合反应，氯乙烯单体转化率达到35～40%时，加入0.08～0.1重量份的交联剂，以1～2℃/分钟的升温速率升温至55～58℃进行聚合反应，氯乙烯单体转化率达到70～80%时，加入0.5～0.8重量份的硅烷偶联剂、2～3重量份的改性助剂和0.2～0.3重量份的交联剂，以12～15℃/分钟的升温速率升温至75～80℃进行聚合反应，直至氯乙烯单体转化率达到95%，结束聚合反应，回收未反应单体，所得浆液离心、干燥即得一种高强度聚氯乙烯树脂；其中，改性助剂是通过以下方法制备得到的：将岩棉和纳米微晶纤维素加入羟基硅油中，超声处理1～3小时，加入聚丙烯酸钠，升温至70～80℃，保温20～30分钟，接着加入硅烷偶联剂、聚乙烯醇缩丁醛和氟硼酸钠，以1～2℃/分钟的升温速率升温至100～110℃，保温30～40分钟，自然冷却至室温（25℃）即得；

优选的，岩棉、纳米微晶纤维素、羟基硅油、聚丙烯酸钠、硅烷偶联剂、聚乙烯醇缩丁醛和氟硼酸钠的质量比为1：0.5～0.8：20～30：0.01～1：0.2～0.3：2～3：2～3；

优选的，岩棉在使用前利用混合液浸泡处理0.5～1小时，混合液是由质量浓度10%的硝酸溶液和质量浓度5%的草酸铵溶液以体积比1:1混合而得；岩棉浸泡处理后可更好地分散于改性助剂制备体系中，提高改性助剂的增强性能；

优选的，所述分散剂为聚乙烯醇与羟丙基甲基纤维素的混合物，两者质量比为1:0.3～0.5，其中，聚乙烯醇的醇解度为70～72mol%，羟丙基甲基纤维素的羟丙基取代度为0.1～0.2，含量为8～10%，甲基取代度为1～2，含量为20～25%；