专利名称：纳米改性聚氯乙烯树脂及其合成方法
技术领域：
本发明适用于氯乙烯的均聚物或共聚物，尤其涉及一种纳米改性聚氯乙烯树脂及其合成方法。
背景技术：
聚氯乙烯材料在世界范围内是仅次于聚乙烯的塑料之一，聚氯乙烯材料用于电缆料的比例占总用量的5-10％，电缆料要求聚氯乙烯原料有较好的阻燃性。近年来，我国的一些企业及研究单位通过添加纳米Mg(OH)2对聚氯乙烯进行补强，取得了良好的效果。随着纳米新技术的发展，纳米级Mg(OH)2对聚氯乙烯塑料的补强效果远远优于普通的Mg(OH)2粉体。纳米Mg(OH)2已被应用于塑料加工中。
发明内容
本发明的目的是利用纳米Mg(OH)2为原料，提供一种纳米改性聚氯乙烯树脂及其合成方法。要使纳米Mg(OH)2与氯乙烯实现原位聚合，面临几个重大技术难题，一是固态纳米Mg(OH)2由于具有高的表面能，多成团聚体形式存在，很难分散；二是纳米Mg(OH)2为改善颗粒团聚，进行表面改性，采用0.5-2％的硬脂酸处理，处理后的纳米Mg(OH)2表面呈强憎水性，与氯乙烯的水相悬浮体系无法相容。
为了解决上述问题，本发明采取下列措施(1)、首先将无离子水和表面活性剂按一定比例配合，在50-90℃搅拌至全部溶解后，加入纳米Mg(OH)2并保持温度30-50分钟，降温至常温，然后加入十二烷基硫酸钠和分散剂，组合后得到本发明所需的分散液。
(2)、用高速乳化均质机或用超声波作用于以上所得分散液，维持1-2小时，得到稳定的纳米微乳化分散液。
(3)、将以上纳米微乳化分散液与氯乙烯单体按一定的比例加入悬浮聚合反应体系，经聚合反应后即可得到本发明树脂。
以上所述制备高分子分散液所需原料及其重量百分比为无离子水50-80％表面活性剂1-5％纳米Mg(OH)210-40％十二烷基硫酸钠0.1-2％分散剂0.5-5％其中表面活性剂可为硬脂酸或十六醇，其中分散剂可为聚乙烯醇或羟丙基甲基纤维素。
以上所述纳米微乳化分散液与氯乙烯单体的重量比为5-60％。
本发明将一种纳米级Mg(OH)2的水基微乳化体系，在反应釜中成功地实现了与氯乙烯的原位聚合，得到了一种高分子基纳米复合材料，即本发明纳米改性聚氯乙烯树脂，用这种新材料加工成电缆材料，使其在各方面的性能均有所提高。
本发明通过微乳化技术，在反应器中通过超声波作用或乳化机，使纳米Mg(OH)2的团聚体分散呈单个纳米颗粒，由于分散剂及表面活性剂的多重保护，使体系表现出热力学稳定状态，这种微乳液十分容易加入到聚氯乙烯的悬浮分散相中，反应后的成品树脂中纳米Mg(OH)2呈良好分散，通过电镜可以证明纳米Mg(OH)2在树脂中的分散情况。
具体实施例方式
本发明按以下步骤实施，实施例1在容器中加入无离子水1.8kg，加入0.14kg硬脂酸，升温到50-90℃搅拌至全部溶解，再加入0.35kg纳米Mg(OH)2后保持温度30-50分钟，降至常温后加入0.07kg十二烷基硫酸钠和0.17kg聚乙烯醇溶液。用高速乳化均质机或用超声波作用于容器内的物料，维持1-2小时，得到微乳化分散液。
将以上微乳化分散液直接按氯乙烯单体重量的5％加入聚合反应釜，进行聚合反应，干燥后即得到本发明树脂。
实施例2在容器中加入无离子水2.5kg，加入0.17kg十六醇，升温到50-90℃搅拌至全部溶解，再加入1.25kg纳米Mg(OH)2后保持温度30-50分钟，降至常温后加入0.05kg十二烷基硫酸钠和0.13kg聚乙烯醇溶液。用高速乳化均质机或用超声波作用于容器内的物料，维持1-2小时，得到微乳化分散液。
将以上微乳化分散液直接按氯乙烯单体重量的30％加入聚合反应釜，进行聚合反应，干燥后即得到本发明树脂。
实施例3在容器中加入无离子水4.2kg，加入0.24kg硬脂酸，升温到50-90℃搅拌至全部溶解，再加入1.2kg纳米Mg(OH)2后保持温度30-50分钟，降至常温后加入0.09kg十二烷基硫酸钠和0.25kg羟丙基甲基纤维素溶液。用高速乳化均质机或用超声波作用于容器内的物料，维持1-2小时，得到微乳化分散液。
将以上微乳化分散液直接按氯乙烯单体重量的60％加入聚合反应釜，进行聚合反应，干燥后即得到本发明树脂。
将本发明树脂按GB5761-93检测，≥200目的占90％以上，吸油率为35％，表观密度0.45g/ml。
权利要求
1.一种纳米改性聚氯乙烯树脂及其合成方法，是无离子水和表面活性剂搅拌溶解后加入纳米Mg(OH)2，降温至常温后加入十二烷基硫酸钠和分散剂，经超声波作用后，再与氯乙烯单体一起进行悬浮聚合反应，其特征在于所述无离子水和表面活性剂比例配合，在50-90℃搅拌至全部溶解后，加入纳米Mg(OH)2并保持温度30-50分钟，降温至常温，然后加入十二烷基硫酸钠和分散剂，将以上所得溶液用超声波作用并维持1-2小时后，与氯乙烯单体一起进行悬浮聚合反应，干燥后即得到本发明树脂。
2.根据权利要求1所述纳米改性聚氯乙烯树脂及其合成方法，其特征在于所述无离子水、表面活性剂、纳米Mg(OH)2、十二烷基硫酸钠和分散剂按以下重量比配合无离子水50-80％表面活性剂1-5％纳米Mg(OH)210-40％十二烷基硫酸钠0.1-2％分散剂0.5-5％所述纳米微乳化分散液与氯乙烯单体的重量比为5-60％。
3.根据权利要求1所述纳米改性聚氯乙烯树脂及其合成方法，其特征在于所述表面活性剂可为硬脂酸、十六醇。
4.根据权利要求1所述纳米改性聚氯乙烯树脂及其合成方法，其特征在于所述分散剂可为聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素。
全文摘要
一种纳米改性聚氯乙烯树脂及其合成方法，适用于氯乙烯的均聚物或共聚物，尤其涉及一种纳米改性聚氯乙烯树脂及其合成方法。本发明通过微乳化技术，在反应器中通过超声波作用或乳化机，使纳米Mg(OH)
文档编号C08F2/12GK1978471SQ20051012225
公开日2007年6月13日 申请日期2005年12月9日 优先权日2005年12月9日
发明者张东洲 申请人:天津渤天化工有限责任公司