一种高强度聚氯乙烯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术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。

High strength polyvinyl chloride resin and preparation method thereof

The invention provides a high strength polyvinyl chloride resin and a preparation method thereof, which has high tensile strength, bending strength, impact strength and breaking elongation of cantilever beam, and high overall strength of the product. Dispersant was dissolved in deionized water, then initiator and vinyl chloride monomer were added, evenly dispersed and transferred to the polymerizer, crosslinking agent was added, and then heated to 45-48 C for polymerization. When the conversion rate of vinyl chloride monomer reached 35-40%, crosslinking agent was added, and the heating rate was 1-2 C/min to 55-58 C, and vinyl chloride was added. When the conversion rate of vinyl monomer reaches 70-80%, adding silane coupling agent, modification additives and crosslinking agent, the temperature rises to 75-80 (?) at the heating rate of 12-15 (?) C/min until the conversion rate of vinyl chloride monomer reaches 95%. At the end of the polymerization, the unreacted monomer is recovered. A high strength polyvinyl chloride resin is obtained by centrifugation and drying of the slurry. .

【技术实现步骤摘要】
一种高强度聚氯乙烯树脂及其制备方法
本专利技术涉及树脂制备
，特别是涉及一种高强度聚氯乙烯树脂及其制备方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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%；进一步优选的，分散剂溶于去离子水中的具体方法是：将去离子水加热至85～90℃，停止加热，边搅拌边缓慢倒入羟丙甲基纤维素，继续搅拌12～15小时，加入聚乙烯醇，搅匀即可；优选的，所述引发剂为偶氮二异庚腈、过氧化二碳酸二十六烷基酯和过氧化苯甲酰的混合物，三者质量比为3～4：1～2：1；优选的，所述交联剂为邻苯二甲酸二烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯和二乙烯基苯的混合物，三者质量比为1:2～3:2～3；优选的，所述硅烷偶联剂为KH-550；一种高强度聚氯乙烯树脂，是通过上述制备方法得到的；本专利技术的有益效果是：1、本专利技术以氯乙烯单体为原料聚合反应得到聚氯乙烯树脂，采用三段式加热聚合，交联剂分三批投料，先在较低温度下聚合，然后以较慢的升温速率升温至中间温度进行聚合，利用两种温度条件下聚合反应得到不同长度的分子链搭配，最后以较快的升温速率升温至较高温度进行聚合，促进分子链缠绕，提高产品强度；氯乙烯单体转化率达到95%，结束聚合反应，避免分子链过分缠绕反而对产品强度造成负面影响；2、在最后一次较高温度的聚合反应中，加入了改性助剂，进一步提高聚氯乙烯的强度；3、改性助剂带来的碳、硅、硼等，键能较高，经其改性所得聚氯乙烯的强度进一步提高；4、改性助剂制备时，先将岩棉和纳米纤维素加入羟基硅油中，然后加入聚丙烯酸钠加热处理，促进物料充分分散，接着加入硅烷偶联剂、聚乙烯醇缩丁醛和氟硼酸钠，缓慢加热，各物料充分混合反应，得到有利于提高聚氯乙烯强度的改性助剂；升温速率不可过快，以免影响改性助剂的增强效果。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围；实施例1一种高强度聚氯乙烯树脂的制备方法，将1重量份的分散剂溶于70重量份的去离子水中，然后加入0.001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重量份的交联剂，加热至45℃进行聚合反应，氯乙烯单体转化率达到35%时，加入0.08重量份的交联剂，以1℃/分钟的升温速率升温至55℃，氯乙烯单体转化率达到70%时，加入0.5重量份的硅烷偶联剂、2重量份的改性助剂和0.2重量份的交联剂，以12℃/分钟的升温速率升温至75℃，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小时，加入聚丙烯酸钠，升温至70℃，保温20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℃/分钟的升温速率升温至100℃，保温30分钟，自然冷却至室温（25℃）即得；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1：0.5：20：0.01：0.2：2：2；岩棉在使用前利用混合液浸泡处理0.5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；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，其中，聚乙烯醇的醇解度为70mol%，羟丙基甲基纤维素的羟丙基取代度为0.1，含量为8%，甲基取代度为1，含量为20%；分散剂溶于去离子水中的具体方法是：将去离子水加热至85℃，停止加热，边搅拌边缓慢倒入羟丙甲基纤维素，继续搅拌12小时，加入聚乙烯醇，搅匀即可；引发剂为偶氮二异庚腈、过氧化二碳酸二十六烷基酯和过氧化苯甲酰的混合物，三者质量比为3：1：1；交联剂为邻苯二甲酸二烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯和二乙烯基苯的混合物，三者质量比为1:2:2；硅烷偶联剂为KH-550；一种高强度聚氯乙烯树脂，是通过上述制备方法得到的；实施例2一种高强度聚氯乙烯树脂的制备方法，将3重量份的分散剂溶于80重量份的去离子水中，然后加入1重量份的引发剂和100重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度聚氯乙烯树脂的制备方法，其特征在于，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，自然冷却至室温即得。

【技术特征摘要】
1.一种高强度聚氯乙烯树脂的制备方法，其特征在于，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，自然冷却至室温即得。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，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：...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐红军，
申请(专利权)人：江苏新汇烽塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32