一种刚性疏水聚氯乙烯组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种刚性疏水聚氯乙烯组合物及其制备方法；该刚性疏水聚氯乙烯组合物按重量份计包括：聚氯乙烯嵌段共聚物76～85质量份、分散改性剂2～6质量份、聚氯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶5～10质量份、纳米磷灰石晶须3～5质量份、抗氧剂0.01～2质量份和加工助剂0.1～5质量份；刚性疏水聚氯乙烯组合物中含有的聚硅烷偶联剂的分子链中含有大量的硅烷基及存在苯环，使得聚氯乙烯具有超疏水性和分子间的刚性增强。

【技术实现步骤摘要】
一种刚性疏水聚氯乙烯组合物及其制备方法
本专利技术属高分子材料领域，具体涉及一种刚性疏水聚氯乙烯组合物及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(简称PP材料)多用于工业生产中，是高分子性能的材料的一种，主要的形态为半结晶的热塑性的塑料，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性良好，是一种优良的绝缘材料。自1930年聚氯乙烯材料首先在美国和德国开始应用以来，其工业价值越来越得到重视，尤其是近年来PVC材料在户外制品方面得到了广泛的应用。然而PVC在紫外光作用下，材料发生光氧化反应，导致材料颜色容易发生黄变，材料力学性能劣化。同时，由于环境污染越来越严重，空气中粉尘日益增多，导致户外使用的PVC门窗型材或其它户外制品很容易沾染灰尘，不易清洗；因此，如何让大量塑料型材具有防污、自清洁的能力和延长使用寿命成为非常迫切的课题。为促进PVC材料持续稳定的发展，在研究PVC材料的抗紫外老化的同时，也要考虑PVC材料的自清洁研究；基于此，本专利技术提供一种刚性疏水聚氯乙烯组合物及其制备方法。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供一种刚性疏水聚氯乙烯组合物及其制备方法，刚性疏水聚氯乙烯组合物中含有的聚硅烷偶联剂的分子链中含有大量的硅烷基及存在苯环，使得聚氯乙烯具有超疏水性和分子间的刚性增强。本专利技术的目的在于提供一种刚性疏水聚氯乙烯组合物。本专利技术的另一目在于是提供上述刚性疏水聚氯乙烯组合物的制备方法。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：将聚氯乙烯嵌段共聚物76～85质量份、分散改性剂2～6质量份、聚氯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶5～10质量份、纳米磷灰石晶须3～5质量份、抗氧剂0.01～2质量份和加工助剂0.1～5质量份经高速混合机分散混合后，通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒，加工成型，将上述粒料制备成所需形状的刚性疏水聚氯乙烯组合物。所述聚氯乙烯嵌段共聚物，其结构式如下式(I)所示：式中n的取值为100～5000，m的取值为100～150。上述聚氯乙烯嵌段共聚物的反应流程及制备方法如下：1.70℃下，将4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸溶于四氢呋喃，加入SOCl2进行酰氯化反应，然后再将4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酰氯与单末端羟基聚氯乙烯进行酯化反应，反应结束后，滴加入甲醇中沉淀出来，然后再用甲苯溶解产物，溶解/沉淀循环两次后，过滤，并用甲醇不断的洗涤，得到聚氯乙烯大分子转移剂。其中，所述4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸、SOCl2与单末端羟基聚氯乙烯的摩尔比为5:5:1。2.N2保护下，将偶氮二异丁腈、聚氯乙烯大分子链转移剂、硅烷偶联剂溶于二氧六环，升温至60～70℃反应1～3h，甲醇/水沉淀，洗涤，即可得到刚性疏水聚氯乙烯组合物。其中，所述硅烷偶联剂的结构式如下所示：其中，所述偶氮二异丁腈与聚氯乙烯大分子链转移剂为链转移剂、硅烷偶联剂的摩尔比为1:10:1000。其中，所述硅烷偶联剂的摩尔浓度为1mol/L。所述分散改性剂为乙烯、丙烯的低聚物，或者它们的组合物的低聚物。所述纳米磷灰石晶须直径不超过20nm，长径比为25～50:1。所述的抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫类抗氧化剂中的一种，或者其中多种的组合物，所述酚类抗氧剂选自BHT、1010或1076，所述亚磷酸酯类抗氧剂选自168或626，所述含硫抗氧剂选自PS802、DLTP或DLSP。所述的加工助剂为硬脂酸、硬脂酸盐、白矿油或硅油中的一种或多种混合物。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术得到的刚性疏水聚氯乙烯组合物中含有的聚硅烷偶联剂的分子链中含有大量的硅烷基及存在苯环，使得聚氯乙烯具有超疏水性和分子间的刚性增强。附图说明图1为聚氯乙烯嵌段共聚物的核磁氢谱图。图2为聚氯乙烯嵌段共聚物的GPC图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。实施例1聚氯乙烯大分子链转移剂的制备。准确称取4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸(5.0mmol)加入50mL支口圆底烧瓶中，装上回流冷凝管，将反应装置置于加热器上，加入20ml无水四氢呋喃，升温至70℃，用一次性注射器滴加SOCl2(5.0mmol)，滴加完毕，继续反应2h，反应结束后，产物冷却至室温，减压蒸馏除去SOCl2和THF，得到4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酰氯。准确称取单末端羟基聚氯乙烯(1.0mmol)加入到50mlSchlenk瓶中，将Schlenk瓶置于加热器上，抽充氮气3次后，N2保护下，用一次性注射器加入20ml无水甲苯，升高温度至70℃，待单末端羟基聚氯乙烯完全溶解后，滴加1ml吡啶，搅拌30min后，滴加上述溶于甲苯的4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酰氯，升温至80℃继续反应2.5h，反应结束后，产物冷却至室温，滴加入甲醇中沉淀出来，然后再用甲苯溶解产物，溶解/沉淀循环两次后，过滤，并用甲醇不断的洗涤，真空45℃下烘干至恒重，得聚氯乙烯大分子链转移剂，产率为73.4％。实施例2聚氯乙烯嵌段共聚物的制备。准确称取聚氯乙烯大分子链转移剂(0.1mmol)、偶氮二异丁腈(0.01mmol)、硅烷偶联剂(10.0mmol)加入25mlSchlenk瓶中，将Schlenk瓶置于加热器上，抽充氮气3次后，N2保护下，加入10mL二氧六环，将反应器温度升高至70℃，反应1h，将产物放入液氮中猝冷使反应停止，将产物滴加入甲醇/水中沉淀出来，然后再甲苯溶解产物，不断溶解沉淀3次，过滤，并用甲醇洗涤，真空45℃下烘干至恒重，得聚氯乙烯嵌段共聚物。实施例3聚氯乙烯嵌段共聚物的制备。准确称取聚氯乙烯大分子链转移剂(0.1mmol)、偶氮二异丁腈(0.01mmol)、硅烷偶联剂(10.0mmol)加入25mlSchlenk瓶中，将Schlenk瓶置于加热器上，抽充氮气3次后，N2保护下，加入10mL二氧六环，将反应器温度升高至70℃，反应2h，将产物放入液氮中猝冷使反应停止，将产物滴加入甲醇/水中沉淀出来，然后再甲苯溶解产物，不断溶解沉淀3次，过滤，并用甲醇洗涤，真空45℃下烘干至恒重，得聚氯乙烯嵌段共聚物。实施例4聚氯乙烯嵌段共聚物的制备。准确称取聚氯乙烯大分子链转移剂(0.1mmol)、偶氮二异丁腈(0.01mmol)、硅烷偶联剂(10.0mmol)加入25mlSchlenk瓶中，将Schlenk瓶置于加热器上，抽充氮气3次后，N2保护下，加入10mL二氧六环，将反应器温度升高至70℃，反应3h，将产物放入液氮中猝冷使反应停止，将产物滴加入甲醇/水中沉淀出来，然后再甲苯溶解产物，不断溶解沉淀3次，过滤，并用甲醇洗涤，真空45℃下烘干至恒重，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚性疏水聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述刚性疏水聚氯乙烯组合物的成分按重量份计包括：聚氯乙烯嵌段共聚物76～85质量份、分散改性剂2～6质量份、聚氯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶5～10质量份、纳米磷灰石晶须3～5质量份、抗氧剂0.01～2质量份和加工助剂0.1～5质量份；聚氯乙烯嵌段共聚物具有式(I)所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种刚性疏水聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述刚性疏水聚氯乙烯组合物的成分按重量份计包括：聚氯乙烯嵌段共聚物76～85质量份、分散改性剂2～6质量份、聚氯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶5～10质量份、纳米磷灰石晶须3～5质量份、抗氧剂0.01～2质量份和加工助剂0.1～5质量份；聚氯乙烯嵌段共聚物具有式(I)所示结构：



式中n的取值为100～5000，m的取值为100～150。


2.根据权利要求1所述的刚性疏水聚氯乙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将聚氯乙烯嵌段共聚物76～85质量份、聚-六亚甲基盐酸二胍1.5～3质量份、分散改性剂2～6质量份、聚氯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶5～10质量份、纳米磷灰石晶须3～5质量份、抗氧剂0.01～2质量份和加工助剂0.1～5质量份经高速混合机分散混合后，通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒，加工成型，将上述粒料制备成所需形状的刚性疏水聚氯乙烯组合物。


3.根据权利要求1所述的刚性疏水聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述聚氯乙烯嵌段共聚物的制备方法包括如下步骤：
(1)70℃下，将4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸溶于四氢呋喃，加入SOCl2进行酰氯化反应，然后再将4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酰氯与单末端羟基聚聚氯乙烯进行酯化反应，反应结束后，滴加入甲醇中沉淀出来，然后再用甲苯溶解产物，溶解/沉淀循环两次后，过滤，并用甲醇不断的洗涤，得到聚聚氯乙烯大分子转移剂；
(2)N2保护下，将偶氮二异丁腈、聚氯乙烯大分子链转移剂、硅烷偶联剂溶于二...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小华，
申请(专利权)人：曾小华，
类型：发明
国别省市：江西;36