一种SiO2/ACR纳米复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种SiO2/ACR纳米复合材料的制备方法，属于纳米复合材料技术领域，所述制备方法由以下步骤组成：制备第一种子胶乳，制备第二种子胶乳，制备内核，预包覆，制备SiO2/ACR纳米复合材料；所述制备第二种子胶乳，将甲基丙烯酸甲酯、偶氮二氰基戊酸、十六烷基三甲基溴化铵、木质素磺酸钠、二甲基二烯丙基氯化铵、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为40

【技术实现步骤摘要】
一种SiO2/ACR纳米复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米复合材料
，具体涉及一种SiO2/ACR纳米复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]ACR树脂是具有核—壳结构的丙烯酸酯类共聚物，是一种综合性能优良的聚氯乙烯抗冲改性剂，兼具抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂，由于其具有核/壳结构，使聚氯乙烯树脂具有优良的抗冲击性、耐候性、稳定性、加工性，且性能与价格比适中，可明显改善聚氯乙烯熔体流动性、热变形性, 促进塑化、制品表面光洁美观。主要用于硬、半硬聚氯乙烯制品中，特别是化学建材，如异型材、管材管件、板材、发泡材料等，而且特别适合于户外用制品中，是当今用量大也是今后重点发展的一类抗冲改性剂。
[0003]但是现有的ACR树脂在
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25℃以下会失去弹性，导致ACR树脂的低温抗冲击性差，此外，ACR树脂在聚氯乙烯树脂中的分散性差，导致在加工中易团聚，而且ACR树脂与聚氯乙烯树脂在加工中还存在相界面问题，会导致聚氯乙烯树脂的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、耐磨性。
[0004]为了解决上述问题，目前最常用的方法就是将ACR树脂与无机纳米粒子进行复合，复合后的无机纳米粒子包裹于ACR树脂内，能够提高ACR树脂的低温抗冲击性，还会解决ACR树脂与聚氯乙烯树脂的相界面问题，但是无机纳米粒子的加入不能解决ACR树脂在聚氯乙烯树脂中分散性差的问题，还会影响聚氯乙烯树脂的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、耐磨性，而且无机纳米粒子的加入还会影响聚氯乙烯树脂的透明度。
[0005]中国专利CN102485790B公开了一种SiO2/ACR纳米复合材料的制备方法，以甲基丙烯酸丁酯作为单体，N,N＇
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亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，过硫酸钾作为引发剂，十二烷基硫酸钠作为乳化剂，制备种子乳胶；以丙烯酸丁酯和苯乙烯为单体，N,N＇
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亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，过硫酸钾作为引发剂，十二烷基硫酸钠作为乳化剂，制备内核；以甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯为单体，N,N＇
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亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，过硫酸钾作为引发剂，采用十二烷基硫酸钠和反应性乳化剂烷基酚醚硫酸铵为复合乳化剂，利用转相乳化法制备外壳；制备的SiO2/ACR纳米复合材料具有优异抗冲击性能，但是在聚氯乙烯树脂中分散性差，易团聚。
[0006]中国专利CN101445637B公开了一种纳米SiO2/ACR复合粒子的制备方法及其应用，该方法采用超声辅助预乳化单体，乳化剂采用阴离子型/非离子型复合乳化剂；以丙烯酸乙酯作为单体，制备种子胶乳；以甲基丙烯酸丁酯与丙烯酸乙酯为单体，N,N＇
‑
亚甲基双丙烯酰胺(BIS)与化合物CH2＝CHRCH2COOR＇组成复合交联剂，制备内核；以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯为单体，BIS与CH2＝CHRCH2COOR
′
组成复合交联剂，制备外壳；在壳制备的同时加入经软水、硅氧烷偶联剂改性的纳米SiO2乳液，使SiO2在核壳型聚丙烯酸酯(ACR)外壳进行接枝反应；最终获得具有优异抗冲击等性能的纳米SiO2/ACR复合粒子；制备的复合粒子作为抗冲击改性剂在制备聚氯乙烯中的应用中，具优异的抗冲击性能，分散性以及力学性能，
但是会影响聚氯乙烯的透明度。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种SiO2/ACR纳米复合材料的制备方法，制备的SiO2/ACR纳米复合材料在聚氯乙烯树脂中的分散性好，而且能够提高聚氯乙烯树脂的低温抗冲击性、拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、耐磨性、透明度。
[0008]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种SiO2/ACR纳米复合材料的制备方法，由以下步骤组成：制备第一种子胶乳，制备第二种子胶乳，制备内核，预包覆，制备SiO2/ACR纳米复合材料；所述制备第一种子胶乳，将丙烯酸丁酯、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为40
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45℃，开启搅拌并将搅拌速度控制为100
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120rpm，搅拌30
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35min后，得到第一种子胶乳；所述制备第一种子胶乳中，丙烯酸丁酯、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠、去离子水的重量比为48
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50:0.5
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0.8:1.8
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2:160
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180。
[0009]所述制备第二种子胶乳，将甲基丙烯酸甲酯、偶氮二氰基戊酸、十六烷基三甲基溴化铵、木质素磺酸钠、二甲基二烯丙基氯化铵、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为40
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45℃，开启搅拌并将搅拌速度控制为130
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150rpm，搅拌40
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45min后，得到第二种子胶乳；所述制备第二种子胶乳中，甲基丙烯酸甲酯、偶氮二氰基戊酸、十六烷基三甲基溴化铵、木质素磺酸钠、二甲基二烯丙基氯化铵、去离子水的重量比为40
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42:0.2
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0.4:1.2
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1.5:0.8
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1:0.5
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0.8:150
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170；所述制备内核，将第一种子胶乳、第二种子胶乳、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠、邻苯二甲酸二烯丙酯加入反应器中，控制反应器的温度为70
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75℃，开启搅拌并将搅拌速度控制为330
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350rpm，搅拌2.5
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3h后，得到核层接枝乳液；所述制备内核中，第一种子胶乳、第二种子胶乳、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠、邻苯二甲酸二烯丙酯的重量比为45
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47:4
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6:40
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42:38
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40:0.3
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0.5:1.3
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1.5:1.8
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2。
[0010]所述预包覆，将纳米二氧化硅加入表面修饰液中进行浸泡，控制浸泡时的温度为40
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45℃，时间为45
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50min，浸泡结束后进行离心，控制离心时的转速为8000
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9000rpm，时间为6
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7min，离心结束后将沉淀物置于105
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110℃下烘干，得到表面修饰后的纳米二氧化硅，将表面修饰后的纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为70
‑
75℃，开启搅拌并将搅拌速度控制为180
‑
200rpm，搅拌40
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45min后，置于115
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120℃下烘干，置于730
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750℃下热处理2
‑
2.5h后，粉碎至200
‑
300目，然后置于球磨机中进行球磨，控制球磨时的球料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SiO2/ACR纳米复合材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：制备第一种子胶乳，制备第二种子胶乳，制备内核，预包覆，制备SiO2/ACR纳米复合材料；所述制备第二种子胶乳，将甲基丙烯酸甲酯、偶氮二氰基戊酸、十六烷基三甲基溴化铵、木质素磺酸钠、二甲基二烯丙基氯化铵、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为40
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45℃，搅拌，得到第二种子胶乳；所述制备第二种子胶乳中，甲基丙烯酸甲酯、偶氮二氰基戊酸、十六烷基三甲基溴化铵、木质素磺酸钠、二甲基二烯丙基氯化铵、去离子水的重量比为40
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42:0.2
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0.4:1.2
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1.5:0.8
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1:0.5
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0.8:150
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170；所述预包覆，将纳米二氧化硅加入表面修饰液中进行浸泡，浸泡结束后进行离心，离心结束后将沉淀物烘干，得到表面修饰后的纳米二氧化硅，将表面修饰后的纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为70
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75℃，搅拌，烘干，置于730
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750℃下热处理2
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2.5h后，粉碎至200
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300目，然后置于球磨机中进行球磨，球磨结束得到预包覆的纳米二氧化硅；所述预包覆中，纳米二氧化硅与表面修饰液的重量比为1:3
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3.5；所述预包覆中，表面修饰后的纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、去离子水的重量比为1:0.08
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0.1:9
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10；所述预包覆中，所述表面修饰液，按重量份计，由以下成分组成：4
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5份聚乙二醇400，3
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5份甜菜碱，0.2
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0.3份聚乙烯胺，100
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105份去离子水。2.根据权利要求1所述的SiO2/ACR纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备第一种子胶乳，将丙烯酸丁酯、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为40
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45℃，搅拌，得到第一种子胶乳；所述制备第一种子胶乳中，丙烯酸丁酯、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠、去离子水的重量比为48
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50:0.5
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0.8:1.8
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2:160
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【专利技术属性】
技术研发人员：张效全，李瑞涛，刘文，宫树彬，徐铎，衣同刚，王君才，马晓敏，闫军伟，
申请(专利权)人：山东东临新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：