CN103450587A

CN103450587A - 一种pvc树脂专用纳米改质剂的制备方法

Info

Publication number: CN103450587A
Application number: CN2013100284992A
Authority: CN
Inventors: 邵群邦; 刘忠甫; 张楠奇; 李玲
Original assignee: CHANGCHUN TIANCHENG HIGH-NEW NANO COMPOSITE Co Ltd
Current assignee: CHANGCHUN TIANCHENG HIGH-NEW NANO COMPOSITE Co Ltd
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2013-12-18

Abstract

一种PVC树脂专用纳米改质剂的制备方法，属于一种超细纳米级无机化工原料的制备方法领域。其特征是制备该改质剂的具体物料组分按重量配比为：纳米碳酸钙按重量比为：92%-95%；高级脂肪酸按重量比为：3%-5%；分散剂按重量比为1%-3%。方法步骤（1）将未经过表面修饰且干燥的纳米碳酸钙，在110-115℃的高速捏合机，加热三分钟。（2）加入高级脂肪酸处理剂，再加入分散剂混合加热三分钟，出料即可。本发明中制得的改制剂，按照一定比例添加到PVC型材中，不但可以减少基础成本的投入，并且可以适当提高PVC的韧性，热变形温度，且起到了增强补白的作用，应用市场范围十分广泛，且受到了下游客户的一致好评。

Description

一种PVC树脂专用纳米改质剂的制备方法

技术领域

本发明属于一种超细纳米级无机化工原料的制备方法领域，特别是涉及到一种专为PVC树脂所使用的改质剂的制备方法。

背景技术

中国的碳酸钙资源丰富、分布广泛，优质矿床遍及全国各地，并且碳酸钙价格低廉，在国际石油价格持续走高的今天，用碳酸钙作为填充材料无疑是一种节约能源的有效方式。纳米碳酸钙是指其粒度在0.01~0.1μm之间的产品。由于纳米碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生普通碳酸钙不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应,在磁性、催化剂、光热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出优越的性能。将其填充在橡胶、塑料中能使制品表面光艳，伸长度好，抗张力高，抗撕力强，耐弯曲，抗龟裂性能好，是优良的白色补强材料。因此，纳米碳酸钙从一出现就表现出产品的广泛适用性和旺盛的市场需求。单纯加入未修饰的纳米碳酸钙不容易分散，需要对纳米碳酸钙进行表面改性，调节表面酸碱平衡和表面疏水性，降低颗粒间的附聚力，改进其在基质中的分散性和分散稳定性可以显著提高碳酸钙与聚合物的化学亲和力。

PVC树脂是当今在世界范围内应用最为广泛的热塑性塑料之一,由于生产工艺仍在不断的研究创新，使得PVC成为通用树脂中生产工艺最多的一种树脂。因其制品具有良好的力学性能及电性能，且阻燃性、透明性、耐化学药品性等性能优异,已被广泛应用于建材、车辆、机械、电子、电器等诸多方面，特别是近年来在新型化学建材中的应用尤为迅速。由于PVC树脂在加工性能和耐热老化性能方面较其他通用塑料存在着一定的局限性，因此如何实现PVC树脂高性能化的研究已引起了广泛重视，比如不断开发增塑剂、热稳定剂的新品种或与其他聚合物单体共混改性等方法已取得了一定的进展。传统的增韧改性方法是用橡胶等弹性体做改性剂来提高PVC树脂的韧性,但往往是以牺牲PVC树脂的强度、刚性、尺寸稳定性、耐热性及可加工性为代价的。近年来应用无机纳米粒子改性PVC树脂已取得了显著效果，展现了广阔的市场前景。

轻质碳酸钙，在PVC树脂加工过程中作为填料使用己十分普遍，除了降低制品成本，还能在一定程度上提高PVC的热稳定性，而纳米碳酸钙改性PVC树脂材料以其展现的工程化特征而颇受市场关注。纳米碳酸钙纳米碳酸钙粒子作为填充物的加入，能在不损害PVC树脂刚性的前提下,对PVC树脂起到良好的增韧效果，同时也可使其强度、模量、热变形温度(HDT)、加工流变性能等得到改善，显示了增强、增韧的复合效应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种有效的方法来制取纳米级的改质剂作为PVC树脂的填充材料所使用。

一种PVC树脂专用纳米改质剂的制备方法，其特征是：制备该改质剂的物料组分包括纳米碳酸钙，高级脂肪酸为硬脂酸、十六碳脂肪酸、十八碳脂肪酸中的任一种或任两种，分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺中的任两种；该改质剂物料组分的重量百分比为纳米碳酸钙92%~95%，高级脂肪酸3%~5%，分散剂1%~3%；

步骤一、将未经过表面修饰且干燥的纳米碳酸钙，置于已经升温至110℃~115℃的捏合机中，加热三分钟；

步骤二、加入高级脂肪酸处理剂，硬脂酸、十六碳脂肪酸、十八碳脂肪酸中的任一种或任两种；

步骤三、加入分散剂三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺中的任两种；

步骤四、将上述物料混合加热三分钟，出料即可。

所述的纳米碳酸钙粒径在20nm~200nm，且其含水百分比低于0.3%。

有益效果：纳米碳酸钙是指其粒度在0.01~0.1μm之间的产品。由于纳米碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生普通碳酸钙不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应,在磁性、催化剂、光热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出优越的性能。将其填充在橡胶、塑料中能使制品表面光艳，伸长度好，抗张力高，抗撕力强，耐弯曲，抗龟裂性能好，是优良的白色补强材料。本发明中制得的PVC树脂专用纳米改制剂，将其按照一定比例添加到PVC型材中，不但可以减少基础成本的投入，并且可以适当提高PVC的韧性，热变形温度，且起到了增强补白的作用，应用市场范围十分广泛，且受到了下游客户的一致好评。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。

实施例1

按照重量比称取，纳米碳酸钙按重量比为：92%；硬脂酸按重量比为：5%；分散剂三乙基己基磷酸按重量比为：1%，分散剂十二烷基硫酸钠按重量比为：2%。将纳米碳酸钙加入到捏合机中，温度控制在100℃,混合加热三分钟，然后加入硬脂酸和分散剂，继续混合三分钟，出料即可。

实施例2

按照重量比称取，纳米碳酸钙按重量比为：94%；十六酸按重量比为：4%；分散剂三乙基己基磷酸按重量比为：1%，分散剂甲基戊醇按重量比为：1%。将纳米碳酸钙加入到捏合机中，温度控制在100℃,混合加热三分钟，然后加入十六酸和分散剂，继续混合三分钟，出料即可。

实施例3

按照重量比称取，纳米碳酸钙按重量比为：95%；十八酸按重量比为：2%；分散剂聚丙烯酰胺按重量比为：2%，分散剂甲基戊醇按重量比为：1%。将纳米碳酸钙加入到捏合机中，温度控制在100℃,混合加热三分钟，然后加入十八酸和分散剂，继续混合三分钟，出料即可。

实施例4

按照重量比称取，纳米碳酸钙按重量比为：93%；硬脂酸按重量比为：5%；分散剂十二烷基硫酸钠按重量比为：1%，分散剂聚丙烯酰胺按重量比为：1%。将纳米碳酸钙加入到捏合机中，温度控制在100℃,混合加热三分钟，然后加入硬脂酸和分散剂，继续混合三分钟，出料即可。

Claims

1.一种PVC树脂专用纳米改质剂的制备方法，其特征是：制备该改质剂的物料组分包括纳米碳酸钙，高级脂肪酸为硬脂酸、十六碳脂肪酸、十八碳脂肪酸中的任一种或任两种，分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺中的任两种；该改质剂物料组分的重量百分比为纳米碳酸钙92%~95%，高级脂肪酸3%~5%，分散剂1%~3%；

步骤四、将上述物料混合加热三分钟，出料即可。

2.根据权利要求1所述的一种PVC树脂专用纳米改质剂的制备方法，其特征是：所述的纳米碳酸钙粒径在20nm~200nm，且其含水百分比低于0.3%。