本发明涉及pvc树脂技术领域,具体涉及一种pvc树脂增强改性方法和改性pvc树脂。
背景技术:
聚氯乙烯,英文简称pvc(polyvinylchloride),是氯乙烯单体(vinylchloridemonomer,简称vcm)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂;或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
中国专利cn104086922a公开了一种改性pvc塑料型材配方,包含如下重量份的材料:聚氯乙烯95~100份、热稳定剂1~1.5份、加工改性剂1~5份、冲击改性剂2~3.5份、润滑剂1.5~2.5份、光稳定剂0.5~1.5份、耐老化剂1~2.5份,填料5~10份。
中国专利cn103102607a公开了一种改性剂改性硬质pvc注塑件及其制备方法。该改性剂改性硬质pvc注塑件是由包括以下重量份的组分制成:100份pvc树脂、1~10份稳定剂、0~3份润滑剂、0~10份流动改性剂、0~20份增韧改性剂、1~10份醋酸乙烯酯-橡胶共聚物改性剂和5~50份填料。该改性剂改性硬质pvc注塑件的制备方法包括以下步骤:将100份pvc树脂、1~10份稳定剂、0~3份润滑剂、0~10份流动改性剂、0~20份增韧改性剂、5~50份填料和1-10份醋酸乙烯酯-橡胶共聚物改性剂,放入高速混合机中混合,转速1000-1500rpm/min,待料自然升温到60-80℃后,转速为500-1000rpm/min混合,升温至100-120℃出料;将混合物在130~190℃的挤出机中挤出造粒;然后在注塑模具中注塑成型得到制品。
现有pvc树脂合成一般加入其他组分,例如碳纤维和硅胶等进行改性,但是往往成本较高,而且改性效果一般。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种pvc树脂增强改性方法和改性pvc树脂,本发明提供的pvc树脂增强改性方法成本低,所制备的改性pvc树脂冲击强度高,拉伸强度好。
为实现上述目的,本发明提供一种pvc树脂增强改性方法,该改性方法包括:将水、分散剂、引发剂、氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维混合后在密闭反应釜中进行聚合反应,得到改性pvc树脂;其中,所述氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维的重量比为100:(0.1-10):(15-60)。
可选的,所述氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维的重量比为100:(1-8):(20-40)。
可选的,所述氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维的重量比为100:(3-6):(30-35)。
可选的,所述氢氧化镁的粒径为10-200纳米。
可选的,所述天然纤维为毛、棉或麻。
可选的,所述水、分散剂、引发剂与氯乙烯单体的重量比为(50-200):(0.1-0.01):(0.1-0.01):100。
可选的,所述分散剂为羟丙基甲基纤维素,所述引发剂为过氧化特戊酸特戊酯。
本发明还提供一种所提供的改性方法所制备的改性pvc树脂。
本发明具有如下优点:
本发明意外地发现,在pvc树脂改性过程中加入氢氧化镁和天然纤维能够显著提高改性pvc树脂的冲击强度和拉伸强度,且本发明所采用的原料成本低,适合大规模生产。
具体实施方式
以下具体实施方式用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本发明提供一种pvc树脂增强改性方法,其特征在于,该改性方法包括:将水、分散剂、引发剂、氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维混合后在密闭反应釜中进行聚合反应,得到改性pvc树脂;其中,所述氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维的重量比为100:(0.1-10):(15-60)。
通过纳米材料可以对pvc树脂进行改性增强,提高力学性能,例如二氧化硅等,但是纳米二氧化硅颗粒例如白炭黑,价格较高,改性效果也有限,另外通过碳纤维等添加入pvc树脂中,虽然可以大幅度提高pvc树脂性能,但是碳纤维价格过高,难以大规模应用。本发明发明人意外发现,采用氢氧化镁和天然纤维进行联合改性pvc树脂,能够起到更好的效果,优选地,所述氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维的重量比为100:(1-8):(20-40),优选为100:(3-6):(30-35)。
氢氧化镁分散在pvc树脂中,一方面与pvc树脂的分子链交错在一起,作为支点提高抗拉强度和抗冲击强度,另一方面还可以将力传导给天然纤维中,由于天然纤维与整齐的pvc树脂排列不相同,会形成网状结构,从而增加了整体强度,减少了裂纹产生。本发明所用所述氢氧化镁的粒径可以为10-200纳米,优选为10-50纳米。
天然纤维是本领域技术人员所熟知的,例如,所述天然纤维为毛、棉或麻,天然纤维与碳纤维不同,其表面具有有机基团例如羟基,可以与pvc分子链相结合,增加抗拉强度和抗冲击强度。
pvc树脂制备方法是本领域技术人员所熟知的,本发明不再具体赘述,例如,所述水、分散剂、引发剂与氯乙烯单体的重量比为(50-200):(0.1-0.01):(0.1-0.01):100,所述分散剂为羟丙基甲基纤维素,所述引发剂为过氧化特戊酸特戊酯。其温度可以为45-80℃,压力可以为反应釜自生压力。
本发明还提供一种本发明所提供的改性方法所制备的改性pvc树脂。
下面将通过实施例来进一步说明本发明,但是本发明并不因此而受到任何限制。
本发明实施例改性pvc树脂冲击强度和拉伸强度分别采用拉伸试验机和冲击试验机进行测试。
实施例1
将10千克水、10千克氯乙烯单体、1千克180纳米的氢氧化镁、6千克棉浆纸(平均长度50微米)、3克羟丙基甲基纤维素和3克过氧化特戊酸特戊酯混合后放入30升反应釜中,在70℃反应2小时,得到pvc改性树脂。
实施例2
实施例2与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维的重量比为100:0.1:15。
实施例3
实施例3与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维的重量比为100:1:20。
实施例4
实施例4与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维的重量比为100:8:40。
实施例5
实施例5与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维的重量比为100:3:30。
实施例6
实施例6与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,氯乙烯单体、氢氧化镁和天然纤维的重量比为100:6:35。
实施例7
实施例7与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,所用氢氧化镁粒径为300纳米。
实施例8
实施例8与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,所用氢氧化镁粒径为30纳米。
实施例9
实施例9与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,所用天然纤维为羊毛(平均长度120微米)。
对比例1
对比例1与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,不加入天然纤维。
对比例2
对比例2与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,不加入氢氧化镁。
对比例3
对比例3与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,加入白炭黑(30纳米)替代氢氧化镁。
对比例4
对比例4与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,加入玻璃纤维(平均长度50微米)替代天然纤维。
对比例5
对比例5与实施例1制备方法基本相同,不同之处在于,不加入氢氧化镁和天然纤维。
测试例
将实施例和对比例所制备的改性pvc树脂进行拉伸强度和冲击强度测试,具体测试结果见表1。
表1
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。