[发明专利]一种抗紫外功能性聚氯乙烯的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗紫外功能性聚氯乙烯的生产方法，具体为一种原位聚合的抗紫外功能性聚氯乙烯树脂的生产方法。

背景技术

聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90%的硫酸、浓度为60%的硝酸和浓度20%的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点而被广泛应用。聚氯乙烯系纤维也因这些优势而常被选用为人工毛发的原材料。然而近年来，由于森林植被破坏严重，加之太阳黑子活动频繁以及氟利昂制冷剂的大量使用，使人类正面临日益增强的紫外线辐射，易使皮肤黝黑、出现红斑、炎症、皮肤老化、甚至引起皮肤癌。由此可见，研究开发具有抗紫外功能性的聚氯乙烯复合材料，不仅可以提高发制品的保健性与舒适性，而且可以增加聚氯乙烯系产品的抗紫外功能性，延长使用寿命等，好处甚多。

目前市售的抗紫外光材料主要分为无机物紫外光线屏蔽剂和有机物紫外光线屏蔽剂，由于无机物紫外光线屏蔽剂具有化学惰性，使用安全，在热稳定性和耐溶剂性方面都高于有机物紫外光线屏蔽剂，所以开发低毒、高效的无机物紫外线屏蔽剂受到较多关注。纳米氧化锌（ZnO）具有吸收、散射紫外线以及光催化能力等，常被用作抗紫外材料。发明专利CN101429348公开了一种二氧化钛-氧化锌复合粉体材料的制备方法，通过锌的碱式碳酸盐在二氧化钛颗粒表面的分解，阻止颗粒之间的烧结，但是该复合材料的光稳定性还有待提高。发明专利CN 1246443公开了一种表面包覆金属化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法包，这种材料具有优异的紫外光吸收特性，但是对于可见光的透过率低，并且在亲油性基体中不易均匀分散。发明专利CN 101898747公开了一种屏蔽紫外线锌铈复合粉体纳米材料的制备方法，提出采用水热沉淀法制备铈掺杂氧化锌的复合抗紫外粉体，但是该方法不能有效解决无机抗紫外粉体在基体中的分散性问题。发明专利CN 1224640C公开了一种纳米二氧化钛原位制备抗紫外线辐射聚酯的方法，选用纳米二氧化钛为抗紫外功能性添加剂，对其进行无机/有机复配表面改性，最后聚酯单体原位共聚得到抗紫外功能性聚酯复合材料，此方法虽解决了纳米二氧化钛在聚酯中的分散性问题，但是抗紫外屏蔽指数未能达到非常满意的效果。发明专利CN101618850及CN101898747公开了一种抗紫外光锌锆纳米复合材料及锌铈纳米复合材料的制备方法，该方法制备的抗紫外复合材料虽可以有效屏蔽紫外线，但抗紫外线屏蔽也未能达到更为满意的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗紫外功能性聚氯乙烯的生产方法，采用镍掺杂氧化锌制备复合抗紫外材料和原位聚合法制备PVC/ZnO抗紫外复合材料。在制备镍-锌复合抗紫外材料的方法中，采用添加PH调节剂，以使反应体系偏碱性，同时，增大镍的用量，以达过饱和。该方法的优点在于使用过渡族金属镍掺杂氧化锌，不仅由于镍具有优异的耐光耐热性能，而且可以增加氧化锌晶格的缺陷，增加反射紫外线的晶面，添加PH调节剂，使反应体系的PH值增大，PH值越大，实际进入晶格的Ni离子浓度越高，造成的晶格缺陷便越多；增加Ni的用量，更多的Ni进入晶格，使得晶格畸变明显，且随着Ni的掺杂量接近饱和状态，过量的Ni生成了立方六面体结构的NiO，其与六方晶体结构的ZnO之间形成的晶界，可以更多反射紫外光，从而增强屏蔽紫外线的能力，其次，使用原位聚合制备抗紫外PVC的方法，可以解决氧化锌粒子在基体PVC中分散性不佳而影响产品性能的缺陷。本发明的方法制得的抗紫外功能性聚氯乙烯应用范围包括假发、包芯纱、遮阳布用纤维，塑料制品，或薄膜等，尤其是适用于假发用抗紫外聚氯乙烯纤维的生产。

本发明的一种抗紫外功能性聚氯乙烯的生产方法，具体步骤如下：

（1）配置Zn(NO₃)₂、NiCl₂·6H₂O和十六烷基三甲基氯化铵混合液，Zn(NO₃)₂与NiCl₂·6H₂O的摩尔比为100∶50～1，Zn(NO₃)₂与十六烷基三甲基氯化铵的摩尔比为100∶1～0.01，其中，十六烷基三甲基氯化铵作为阳离子表面活性剂使用，NiCl₂·6H₂O的用量尽量取大，大量的镍，直至达到镍饱和，可以增加晶格畸变；

（2）于70～90℃强烈搅拌混合液的条件下加入pH调节剂磷酸氢二钠水溶液，使混合液的pH值达到9～12，注意缓慢滴加，一秒到两秒滴加一滴，注意观察PH变化，pH值增大，同样有利于晶格缺陷的产生；