本發(fā)明涉及高分子，特別涉及一種高絕緣聚氯乙烯樹脂及其制備方法和應用。

背景技術：

1、聚氯乙烯作為一種用途廣泛的低成本聚合物，具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、力學性能，電絕緣性能等，在建筑、醫(yī)療、電器等行業(yè)得到了廣泛的應用，特別是在電線、電纜絕緣保護材料的生產(chǎn)過程中，聚氯乙烯樹脂長期占據(jù)著重要的地位，不過隨著使用電壓的升高，也對聚氯乙烯電纜料的絕緣性能提出了越來越高的要求。

2、中國專利cn?103865199a公開了一種耐寒高絕緣聚氯乙烯電纜材料的制備方法，將聚氯乙烯樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑、填料、聚乙烯蠟、硅烷、潤滑劑等進行共混造粒，制備了一種高絕緣的聚氯乙烯電纜材料。中國專利cn?103897290?a公開了一種絕緣pvc塑料的制備方法，將聚氯乙烯樹脂、氯醋樹脂、環(huán)氧樹脂、鈦白粉、乙酸纖維素微粉等多種材料同樣經(jīng)過共混，得到了絕緣pvc塑料。

3、上述專利均通過向聚氯乙烯樹脂中加入其它各類助劑來提升材料的電絕緣性能，但聚氯乙烯材料自身的電絕緣性能并沒有得到有效的提升，導致材料最終的絕緣性能受到其他助劑的影響較多，生產(chǎn)穩(wěn)定性差且難以進一步提升產(chǎn)品的電絕緣性能，因此，如何提升聚氯乙烯基體材料自身的電絕緣性能就顯得尤為重要。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高絕緣聚氯乙烯樹脂及其制備方法，在pvc制備中使用甲醇/乙酸乙酯混合液洗滌聚合漿料分離可溶性雜質(zhì)，再次溶解后加入納米氧化鋅，能夠顯著提升材料的絕緣性能，并能夠抑制材料的電阻熱衰減，使得材料在熱氧老化過程中表現(xiàn)出更強的絕緣穩(wěn)定性。本發(fā)明制備的聚氯乙烯樹脂產(chǎn)品，可廣泛應用于電線、電纜、電器等領域。

2、為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案如下：

3、一種高絕緣聚氯乙烯樹脂的制備方法，步驟包括：

4、(1)將聚合反應釜抽真空，然后加入去離子水、分散劑、氯乙烯單體、引發(fā)劑，升溫進行聚合反應，當反應釜內(nèi)壓力達到一定壓降后加入終止劑，使反應終止；

5、(2)將步驟(1)反應終止后得到的漿料用氨水調(diào)節(jié)ph值至弱堿性，然后脫除殘留單體和水分，再與甲醇/乙酸乙酯混合液混合攪拌，然后脫除溶劑，干燥，得到聚氯乙烯基體樹脂；

6、(3)將步驟(2)的聚氯乙烯基體樹脂溶解于有機溶劑中，加入納米氧化鋅，超聲攪拌，然后脫除有機溶劑，干燥，得到高絕緣聚氯乙烯樹脂。

7、本發(fā)明中，步驟(1)所述聚合反應釜抽真空至壓力為-(0.07-0.08)mpag，例如-0.071mpag、-0.073mpag、-0.075mpag、-0.078mpag、-0.08mpag。

8、本發(fā)明中，步驟(1)所述去離子水與氯乙烯單體的質(zhì)量比為1.0-1.2：1，例如1.0：1、1.05：1、1.1：1、1.15：1、1.2：1，優(yōu)選為1.10-1.15：1。

9、本發(fā)明中，步驟(1)所述分散劑選自聚乙烯醇、纖維素類分散劑、明膠中的一種或多種，優(yōu)選為聚乙烯醇，更優(yōu)選為醇解度88％、72％和55％的聚乙烯醇復配物，三者質(zhì)量比為(1-2)：(1-2)：1，例如(1.1、1.3、1.5、1.7、1.9)：(1.1、1.3、1.5、1.7、1.9)：1，優(yōu)選為(1.2-1.5)：(1.2-1.5)：1。

10、本發(fā)明中，步驟(1)所述分散劑的用量為氯乙烯單體質(zhì)量的800-1200ppm，例如800ppm、900ppm、1000ppm、1100ppm、1200ppm，優(yōu)選為900-1000ppm。

11、本發(fā)明中，步驟(1)所述引發(fā)劑選自過氧化物類、偶氮類中的一種或多種，優(yōu)選過氧化新癸酸異丙苯酯、過氧化新癸酸叔丁酯、過氧化二乙基己酯、過氧化雙(3，5，5-三甲基己酰)中的一種或多種，更優(yōu)選為過氧化新癸酸異丙苯酯與過氧化新癸酸叔丁酯的復配物，二者質(zhì)量比為1：1-4，例如1：1、1：2、1：3、1：4，優(yōu)選為1：1.5-2。

12、本發(fā)明中，步驟(1)所述引發(fā)劑的用量為氯乙烯單體質(zhì)量的270-900ppm，例如270ppm、400ppm、600ppm、700ppm、800ppm、900ppm，優(yōu)選為700-800ppm。

13、本發(fā)明中，步驟(1)所述聚合反應，溫度為40-60℃，例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃，優(yōu)選為50-56℃。

14、本發(fā)明中，步驟(1)所述聚合反應終止時，反應釜內(nèi)壓降范圍為0.05-0.2mpa，例如0.05mpa、0.1mpa、0.15mpa、0.2mpa，優(yōu)選為0.1-0.15mpa。

15、本發(fā)明中，步驟(1)所述終止劑選自受阻酚類抗氧劑中的一種或多種，優(yōu)選為抗氧劑245和/或抗氧劑1076的復配物。

16、本發(fā)明中，步驟(1)所述終止劑的用量為氯乙烯單體質(zhì)量的390-900ppm，例如400ppm、500ppm、600ppm、700ppm、800ppm、900ppm，優(yōu)選為600-700ppm。

17、本發(fā)明中，步驟(1)所述漿料用氨水調(diào)節(jié)ph值至7-8，例如7、7.5、8。

18、本發(fā)明中，步驟(2)所述甲醇/乙酸乙酯混合液中，甲醇與乙酸乙酯的質(zhì)量比為(2-9)：1，例如2：1、4：1、6：1、8：1、9：1，優(yōu)選為(3-5)：1。

19、本發(fā)明中，步驟(2)所述甲醇/乙酸乙酯混合溶液用量為步驟(1)中氯乙烯單體質(zhì)量的1-4倍，例如1倍、2倍、3倍、4倍，優(yōu)選為2-3倍。

20、本發(fā)明中，步驟(2)所述混合攪拌中，攪拌溫度為50-70℃，例如50℃、55℃、60℃、65℃、70℃，優(yōu)選為55-65℃；攪拌時間為1-4h，例如1h、2h、3h、4h，優(yōu)選為2-3h。

21、本發(fā)明中，步驟(2)還包括脫除殘留單體和水分、脫除溶劑、干燥等操作，例如通過汽提脫除殘留聚乙烯單體，通過離心脫除水分、溶劑等，均為本領域常規(guī)技術手段，本發(fā)明不做具體限定。

22、本發(fā)明中，步驟(3)所述有機溶劑選自呋喃類、酰胺類等極性溶劑中的一種或多種，優(yōu)選為四氫呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中的一種或多種。

23、本發(fā)明中，步驟(3)所述有機溶劑與聚氯乙烯基體樹脂的質(zhì)量比為(10-30)：1，例如10：1、15：1、20：1、25：1、30：1，優(yōu)選為(20-25)：1。

24、本發(fā)明中，步驟(3)所述納米氧化鋅粒度為10-30nm。

25、本發(fā)明中，步驟(3)所述聚氯乙烯基體樹脂與納米氧化鋅的質(zhì)量比為100：(0.5-1.5)，例如100：0.5、100：0.7、100：0.9、100：1.1、100：1.3、100：1.5。

26、本發(fā)明中，步驟(3)所述超聲攪拌，其中超聲頻率為20-50khz，例如20khz、30khz、40khz、50khz，優(yōu)選為25-30khz；攪拌時間為1-5h，例如1h、2h、3h、4h、5h，優(yōu)選為3-4h。

27、本發(fā)明中，步驟(3)還包括脫除有機溶劑、干燥等操作，均為本領域常規(guī)技術手段，本發(fā)明不做特別限定，例如可以將體系通過離心脫除有機溶劑后，導入培養(yǎng)皿中，置于烘箱中烘烤(60-80℃，6-10h)，再浸入去離子水中，使樹脂與培養(yǎng)皿分離即可。

28、本發(fā)明中通過上述方法制備得到的高絕緣聚氯乙烯樹脂，通過對聚氯乙烯樹脂聚合生產(chǎn)過程的優(yōu)化，從本質(zhì)上提升了聚氯乙烯樹脂的電絕緣性能。

29、本發(fā)明制備得到的高絕緣聚氯乙烯樹脂，可廣泛應用于電線、電纜、電器等領域。

30、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明技術方案有益效果在于：

31、1、通過使用甲醇/乙酸乙酯溶液對聚氯乙烯漿料進行凈化處理，選擇性將傳統(tǒng)聚氯乙烯生產(chǎn)過程中引入的各種降低聚氯乙烯樹脂電絕緣性能的助劑進行去除，從而本質(zhì)上降低了聚氯乙烯樹脂中導電物質(zhì)的含量。此外，經(jīng)過混合甲醇/乙酸乙酯混合溶液處理后的聚氯乙烯樹脂還表現(xiàn)出更好的加工性能，有助于在下游電纜料制備過程中增強聚氯乙烯樹脂與其他助劑和混合程度，進而進一步提升產(chǎn)品的絕緣性能。

32、2、使用納米氮化鋅與高絕緣聚氯乙烯基體樹脂進行混合，利用納米氧化鋅增強pvc界面結(jié)構穩(wěn)定性，提升電子躍遷所需要的勢壘，同時消除基體材料中的部分缺陷結(jié)構，提升材料對載流子的捕獲能力，使得樹脂的電絕緣性能得到巨大提升，并能夠抑制材料的電阻熱衰減，使得材料在熱氧老化過程中表現(xiàn)出更強的絕緣穩(wěn)定性。