一种耐冲击的聚氯乙烯管材的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐冲击的聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括：聚氯乙烯80～90份，改性增韧剂5～9份，苯乙烯?丁二烯热塑性弹性体3～4份，硅烷偶联改性高岭土17～20份，聚乙烯蜡3～5份，柠檬酸三丁酯3～5份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯10～15份，Ca/Zn混合稳定剂2～4份，过氧化二异丙苯1～3份，甲基膦酸二甲酯4～6份，防老剂1～3份。本发明提出的耐冲击的聚氯乙烯管材，冲击性能优异，韧性和加工性能优秀，还能对水流进行初步除杂和杀菌抑菌，净化终端水。
【专利说明】
一种耐冲击的聚氯乙烯管材
技术领域
[0001]本发明涉及聚氯乙烯管材技术领域，尤其涉及一种耐冲击的聚氯乙烯管材。
【背景技术】
[0002]聚氯乙烯是开发最早的塑料之一，也是五大通用塑料之一。其用途很广，价格也较低廉。具有优良的机械、绝缘、不易燃、耐腐蚀和耐磨损性能，且价格低廉、原材料来源广泛。广泛的应用于塑料管材、板材、棒材、塑料门窗、绝缘材料、仿木塑料、薄膜、人造革、电线电缆及包装材料等。
[0003]聚氯乙烯管材具有轻便、不导电、不易燃、不助燃、耐腐蚀、安装简便、水流阻力小、输水能力高等优点。但聚氯乙烯管材存在冲击性能差、韧性低、加工性能不良等问题。
【发明内容】
[0004]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐冲击的聚氯乙烯管材，冲击性能优异，韧性和加工性能优秀，还能对水流进行初步除杂和杀菌抑菌，净化终端水。
[0005]本发明提出的一种耐冲击的聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括:聚氯乙烯80?90份，改性增韧剂5?9份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体3?4份，硅烷偶联改性高岭土 17?20份，聚乙烯蜡3?5份，柠檬酸三丁酯3?5份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯10?15份，Ca/Zn混合稳定剂2?4份，过氧化二异丙苯I?3份，甲基膦酸二甲酯4?6份，防老剂I?3份。
[0006]优选地，聚氯乙烯、改性增韧剂、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体的重量比为82?88:6 ?8: 3.2?3.6o
[0007]优选地，硅烷偶联改性高岭土、聚乙烯蜡、柠檬酸三丁酯、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、Ca/Zn混合稳定剂的重量比为18?19:3.5?4.5:3.5?4.5:12?14:2.5?3.5。
[0008]优选地，其原料按重量份包括:聚氯乙烯82?88份，改性增韧剂6?8份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体3.2?3.6份，硅烷偶联改性高岭土 18?19份，聚乙烯蜡3.5?4.5份，柠檬酸三丁酯3.5?4.5份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯12?14份，Ca/Zn混合稳定剂2.5?3.5份，过氧化二异丙苯I.5?2.5份，甲基膦酸二甲酯4.5?5.5份，防老剂1.5?2.5份。
[0009]优选地，改性增韧剂的制备方法如下:
[0010]a、将贝壳粉碎，然后置于碱性溶液中浸泡，接着取出煅烧得到第一物料；
[0011]b、将第一物料加入双氧水中进行搅拌，过滤，再置于十六烷基三甲基溴化铵水溶液中进行超声处理，接着过滤后加入蔗糖溶液中搅拌均匀，静置，过滤后进行烧结，得到第二物料；
[0012]C、将第二物料加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出后，再置于硝酸银水溶液静置，然后过滤，干燥得到第三物料；
[0013]d、将第三物料加入聚丙烯酸酯乳液中，升温，保温，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
[0014]优选地，贝壳与聚丙烯酸酯乳液的重量比为90?100:130?135。
[0015]优选地，步骤a中，将贝壳粉碎至100目，然后置于浓度为I?1.25mol/L的氢氧化钾水溶液中浸泡，接着取出煅烧得到第一物料，煅烧温度为900?1000 °C，煅烧时间为I?2h。
[0016]优选地，步骤b中，将第一物料加入质量分数为18?22wt%的双氧水中进行搅拌40?50min，过滤，再置于浓度为1.5?2mol/L的十六烧基三甲基溴化钱水溶液中进行超声处理10?15min，接着过滤后加入质量分数为30?35被％的蔗糖溶液中搅拌均匀，静置4?6h，过滤后进行烧结得到第二物料，烧结温度为500?600°C，烧结时间为3?5h。
[0017]优选地，步骤c中，将第二物料加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出后，再置于浓度为1.5?2mo I /L的硝酸银水溶液静置1?12h，然后过滤，干燥得到第三物料。
[0018]优选地，步骤d中，将第三物料加入固含量为13?16%的聚丙烯酸酯乳液中，升温至70?80°C，保温2?3h，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
[0019]本发明的制备方法如下:将聚氯乙烯、Ca/Zn混合稳定剂加入温度为70V的高速混合机中以400r/min的速度共混4min，加入聚乙烯蜡、柠檬酸三丁酯、环氧乙酰亚麻油酸甲酯，升温至80°C，以500r/min的速度共混4min，加入改性增韧剂、苯乙稀-丁二稀热塑性弹性体、硅烷偶联改性高岭土，升温至120°C，以800r/min的速度共混8min，加入甲基膦酸二甲酯、防老剂以1000r/min的速度共混5min，加入过氧化二异丙苯，升温至130°C，以1200r/min的速度共混4min，然后置于螺杆挤出机中挤出得到抗菌抑菌聚氯乙烯管材。
[0020]本发明采用贝壳粉加入碱性溶液中除去贝壳中的杂质和油脂，然后高温煅烧使部分微孔孔壁被破坏或者转变为过渡孔，从而使改性后比表面积降低，平均孔径增大，孔径变宽，同时能使内部孔径相互连通。
[0021 ]本发明中通过加入双氧水和十六烧基三甲基溴化钱水溶液中浸泡，使双氧水产生氧化改性的作用以引入含氧基团，而十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂，在第一物料表面引入长链极性官能团，增强第一物料表面的极性，提高与高分子之间的相容性;然后置于蔗糖溶液中搅拌均匀并静置，使蔗糖分子充分进入第一物料介孔结构中，然后通过烧结使蔗糖分子在高温下转变成活性炭，并以碳膜形式铺展在第一物料的介孔结构中，增大活性炭与水流的接触面积，而第一物料中丰富的缠绕空间进一步增大活性炭与水流的接触面积，提高了其利用率，可以更快的吸附水流中的杂质。
[0022]将第二物料中加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出，即第二物料中不含有游离的十六烷基三甲基溴化铵，再加入硝酸银水溶液中静置，使银离子与碳膜充分接触，使活性炭中充分吸附银离子，同时第三物料经过煅烧和烧结，使其中的碳酸钙转变成为氧化钙，然后加入水中，生成氢氧化钙；当水流经过本发明所得管材时，管材中的碳膜形式的活性炭吸附杂质进入活性炭中，而活性炭中通过释放出来银离子导致细菌死亡或使其无法繁殖，达到抗菌抑菌的效果，而通过煅烧后生成的氢氧化钙提高了 PH值，从而辅助银离子杀菌抑菌。
[0023]将第三物料加入聚丙烯酸酯乳液，升温和保温过程中使聚丙烯酸酯粒子变软，利于在第三物料刚性粒子表面延展成膜，从而获得更好的改性效果，能促进改性增韧剂在聚氯乙烯原料中分散均匀。
[0024]本发明所得改性增韧剂一方面有效地降低了第三物料的表面能，使其在聚氯乙烯中更易分散均匀，有利于应力的传递和分散;另一方面通过表面的聚丙烯酸酯，有效改善了聚氯乙烯与第三物料之间的相容性，提高了界面粘结力。本发明采用改性增韧剂与苯乙烯_丁二烯热塑性弹性体、硅烷偶联改性高岭土相互配合，大大增加了本发明的抗冲击、耐低温、耐磨、耐腐蚀和加工性能，当本发明受到外力作用时，可以有效的将应力均匀分散到基体中；而当应力足够大时，材料中的无机纳米粒子作为应力集中体，诱发基体产生塑性形变，产生大量的微裂纹和塑性变形，吸收大量的冲击能量，从而产生较好的增韧效果。
【具体实施方式】
[0025]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0026]实施例1
[0027]本发明提出的一种耐冲击的聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括:聚氯乙烯80份，改性增韧剂9份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体3份，硅烷偶联改性高岭土 20份，聚乙烯蜡3份，梓檬酸三丁酯5份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯10份，Ca/Zn混合稳定剂4份，过氧化二异丙苯I份，甲基膦酸二甲酯6份，防老剂I份。
[0028]实施例2
[0029]本发明提出的一种耐冲击的聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括:聚氯乙烯90份，改性增韧剂5份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体4份，硅烷偶联改性高岭土 17份，聚乙烯蜡5份，梓檬酸三丁酯3份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯15份，Ca/Zn混合稳定剂2份，过氧化二异丙苯3份，甲基膦酸二甲酯4份，防老剂3份。
[0030]改性增韧剂的制备方法如下:
[0031 ] a、将贝壳粉碎，然后置于碱性溶液中浸泡，接着取出煅烧得到第一物料；
[0032]b、将第一物料加入双氧水中进行搅拌，过滤，再置于十六烷基三甲基溴化铵水溶液中进行超声处理，接着过滤后加入蔗糖溶液中搅拌均匀，静置，过滤后进行烧结，得到第二物料；
[0033]c、将第二物料加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出后，再置于硝酸银水溶液静置，然后过滤，干燥得到第三物料；
[0034]d、将第三物料加入聚丙烯酸酯乳液中，升温，保温，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
[0035]实施例3
[0036]本发明提出的一种耐冲击的聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括:聚氯乙烯82份，改性增韧剂8份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体3.2份，硅烷偶联改性高岭土 19份，聚乙烯蜡3.5份，柠檬酸三丁酯4.5份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯12份，Ca/Zn混合稳定剂3.5份，过氧化二异丙苯1.5份，甲基膦酸二甲酯5.5份，防老剂1.5份。
[0037]改性增韧剂的制备方法如下:
[0038]a、按重量份将100份贝壳粉碎至100目，然后置于浓度为lmol/L的氢氧化钾水溶液中浸泡，接着取出煅烧得到第一物料，煅烧温度为100tC，煅烧时间为Ih;
[0039]b、将第一物料加入质量分数为22wt%的双氧水中进行搅拌40min，过滤，再置于浓度为2mol/L的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中进行超声处理lOmin，接着过滤后加入质量分数为35^%的蔗糖溶液中搅拌均匀，静置4h，过滤后进行烧结得到第二物料，烧结温度为600°C，烧结时间为3h;
[0040]c、将第二物料加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出后，再置于浓度为2mol/L的硝酸银水溶液静置1h，然后过滤，干燥得到第三物料；
[0041]d、将第三物料加入135份固含量为13%的聚丙烯酸酯乳液中，升温至80°C，保温2h，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
[0042]实施例4
[0043]本发明提出的一种耐冲击的聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括:聚氯乙烯88份，改性增韧剂6份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体3.6份，硅烷偶联改性高岭土 18份，聚乙烯蜡4.5份，梓檬酸三丁酯3.5份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯14份，Ca/Zn混合稳定剂2.5份，过氧化二异丙苯2.5份，甲基膦酸二甲酯4.5份，防老剂2.5份。
[0044]改性增韧剂的制备方法如下:
[0045]a、按重量份将90份贝壳粉碎至100目，然后置于浓度为1.25mol/L的氢氧化钾水溶液中浸泡，接着取出煅烧得到第一物料，煅烧温度为900 0C，煅烧时间为2h;
[0046]b、将第一物料加入质量分数为18wt %的双氧水中进行搅拌50min，过滤，再置于浓度为1.5mol/L的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中进行超声处理15min，接着过滤后加入质量分数为30^%的蔗糖溶液中搅拌均匀，静置6h，过滤后进行烧结得到第二物料，烧结温度为500°C，烧结时间为5h;
[0047]c、将第二物料加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出后，再置于浓度为1.5mol/L的硝酸银水溶液静置12h，然后过滤，干燥得到第三物料；
[0048]d、将第三物料加入130份固含量为16%的聚丙烯酸酯乳液中，升温至70°C，保温3h，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
[0049]实施例5
[0050]本发明提出的一种耐冲击的聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括:聚氯乙烯85份，改性增韧剂7份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体3.4份，硅烷偶联改性高岭土 18.5份，聚乙烯蜡4份，柠檬酸三丁酯4份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯13份，Ca/Zn混合稳定剂3份，过氧化二异丙苯2份，甲基膦酸二甲酯5份，防老剂2份。
[0051 ]改性增韧剂的制备方法如下:
[0052]a、按重量份将95份贝壳粉碎至100目，然后置于浓度为1.lmol/L的氢氧化钾水溶液中浸泡，接着取出煅烧得到第一物料，煅烧温度为950 0C，煅烧时间为1.5h;
[0053]b、将第一物料加入质量分数为20wt%的双氧水中进行搅拌45min，过滤，再置于浓度为1.8mol/L的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中进行超声处理12min，接着过滤后加入质量分数为32^%的蔗糖溶液中搅拌均匀，静置5h，过滤后进行烧结得到第二物料，烧结温度为550°C，烧结时间为4h;
[0054]c、将第二物料加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出后，再置于浓度为1.8mol/L的硝酸银水溶液静置I Ih，然后过滤，干燥得到第三物料；
[0055]d、将第三物料加入132份固含量为15%的聚丙烯酸酯乳液中，升温至75°C，保温
2.5h，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
[0056]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种耐冲击的聚氯乙烯管材，其特征在于，其原料按重量份包括:聚氯乙烯80?90份，改性增韧剂5?9份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体3?4份，硅烷偶联改性高岭土 17?20份，聚乙烯蜡3?5份，柠檬酸三丁酯3?5份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯10?15份，Ca/Zn混合稳定剂2?4份，过氧化二异丙苯I?3份，甲基膦酸二甲酯4?6份，防老剂I?3份。2.根据权利要求1所述耐冲击的聚氯乙烯管材，其特征在于，聚氯乙烯、改性增韧剂、苯乙烯-丁 二烯热塑性弹性体的重量比为82?88: 6?8: 3.2?3.6。3.根据权利要求1或2所述耐冲击的聚氯乙烯管材，其特征在于，硅烷偶联改性高岭土、聚乙烯蜡、柠檬酸三丁酯、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、Ca/Zn混合稳定剂的重量比为18?19:3.5?4.5:3.5?4.5:12?14:2.5?3.504.根据权利要求1-3任一项所述耐冲击的聚氯乙烯管材，其特征在于，其原料按重量份包括:聚氯乙烯82?88份，改性增韧剂6?8份，苯乙烯-丁 二烯热塑性弹性体3.2?3.6份，硅烷偶联改性高岭土18?19份，聚乙烯蜡3.5?4.5份，柠檬酸三丁酯3.5?4.5份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯12?14份，Ca/Zn混合稳定剂2.5?3.5份，过氧化二异丙苯1.5?2.5份，甲基膦酸二甲酯4.5?5.5份，防老剂1.5?2.5份。5.根据权利要求1-4任一项所述耐冲击的聚氯乙烯管材，其特征在于，改性增韧剂的制备方法如下: a、将贝壳粉碎，然后置于碱性溶液中浸泡，接着取出煅烧得到第一物料； b、将第一物料加入双氧水中进行搅拌，过滤，再置于十六烷基三甲基溴化铵水溶液中进行超声处理，接着过滤后加入蔗糖溶液中搅拌均匀，静置，过滤后进行烧结，得到第二物料； c、将第二物料加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出后，再置于硝酸银水溶液静置，然后过滤，干燥得到第三物料； d、将第三物料加入聚丙烯酸酯乳液中，升温，保温，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。6.根据权利要求5所述耐冲击的聚氯乙烯管材，其特征在于，贝壳与聚丙烯酸酯乳液的重量比为90?100:130?135。7.根据权利要求5或6所述耐冲击的聚氯乙烯管材，其特征在于，步骤a中，将贝壳粉碎至100目，然后置于浓度为I?1.25mol/L的氢氧化钾水溶液中浸泡，接着取出煅烧得到第一物料，煅烧温度为900?1000 °C，煅烧时间为I?2h。8.根据权利要求5-7任一项所述耐冲击的聚氯乙烯管材，其特征在于，步骤b中，将第一物料加入质量分数为18?22wt%的双氧水中进行搅拌40?50min，过滤，再置于浓度为1.5?2mol/L的十六烧基三甲基溴化钱水溶液中进行超声处理10?15min，接着过滤后加入质量分数为30?35^%的蔗糖溶液中搅拌均匀，静置4?6h，过滤后进行烧结得到第二物料，烧结温度为500?600 °C，烧结时间为3?5h。9.根据权利要求5-7任一项所述耐冲击的聚氯乙烯管材，其特征在于，步骤c中，将第二物料加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出后，再置于浓度为1.5?2mol/L的硝酸银水溶液静置10?12h，然后过滤，干燥得到第三物料。10.根据权利要求5-7任一项所述耐冲击的聚氯乙烯管材，其特征在于，步骤d中，将第三物料加入固含量为13?16%的聚丙烯酸酯乳液中，升温至70?80°C，保温2?3h，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
【文档编号】C08K5/14GK106046600SQ201610479326
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】徐先锋, 胡正才
【申请人】安徽正石新型建材有限公司