一种具有光催化自清洁功能的CPVC管材的制备方法与流程

文档序号:11192110阅读:758来源:国知局

本发明涉及cpvc管材生产领域,具体涉及一种具有光催化自清洁功能的cpvc管材的制备方法。



背景技术:

氯化聚氯乙烯(cpvc)是聚氯乙烯(pvc)进一步氯化改性的产品,pvc树脂经过氯化后,分子链排列的不规则性增加,极性增加,使树脂的溶解性增大,化学稳定性增加,从而提高了材料的耐热性及耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀的性能,被广泛用于建筑、化工、冶金、造船、电器、纺织等领域。然而在实际使用过程中cpvc管道的自清洁性及耐玷污性也是评价其性价比的一项重要技术指标,该性能的优劣直接影响着cpvc管道使用的耐久性、清洗维护的便捷性和外场维护周期的长短。

纳米tio2因其独特的光催化特性,且还具有无毒及强紫外线吸收等优异性能。因此,通过纳米二氧化钛改性,并将其添加到cpvc管道原料中,可以赋予cpvc管道以抗菌性、自洁性和紫外吸收能力等多种功能。

然而,纯纳米tio2带隙较宽,其锐钛矿型为3.2ev,金红石型为3.0ev,只能吸收波长小于400nm的紫外光(大约只占太阳光的4%),大量能量较低的可见光(大约占太阳光的43%)不能被利用;此外在电荷传递过程中,一部分光生电子与空穴会重新复合,导致其效率降低,严重制约了tio2光催化效应的实际应用。



技术实现要素:

本发明的目的就是提供一种具有光催化自清洁功能的cpvc管材的制备方法,以克服现有技术的不足。

本发明的目的是这样实现的:

一种具有光催化自清洁功能的cpvc管材的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)称取一定体积的四氯化钛缓慢滴入蒸馏水中,静置30min至溶液澄清,得均一的钛化合物溶液;

(2)往上述溶液中加入一定量的sr(oh)2•8h2o,调节ph=7纸产生大量白色沉淀,过滤、洗涤、烘干、气流粉碎过筛,得锶掺杂纳米二氧化钛;

(3)将cpvc投入到丙酮溶液中于室温下溶胀6-8小时,加入马来酸酐、过硫酸铵超声震荡并搅拌1-2小时,抽滤所得产物恒温烘干,得马来酸酐接枝改性cpvc;

(4)称取一定量的马来酸酐接枝改性cpvc,投入到高速混合机中,升温至60-70℃时,加入步骤(2)制得的锶掺杂纳米二氧化钛混合10-20min,投入双螺杆挤出机中挤出造粒,得改性cpvc树脂粒料;

(5)将步骤(4)改性cpvc树脂粒料加入密炼机中,通入氮气,以50r/min转速,于160℃进行密炼;

(6)将步骤(5)密炼完成的改性cpvc树脂粒料送至双螺杆挤出机中挤出成cpvc管材,并且将所有的cpvc管材在125℃下,进行36小时的退火处理;

(7)最后通过电子加速器对步骤(6)的产品进行辐照交联,出料。

所述步骤(1)称取11ml四氯化钛缓慢滴入125ml蒸馏水中。

所述步骤(2)中加入0.52gsr(oh)2•8h2o,用1∶1氨水调ph=7。

所述步骤(3)中接枝工艺的条件为:100重量份的cpvc、15-20重量份的马来酸酐、2-3重量份的过硫酸铵,反应温度为75-80℃,其中cpvc和丙酮溶液按照质量体积比2∶5混合溶胀。

所述步骤(4)中锶掺杂纳米二氧化钛的添加量为马来酸酐接枝改性cpvc用量的8-10%;所述的双螺杆挤出机各区温度为一区:170-175℃,二区:175-180℃,三区:180-185℃;挤出机转速500-600r/min。

所述步骤(6)中双螺杆挤出机各区温度为一区:160-165℃,二区:165-170℃,三区:170-175℃;挤出机转速500-600r/min。

步骤(7)中所述的电子加速器的电子能量及束流强度分别为5mev,200μa,剂量率100kgy/s。

本发明有以下有益效果:本发明料先通过常温络合-控制水解法直接合成制备出锶掺杂纳米二氧化钛,掺杂的sr2+包裹在纳米二氧化钛粒子外面起到类似加入感光剂的作用,有部分未形成sr-o键的sr2+掺入纳米二氧化钛取代ti4+,改变其微观结构,导致光催化过程中光生载流子增加,提高了cpvc管材的光催化性能;同时本发明还采用固相接枝法将马来酸酐与cpvc进行接枝改性,马来酸酐取代了cpvc中的不稳定的活性点,从而提高了cpvc管材的综合性能,利用本发明所得的cpvc管材具有抗菌性、自洁性和紫外吸收能力等多种功能。

具体实施方式

一种具有光催化自清洁功能的cpvc管材的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)称取一定体积的四氯化钛缓慢滴入蒸馏水中,静置30min至溶液澄清,得均一的钛化合物溶液;

(2)往上述溶液中加入一定量的sr(oh)2•8h2o,调节ph=7纸产生大量白色沉淀,过滤、洗涤、烘干、气流粉碎过筛,得锶掺杂纳米二氧化钛;

(3)将cpvc投入到丙酮溶液中于室温下溶胀6-8小时,加入马来酸酐、过硫酸铵超声震荡并搅拌1-2小时,抽滤所得产物恒温烘干,得马来酸酐接枝改性cpvc;

(4)称取一定量的马来酸酐接枝改性cpvc,投入到高速混合机中,升温至60-70℃时,加入步骤(2)制得的锶掺杂纳米二氧化钛混合10-20min,投入双螺杆挤出机中挤出造粒,得改性cpvc树脂粒料;

(5)将步骤(4)改性cpvc树脂粒料加入密炼机中,通入氮气,以50r/min转速,于160℃进行密炼;

(6)将步骤(5)密炼完成的改性cpvc树脂粒料送至双螺杆挤出机中挤出成cpvc管材,并且将所有的cpvc管材在125℃下,进行36小时的退火处理;

(7)最后通过电子加速器对步骤(6)的产品进行辐照交联,出料。

所述步骤(1)称取11ml四氯化钛缓慢滴入125ml蒸馏水中。

所述步骤(2)中加入0.52gsr(oh)2•8h2o,用1∶1氨水调ph=7。

所述步骤(3)中接枝工艺的条件为:100重量份的cpvc、15-20重量份的马来酸酐、2-3重量份的过硫酸铵,反应温度为75-80℃,其中cpvc和丙酮溶液按照质量体积比2∶5混合溶胀。

所述步骤(4)中锶掺杂纳米二氧化钛的添加量为马来酸酐接枝改性cpvc用量的8-10%;所述的双螺杆挤出机各区温度为一区:170-175℃,二区:175-180℃,三区:180-185℃;挤出机转速500-600r/min。

所述步骤(6)中双螺杆挤出机各区温度为一区:160-165℃,二区:165-170℃,三区:170-175℃;挤出机转速500-600r/min。

步骤(7)中所述的电子加速器的电子能量及束流强度分别为5mev,200μa,剂量率100kgy/s。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种具有光催化自清洁功能的CPVC管材的制备方法,本发明料先通过常温络合‑控制水解法直接合成制备出锶掺杂纳米二氧化钛,掺杂的Sr2+包裹在纳米二氧化钛粒子外面起到类似加入感光剂的作用,有部分未形成Sr‑O键的Sr2+掺入纳米二氧化钛取代Ti4+,改变其微观结构,导致光催化过程中光生载流子增加,提高了CPVC管材的光催化性能;同时本发明还采用固相接枝法将马来酸酐与CPVC进行接枝改性,马来酸酐取代了CPVC中的不稳定的活性点,从而提高了CPVC管材的综合性能,利用本发明所得的CPVC管材具有抗菌性、自洁性和紫外吸收能力等多种功能。

技术研发人员:盛付林
受保护的技术使用者:安徽盛华管业有限公司
技术研发日:2017.07.20
技术公布日:2017.09.29
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