一种复合pvc水带及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水带，更具体地涉及一种复合PVC水带及其制备方法，属于高分 子材料领域。
【背景技术】
[0002] 水带或水管是用来输送水或泡沫液体的管道设施。聚氯乙烯，英文简称PVC，是由 氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。传统PVC管材本身具 有力学性能好、绝缘性能好、耐腐蚀性强、使用寿命长、轻质、易运输和安装等多种优点，因 而其常常用于管道运输材料的制备之中。随着时代的发展和社会的进步，人们对于材料性 能的要求愈来愈高，例如抗冲击性、韧性、阻燃性等等，因此，开发新型PVC材料一直是高分 子领域研宄者索所关注的关键性问题。
[0003] 到目前为止，现有技术中已经存在多种有关PVC管材的制备和应用的研宄报道， 例如：
[0004] CN102911460A的专利申请报道了一种高耐候性低烟硬聚氯乙烯管材及其制备工 艺，其由一定重量比例的聚氯乙烯树脂、热稳定剂、增韧剂、金属氢氧化物阻燃剂、金属化合 物阻燃协效剂、加工助剂、润滑剂、抗氧剂、着色剂和紫外吸收剂制备而成。该管材具有加工 方便、机械强度高、烟密度低、耐老化性好等优点，具有广泛的应用前景。
[0005] CN102977495A的专利申请公开了 一种聚氯乙烯管材及其生产工艺，其采用PVC树 脂粉、硬脂酸、石蜡、氯化聚乙烯、有机锡、钛白粉、炭黑、重质碳酸钙为原料，经热混合、挤 出、冷却定型、牵引、切割加工而制备得到，该管材具有外观得体、安全环保、生产成本低的 优点。
[0006] CN102875933A的专利申请报道了一种抗紫外线PVC排水管的制备方法，其由聚氯 乙烯树脂、轻质碳酸妈、复合铅盐稳定剂、润滑剂、增塑剂、抗冲击改性剂、紫外线吸收剂复 合制备而成。该PVC管材具有良好的力学性能，且具有优良的抗紫外线效果。
[0007] 尽管通过科学工作者的努力已经研制了各种PVC管材，但这些管材的性能仍然不 够理想，其功能性不够完善，多样性也有所欠缺。因此，开发新型复合PVC材料，增强材料 功能性，并将其应用到当今的水带或水管等管材设计、制备之中仍是高分子领域亟待解决 的问题。
[0008] 有鉴于此，本发明旨在通过对现有材料的改性、组分种类的筛选以及复配工艺实 验探宄而制备具有优异性能的新型复合PVC材料，并应用于水带的制备中，从而充分满足 材料加工广泛需求，具有极大的市场前景和应用潜力。
【发明内容】
[0009] 为了制备新型的复合PVC水带，本发明人对此进行了深入研宄，在付出了大量的 创造性劳动和经过深入研宄探索后，从而完成了本发明。
[0010] 第一个方面，本发明涉及一种PVC复合材料，所述PVC复合材料包括PVC树脂、三 羟甲基丙烷三丙烯酸酯、硬脂酸甘油酯、聚合物助剂、高密度聚乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、N，N'，N"-三正丙基柠檬酰胺、天然提取微粉、二甘醇二苯甲酸酯、丁腈橡胶、改性纳米粒子、 改性二硫化钼、石蜡、1，3-二（对-异丙氧基二亚苄胺）胍盐酸盐、微粉填料、椰子油二乙醇 酰胺、6-0-孟氧羰基-D-半乳吡喃糖酯、苯并三氮唑、重质碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠和三 丁基甲基氯化铵。
[0011] 在所述PVC复合材料中，以重量份计，其具体组分含量如下：
[0012]
【主权项】
1. 一种PVC复合材料，所述PVC复合材料包括PVC树脂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、硬 脂酸甘油酯、聚合物助剂、高密度聚乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、N，N'，N"_三正丙基柠檬酰胺、 天然提取微粉、二甘醇二苯甲酸酯、丁腈橡胶、改性纳米粒子、改性二硫化钼、石蜡、1，3-二 (对-异丙氧基二亚苄胺）胍盐酸盐、微粉填料、椰子油二乙醇酰胺、6-0-孟氧羰基-D-半 乳吡喃糖酯、苯并三氮唑、重质碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠和三丁基甲基氯化铵。
2. 如权利要求1所述的PVC复合材料，其特征在于：以重量份计，其具体组分含量如 下： 组分 重量份数 PVC 树脂 45-50 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 12-18 硬脂酸甘油酯 15-20 聚合物助剂 8-12 高密度聚乙烯 15-20 邻苯二甲酸二辛酯 8-10 N,N'，N''-三正丙基柠檬酰胺 5-8 天然提取微粉 4-6 二甘醇二苯甲酸酯 5-8 丁腈橡胶 3-5 改性纳米粒子 6-9 改性二硫化相 5-8 石蜡 12-15 込3-二(对-异丙氧基二亚苄胺)胍盐酸2-4 盐 微粉填料 4-6 椰子油二乙醇酰胺 10-15 6-0-盂氧羰基-D-半乳吡喃糖酯 2-4 苯并三氮唑 1.5-3.5 重质碳酸钙 10-12 十二炫基苯横酸钠 10-15 三丁基甲基氯化铵 7-10。
3. 如权利要求1或2所述的PVC复合材料，其特征在于：所述聚合物助剂的制备步骤 如下：向反应釜中加入1份凹凸棒土、1份y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、50-60 份甲苯、1-2份去离子水，搅拌下升温至40-50°C，搅拌混合反应2-3min，然后超声分散 25-30min，处理结束后过滤、洗涤，得到表面修饰的凹凸棒土；向反应器中加入1份4, 4'-二 氟苯甲酮、0. 6份4, 4' -二羟基二苯甲醚、0. 25份4, 4' -二羟基联苯、4份二苯基砜和0. 3 份表面改性的凹凸棒土，于氮气保护下加热至150-160°C搅拌混合均匀，然后将粘性反应物 倾出，丙酮、水反复洗涤，产物于烘箱中干燥，研磨至100-120目，即得聚合物助剂；上述份 数均为重量份数。
4. 如权利要求3所述的PVC复合材料，其特征在于：所述天然提取微粉的制备步骤如 下：按照重量比1:0. 35:0. 65的比例称取木槿花、芜菁根和非洲加纳籽，将其置于8%的食 盐水中浸润3-5min，取出晾干，混合粉碎并研磨至100-200目，将该粉末置于7-9倍重量的 复合提取剂中，加压至1.2-1.51^ &，搅拌提取3〇-5〇1^11，然后回复至常压，用3-5%的盐酸 调节pH至5-6,微波220-250W提取15-20min，最后升温至80-100°C，搅拌6-10min，过滤、 浓缩混合液至干得残渣，将残渣掺入其重量1/4的糊精，研磨混合至80-100目，即得天然提 取微粉；其中，复合提取剂为质量比为1:0. 3的1-羟乙基-2, 3-二甲基咪唑氯盐和十二烷 基三甲基氯化铵的混合液；上述份数均为重量份数。
5. 如权利要求1-4任一项所述的PVC复合材料，其特征在于：所述改性纳米粒子的制 备步骤如下：称取6份重量比1:0. 4粒径为200-300nm的纳米氧化锆和纳米二氧化硅加 入反应釜，向其中加入80-100份甲苯和3份y-氨丙基三乙氧基硅烷，超声30-50HZ处理 lOmin，氮气氛围下升温至80-100°C搅拌反应6-8h，冷却至室温，离心分离，甲苯洗涤，真空 干燥，将得到的粒子置于pH为2-3的盐酸溶液中，回流2-3h，离心分离，水洗、乙醇洗，干燥 得中间粒子A;将2份粒子A与5份柠檬酸三丁酯混合，升温至50-60°C搅拌混合20-30min， 过滤，将粒子加入到30-40份去离子水中，再加入15-20份乳化剂月桂醇聚氧乙烯醚、7-10 份甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS)，升温至90-KKTC，加入0. 05-0. 1份过 硫酸铵保温反应2-3h，反应结束后过滤、洗涤、烘干，研磨至80-100目，即得改性纳米粒子； 上述份数均为重量份数。
6. 如权利要求1-5任一项所述的PVC复合材料，其特征在于：所述改性二硫化钼的制 备步骤如下：将硅酸钠溶于去离子水中搅拌制备质量浓度为30-40%的硅酸钠溶液，将硅 酸钠溶液滴加到质量浓度为20-25 %的硫酸溶液中，用氢氧化钠溶液调节pH至2-2. 5,制备 聚硅酸溶液；将1份二硫化钼加入到6-7份聚硅酸溶液中，再加入1. 5-2. 5份椰油酰胺丙基 氧化胺和1-2份^^一碳-9-烯醛，升温至60-70°C搅拌30-40min，然后继续加入0. 5-1份聚 酮树脂，搅拌15_20min，过滤、烘干，于800-900°C煅烧10_15min，研磨至100-200目，即得改 性二硫化钼；上述份数均为重量份数。
7. 如权利要求1-6任一项所述的PVC复合材料，其特征在于：所述微粉填料的制备 步骤如下：将1份三氧化二锑与2-3份聚环氧琥珀酸搅拌混合，然后升温至60-70°C加 入5-6份三甲基甲硅烷基三氟乙磺酸酯，搅拌10-20min，降至室温微波180-200W下反应 20-30min，离心分离，洗涤干燥即得改性组分A;称取1份粒度为200-300目的坡缕石与0. 2 份羟基磷灰石混合，加入8-10份异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯，升温至70-80°C 搅拌反应30-40min，反应结束后加入2份大精酸继续保温搅拌10-15min，离心分离、洗绦 干燥即得改性组分B;称取5份重量比为1:1的改性组分A和B，加入到20-22份乙醇中分 散，然后再加入〇. 3-0. 5份三氯化钕和0. 1-0. 2份钛白粉，搅拌10-12min待混合均匀后，旋 蒸除去溶剂，固体残余物研磨至80-100目，即得微粉填料；上述份数均为重量份数。
8. 如权利要求1-7任一项所述的PVC复合材料的制备方法，其特征在于：向反应釜 中加入PVC树脂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、硬脂酸甘油酯、聚合物助剂、高密度聚乙烯、 邻苯二甲酸二辛酯、N，N'，N"-三正丙基柠檬酰胺，搅拌升温至70-90°C处理20-30min，然 后降至室温加入天然提取微粉、二甘醇二苯甲酸酯、丁腈橡胶、改性纳米粒子、改性二硫化 钼、石蜡、1，3-二（对-异丙氧基二亚苄胺）胍盐酸盐、微粉填料、椰子油二乙醇酰胺，分散 机1200-1500转/分混合反应30-40min，再加入6-0-孟氧羰基-D-半乳吡喃糖酯、苯并 三氮唑、重质碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠和三丁基甲基氯化铵，升温至40-50°C搅拌下微波 250-280W反应20-30min，处理完毕即得本发明的PVC复合材料。
9. 一种含PVC复合材料的水带的制备方法，具体步骤如下： 1) 、采用涤纶纱线、用织机织造工艺制备编织层，其中涤纶纱线为产自中国台湾的高强 防火涤纶纱线； 2) 、将55-65份权利要求8所述PVC复合材料、12-15份柠檬酸三丁酯、5-8份钙锌稳 定剂配料、4-6份三乙烯二胺，5-6份己二酸季戊四醇酯，于混合机中1000-1200转/分搅 拌升温至80-100°C，处理20-30min后于冷混桶中降温至35-55°C后出料造粒，造粒温度为 150-160°C，得到复合颗粒，将该复合颗粒送入双螺杆挤出机中，挤出温度170-180°C，制备 厚度为6-9mm的内衬管； 3) 、将1份聚氨酯胶粒、5-6份丙酮与0. 06-0. 08份甲苯二异氰酸酯混合搅拌5-10min， 将内衬管牵引入拖浆槽内，内衬管外部全部浸入胶黏剂后再拖出，制得涂覆胶黏剂的内衬 管； 4) 、将涂覆胶黏剂的内衬管与编织层组合穿管，然后将穿好编织层的内衬管置于 蒸汽线上，于130-140°C下用0. 15-0. 18Mpa的压缩空气进行热粘合3-4min，然后，再用 0. 1-0. 12Mpa的压缩空气进行热粘合2-3min，即得到含PVC复合材料的水带；其中，上述份 数均为重量份数。
【专利摘要】本发明涉及一种PVC复合水带的制备，所述复合水带采用新型的PVC复合材料制备而成，其通过对材料组分的筛选、组分性能的改进以及材料的特定组合而使所制备得到的水带具有优异的抗压、增韧、耐温、耐老化的性质，具有广泛的工业应用前景和市场潜力。
【IPC分类】C08L91-06, C08K3-30, C08K3-34, C08L9-02, C08L23-06, C08K3-22, C08K5-103, C08K5-12, C08K5-20, C08K3-26, C08K9-06, C08K3-36, C08L27-06, C08K13-06
【公开号】CN104610682
【申请号】CN201510009953
【发明人】许海平
【申请人】江苏黄金龙风筒科技有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月8日