該發(fā)明涉及一種新型PVC管材及其制備方法。
背景技術(shù)：
：PVC具有較好的耐化學(xué)藥品性，質(zhì)量輕，電氣絕緣性佳，流動阻力小等優(yōu)勢。PVC可用注射、擠出、吹塑、模塑等方法加工成型，廣泛應(yīng)用于窗簾、塑料鞋、臺布、電纜、皂盒、各種管材、梳子、洗衣板、文具盒等。目前，PVC材料在力學(xué)強(qiáng)度、相容性、低體積收縮率等性能需要進(jìn)一步提升。該發(fā)明采用二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC、乙二醇改性PVC、改性白云巖、聚丙烯酸鈉等為原料制備了新型PVC管材，該方法制備的新型PVC管材具有優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度、相容性、低體積收縮率等性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：該發(fā)明的目的在于提供一種新型PVC管材的制備方法，該方法通過改變反應(yīng)物原料和工藝方式，制備的管材具有優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度、相容性、低體積收縮率等性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，該發(fā)明的技術(shù)方案如下。一種新型PVC管材及其制備方法，具體包括以下步驟：(1)、將碳酸鈣、碳酸鎂、二氧化碳、水和聚丙烯酸鈉按照份數(shù)比為100：80～88：67～79：215～300：3～9加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為120～180r/min，維持體系溫度25～40℃條件下反應(yīng)1～2h，產(chǎn)物在150℃干燥1h后，經(jīng)400℃焙燒3h，得到白云巖；(2)、將N-十八烷基-1,3-丙二胺、白云巖、硬脂酸和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷按照份數(shù)比100：95～120：10～27：4～9加入到反應(yīng)釜中，攪拌速度為140～190r/min，維持體系溫度70～90℃條件下反應(yīng)1～3h，得到改性白云巖；(3)、將乙二醇、1,5-萘二胺、PVC和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷按照份數(shù)比100：2～9：87～99：2～7加入到反應(yīng)釜中，在溫度105～120℃，攪拌速度為55～73r/min條件下反應(yīng)1～2h，即得到乙二醇改性PVC；(4)、將二苯基甲烷二異氰酸酯、PVC、PMMA和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷按照份數(shù)比100：78～93：8～15：3～6加入到反應(yīng)釜中，在溫度75～90℃，攪拌速度為65～78r/min條件下反應(yīng)1～2h，即得到二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC；(5)、將二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC、乙二醇改性PVC、改性白云巖、聚丙烯酸鈉、亞磷酸三苯酯、聚磷酸銨、硬脂酸鋅按照份數(shù)比100：75～90：26～40：7～13：1～3：7～14：2～4加入到開煉機(jī)中，用開煉機(jī)在溫度146～185℃混合反應(yīng)0.5～2h，用擠出機(jī)在溫度146～185℃將新型PVC擠出成型，即得到新型PVC管材。本申請中，各主要組分所起的作用如下：所述的二氧化碳的目的為了提高碳酸鈣、碳酸鎂在水中的溶解度以及調(diào)控白云巖的晶型。所述的N-十八烷基-1,3-丙二胺和硬脂酸的目的為了修飾白云巖的表面、提高其化學(xué)活性、提高PVC的力學(xué)強(qiáng)度以及調(diào)節(jié)白云巖的吸油值。所述的乙二醇、1,5-萘二胺、二苯基甲烷二異氰酸酯的目的為了提高PVC的化學(xué)活性及力學(xué)強(qiáng)度。所述的PMMA和聚丙烯酸鈉的目的為了提高物料與PVC的相容性。該發(fā)明的有益效果在于：1、二氧化碳可以促進(jìn)碳酸鈣、碳酸鎂在水中的溶解，經(jīng)熱處理，二氧化碳可以調(diào)控白云巖的顆粒粒徑和晶型；2、N-十八烷基-1,3-丙二胺和硬脂酸可以對白云巖表面起到修飾作用，不僅可以調(diào)整白云巖的表面能和PVC的相容性，N-十八烷基-1,3-丙二胺和白云巖可以中和酸性物質(zhì)，因此，還可以吸收PVC在加工和使用過程中產(chǎn)生的氯化氫氣體，在一定程度上可以解決氯化氫的污染問題；3、N-十八烷基-1,3-丙二胺可以作為交聯(lián)劑使用，與二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC反應(yīng)，提高PVC的交聯(lián)密度、相容性和力學(xué)強(qiáng)度；4、二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC和乙二醇改性PVC源于聚氨酯材料的合成、加工及應(yīng)用，此改性不僅可以賦予PVC優(yōu)異的化學(xué)反應(yīng)活性，還可以因具有類似聚氨酯材料的結(jié)構(gòu)而縮短PVC加工成型時(shí)間，拓寬加工成型方式，提高PVC的交聯(lián)密度、內(nèi)聚強(qiáng)度、相容性及力學(xué)強(qiáng)度；5、改性白云巖與PVC具有優(yōu)異的相容性，可以更好的填充在PVC中，從而可以減少PVC的體積收縮率，白云巖具有優(yōu)異的耐高溫性能，可以提高PVC的耐熱性能。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對該發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，以便更好的理解該發(fā)明。實(shí)施例1一種新型PVC管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份碳酸鈣、84份碳酸鎂、73份二氧化碳、240份水和6份聚丙烯酸鈉加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為150r/min，維持體系溫度36℃條件下反應(yīng)1.3h，產(chǎn)物在150℃干燥1h后，經(jīng)400℃焙燒3h，得到白云巖；(2)、稱取100份N-十八烷基-1,3-丙二胺、107份白云巖、23份硬脂酸和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，攪拌速度為170r/min，維持體系溫度83℃條件下反應(yīng)1.3h，得到改性白云巖；(3)、稱取100份乙二醇、5份1,5-萘二胺、93份PVC和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度113℃，攪拌速度為65r/min條件下反應(yīng)1.2h，即得到乙二醇改性PVC；(4)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯、89份PVC、11份PMMA和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度86℃，攪拌速度為74r/min條件下反應(yīng)1.1h，即得到二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC；(5)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC、86份乙二醇改性PVC、32份改性白云巖、10份聚丙烯酸鈉、2份亞磷酸三苯酯、12份聚磷酸銨、3份硬脂酸鋅加入到開煉機(jī)中，用開煉機(jī)在溫度170℃混合反應(yīng)0.6h，用擠出機(jī)在溫度170℃將新型PVC擠出成型，即得到新型PVC管材。實(shí)施例2一種新型PVC管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份碳酸鈣、80份碳酸鎂、67份二氧化碳、215份水和3份聚丙烯酸鈉加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為120r/min，維持體系溫度25℃條件下反應(yīng)1h，產(chǎn)物在150℃干燥1h后，經(jīng)400℃焙燒3h，得到白云巖；(2)、稱取100份N-十八烷基-1,3-丙二胺、95份白云巖、10份硬脂酸和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，攪拌速度為140r/min，維持體系溫度70℃條件下反應(yīng)1h，得到改性白云巖；(3)、稱取100份乙二醇、2份1,5-萘二胺、87份PVC和2份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度105℃，攪拌速度為55r/min條件下反應(yīng)1h，即得到乙二醇改性PVC；(4)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯、78份PVC、8份PMMA和3份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度75℃，攪拌速度為65r/min條件下反應(yīng)1h，即得到二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC；(5)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC、75份乙二醇改性PVC、26份改性白云巖、7份聚丙烯酸鈉、1份亞磷酸三苯酯、7份聚磷酸銨、2份硬脂酸鋅加入到開煉機(jī)中，用開煉機(jī)在溫度146℃混合反應(yīng)0.5h，用擠出機(jī)在溫度146℃將新型PVC擠出成型，即得到新型PVC管材。實(shí)施例3一種新型PVC管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份碳酸鈣、88份碳酸鎂、79份二氧化碳、300份水和9份聚丙烯酸鈉加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為180r/min，維持體系溫度40℃條件下反應(yīng)2h，產(chǎn)物在150℃干燥1h后，經(jīng)400℃焙燒3h，得到白云巖；(2)、稱取100份N-十八烷基-1,3-丙二胺、120份白云巖、27份硬脂酸和9份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，攪拌速度為190r/min，維持體系溫度90℃條件下反應(yīng)3h，得到改性白云巖；(3)、稱取100份乙二醇、9份1,5-萘二胺、99份PVC和7份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度120℃，攪拌速度為73r/min條件下反應(yīng)2h，即得到乙二醇改性PVC；(4)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯、93份PVC、15份PMMA和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度90℃，攪拌速度為78r/min條件下反應(yīng)2h，即得到二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC；(5)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC、90份乙二醇改性PVC、40份改性白云巖、13份聚丙烯酸鈉、3份亞磷酸三苯酯、14份聚磷酸銨、4份硬脂酸鋅加入到開煉機(jī)中，用開煉機(jī)在溫度185℃混合反應(yīng)2h，用擠出機(jī)在溫度185℃將新型PVC擠出成型，即得到新型PVC管材。實(shí)施例4一種新型PVC管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份碳酸鈣、85份碳酸鎂、70份二氧化碳、220份水和4份聚丙烯酸鈉加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為130r/min，維持體系溫度30℃條件下反應(yīng)1.5h，產(chǎn)物在150℃干燥1h后，經(jīng)400℃焙燒3h，得到白云巖；(2)、稱取100份N-十八烷基-1,3-丙二胺、100份白云巖、15份硬脂酸和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，攪拌速度為150r/min，維持體系溫度75℃條件下反應(yīng)2h，得到改性白云巖；(3)、稱取100份乙二醇、8份1,5-萘二胺、90份PVC和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度110℃，攪拌速度為60r/min條件下反應(yīng)1.5h，即得到乙二醇改性PVC；(4)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯、80份PVC、10份PMMA和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度80℃，攪拌速度為70r/min條件下反應(yīng)1.2h，即得到二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC；(5)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC、80份乙二醇改性PVC、30份改性白云巖、10份聚丙烯酸鈉、2份亞磷酸三苯酯、10份聚磷酸銨、3份硬脂酸鋅加入到開煉機(jī)中，用開煉機(jī)在溫度155℃混合反應(yīng)1h，用擠出機(jī)在溫度155℃將新型PVC擠出成型，即得到新型PVC管材。實(shí)施例5一種新型PVC管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份碳酸鈣、83份碳酸鎂、69份二氧化碳、240份水和5份聚丙烯酸鈉加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為170r/min，維持體系溫度28℃條件下反應(yīng)1.3h，產(chǎn)物在150℃干燥1h后，經(jīng)400℃焙燒3h，得到白云巖；(2)、稱取100份N-十八烷基-1,3-丙二胺、98份白云巖、14份硬脂酸和7份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，攪拌速度為170r/min，維持體系溫度78℃條件下反應(yīng)1.7h，得到改性白云巖；(3)、稱取100份乙二醇、5份1,5-萘二胺、92份PVC和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度110℃，攪拌速度為59r/min條件下反應(yīng)1.4h，即得到乙二醇改性PVC；(4)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯、81份PVC、9份PMMA和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度79℃，攪拌速度為68r/min條件下反應(yīng)1.9h，即得到二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC；(5)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC、77份乙二醇改性PVC、38份改性白云巖、9份聚丙烯酸鈉、2.3份亞磷酸三苯酯、9份聚磷酸銨、2.9份硬脂酸鋅加入到開煉機(jī)中，用開煉機(jī)在溫度160℃混合反應(yīng)1.8h，用擠出機(jī)在溫度160℃將新型PVC擠出成型，即得到新型PVC管材。實(shí)施例6一種新型PVC管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份碳酸鈣、86份碳酸鎂、74份二氧化碳、290份水和5份聚丙烯酸鈉加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為150r/min，維持體系溫度33℃條件下反應(yīng)1.3h，產(chǎn)物在150℃干燥1h后，經(jīng)400℃焙燒3h，得到白云巖；(2)、稱取100份N-十八烷基-1,3-丙二胺、109份白云巖、18份硬脂酸和7份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，攪拌速度為180r/min，維持體系溫度82℃條件下反應(yīng)2.7h，得到改性白云巖；(3)、稱取100份乙二醇、6份1,5-萘二胺、97份PVC和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度111℃，攪拌速度為68r/min條件下反應(yīng)1.6h，即得到乙二醇改性PVC；(4)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯、88份PVC、14份PMMA和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度83℃，攪拌速度為76r/min條件下反應(yīng)1.8h，即得到二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC；(5)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC、86份乙二醇改性PVC、37份改性白云巖、12份聚丙烯酸鈉、2.6份亞磷酸三苯酯、13份聚磷酸銨、3份硬脂酸鋅加入到開煉機(jī)中，用開煉機(jī)在溫度165℃混合反應(yīng)1.2h，用擠出機(jī)在溫度165℃將新型PVC擠出成型，即得到新型PVC管材。實(shí)施例7一種新型PVC管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份碳酸鈣、87份碳酸鎂、76份二氧化碳、280份水和6份聚丙烯酸鈉加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為140r/min，維持體系溫度34℃條件下反應(yīng)1.3h，產(chǎn)物在150℃干燥1h后，經(jīng)400℃焙燒3h，得到白云巖；(2)、稱取100份N-十八烷基-1,3-丙二胺、116份白云巖、24份硬脂酸和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，攪拌速度為175r/min，維持體系溫度83℃條件下反應(yīng)1.4h，得到改性白云巖；(3)、稱取100份乙二醇、8份1,5-萘二胺、91份PVC和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度118℃，攪拌速度為72r/min條件下反應(yīng)1.6h，即得到乙二醇改性PVC；(4)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯、81份PVC、14份PMMA和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度83℃，攪拌速度為73r/min條件下反應(yīng)1.4h，即得到二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC；(5)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC、84份乙二醇改性PVC、39份改性白云巖、12份聚丙烯酸鈉、1.7份亞磷酸三苯酯、11份聚磷酸銨、2.3份硬脂酸鋅加入到開煉機(jī)中，用開煉機(jī)在溫度175℃混合反應(yīng)0.7h，用擠出機(jī)在溫度175℃將新型PVC擠出成型，即得到新型PVC管材。實(shí)施例8一種新型PVC管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份碳酸鈣、86份碳酸鎂、78份二氧化碳、270份水和7份聚丙烯酸鈉加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為168r/min，維持體系溫度38℃條件下反應(yīng)1.1h，產(chǎn)物在150℃干燥1h后，經(jīng)400℃焙燒3h，得到白云巖；(2)、稱取100份N-十八烷基-1,3-丙二胺、113份白云巖、26份硬脂酸和7份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，攪拌速度為165r/min，維持體系溫度86℃條件下反應(yīng)2.1h，得到改性白云巖；(3)、稱取100份乙二醇、7份1,5-萘二胺、97份PVC和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度119℃，攪拌速度為67r/min條件下反應(yīng)1.5h，即得到乙二醇改性PVC；(4)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯、87份PVC、11份PMMA和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應(yīng)釜中，在溫度89℃，攪拌速度為77r/min條件下反應(yīng)1.1h，即得到二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC；(5)、稱取100份二苯基甲烷二異氰酸酯改性PVC、88份乙二醇改性PVC、36份改性白云巖、12份聚丙烯酸鈉、2份亞磷酸三苯酯、8份聚磷酸銨、3份硬脂酸鋅加入到開煉機(jī)中，用開煉機(jī)在溫度180℃混合反應(yīng)0.6h，用擠出機(jī)在溫度180℃將新型PVC擠出成型，即得到新型PVC管材。實(shí)施例9此例為未加任何助劑的對照組。表1實(shí)施例1和實(shí)施例9制得的新型PVC管材的性能參數(shù)實(shí)施例1實(shí)施例9加工成型性好較好對磨具腐蝕性小大游離氯化氫含量/mg/kg19100拉伸強(qiáng)度/MPa6851成型收縮率/%0.080.17以上所述是該發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離該發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為該發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3