CN104130526A - 一种低温增韧pvc排水管材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种低温增韧pvc排水管材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104130526A CN104130526A CN201410373038.3A CN201410373038A CN104130526A CN 104130526 A CN104130526 A CN 104130526A CN 201410373038 A CN201410373038 A CN 201410373038A CN 104130526 A CN104130526 A CN 104130526A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pvc
- modified particle
- water shoot
- nano silicon
- composite modified
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明涉及一种低温增韧PVC排水管材料及其制备方法和应用,所述PVC排水管材料通过如下制备方法制得:通过乳液聚合法以纳米二氧化硅与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物为原料制备具有核壳结构的复合改性粒子;然后将所述复合改性粒子与PVC熔融共混,制备得到三元纳米复合材料;本发明通过选用特定的纳米粒子与弹性体有机结合,形成以纳米二氧化硅为核、以ABS为壳的核壳结构复合改性粒子,然后将复合改性粒子与PVC树脂熔融共混,使复合改性粒子在PVC基体中良好分散,进而对PVC进行增韧增强改性。
Description
技术领域
本发明涉及塑料管材技术领域,尤其涉及一种低温增韧PVC排水管材料及其制备方法和应用。
背景技术
PVC-U排水管中所用原料聚氯乙烯(PVC)是综合性能优良、价格低廉且原材料来源广泛的通用塑料品种,其产量和用量仅次于聚乙烯,已在各个领域获得了广泛的应用。但是PVC也存在一些性能的缺陷或不足,其中脆性是PVC塑料的最大缺点之一。硬质PVC塑料在常温下韧性差,冲击强度低,在低温下韧性更差,降低温度时迅速变硬变脆,受冲击时极易脆裂,这就限制了PVC材料作为结构材料的应用及在低温环境中的应用。因此,改进PVC的低温韧性具有重要经济和社会意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温增韧PVC排水管材料,通过选用纳米二氧化硅与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物有机结合,形成以二氧化硅为核、以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物为壳的核壳结构复合改性粒子,并采用此复合改性粒子对PVC进行改性,从而实现对PVC进行增韧增强改性。
本发明的另一目的在于提供上述PVC管材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述PVC管材料在制备PVC排水管中的应用。
本发明的另一目的在于提供上述PVC管材料制备所得的PVC排水管。
为实现上述目的,本发明通过如下技术方案予以实现:
一种低温增韧PVC排水管材料,所述PVC排水管材料通过如下制备方法制得:
通过乳液聚合法以纳米二氧化硅与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物为原料制备具有核壳结构的复合改性粒子;然后将所述复合改性粒子与PVC熔融共混,制备得到三元纳米复合材料;
其中,所述纳米二氧化硅与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的质量配比为10∶1~4;所述复合改性粒子与PVC的质量配比为4~6:100。
本发明通过选用纳米二氧化硅与ABS有机结合,形成以纳米二氧化硅为核、以ABS为壳的核壳结构复合改性粒子,然后将复合改性粒子与PVC熔融共混,使核壳结构的复合改性粒子在PVC基体中良好分散,进而对PVC进行增韧增强改性。
优选地,所述纳米二氧化硅首先经有机改性剂改性后再和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制备复合改性粒子。
通过有机改性剂对纳米二氧化硅进行处理后,纳米二氧化硅表面的羟基数减少,分散性能好,减少了纳米二氧化硅的团聚,这有利于后续步骤中纳米二氧化硅与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的充分混合。
优选地,纳米二氧化硅经有机改性剂改性的具体操作方法为:将纳米二氧化硅与有机改性剂在30~120℃内搅拌均匀;然后加热至50~120℃并进行持续固相搅拌0~10min;冷却即得复合改性粒子。
进一步优选地,所述有机改性剂为硅烷偶联剂 KH-550,本发明中的有机改性剂的用量可参考现有技术中的常规用量。
优选地,步骤S1中所述纳米二氧化硅与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的质量配比为10:3。
优选地,步骤S3中所述复合改性粒子与PVC的质量配比为5∶100。
本发明提供的乳液聚合法具体包括如下步骤:
称取纳米二氧化硅适量置于冷凝装置的反应器中,加入适量去离子水,搅拌均匀,然后加入乳化剂、ABS,加热至80~95℃并搅拌分散均匀,加入引发剂,在80~95℃温度反应2~5h,持续搅拌,反应结束后冷却至室温,即得到以纳米二氧化硅为核以ABS为壳的复合改性粒子。
与现有技术相比,本发明通过粒子的结构设计,形成以纳米二氧化硅为核、以ABS为壳的核壳结构粒子,对PVC进行增韧增强。复合改性粒子兼具纳米二氧化硅和ABS增韧PVC的优点,与单纯的纳米二氧化硅增韧PVC相比,由于壳层为ABS,因此与PVC的相容性更好;与简单的纳米二氧化硅、ABS、PVC共混形成的三元复合材料相比,由于形成了复合改性粒子后再用于PVC的增韧,更有利于复合改性粒子的分散,故采用本发明的复合改性粒子的PVC排水管材料的耐低温韧性得到了显著的增强,本发明在保护PVC原有宝贵性能的同时,有效地提高了PVC排水管材料的韧性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释说明,但具体实施例并不对本发明作任何限定。除非特别说明,实施例中所涉及的试剂、方法均为本领域常用的试剂和方法。
实施例1
使用100重量份纳米二氧化硅与1.5 重量份硅烷偶联剂 KH-550在30℃搅拌均匀,得混合物备用;将得到的混合物加热至50℃并进行固相搅拌1min,然后冷却到常温即得到改性纳米二氧化硅;将100重量份的改性纳米二氧化硅与10重量份的ABS采用乳液聚合法,制备出形成以纳米二氧化硅为核、以ABS为壳的核壳结构复合改性粒子,具体操作步骤为:将上述经改性后的纳米二氧化硅置于冷凝装置的反应器中,加入去离子水,搅拌均匀,然后加入乳化剂、ABS,加热至80℃并搅拌分散均匀,加入常规引发剂,在80℃温度反应2h,持续搅拌,反应结束后冷却至室温,即得到以纳米二氧化硅为核以ABS为壳的复合改性粒子。
然后将4重量份复合改性粒子与100重量份PVC熔融共混,使复合改性粒子在PVC基体中良好分散,从而制备出高性能的三元纳米复合材料。
将上述高性能的三元纳米复合材料经双螺杆挤出机熔融共混和成型,再经冷却定型制得具有高效低温增韧性能的PVC排水管材。
实施例2
使用100重量份纳米二氧化硅与2重量份硅烷偶联剂 KH-550在50℃搅拌均匀,得混合物备用;将得到的混合物加热至70℃并进行固相搅拌4min,然后冷却到常温即得到改性纳米二氧化硅;将100重量份的改性纳米二氧化硅与15重量份的ABS采用乳液聚合法,制备出形成以纳米二氧化硅为核、以ABS为壳的核壳结构复合改性粒子,具体操作步骤为:将上述经改性后的纳米二氧化硅置于冷凝装置的反应器中,加入去离子水,搅拌均匀,然后加入乳化剂、ABS,加热至85℃并搅拌分散均匀,加入常规引发剂,在85℃温度反应3h,持续搅拌,反应结束后冷却至室温,即得到以纳米二氧化硅为核以ABS为壳的复合改性粒子。
然后将5重量份复合改性粒子与100重量份PVC熔融共混,使复合改性粒子在PVC基体中良好分散,从而制备出高性能的三元纳米复合材料。
将上述高性能的三元纳米复合材料经双螺杆挤出机熔融共混和成型,再经冷却定型制得具有高效低温增韧性能的PVC排水管材。
实施例3
使用100重量份纳米二氧化硅与2.5 重量份硅烷偶联剂 KH-550在70℃搅拌均匀,得混合物备用;将得到的混合物加热至90℃并进行固相搅拌5min,然后冷却到常温即得到改性纳米二氧化硅;将100重量份的改性纳米二氧化硅与20重量份的ABS采用乳液聚合法,制备出形成以纳米二氧化硅为核、以ABS为壳的核壳结构复合改性粒子,具体操作步骤为:将上述经改性后的纳米二氧化硅置于冷凝装置的反应器中,加入去离子水,搅拌均匀,然后加入乳化剂、ABS,加热至90℃并搅拌分散均匀,加入常规引发剂,在90℃温度反应3h,持续搅拌,反应结束后冷却至室温,即得到以纳米二氧化硅为核以ABS为壳的复合改性粒子。
然后将6重量份复合改性粒子与100重量份PVC熔融共混,使复合改性粒子在PVC基体中良好分散,从而制备出高性能的三元纳米复合材料。
将上述高性能的三元纳米复合材料经双螺杆挤出机熔融共混和成型,再经冷却定型制得具有高效低温增韧性能的PVC排水管材。
实施例4
使用100重量份纳米二氧化硅与3.0重量份硅烷偶联剂 KH-550在100℃搅拌均匀,得混合物备用;将得到的混合物加热至100℃并进行固相搅拌8min,然后冷却到常温即得到改性纳米二氧化硅;将100重量份的改性纳米二氧化硅与30重量份的ABS采用乳液聚合法,制备出形成以纳米二氧化硅为核、以ABS为壳的核壳结构复合改性粒子,具体操作步骤为:将上述经改性后的纳米二氧化硅置于冷凝装置的反应器中,加入去离子水,搅拌均匀,然后加入乳化剂、ABS,加热至95℃并搅拌分散均匀,加入常规引发剂,在95℃温度反应4h,持续搅拌,反应结束后冷却至室温,即得到以纳米二氧化硅为核以ABS为壳的复合改性粒子。
然后将5重量份复合改性粒子与100重量份PVC熔融共混,使复合改性粒子在PVC基体中良好分散,从而制备出高性能的三元纳米复合材料。
将上述高性能的三元纳米复合材料经双螺杆挤出机熔融共混和成型,再经冷却定型制得具有高效低温增韧性能的PVC排水管材。
实施例5
使用100重量份纳米二氧化硅与3.5重量份硅烷偶联剂 KH-550在120℃搅拌均匀,得混合物备用;将得到的混合物加热至120℃并进行固相搅拌10min,然后冷却到常温即得到改性纳米二氧化硅;将100重量份的改性纳米二氧化硅与40重量份的ABS采用乳液聚合法,制备出形成以纳米二氧化硅为核、以ABS为壳的核壳结构复合改性粒子,具体操作步骤为:将上述经改性后的纳米二氧化硅置于冷凝装置的反应器中,加入去离子水,搅拌均匀,然后加入乳化剂、ABS,加热至90℃并搅拌分散均匀,加入常规引发剂,在90℃温度反应5h,持续搅拌,反应结束后冷却至室温,即得到以纳米二氧化硅为核以ABS为壳的复合改性粒子。
然后将6重量份复合改性粒子与100重量份PVC熔融共混,使复合改性粒子在PVC基体中良好分散,从而制备出高性能的三元纳米复合材料。
将上述高性能的三元纳米复合材料经双螺杆挤出机熔融共混和成型,再经冷却定型制得具有高效低温增韧性能的PVC排水管材。
对比例1
使用100重量份纳米二氧化硅、1.5重量份的硅烷偶联剂 KH-550、10重量份的ABS共混形成混合物,备用;将5重量份的上述混合物与100重量份PVC熔融共混,制备高性能的三元纳米复合材料;
将上述三元纳米复合材料经双螺杆挤出机熔融共混和成型,再经冷却定型制得PVC排水管材。
对比例2
使用100重量份纳米二氧化硅与3重量份硅烷偶联剂 KH-550在100℃搅拌均匀,得混合物备用;将得到的混合物加热至100℃并进行固相搅拌8min,然后冷却到常温即得到改性纳米二氧化硅;将100重量份的改性纳米二氧化硅与30重量份的氯化聚乙烯(CPE)采用乳液聚合法,制备出形成以纳米二氧化硅为核、以ABS为壳的核壳结构复合改性粒子,具体操作步骤为:将上述经改性后的纳米二氧化硅置于冷凝装置的反应器中,加入去离子水,搅拌均匀,然后加入乳化剂、CPE,加热至95℃并搅拌分散均匀,加入常规引发剂,在95℃温度反应5h,持续搅拌,反应结束后冷却至室温,即得到以纳米二氧化硅为核以CPE为壳的复合改性粒子。
然后将5重量份复合改性粒子与100重量份PVC熔融共混,使复合改性粒子在PVC基体中良好分散,从而制备出高性能的三元纳米复合材料。
将上述高性能的三元纳米复合材料经双螺杆挤出机熔融共混和成型,再经冷却定型制得具有高效低温增韧性能的PVC排水管材。
对比例3
使用100重量份纳米碳酸钙与3.5 重量份硅烷偶联剂 KH-550在120℃搅拌均匀,得混合物备用;将得到的混合物加热至120℃并进行固相搅拌10min,然后冷却到常温即得到改性纳米碳酸钙;将100重量份的改性纳米碳酸钙与40重量份的ABS采用乳液聚合法,制备出形成以纳米碳酸钙为核、以ABS为壳的核壳结构复合改性粒子,具体操作步骤为:将上述经改性后的纳米碳酸钙置于冷凝装置的反应器中,加入去离子水,搅拌均匀,然后加入乳化剂、ABS,加热至85℃并搅拌分散均匀,加入常规引发剂,在85℃温度反应3h,持续搅拌,反应结束后冷却至室温,即得到以纳米碳酸钙为核以ABS为壳的复合改性粒子。
然后将6重量份复合改性粒子与100重量份PVC熔融共混,使复合改性粒子在PVC基体中良好分散,从而制备出高性能的三元纳米复合材料。
将上述高性能的三元纳米复合材料经双螺杆挤出机熔融共混和成型,再经冷却定型制得具有高效低温增韧性能的PVC排水管材。
将实施例1~5与对比例1~3制备所得的PVC排水管材进行韧性测试,测试结果见下表1。
本发明的各实施例与对比例中制备得到的PVC管力学性能按照如下测定方法进行测定:
拉伸强度,按GB/T8804.2-2003标准进行测试;
断裂伸长率,按GB/T5836-1996标准进行测试;
低温冲击强度,按GB/T13525-1992标准进行测试;
常温冲击强度,按GB/T13525-1992标准进行测试。
表1
。
由表1可知,本发明通过乳液聚合法所制备得到的PVC排水管具有高韧性,在-18℃条件下的韧性仍然大于10KJ/㎡,同时本发明具有较高的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度,具有较好的机械强度,能应用于各种场合。
Claims (9)
1.一种低温增韧PVC排水管材料,其特征在于,所述PVC排水管材料通过如下制备方法制得:
通过乳液聚合法以纳米二氧化硅与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物为原料制备具有核壳结构的复合改性粒子;然后将所述复合改性粒子与PVC熔融共混,制备得到三元纳米复合材料;
其中,所述纳米二氧化硅与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的质量配比为10∶1~4;所述复合改性粒子与PVC的质量配比为4~6:100。
2.根据权利要求1所述的低温增韧PVC排水管材料,其特征在于,所述纳米二氧化硅首先经有机改性剂改性后再和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制备复合改性粒子。
3.根据权利要求2所述的低温增韧PVC排水管材料,其特征在于,纳米二氧化硅经有机改性剂改性的操作方法为:将纳米二氧化硅与有机改性剂在30~120℃内搅拌均匀;然后加热至50~120℃并进行持续固相搅拌0~10min;冷却即得复合改性粒子。
4.根据权利要求1所述的低温增韧PVC排水管材料,其特征在于,所述有机改性剂为硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的低温增韧PVC排水管材料,其特征在于,所述纳米二氧化硅与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的质量配比为10:3。
6.根据权利要求1所述的低温增韧PVC排水管材料,其特征在于,所述复合改性粒子与PVC的质量配比为5∶100。
7.权利要求1~6任一权利要求所述的低温增韧PVC排水管材料的制备方法,其特征在于,所述乳液聚合法包括如下步骤:
S1:称取纳米二氧化硅置于冷凝装置的反应器中,加入去离子水,搅拌均匀;
S2:向上述混合液中加入乳化剂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,加热至80~95℃并搅拌分散均匀,得混合液备用;
S3:向步骤S2的混合液中加入引发剂,在80~95℃温度反应2~5h,持续搅拌,反应结束后冷却,即得到以纳米二氧化硅为核以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物为壳的复合改性粒子。
8.权利要求1~6任一权利要求所述的低温增韧PVC排水管材料在制备PVC排水管中的应用。
9.权利要求1~6任一权利要求所述的低温增韧PVC排水管材料制备所得的PVC排水管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410373038.3A CN104130526B (zh) | 2014-07-31 | 一种低温增韧pvc排水管材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410373038.3A CN104130526B (zh) | 2014-07-31 | 一种低温增韧pvc排水管材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104130526A true CN104130526A (zh) | 2014-11-05 |
CN104130526B CN104130526B (zh) | 2016-11-30 |
Family
ID=
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107793658A (zh) * | 2016-08-29 | 2018-03-13 | 广西金滩管业科技有限公司 | 耐低温耐候性pvc管及其生产方法 |
CN110527222A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-12-03 | 上海瑞皇管业科技股份有限公司 | 一种纳米粒子改性的聚氯乙烯复合管及其制备方法 |
CN113024830A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-25 | 湖北大学 | 一种壳层可控的壳核粒子及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1358796A (zh) * | 2000-12-12 | 2002-07-17 | 海尔科化工程塑料国家工程研究中心有限公司 | 一种混合增韧增强rpvc组合物 |
CN1618866A (zh) * | 2004-10-11 | 2005-05-25 | 华东理工大学 | 一种聚氯乙烯/无机刚性粒子复合树脂的制备方法 |
CN102603989A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-25 | 阿肯马法国公司 | 制备核壳抗冲击改性剂和具有增强抗水解性的抗冲击改性热塑性组合物的方法 |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1358796A (zh) * | 2000-12-12 | 2002-07-17 | 海尔科化工程塑料国家工程研究中心有限公司 | 一种混合增韧增强rpvc组合物 |
CN1618866A (zh) * | 2004-10-11 | 2005-05-25 | 华东理工大学 | 一种聚氯乙烯/无机刚性粒子复合树脂的制备方法 |
CN102603989A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-25 | 阿肯马法国公司 | 制备核壳抗冲击改性剂和具有增强抗水解性的抗冲击改性热塑性组合物的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘磊: "ACR与SiO2杂化复合粒子的合成、表征及其改性PVC的研究", 《硕士学位论文》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107793658A (zh) * | 2016-08-29 | 2018-03-13 | 广西金滩管业科技有限公司 | 耐低温耐候性pvc管及其生产方法 |
CN110527222A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-12-03 | 上海瑞皇管业科技股份有限公司 | 一种纳米粒子改性的聚氯乙烯复合管及其制备方法 |
CN113024830A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-25 | 湖北大学 | 一种壳层可控的壳核粒子及其制备方法 |
CN113024830B (zh) * | 2021-03-12 | 2022-07-19 | 湖北大学 | 一种壳层可控的壳核粒子及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103980636B (zh) | 一种木塑发泡复合材料及其制备方法 | |
CN103772819B (zh) | 一种聚丙烯稻壳粉发泡复合托盘的制备方法 | |
CN109096725A (zh) | 一种轻量化pc/abs减重复合材料及其制备方法 | |
CN103113651A (zh) | 采用二氧化碳发泡剂生产高发泡epe珍珠棉的方法 | |
CN104130527A (zh) | 一种高韧性pvc排水管材料及其制备方法和应用 | |
CN105367934A (zh) | 聚氯乙烯木塑发泡材料及其改性pvc高发泡木塑仿大理石板材的制备方法 | |
CN102643557A (zh) | 新型木粉、稻壳粉混合型热塑性木塑复合材料及其制备方法 | |
CN104844258B (zh) | 一种掺加废旧橡胶的加气块 | |
CN109651783A (zh) | 一种微发泡天然纤维增强聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
CN107286692A (zh) | 一种改性石膏基晶须增强增韧塑料及其制备方法 | |
CN106082851B (zh) | 一种无机保温材料及其制备方法与应用 | |
CN108929479A (zh) | 一种高环刚度结构壁管用改性pe材料及其制备方法 | |
CN107778690A (zh) | 高抗冲性pvc管及其生产方法 | |
CN105017611A (zh) | 一种耐老化pe波纹管填充母料及其制备方法 | |
CN107778694A (zh) | 耐高温pvc管及其生产方法 | |
CN109181046A (zh) | 一种pe波纹管专用的填充母料及其制备方法 | |
CN105086162B (zh) | 麻纤维增强聚丙烯工程化复合材料及其制备方法和应用 | |
CN110240755A (zh) | 一种具有抗低温冲击韧性的ppr管材 | |
CN104130525A (zh) | 一种低温增韧pvc排水管材料及其制备方法和应用 | |
CN105670110A (zh) | 一种聚丙烯静音管母料及其制备方法与使用方法 | |
CN104130526A (zh) | 一种低温增韧pvc排水管材料及其制备方法和应用 | |
CN101638508B (zh) | 一种聚乳酸材料组合物及由该组合物制备的材料 | |
CN104130526B (zh) | 一种低温增韧pvc排水管材料及其制备方法和应用 | |
CN101704996A (zh) | 无卤高光泽防翘曲变形填充高温尼龙及其制作工艺 | |
CN108034167A (zh) | 一种塑木地板胶料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |