CN106009392A - 一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材 - Google Patents

一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括：聚氯乙烯95～105份，改性增韧剂15～18份，乙烯‑醋酸乙烯共聚物5～6份，重质碳酸钙12～16份，硅烷偶联剂0.2～0.5份，石蜡3～5份，邻苯二甲酸二辛酯6～8份，环氧大豆油8～10份，Ca/Zn混合稳定剂2～4份，二叔丁基过氧化物1～2份，聚磷酸铵12～16份，防老剂1～3份。本发明提出的抗菌抑菌聚氯乙烯管材，能对水流进行初步除杂和杀菌抑菌，净化终端水，同时冲击性能优异，韧性高。

Description

一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯技术领域，尤其涉及一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材。
背景技术
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。
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。但聚氯乙烯管材无法对水流进行除杂和杀菌抑菌，往往会造成终端水含有杂质和细菌，同时还存在冲击性能差、韧性低、加工性能不良等问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材，能对水流进行初步除杂和杀菌抑菌，净化终端水，同时冲击性能优异，韧性高。
本发明提出的一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括：聚氯乙烯95～105份，改性增韧剂15～18份，乙烯-醋酸乙烯共聚物5～6份，重质碳酸钙12～16份，硅烷偶联剂0.2～0.5份，石蜡3～5份，邻苯二甲酸二辛酯6～8份，环氧大豆油8～10份，Ca/Zn混合稳定剂2～4份，二叔丁基过氧化物1～2份，聚磷酸铵12～16份，防老剂1～3份。
优选地，改性增韧剂的制备方法如下：
S1、将贝壳粉碎，然后置于碱性溶液中浸泡，接着取出煅烧得到物料a；
S2、将物料a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，得到物料b；
S3、将物料b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，干燥得到物料c；
S4、将物料c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。
优选地，改性增韧剂制备方法的S1中，煅烧温度为800～900℃，煅烧时间为1～2h。
优选地，改性增韧剂制备方法的S1中，碱性溶液为氢氧化钠水溶液，其浓度为1～1.5mol/L。
优选地，改性增韧剂制备方法的S2中，双氧水的质量分数为10～16wt％，十六烷基三甲基溴化铵水溶液的浓度为0.8～1.2mol/L，蔗糖溶液的质量分数为20～25wt％。
优选地，改性增韧剂制备方法的S2中，将物料a加入双氧水中搅拌30～35min，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15～20min，接着过滤后加入蔗糖溶液中搅拌均匀，静置2～2.5h，过滤后进行烧结，烧结温度为700～800℃，烧结时间为60～80min，得到物料b。
优选地，改性增韧剂制备方法的S3中，硝酸银水溶液的浓度为1.5～2mol/L。
优选地，改性增韧剂制备方法的S4中，将物料c加入聚丙烯酸酯乳液中，升温至90～100℃，保温40～50min，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
优选地，改性增韧剂制备方法的S4中，聚丙烯酸酯乳液的固含量为18～22wt％。
优选地，贝壳与聚丙烯酸酯乳液的重量比为95～105：140～160。
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70℃的高速混合机中以400r/min的速度共混4min，加入石蜡、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油，升温至80℃，以500r/min的速度共混4min，加入改性增韧剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、重质碳酸钙、硅烷偶联剂，升温至120℃，以800r/min的速度共混8min，加入聚磷酸铵、防老剂以1000r/min的速度共混5min，加入二叔丁基过氧化物，升温至130℃，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。
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。
本发明中通过加入双氧水和十六烷基三甲基溴化铵水溶液中浸泡，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，在物料a表面引入长链极性官能团，增强物料a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物料a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物料a的介孔结构中，增大活性炭与水流的接触面积，而物料a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。
将物料b中加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出，即物料b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，同时物料c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。
将物料c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，利于在物料c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。
本发明所得改性增韧剂一方面有效地降低了物料c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物料c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乙烯-醋酸乙烯共聚物相互配合，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
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括：聚氯乙烯95份，改性增韧剂18份，乙烯-醋酸乙烯共聚物5份，重质碳酸钙16份，硅烷偶联剂0.2份，石蜡5份，邻苯二甲酸二辛酯6份，环氧大豆油10份，Ca/Zn混合稳定剂2份，二叔丁基过氧化物2份，聚磷酸铵12份，防老剂3份。
实施例2
本发明提出的一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括：聚氯乙烯105份，改性增韧剂15份，乙烯-醋酸乙烯共聚物6份，重质碳酸钙12份，硅烷偶联剂0.5份，石蜡3份，邻苯二甲酸二辛酯8份，环氧大豆油8份，Ca/Zn混合稳定剂4份，二叔丁基过氧化物1份，聚磷酸铵16份，防老剂1份。
改性增韧剂的制备方法如下：
S1、将贝壳粉碎，然后置于碱性溶液中浸泡，接着取出煅烧得到物料a；
S2、将物料a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，得到物料b；
S3、将物料b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，干燥得到物料c；
S4、将物料c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。
实施例3
本发明提出的一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括：聚氯乙烯98份，改性增韧剂17份，乙烯-醋酸乙烯共聚物5.2份，重质碳酸钙15份，硅烷偶联剂0.3份，石蜡4.5份，邻苯二甲酸二辛酯6.5份，环氧大豆油9.5份，Ca/Zn混合稳定剂2.5份，二叔丁基过氧化物1.8份，聚磷酸铵13份，防老剂2.5份。
改性增韧剂的制备方法如下：
S1、按重量份将95份贝壳粉碎，然后置于浓度为1.5mol/L的氢氧化钠水溶液中浸泡，接着取出煅烧得到物料a，煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h；
S2、将物料a加入质量分数为10wt％的双氧水中进行搅拌35min，过滤，再置于浓度为0.8mol/L的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中进行超声处理20min，接着过滤后加入质量分数为20wt％的蔗糖溶液中搅拌均匀，静置2.5h，过滤后进行烧结，烧结温度为700℃，烧结时间为80min，得到物料b；
S3、将物料b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，然后过滤，干燥得到物料c；
S4、将物料c加入160份固含量为18wt％的聚丙烯酸酯乳液中，升温至100℃，保温40min，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
实施例4
本发明提出的一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括：聚氯乙烯102份，改性增韧剂16份，乙烯-醋酸乙烯共聚物5.7份，重质碳酸钙13份，硅烷偶联剂0.4份，石蜡3.5份，邻苯二甲酸二辛酯7.5份，环氧大豆油8.5份，Ca/Zn混合稳定剂3.5份，二叔丁基过氧化物1.2份，聚磷酸铵15份，防老剂1.5份。
改性增韧剂的制备方法如下：
S1、按重量份将105份贝壳粉碎，然后置于浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液中浸泡，接着取出煅烧得到物料a，煅烧温度为900℃，煅烧时间为1h；
S2、将物料a加入质量分数为16wt％的双氧水中进行搅拌30min，过滤，再置于浓度为1.2mol/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25wt％的蔗糖溶液中搅拌均匀，静置2h，过滤后进行烧结，烧结温度为800℃，烧结时间为60min，得到物料b；
S3、将物料b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，然后过滤，干燥得到物料c；
S4、将物料c加入140份固含量为22wt％的聚丙烯酸酯乳液中，升温至90℃，保温50min，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
实施例5
本发明提出的一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括：聚氯乙烯100份，改性增韧剂16.5份，乙烯-醋酸乙烯共聚物5.5份，重质碳酸钙14份，硅烷偶联剂0.35份，石蜡4份，邻苯二甲酸二辛酯7份，环氧大豆油9份，Ca/Zn混合稳定剂3份，二叔丁基过氧化物1.5份，聚磷酸铵14份，防老剂2份。
改性增韧剂的制备方法如下：
S1、按重量份将100份贝壳粉碎，然后置于浓度为1.2mol/L的氢氧化钠水溶液中浸泡，接着取出煅烧得到物料a，煅烧温度为850℃，煅烧时间为1.5h；
S2、将物料a加入质量分数为13wt％的双氧水中进行搅拌33min，过滤，再置于浓度为1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中进行超声处理18min，接着过滤后加入质量分数为22wt％的蔗糖溶液中搅拌均匀，静置2.3h，过滤后进行烧结，烧结温度为750℃，烧结时间为70min，得到物料b；
S3、将物料b加入含银离子溶液中洗涤至无沉淀析出后，再置于浓度为1.7mol/L的硝酸银水溶液静置，然后过滤，干燥得到物料c；
S4、将物料c加入150份固含量为20wt％的聚丙烯酸酯乳液中，升温至95℃，保温45min，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
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。

Claims (10)

1.一种抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其特征在于，其原料按重量份包括：聚氯乙烯95～105份，改性增韧剂15～18份，乙烯-醋酸乙烯共聚物5～6份，重质碳酸钙12～16份，硅烷偶联剂0.2～0.5份，石蜡3～5份，邻苯二甲酸二辛酯6～8份，环氧大豆油8～10份，Ca/Zn混合稳定剂2～4份，二叔丁基过氧化物1～2份，聚磷酸铵12～16份，防老剂1～3份。
2.根据权利要求1所述抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其特征在于，改性增韧剂的制备方法如下：
S1、将贝壳粉碎，然后置于碱性溶液中浸泡，接着取出煅烧得到物料a；
S2、将物料a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，得到物料b；
S3、将物料b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，干燥得到物料c；
S4、将物料c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。
3.根据权利要求2所述抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其特征在于，改性增韧剂制备方法的S1中，煅烧温度为800～900℃，煅烧时间为1～2h。
4.根据权利要求2或3所述抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其特征在于，改性增韧剂制备方法的S1中，碱性溶液为氢氧化钠水溶液，其浓度为1～1.5mol/L。
5.根据权利要求2-4任一项所述抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其特征在于，改性增韧剂制备方法的S2中，双氧水的质量分数为10～16wt％，十六烷基三甲基溴化铵水溶液的浓度为0.8～1.2mol/L，蔗糖溶液的质量分数为20～25wt％。
6.根据权利要求2-5任一项所述抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其特征在于，改性增韧剂制备方法的S2中，将物料a加入双氧水中搅拌30～35min，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15～20min，接着过滤后加入蔗糖溶液中搅拌均匀，静置2～2.5h，过滤后进行烧结，烧结温度为700～800℃，烧结时间为60～80min，得到物料b。
7.根据权利要求2-6任一项所述抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其特征在于，改性增韧剂制备方法的S3中，硝酸银水溶液的浓度为1.5～2mol/L。
8.根据权利要求2-7任一项所述抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其特征在于，改性增韧剂制备方法的S4中，将物料c加入聚丙烯酸酯乳液中，升温至90～100℃，保温40～50min，然后抽滤，干燥，粉碎得到改性增韧剂。
9.根据权利要求2-8任一项所述抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其特征在于，改性增韧剂制备方法的S4中，聚丙烯酸酯乳液的固含量为18～22wt％。
10.根据权利要求2-9任一项所述抗菌抑菌聚氯乙烯管材，其特征在于，贝壳与聚丙烯酸酯乳液的重量比为95～105：140～160。
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