CN107459667A - 一种聚氯乙烯的环保镀膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，将聚氯乙烯材料表面酸洗、碱洗和水洗后进行醇液超声反应，然后在聚氯乙烯表面涂覆环己酮腐蚀，采用无水清洗赶紧后涂覆金属氧化膜，最后进行以甲醇液膜为电解质的电解反应和恒压反应，缓慢泄压后得到致密型薄膜的聚氯乙烯材料。本发明提供的方法简单快速，环保性好，符合目前环保要求。

Description

一种聚氯乙烯的环保镀膜方法
技术领域
本发明属于塑料镀膜领域，具体涉及一种聚氯乙烯的环保镀膜方法。
背景技术
聚氯乙烯曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
聚氯乙烯是三十年代初实现工业化的。从三十年代起，在很长的时间里，聚氯乙烯产量一直在世界塑料用量中占居第一位。六十年代后期，聚乙烯取代了聚氯乙烯。现聚氯乙烯塑料虽退居第二位，但产量仍占塑料总产量的四分之一以上。
六十年代以前，单体氯乙烯的生产基本是以电石乙炔为主，由于电石生产需耗大量电能和焦炭、成本高。六十年代初乙烯氧氯化法生产氯乙烯工业化后，各国转向了以更便宜的石油为原料。另外，由于聚氯乙烯的原料很大部分（约57%重量）是制碱工业必然伴生副产物氯气，不仅原料来源丰富，而且也是发展氯碱工业、平衡氯气的很重要的产品之一。所以聚氯乙烯在塑料中的比重虽有下降，但仍保持了较高的增长速度。
聚氯乙烯塑料制品应用非常广泛，但在七十年代中期，人们认识到聚氯乙烯树脂及制品中残留的单体氯乙烯（VCM）是一种严重的致癌物质，无疑在一定程度会影响聚氯乙烯的发展。不过人们已成功地通过汽车等途径降低残留的VCM，使聚氯乙烯树脂中VCM会含量小于10ppm，达到卫生级树脂要求，扩大了聚氯乙烯的应用范围。甚至可使树脂中的VCM含量小于5ppm，加工后残留的VCM极少。对人体基本无害，可用作食品药包装和儿童玩具等。
目前，聚氯乙烯虽然是最为常用的塑料，但是其表面镀膜的效果并不理想，极易出现脱落，虚镀等问题。这大大制约了聚氯乙烯的使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，提供的方法简单快速，环保性好，符合目前环保要求为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其步骤如下：
步骤1，将聚氯乙烯材料放入去离子水中，冲洗浸泡10-15min，然后依次采用酸液、碱液浸泡冲洗后去离子水冲洗晾干；
步骤2，将晾干的聚氯乙烯材料放入反应釜中，加入无水乙醇，并进行恒温超声反应1-4h；
步骤3，在聚氯乙烯材料表面进行环己酮涂覆，静置10-15min，然后采用无水乙醇冲洗干净，晾干后得到表面凹凸的聚氟乙烯材料；
步骤4，将聚氯乙烯材料表面进行金属氧化物镀膜，烘干后得到金属前驱膜；
步骤5，将带有金属前驱膜的聚氯乙烯材料放入电解装置内，在表面涂覆一层甲醇液膜，然后通电流进行电解反应10-30min，得到镀膜后的聚氯乙烯材料；
步骤6，将镀膜后的聚氯乙烯材料放入耐压反应釜中恒压反应2-5h，缓慢泄压至大气压，即可得到带有紧密膜层结构的聚氯乙烯材料。
所述步骤1中的酸液采用盐酸或乙酸，所述碱液采用氢氧化钠或氢氧化钾；该步骤改用去离子水进行表面清洗后，采用酸液和碱液进行表面清洗，保证表面洁净效果，防止表面有机物沉积，造成后期出现虚膜。
所述步骤2中的恒温超声反应的温度为50-60℃，超声频率为6.5-13.5kHz，所述恒温超声反应采用水浴超声法；该步骤通过在无水乙醇中超声反应，将聚氯乙烯表面的有机物去除，同时该超声频率下的离合能能够去除粘附物，不破坏聚氯乙烯的价键结构，保证聚氯乙烯表面洁净。
所述步骤3中的环己酮涂覆量为5-10mL/cm2，静置反应30-50℃，晾干温度不高于60℃；该步骤通过在聚氯乙烯材料表面形成环己酮液膜，对聚氯乙烯表面进行溶解腐蚀，最后形成表面的凹凸型结构；采用无水乙醇作为清洗液，能够将环己酮进行溶解，保证表面环己酮的去除。
所述步骤4中的金属氧化物镀膜的方法是浸渍镀膜法或者喷涂法，镀膜液采用金属镀膜前驱液，所述烘干温度为80-100℃，采用浸渍镀膜法或喷涂法能够在表面形成均匀的液膜，采用烘干的方式将液膜中的溶剂去除，形成干燥的薄膜结构。
所述步骤5中的甲醇液膜的涂覆量为10-20mL/cm2，在金属前驱膜上设置一层甲醇液膜，能够形成电解质膜，便于后续电解反应的需要。
所述步骤5中的电解反应的电流密度为10-20mA/cm2，通过该电流密度下与甲醇液膜形成电解反应区域，甲醇在电解条件下分解成活性物质，同时电解反应过程中产生燃烧能；在燃烧能与活性物质的作用下，金属前驱膜内的有机物快速燃烧氧化形成二氧化碳和水，与此同时，聚氯乙烯材料表面形成金属氧化膜。
所述步骤6中的恒压反应的压力为10-14MPa，缓慢泄压速度为0.01-0.05MPa/min，该步骤通过加压的方式将金属氧化膜紧实化，然后通过缓慢泄压的方式保证其能够在泄压过程中保持完整性，解决了快速泄压带来的薄膜膨胀问题。
所述步骤3中的无水乙醇清洗液能够重复使用，并通过减压蒸馏的方式回收环己酮。
本发明将聚氯乙烯材料表面酸洗、碱洗和水洗后进行醇液超声反应，然后在聚氯乙烯表面涂覆环己酮腐蚀，采用无水清洗赶紧后涂覆金属氧化膜，最后进行以甲醇液膜为电解质的电解反应和恒压反应，缓慢泄压后得到致密型薄膜的聚氯乙烯材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供的方法简单快速，环保性好，符合目前环保要求。
（2）本发明采用甲醇液膜为电解质的电解反应，将电解反应简单化，并且快速化，减少了电解材料的使用，降低了成本。
（3）本发明制备的带金属氧化膜的聚氯乙烯材料无虚膜出现，膜层结构稳固，完整性好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其步骤如下：
步骤1，将聚氯乙烯材料放入去离子水中，冲洗浸泡10min，然后依次采用酸液、碱液浸泡冲洗后去离子水冲洗晾干；
步骤2，将晾干的聚氯乙烯材料放入反应釜中，加入无水乙醇，并进行恒温超声反应1h；
步骤3，在聚氯乙烯材料表面进行环己酮涂覆，静置10min，然后采用无水乙醇冲洗干净，晾干后得到表面凹凸的聚氟乙烯材料；
步骤4，将聚氯乙烯材料表面进行金属氧化物镀膜，烘干后得到金属前驱膜；
步骤5，将带有金属前驱膜的聚氯乙烯材料放入电解装置内，在表面涂覆一层甲醇液膜，然后通电流进行电解反应10min，得到镀膜后的聚氯乙烯材料；
步骤6，将镀膜后的聚氯乙烯材料放入耐压反应釜中恒压反应2h，缓慢泄压至大气压，即可得到带有紧密膜层结构的聚氯乙烯材料。
所述步骤1中的酸液采用盐酸，所述碱液采用氢氧化钠。
所述步骤2中的恒温超声反应的温度为50℃，超声频率为6.5kHz，所述恒温超声反应采用水浴超声法。
所述步骤3中的环己酮涂覆量为5mL/cm2，静置反应30℃，晾干温度为60℃。
所述步骤4中的金属氧化物镀膜的方法是浸渍镀膜法，镀膜液采用金属镀膜前驱液，所述烘干温度为80℃。
所述步骤5中的甲醇液膜的涂覆量为10mL/cm2。
所述步骤5中的电解反应的电流密度为10mA/cm2。
所述步骤6中的恒压反应的压力为10MPa，缓慢泄压速度为0.01MPa/min。
所述步骤3中的无水乙醇清洗液能够重复使用，并通过减压蒸馏的方式回收环己酮。
经检测，镀膜后的聚氯乙烯材料表面摩擦系数稳步提高，耐磨性增强，耐久性能也得到提升。
实施例2
一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其步骤如下：
步骤1，将聚氯乙烯材料放入去离子水中，冲洗浸泡15min，然后依次采用酸液、碱液浸泡冲洗后去离子水冲洗晾干；
步骤2，将晾干的聚氯乙烯材料放入反应釜中，加入无水乙醇，并进行恒温超声反应4h；
步骤3，在聚氯乙烯材料表面进行环己酮涂覆，静置15min，然后采用无水乙醇冲洗干净，晾干后得到表面凹凸的聚氟乙烯材料；
步骤4，将聚氯乙烯材料表面进行金属氧化物镀膜，烘干后得到金属前驱膜；
步骤5，将带有金属前驱膜的聚氯乙烯材料放入电解装置内，在表面涂覆一层甲醇液膜，然后通电流进行电解反应30min，得到镀膜后的聚氯乙烯材料；
步骤6，将镀膜后的聚氯乙烯材料放入耐压反应釜中恒压反应5h，缓慢泄压至大气压，即可得到带有紧密膜层结构的聚氯乙烯材料。
所述步骤1中的酸液采用乙酸，所述碱液采用氢氧化钾。
所述步骤2中的恒温超声反应的温度为60℃，超声频率为13.5kHz，所述恒温超声反应采用水浴超声法。
所述步骤3中的环己酮涂覆量为10mL/cm2，静置反应50℃，晾干温度为40℃。
所述步骤4中的金属氧化物镀膜的方法是喷涂法，镀膜液采用金属镀膜前驱液，所述烘干温度为100℃。
所述步骤5中的甲醇液膜的涂覆量为20mL/cm2。
所述步骤5中的电解反应的电流密度为20mA/cm2。
所述步骤6中的恒压反应的压力为14MPa，缓慢泄压速度为0.05MPa/min。
所述步骤3中的无水乙醇清洗液能够重复使用，并通过减压蒸馏的方式回收环己酮。
经检测，镀膜后的聚氯乙烯材料表面摩擦系数稳步提高，耐磨性增强，耐久性能也得到提升。
实施例3
一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其步骤如下：
步骤1，将聚氯乙烯材料放入去离子水中，冲洗浸泡12min，然后依次采用酸液、碱液浸泡冲洗后去离子水冲洗晾干；
步骤2，将晾干的聚氯乙烯材料放入反应釜中，加入无水乙醇，并进行恒温超声反应3h；
步骤3，在聚氯乙烯材料表面进行环己酮涂覆，静置12min，然后采用无水乙醇冲洗干净，晾干后得到表面凹凸的聚氟乙烯材料；
步骤4，将聚氯乙烯材料表面进行金属氧化物镀膜，烘干后得到金属前驱膜；
步骤5，将带有金属前驱膜的聚氯乙烯材料放入电解装置内，在表面涂覆一层甲醇液膜，然后通电流进行电解反应20min，得到镀膜后的聚氯乙烯材料；
步骤6，将镀膜后的聚氯乙烯材料放入耐压反应釜中恒压反应4h，缓慢泄压至大气压，即可得到带有紧密膜层结构的聚氯乙烯材料。
所述步骤1中的酸液采用盐酸或乙酸，所述碱液采用氢氧化钠或氢氧化钾。
所述步骤2中的恒温超声反应的温度为55℃，超声频率为10.5kHz，所述恒温超声反应采用水浴超声法。
所述步骤3中的环己酮涂覆量为8mL/cm2，静置反应40℃，晾干温度为50℃。
所述步骤4中的金属氧化物镀膜的方法是浸渍镀膜法，镀膜液采用金属镀膜前驱液，所述烘干温度为90℃。
所述步骤5中的甲醇液膜的涂覆量为15mL/cm2。
所述步骤5中的电解反应的电流密度为15mA/cm2。
所述步骤6中的恒压反应的压力为12MPa，缓慢泄压速度为0.03MPa/min。
所述步骤3中的无水乙醇清洗液能够重复使用，并通过减压蒸馏的方式回收环己酮。
经检测，镀膜后的聚氯乙烯材料表面摩擦系数稳步提高，耐磨性增强，耐久性能也得到提升。
以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其步骤如下：
步骤1，将聚氯乙烯材料放入去离子水中，冲洗浸泡10-15min，然后依次采用酸液、碱液浸泡冲洗后去离子水冲洗晾干；
步骤2，将晾干的聚氯乙烯材料放入反应釜中，加入无水乙醇，并进行恒温超声反应1-4h；
步骤3，在聚氯乙烯材料表面进行环己酮涂覆，静置10-15min，然后采用无水乙醇冲洗干净，晾干后得到表面凹凸的聚氟乙烯材料；
步骤4，将聚氯乙烯材料表面进行金属氧化物镀膜，烘干后得到金属前驱膜；
步骤5，将带有金属前驱膜的聚氯乙烯材料放入电解装置内，在表面涂覆一层甲醇液膜，然后通电流进行电解反应10-30min，得到镀膜后的聚氯乙烯材料；
步骤6，将镀膜后的聚氯乙烯材料放入耐压反应釜中恒压反应2-5h，缓慢泄压至大气压，即可得到带有紧密膜层结构的聚氯乙烯材料。
2.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其特征在于，所述步骤1中的酸液采用盐酸或乙酸，所述碱液采用氢氧化钠或氢氧化钾。
3.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其特征在于，所述步骤2中的恒温超声反应的温度为50-60℃，超声频率为6.5-13.5kHz，所述恒温超声反应采用水浴超声法。
4.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其特征在于，所述步骤3中的环己酮涂覆量为5-10mL/cm2，静置反应30-50℃，晾干温度不高于60℃。
5.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其特征在于，所述步骤4中的金属氧化物镀膜的方法是浸渍镀膜法或者喷涂法，镀膜液采用金属镀膜前驱液，所述烘干温度为80-100℃。
6.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其特征在于，所述步骤5中的甲醇液膜的涂覆量为10-20mL/cm2。
7.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其特征在于，所述步骤5中的电解反应的电流密度为10-20mA/cm2。
8.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其特征在于，所述步骤6中的恒压反应的压力为10-14MPa，缓慢泄压速度为0.01-0.05MPa/min。
9.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯的环保镀膜方法，其特征在于，所述步骤3中的无水乙醇清洗液能够重复使用，并通过减压蒸馏的方式回收环己酮。
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