CN110924181B - 一种背负式喷雾器药袋用pvc皮革 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背负式喷雾器药袋用PVC皮革，涉及PVC皮革技术领域，其技术方案要点包括基布层和PVC层，所述PVC层包括如下重量份的组分：改性PVC 100‑110份；增塑剂50‑60份；橡胶15‑20份；抗氧化剂0.5‑1份。聚氯乙烯与环氧树脂共混反应，一方面有助于提高聚氯乙烯和橡胶的相容剂，使橡塑共混反应时无需参加相容剂，另一方面聚氯乙烯自身引入苯环以及稀土元素，大幅提高自身的耐老化性能，进而能够良好存放药液，使用寿命长。

Description

一种背负式喷雾器药袋用PVC皮革
技术领域
本发明涉及PVC皮革技术领域，特别涉及一种背负式喷雾器药袋用PVC皮革。
背景技术
农林业中经常需要喷洒农药，以防治病害虫。背负式喷雾器便是喷洒农药的一种工具，操作人员将其背负在身后，手持喷头往农林作物上喷洒农药即可，操作方便。以往，背负式喷雾器用于存放药液的容器为药液箱，药液箱为塑料制品。由于塑料制的药液箱不具有形变能力，占用空间大，因此导致运输成本较高。为解决该问题，当下的研究方向为如何使用柔性材料作为容器，例如PVC皮革。
PVC皮革分为普通人造革、发泡人造革和绒面人造革，其中普通人造革直接用涂覆法制成。由于涂层密实以及糊料能渗入基布的孔隙中，因此成品手感较硬、耐磨，适宜用作喷雾器药袋材料。
公开号为CN108252113A的中国专利公开了一种耐磨车用PVC皮革基材及其制造工艺，
其具体制造工艺如下：1）按一定份量比称取PVC树脂、增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、分散剂、除味剂、着色剂，增韧剂和增强剂，将原料料放入高速搅拌机中搅拌均匀，并控制搅拌温度在105℃-115℃，搅拌时间为30min-50min： 2）将步骤（1）搅拌完成的混合物置于反应釜内进行反应处理，控制反应釜温度为130℃-140℃，反应时间为30min-40min；3）将步骤（2）反应完成的混合物利用涂覆机均匀涂覆在底布上，涂覆完成后利用热压机进行热压贴合处理，热压机温度为110℃-120℃，热压处理后放入烘干机内进行烘干，烘干温度为110℃-120℃，冷却后既得成品。
上述专利公开的便是一种普通人造革的制造工艺，按照常规配方投入PVC树脂以及相应助剂，制得PVC皮革。而目前的PVC皮革存在容易老化开裂、硬化的问题，进而无法很好存放药液，导致农药渗漏，且药袋长期在户外适应，接触阳光照射，进而加速该问题的发生。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种背负式喷雾器药袋用PVC皮革，其耐老化性能优异，能够良好存放药液，使用寿命长。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种背负式喷雾器药袋用PVC皮革，包括基布层和PVC层，所述PVC层包括如下重量份的组分：
改性PVC 100-110份；
增塑剂 50-60份；
橡胶 15-20份；
抗氧化剂 0.5-1份；
所述改性PVC的制备过程如下：
第一步，按重量份计，先将50-60份环氧树脂和35-40份二氧六环混合均匀，升温至50-60℃，待完全溶解后升温至80-90℃，再加入6-8份马来酸酐、0.5-1份引发剂，持续反应2-3h，接着继续加入6-8份马来酸酐、0.5-1份引发剂和3-5份硝酸铈，继续反应3-4h，降温出料，得到接枝产物；
第二步，将8-10份接枝产物、90-100份聚氯乙烯、2-3份有机锡稳定剂、4-6份二乙烯三胺、0.3-0.5份聚乙烯蜡于90-100℃下热混10-15min，再冷混至室温，接着于160-180℃下挤出造粒，得到改性PVC。
通过采用上述技术方案，PVC结构中包含直链、支链，还具有较宽的分子量分布，因而容易受光、氧、热的作用而降解。其中PVC结构中的烯丙基氯最不稳定，其次是叔氯、末端烯丙基氯、仲氯，降解时脱去一个氯化氢，随即形成不饱和双键，进而使相邻的氯原子活化，促使另一个氯化氢脱去，重复以往，导致聚合物降解。
改性PVC制备过程第一步，环氧树脂接枝马来酸酐，并在硝酸铈的帮助下有效提高接枝率；第二步环氧树脂和聚氯乙烯共混改性，提高聚氯乙烯的耐老化性能。
环氧树脂接枝马来酸酐后，分子中带有酸酐官能团，且保留环氧基团基本不变，从而提高环氧树脂和聚氯乙烯的相容性。铈离子的加入提高了马来酸酐的反应活性，形成反应活化体，促使接枝反应的发生。
聚氯乙烯与环氧树脂共混反应，一方面有助于提高聚氯乙烯和橡胶的相容剂，使橡塑共混反应时无需参加相容剂，另一方面聚氯乙烯自身引入苯环以及稀土元素，大幅提高自身的耐老化性能，进而能够良好存放药液，使用寿命长。
聚氯乙烯中加入少量的橡胶共混改性，自身的机械性能不会受到太大影响，还有助于提高PVC层的耐水性能，保证药袋能够长期稳定存放药液。
本发明进一步设置为：所述引发剂为BPO。
通过采用上述技术方案，引发反应的效果好。
本发明进一步设置为：所述橡胶为天然橡胶。
通过采用上述技术方案，天然橡胶具有优良的弹性，一定的塑性以及良好的耐碱性，相比于其他类型的橡胶，共混改性后耐水性提升更为明显。
本发明进一步设置为：所述橡胶的制备过程如下：
第一步，先将10-12份纳米二氧化硅、100-120份水、0.3-0.5份OP-10混合均匀，以2500-3000rpm的速度搅拌20-30min，接着加入2-3份KH560，加热至50-60℃，搅拌反应30-50min，出料后得到浆料；
第二步，取固含量为10wt%的天然橡胶乳液100-120份，再加入70-80份上述浆料，搅拌混合1-2h，再加入3-5份3wt%甲酸，得到絮凝胶，水洗，最后置于70-80℃下烘干24-36h，得到橡胶。
通过采用上述技术方案，天然橡胶存在耐老化性能不足的缺点，经过纳米二氧化硅共混改性后，二氧化硅均匀分散在橡胶基体内的同时存在键合，进而有效提高天然橡胶的耐老化性和疏水性。
本发明进一步设置为：所述橡胶制备过程中，加入KH560的同时加入1.5-2份十七氟癸基三甲氧基硅烷。
通过采用上述技术方案，一方面纳米二氧化硅表面修饰改性后分散效果更好，另一方面往橡胶分子内引入高键能氟原子，有效提高天然橡胶的耐老化性和疏水性。
本发明进一步设置为：所述PVC层还包括3-5份改性木质素。
通过采用上述技术方案，木质素分子结构中含有阻位酚结构，对自由基有一定的捕捉能力，可有效提高天然橡胶的抗热氧老化性能，
本发明进一步设置为：所述改性木质素的制备过程如下：
第一步，将稻草浸入1,4-丁二醇中，加热至200-210℃，保持压力1.5-2MPa，持续1.5-2h，接着离心过滤得到木质素溶液，然后加三倍体积的水并搅拌，抽滤得到木质素沉淀，再水洗、烘干，得到HBS木质素；
第二步，将20-25份HBS木质素、4-5份聚乙烯蜡和0.2-0.3份APS混合，搅拌并升温至160-170℃，反应20-30min后出料，研磨，得到改性木质素。
通过采用上述技术方案，木质素与橡塑混合物的相容性大大提高，有助于木质素分散。
本发明进一步设置为：所述抗氧化剂为抗氧化剂1076。
通过采用上述技术方案，抗氧化效果好。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过对聚氯乙烯进行改性，有助于提高其耐老化性能；
2.橡胶与聚氯乙烯共混改性，有助于提高PVC层耐水性能；
3.天然橡胶经过改性，有助于提高其耐老化性能；
4.通过木质素的加入，有助于提高PVC层的耐热氧老化性能。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图。
附图标记说明：1、基布层；2、PVC层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
一种背负式喷雾器药袋用PVC皮革，如图1所示，包括基布层1以及涂覆在基布层1一侧的PVC层2。基布层1为平纹涤纶无纺布。
实施例二：
实施例一中的PVC层2包括如下重量份的组分：
改性PVC 100份；
邻苯二甲酸二辛酯 50份；
天然橡胶 15份；
抗氧化剂1076 0.5份；
改性木质素 3份。
改性PVC的制备过程如下：
第一步，按重量份计，先将50份环氧树脂和35份二氧六环混合均匀，升温至50℃，待完全溶解后升温至80℃，再加入6份马来酸酐、0.5份BPO，持续反应2h，接着继续加入6份马来酸酐、0.5份BPO和3份硝酸铈，继续反应3h，降温出料，得到接枝产物；
第二步，将8份接枝产物、90份聚氯乙烯、2份有机锡稳定剂、4份二乙烯三胺、0.3份聚乙烯蜡于90℃下热混10min，再冷混至室温，接着于160℃下挤出造粒，得到改性PVC。
环氧树脂牌号为E-20，购买自广州市三昌化工有限公司；有机锡稳定剂为硫醇甲基锡；聚乙烯蜡牌号为OP-725，购买自青岛海昊化工有限公司；聚氯乙烯牌号PR-440，购买自台塑工业(宁波)有限公司。
天然橡胶的制备过程如下：
第一步，先将10份纳米二氧化硅、100份水、0.3份OP-10混合均匀，以2500rpm的速度搅拌20min，接着加入2份KH560、1.5份十七氟癸基三甲氧基硅烷，加热至50℃，搅拌反应30min，出料后得到浆料；
第二步，取固含量为10wt%的天然橡胶乳液100份，再加入70份上述浆料，搅拌混合1h，再加入3份3wt%甲酸，得到絮凝胶，水洗，最后置于70℃下烘干24h，得到橡胶。
纳米二氧化硅粒径为50nm；天然橡胶乳液购买自海南天然橡胶股份有限公司，经去离子水调配而成。
改性木质素的制备过程如下：
第一步，将稻草浸入1,4-丁二醇中直至完全浸没，加热至200℃，保持压力1.5MPa，持续1.5h，接着离心过滤得到木质素溶液，然后加三倍体积的水并搅拌，抽滤得到木质素沉淀，再水洗、烘干，得到HBS木质素；
第二步，将20份HBS木质素、4份聚乙烯蜡和0.2 APS混合，搅拌并升温至160℃，反应20min后出料，研磨，得到改性木质素。
PVC皮革的制备过程如下：
第一步，按上述配方所述重量份，先混合改性PVC、改性木质素和天然橡胶，加热至130℃，混炼10min，得到共混物；
第二步，将上述共混物、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂1076混合，加热至120℃，持续搅拌1h，再置于反应釜中，温度140℃，反应10min，得到混合物；
第三步，将上述混合物涂覆在基布层上，于110℃下熔融塑化10min，冷却后得到PVC皮革。
实施例三：
实施例一中的PVC层2包括如下重量份的组分：
改性PVC 110份；
邻苯二甲酸二辛酯 60份；
天然橡胶 20份；
抗氧化剂1076 1份；
改性木质素 5份。
改性PVC的制备过程如下：
第一步，按重量份计，先将60份环氧树脂和40份二氧六环混合均匀，升温至60℃，待完全溶解后升温至90℃，再加入8份马来酸酐、1份BPO，持续反应3h，接着继续加入8份马来酸酐、1份BPO和5份硝酸铈，继续反应4h，降温出料，得到接枝产物；
第二步，将10份接枝产物、100份聚氯乙烯、3份有机锡稳定剂、6份二乙烯三胺、0.5份聚乙烯蜡于100℃下热混15min，再冷混至室温，接着于180℃下挤出造粒，得到改性PVC。
环氧树脂牌号为E-20，购买自广州市三昌化工有限公司；有机锡稳定剂为硫醇甲基锡；聚乙烯蜡牌号为OP-725，购买自青岛海昊化工有限公司；聚氯乙烯牌号PR-440，购买自台塑工业(宁波)有限公司。
天然橡胶的制备过程如下：
第一步，先将12份纳米二氧化硅、120份水、0.5份OP-10混合均匀，以3000rpm的速度搅拌30min，接着加入3份KH560、2份十七氟癸基三甲氧基硅烷，加热至60℃，搅拌反应50min，出料后得到浆料；
第二步，取固含量为10wt%的天然橡胶乳液120份，再加入80份上述浆料，搅拌混合2h，再加入5份3wt%甲酸，得到絮凝胶，水洗，最后置于80℃下烘干36h，得到橡胶。
纳米二氧化硅粒径为50nm；天然橡胶乳液购买自海南天然橡胶股份有限公司，经去离子水调配而成。
改性木质素的制备过程如下：
第一步，将稻草浸入1,4-丁二醇中直至完全浸没，加热至210℃，保持压力2MPa，持续2h，接着离心过滤得到木质素溶液，然后加三倍体积的水并搅拌，抽滤得到木质素沉淀，再水洗、烘干，得到HBS木质素；
第二步，将25份HBS木质素、5份聚乙烯蜡和0.3份APS混合，搅拌并升温至170℃，反应30min后出料，研磨，得到改性木质素。
PVC皮革的制备过程如下：
第一步，按上述配方所述重量份，先混合改性PVC、改性木质素和天然橡胶，加热至150℃，混炼12min，得到共混物；
第二步，将上述共混物、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂1076混合，加热至130℃，持续搅拌2h，再置于反应釜中，温度150℃，反应20min，得到混合物；
第三步，将上述混合物涂覆在基布层上，于120℃下熔融塑化15min，冷却后得到PVC皮革。
实施例四：
实施例一中的PVC层2包括如下重量份的组分：
改性PVC 105份；
邻苯二甲酸二辛酯 55份；
天然橡胶 18份；
抗氧化剂1076 0.8份；
改性木质素 4份。
改性PVC的制备过程如下：
第一步，按重量份计，先将55份环氧树脂和38份二氧六环混合均匀，升温至55℃，待完全溶解后升温至85℃，再加入7份马来酸酐、0.8份BPO，持续反应2.5h，接着继续加入7份马来酸酐、0.8份BPO和4份硝酸铈，继续反应3.5h，降温出料，得到接枝产物；
第二步，将9份接枝产物、95份聚氯乙烯、2.5份有机锡稳定剂、5份二乙烯三胺、0.4份聚乙烯蜡于95℃下热混12min，再冷混至室温，接着于170℃下挤出造粒，得到改性PVC。
环氧树脂牌号为E-20，购买自广州市三昌化工有限公司；有机锡稳定剂为硫醇甲基锡；聚乙烯蜡牌号为OP-725，购买自青岛海昊化工有限公司；聚氯乙烯牌号PR-440，购买自台塑工业(宁波)有限公司。
天然橡胶的制备过程如下：
第一步，先将11份纳米二氧化硅、110份水、0.4份OP-10混合均匀，以2800rpm的速度搅拌25min，接着加入2.5份KH560、1.8份十七氟癸基三甲氧基硅烷，加热至55℃，搅拌反应40min，出料后得到浆料；
第二步，取固含量为10wt%的天然橡胶乳液110份，再加入75份上述浆料，搅拌混合1.5h，再加入4份3wt%甲酸，得到絮凝胶，水洗，最后置于75℃下烘干30h，得到橡胶。
纳米二氧化硅粒径为50nm；天然橡胶乳液购买自海南天然橡胶股份有限公司，经去离子水调配而成。
改性木质素的制备过程如下：
第一步，将稻草浸入1,4-丁二醇中直至完全浸没，加热至205℃，保持压力1.8MPa，持续1.8h，接着离心过滤得到木质素溶液，然后加三倍体积的水并搅拌，抽滤得到木质素沉淀，再水洗、烘干，得到HBS木质素；
第二步，将22份HBS木质素、4.5份聚乙烯蜡和0.25份APS混合，搅拌并升温至165℃，反应25min后出料，研磨，得到改性木质素。
PVC皮革的制备过程如下：
第一步，按上述配方所述重量份，先混合改性PVC、改性木质素和天然橡胶，加热至140℃，混炼11min，得到共混物；
第二步，将上述共混物、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂1076混合，加热至125℃，持续搅拌1.5h，再置于反应釜中，温度145℃，反应15min，得到混合物；
第三步，将上述混合物涂覆在基布层上，于115℃下熔融塑化12min，冷却后得到PVC皮革。
实施例五：
与实施例四的区别在于，PVC层不包括改性木质素。
实施例六：
与实施例四的区别在于，改性木质素为HBS木质素，即改性木质素制备过程未进行第二步。
实施例七：
与实施例四的区别在于，橡胶制备过程中未加入十七氟癸基三甲氧基硅烷。
实施例八：
与实施例四的区别在于，橡胶为普通天然橡胶。
实施例九：
与实施例四的区别在于，橡胶为丁苯橡胶。
对比例一：
与实施例四的区别在于，PVC层不包括橡胶。
对比例二：
与实施例四的区别在于，改性PVC为普通PVC。
对比例三：
与实施例四的区别在于，改性PVC制备过程中未加入硝酸铈。
PVC皮革性能测试：
按照GB/T 8948-2008《聚氯乙烯人造革》中记载的方法，对实施例二至四的PVC皮革进行性能测试，测试结果：均符合要求。
参考FZ/T 01008-2008《涂层织物热空气加速老化试验方法》中记载的方法，对实施例二至九、对比例一至三的PVC皮革进行耐热氧老化性能测试，采用方法B，温度100℃，测试时间为7天，测试结果为质量损失率，所得结果见表1。
按照FZ/T 75002-2014《涂层织物光加速老化试验方法》中记载的方法，对实施例二至九、对比例一至三的PVC皮革进行耐光老化性能测试，紫外线强度15000μW/cm2，光照时间2h，波长360nm，测试结果为撕裂强度损失率，所得结果见表1。
对实施例二至九、对比例一至三的PVC皮革进行吸水率测试，浸水150h，温度40℃，所得结果见表1。
表1 PVC皮革性能测试结果记录表
耐热氧老化/% 耐光老化/% 吸水率/%
实施例二 0.42 8.65 0.12
实施例三 0.44 8.82 0.14
实施例四 0.38 8.23 0.12
实施例五 0.85 9.36 0.13
实施例六 0.79 9.25 0.13
实施例七 0.61 10.26 0.22
实施例八 0.82 12.52 0.21
实施例九 0.51 9.26 0.25
对比例一 0.41 8.55 0.36
对比例二 2.56 24.6 0.15
对比例三 1.42 14.7 0.15
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种背负式喷雾器药袋用PVC皮革，包括基布层(1)和PVC层(2)，其特征在于：所述PVC层(2)包括如下重量份的组分：
改性PVC 100-110份；
增塑剂 50-60份；
橡胶 15-20份；
改性木质素 3-5份；
抗氧化剂 0.5-1份；
所述改性PVC的制备过程如下：
第一步，按重量份计，先将50-60份环氧树脂和35-40份二氧六环混合均匀，升温至50-60℃，待完全溶解后升温至80-90℃，再加入6-8份马来酸酐、0.5-1份引发剂，持续反应2-3h，接着继续加入6-8份马来酸酐、0.5-1份引发剂和3-5份硝酸铈，继续反应3-4h，降温出料，得到接枝产物；
第二步，将8-10份接枝产物、90-100份聚氯乙烯、2-3份有机锡稳定剂、4-6份二乙烯三胺、0.3-0.5份聚乙烯蜡于90-100℃下热混10-15min，再冷混至室温，接着于160-180℃下挤出造粒，得到改性PVC；
所述橡胶的制备过程如下：
第一步，先将10-12份纳米二氧化硅、100-120份水、0.3-0.5份OP-10混合均匀，以2500-3000rpm的速度搅拌20-30min，接着加入2-3份KH560、1.5-2份十七氟癸基三甲氧基硅烷，加热至50-60℃，搅拌反应30-50min，出料后得到浆料；
第二步，取固含量为10wt%的天然橡胶乳液100-120份，再加入70-80份上述浆料，搅拌混合1-2h，再加入3-5份3wt%甲酸，得到絮凝胶，水洗，最后置于70-80℃下烘干24-36h，得到橡胶；
所述改性木质素的制备过程如下：
第一步，将稻草浸入1,4-丁二醇中，加热至200-210℃，保持压力1.5-2MPa，持续1.5-2h，接着离心过滤得到木质素溶液，然后加三倍体积的水并搅拌，抽滤得到木质素沉淀，再水洗、烘干，得到HBS木质素；
第二步，将20-25份HBS木质素、4-5份聚乙烯蜡和0.2-0.3份APS混合，搅拌并升温至160-170℃，反应20-30min后出料，研磨，得到改性木质素。
2.根据权利要求1所述的一种背负式喷雾器药袋用PVC皮革，其特征在于：所述引发剂为BPO。
3.根据权利要求1所述的一种背负式喷雾器药袋用PVC皮革，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧化剂1076。
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