CN111057321A - 一种护坡防洪的pvc复合板桩及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及板桩的技术领域，更具体地，本发明涉及一种护坡防洪的PVC复合板桩及其制备方法。本发明第一个方面提供了一种PVC板桩，其制备原料包括A组分、B组分以及C组分；其中，A组分包括改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯，B组分包括稳定剂以及增塑剂，C组分包括钙粉以及钛白粉；其中，改性聚氯乙烯的制备原料包括氯乙烯、丙烯酸、

Description

一种护坡防洪的PVC复合板桩及其制备方法
技术领域
本发明涉及板桩的技术领域，更具体地，本发明涉及一种护坡防洪的PVC复合板桩及其制备方法。
背景技术
传统的板桩按材料可分为木板粧、钢板桩、钢筋混凝土板桩等。这些材质均有着一定的缺陷，木板桩强度低，易受微生物攻击而降解；钢板桩与钢筋混凝土板桩造价髙，人力机械力成本高、易腐蚀；近年来发达国家兴起了一种新型的PVC板桩，PVC板桩相较于传统板桩具有耐腐蚀、质轻、强度高、造价低、适宜大规模生产、易于维护等诸多优点；PVC板桩有望在堤坝加固、池塘挡水、市政工程等部分领域取代传统板桩。
聚氯乙烯(PVC)作为五大通用塑料之一，其产量仅次于聚乙烯居第二位；PVC树脂是由液态的氯乙烯单体(VCM)经悬浮、乳液、本体或溶液法工艺聚合而成。PVC由于其价廉、特有的阻燃、绝缘、耐磨等优良的机械性能在工农业日常生活中获得了广泛的应用；然而实际应用中，在热、光、氧、电、辐射、臭氧、机械等外因作用下，PVC易发生老化降解，导致其变色、脆化、龟裂、机械性能下降，最终丧失其使用价值，PVC自身结构的缺陷是导致其易老化的内因；而且PVC材料在实际应用过程中容易被海水腐蚀，且出现老化降解、力学性能不稳定等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种护坡防洪的PVC复合板桩，其制备原料包括A组分、B组分以及C组分；其中，A组分包括改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯，B组分包括稳定剂以及增塑剂，C组分包括钙粉以及钛白粉；其中，改性聚氯乙烯的制备原料包括氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000011
以及醇类物质，R至少含有双键、卤素中的一种，醇类物质中含有一个双键。
作为本发明的一种优选技术方案，其中，按重量份计，制备原料包括100～150份A组分、5～20份B组分以及5～30份C组分。
作为本发明的一种优选技术方案，其中，氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000021
以及醇类物质的摩尔比为(3～8)：1：(0.6～1)：(0.6～1)。
作为本发明的一种优选技术方案，其中，R的结构选自
Figure BDA0001965210450000022
Figure BDA0001965210450000023
中的任一种或多种的组合。
作为本发明的一种优选技术方案，其中，醇类物质选自香茅醇、香叶醇、橙花醇、3-庚烯-1-醇、十一碳-9-烯-1-醇中的任一种或多种的组合。
作为本发明的一种优选技术方案，其中，稳定剂选自受阻胺类稳定剂、二苯甲酮类稳定剂、水杨酸脂类稳定剂中的任一种或多种的组合。
作为本发明的一种优选技术方案，其中，稳定剂为受阻胺类稳定剂，且所述稳定剂为光稳定剂770和/或光稳定剂123。
作为本发明的一种优选技术方案，其中，改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯的重量比为1：(2～6)：(0.6～1.5)。
本发明的第二个方面提供了所述PVC复合板桩的制备方法，包括熔融、挤压成型以及冷却三个步骤。
作为本发明的一种优选技术方案，其中，熔融过程为依次将氯化聚乙烯、聚丙烯酸甲酯、稳定剂、增塑剂、改性聚氯乙烯总重量的二分之一、钙粉、钛白粉以及剩余的改性聚氯乙烯置于熔融设备中，共混加热。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本发明提供的PVC复合板桩有利于提高材料的拉伸强度以及抗冲击强度，从而延长材料的应用领域以及应用周期，减少使用成本；
(2)本发明提供PVC复合板桩还能够从多个维度提高材料的防老化性能，提高PVC材料的实际应用性以及生命周期，还可以保护环境，降低对环境的污染；
(3)本发明提供的PVC复合板桩生产过程简单，成本低，适合工业化生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
本发明第一个方面提供了一种PVC板桩，其制备原料包括A组分、B组分以及C组分；其中，A组分包括改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯，B组分包括稳定剂以及增塑剂，C组分包括钙粉以及钛白粉；其中，改性聚氯乙烯的制备原料包括氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000031
以及醇类物质，R至少含有双键、卤素中的一种，醇类物质中含有一个双键。
优选地，在一种实施方式中，按重量份计，所述制备原料包括100～150份A组分、5～20份B组分以及5～30份C组分。
更优选地，在一种实施方式中，按重量份计，所述制备原料包括130份A组分、15份B组分以及12份C组分。
在一种实施方式中，所述改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯的重量比为1：(2～5)：(0.6～1.5)；优选地，所述改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯的重量比为1：(3～5)：(0.8～1.2)；更优选地，所述改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯的重量比为1：4.5：0.9。
改性聚氯乙烯：
本发明所述改性聚氯乙烯由氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000032
以及醇类物质制备而成。
在一种实施方式中，氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000033
以及醇类物质的摩尔比为(3～8)：1：(0.6～1)：(0.6～1)；优选地，所述氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000034
以及醇类物质的摩尔比为(4～7)：1：(0.7～0.9)：(0.7～0.9)；更优选地，所述氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000041
以及醇类物质的摩尔比为6：1：0.8：0.8。
在一种实施方式中，所述R的结构选自
Figure BDA0001965210450000042
Figure BDA0001965210450000043
中的任一种或多种的组合；优选地，所述R的结构为
Figure BDA0001965210450000044
在一种实施方式中，所述醇类物质选自香茅醇、香叶醇、橙花醇、3-庚烯-1-醇、十一碳-9-烯-1-醇中的任一种或多种的组合；优选地，所述醇类物质为香茅醇。
在一种实施方式中，所述改性聚氯乙烯的制备方法如下：
(1)将所述
Figure BDA0001965210450000045
醇类物质在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加催化剂与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在75～85℃下，反应8～15h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即得物质W；
(2)取250mL三口瓶，加入丙烯酸、物质W以及甲磺酸，将三口烧瓶放入油浴中，加热搅拌；反应6～10h，将反应液冷却静置，缓慢加入氯仿和20％的NaCl溶液，待它们充分搅拌均匀后转至分液漏斗中，分去底层(即水层)，将剩下的油层转移置烧杯中，用蒸馏水洗涤溶液3次后继续分去底层，之后加入无水硫酸钠进行干燥处理，过滤后的滤液置于70～80℃下进行减压蒸馏，可得到无色透明液体，为物质H；
(3)将所述物质H、氯乙烯在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加催化剂与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在85～95℃下，反应10～20h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即改性聚氯乙烯。
在一种实施方式中，所述催化剂选自氧化环己酮、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢；优选地，所述催化剂为过氧化二苯甲酰；本发明对所用催化剂不做特别的限制。
在一种实施方式中，所述步骤(1)中催化剂与醇类物质的摩尔比为(0.002～0.008)：1；优选地，所述催化剂与醇类物质的摩尔比为(0.004～0.006)：1；更优选地，所述催化剂与醇类物质的摩尔比为0.005：1。
在一种实施方式中，所述步骤(2)中氯仿和20％的NaCl溶液的体积比为(1.5～2.5)：1；优选地，所述步骤(2)中氯仿和20％的NaCl溶液的体积比为2：1。
在一种实施方式中，所述甲磺酸与丙烯酸的摩尔比为(0.002～0.008)：1；优选地，所述甲磺酸与丙烯酸的摩尔比为0.0045：1。
在一种实施方式中，所述步骤(3)中催化剂与氯乙烯的摩尔比为(0.003～0.01)：1；优选地，所述催化剂与氯乙烯的摩尔比为(0.005～0.008)：1；更优选地，所述催化剂与氯乙烯的摩尔比为0.007：1。
优选地，在一种实施方式中，所述改性聚氯乙烯的制备方法如下：
(1)将所述
Figure BDA0001965210450000051
醇类物质在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加过氧化二苯甲酰与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在80℃下，反应10h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即得物质W；
(2)取250mL三口瓶，加入丙烯酸、物质W以及甲磺酸，将三口烧瓶放入油浴中，加热搅拌；反应9h，将反应液冷却静置，缓慢加40mL入氯仿和20mL20％的NaCl溶液，待它们充分搅拌均匀后转至分液漏斗中，分去底层(即水层)，将剩下的油层转移置烧杯中，用蒸馏水洗涤溶液3次后继续分去底层，之后加入无水硫酸钠进行干燥处理，过滤后的滤液置于75℃下进行减压蒸馏，可得到无色透明液体，为物质H；
(3)将所述物质H、氯乙烯在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加过氧化二苯甲酰与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在90℃下，反应18h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即改性聚氯乙烯。
氯化聚乙烯：
氯化聚乙烯，为饱和高分子材料，外观为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐候性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能；韧性良好(在-30℃仍有柔韧性)，与其它高分子材料具有良好的相容性，且分解温度较高，但是其在长时间使用过程中容易脱去氯化氢，一方面增加对自身材料的酸腐蚀性，另一方面加速自身的降解、老化，降低材料的力学性能。
在一种实施方式中，所述氯化聚乙烯购自山东三义实业股份有限公司，CPE3035；本发明中对所述氯化聚乙烯的购买厂家不做特别限制。
聚丙烯酸甲酯：
聚丙烯酸甲酯〔英文名称poly(methyl acrylate)；Polymethacrylates〕又名2-丙烯酸甲酯的均聚物(2-Propenoicacid methylester homopolymer)，聚丙烯酸酯类聚合物的一种。是一种坚韧的，有一定强度的乳白色透明橡胶态粘稠浆液物质。室温下不发黏或很少发黏。可燃，具有好的粘接性和弹性，强度较差。适用于作丙烯酸酯橡胶基材、复合玻璃透明夹层等。适用于作织物、皮革、纸张处理剂，胶黏剂，建筑用乳胶漆等；还可以适合做锂电池的电解液；其CAS为9003-21-8。
在一种实施方式中，所述稳定剂与增塑剂的重量比为1：(0.3～2)；优选地，所述稳定剂与增塑剂的重量比为1：(0.5～1.5)；更优选地，所述稳定剂与增塑剂的重量比为1：0.9。
稳定剂：
在一种实施方式中，所述稳定剂选自受阻胺类稳定剂、二苯甲酮类稳定剂、水杨酸脂类稳定剂中的任一种或多种的组合。
作为受阻胺类稳定剂的实例，包括但不限于：光稳定剂622、光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂783、光稳定剂791、光稳定剂3853、光稳定剂292、光稳定剂123。
作为二苯甲酮类稳定剂的实例，包括但不限于：2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4,4′-二甲氧基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4,4′-二甲氧基-5-磺基二苯甲酮的钠盐、2-羟基-4-甲氧基-2′-羧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮三水合物、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十八烷氧基二苯甲酮、2,2′,4,4′-四羟基二苯甲酮、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮。
优选地，在一种实施方式中，所述稳定剂为光稳定剂770和/或光稳定剂123；优选地，所述稳定剂为光稳定剂770和光稳定剂123；进一步优选地，所述光稳定剂770与光稳定剂123的重量比为1：(0.5～2)；更优选地，所述光稳定剂770与光稳定剂123的重量比为1：1.5。
在实验过程中，申请人意外发现，在PVC复合板桩中添加稳定剂、化学改性得到的特定结构的改性聚氯乙烯能有利于提高PVC复合板桩所得材料体系的防老化性能、拉伸强度、韧性以及使用过程中的补强性能，这可能是因为在PVC复合板桩体系中，光稳定剂770、光稳定剂123以及改性聚氯乙烯提高分子链之间的物理作用，并有利于均一体系的形成，避免产生应力集中或空穴，延长了缩颈现象的发生，从而提高了材料塑性形变的失稳点；此外，也有利于提高PVC复合板桩收到外力冲击下能量的吸收，从而提高材料的韧性以及抗冲击性；另一方面，在紫外线、海水处理过程中，在阻止基体材料产生结构改变的时候，光稳定剂770与光稳定剂123会发生键的断裂与重组，形成新的三维网络体系，延缓分子链的断裂；而改性聚氯乙烯紫外线照射下，可以吸收能量，产生热量，通过介质输送到PVC体系外面，避免PVC体系中各种基体材料的结构变化，同时，可以吸收体系产生的少量氯化氢，从而减少金属离子在其周围的富集，进一步避免PVC材料的降解，提高体系的防老化性能。
增塑剂：
在一些实施方式中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类增塑剂、戊二酸酯类增塑剂、己二酸酯类增塑剂、壬二酸酯类增塑剂、癸二酸酯类增塑剂、磷酸酯类增塑剂、硬脂酸酯类增塑剂、硬脂酸中的任一种或多种的组合。
作为邻苯二甲酸酯类增塑剂的实例，包括但不限于：邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丙酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸丁辛酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二正己酯、邻苯二甲酸二(2-乙基丁)酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二(甲基环己)酯、邻苯二甲酸正丁环己酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸丁癸酯、邻苯二甲酸正辛·正癸酯、邻苯二甲酸异辛异癸酯、邻苯二甲酸乙基己基癸酯、邻苯二甲酸二(十一)酯、邻苯二甲酸二(十二)酯、邻苯二甲酸二(十三)酯、邻苯二甲酸辛·十三酯、邻苯二甲酸癸·十三酯、邻苯二甲酸丁·十四酯、邻苯二甲酸仲·异辛酯、邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二苄酯、邻苯二甲酸丁·苄酯、邻苯二甲酸辛·苄酯、邻苯二甲酸二(甲氧基乙)酯、邻苯二甲酸二(乙氧基乙)酯、邻苯二甲酸二(丁氧基乙)酯、甲基邻苯二甲酰基乙醇酸乙酯、乙基邻苯二甲酰基乙醇酸乙酯、丁基邻苯二甲酰基乙醇酸丁酯、邻苯二甲酸C6～C10正构醇混合酯、邻苯二甲酸C7～C9醇混合酯、邻苯二甲酸C7～C10醇混合酯、邻苯二甲酸C8～C10正构醇混合酯、邻苯二甲酸C9～C11醇混合酯、邻苯二甲酸C7～C11醇混合酯、邻苯二甲酸二(C8～C13)酯、四氢化邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、四氢化邻苯二甲酸二正辛酯、四氢化邻苯二甲酸二异癸酯、四氢化邻苯二甲酸C7～C10烷基酯、六氢化邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二苄必醇酯、邻苯二甲酸二氢化松香醇酯、Santicizer 213，218A，267，679，885、Loxiol W100，W101，W300S、增塑剂DGPO、增塑剂BD。
作为硬脂酸酯类增塑剂的实例，包括但不限于：硬脂酸正丁酯、单硬脂酸甘油酯、硬脂酸2-丁氧基乙酯、乙酰氧基硬脂酸丁酯、单硬脂酸1,2-丙二醇酯、甘油三(乙酰氧基硬脂酸)酯、二硬脂酸二甘醇酯、五氯硬脂酸甲酯、硬脂酸甲氧乙酯。
在一种实施方式中，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸以及单硬脂酸甘油酯；优选地，所述邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸以及单硬脂酸甘油酯的重量比为1：(2～4)：(2～4)；更优选地，所述邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸以及单硬脂酸甘油酯的重量比为1：4：3；其中，所述邻苯二甲酸二辛酯的CAS为117-81-7，所述硬脂酸的CAS为57-11-4，所述单硬脂酸甘油酯的CAS为123-94-4。
在一种实施方式中，所述钙粉与钛白粉的重量比为1：(0.5～1.5)；优选地，所述钙粉与钛白粉的重量比为1：(0.8～1.2)；更优选地，所述钙粉与钛白粉的重量比为1：1。
在一种实施方式中，所述钙粉的粒径为1～3μm；优选地，所述钙粉的粒径为1.5～2.5μm；所述钙粉购自灵寿县乾鑫钙业，本发明对购买厂家不做特别限制。
在一种实施方式中，所述钛白粉的粒径为150～300nm；优选地，所述钛白粉的粒径为200～250nm；所述钛白粉购自上海楷顺精细化工有限公司，本发明对购买厂家不做特别限制。
本发明第二个方面提供一种所述PVC复合板桩的制备方法，包括熔融、挤压成型以及冷却三个步骤。
在一种实施方式中，所述熔融过程为依次将氯化聚乙烯、聚丙烯酸甲酯、稳定剂、增塑剂、改性聚氯乙烯总重量的二分之一、钙粉、钛白粉以及剩余的改性聚氯乙烯置于熔融设备中，共混加热。
在一种实施方式中，所述PVC复合板桩的制备方法如下：
(1)熔融：按重量份，依次将氯化聚乙烯、聚丙烯酸甲酯、稳定剂、增塑剂、改性聚氯乙烯总重量的二分之一、钙粉、钛白粉以及剩余的改性聚氯乙烯置于熔融设备中，于140～180℃下共混加热，熔融挤出，得到物质A；
(2)挤压成型：将步骤(1)所得物质A在140～180℃开炼机上开炼5～10min，将所得片材放入相应模具中，模压成型，热压条件：170～210℃，12～16MPa，预热1～3min，压制3～8min；
(3)冷却：将步骤(2)所得物质B在10～15MPa，冷却定型3～8min，即得到所述复合PVC板桩。
优选地，在一种实施方式中，所述PVC复合板桩的制备方法如下：
(1)熔融：按重量份，依次将氯化聚乙烯、聚丙烯酸甲酯、稳定剂、增塑剂、改性聚氯乙烯总重量的二分之一、钙粉、钛白粉以及剩余的改性聚氯乙烯置于熔融设备中，于155℃下共混加热，熔融挤出，得到物质A；
(2)挤压成型：将步骤(1)所得物质A在160℃开炼机上开炼6min，将所得片材放入相应模具中，模压成型，热压条件：165℃，13MPa，预热2min，压制5min；
(3)冷却：将步骤(2)所得物质B在12MPa，冷却定型6min，即得到所述PVC复合板桩。
在实验过程中申请人意外发现，通过调控不同原料的添加顺序可以调控所得PVC板桩的力学性能以及抗老化性能，通过实验意外发现，当依次将氯化聚乙烯、聚丙烯酸甲酯、稳定剂、增塑剂、改性聚氯乙烯总重量的二分之一、钙粉、钛白粉以及剩余的改性聚氯乙烯置于熔融设备中时，所得PVC复合板桩性能最佳，这可能由于按照这种顺序添加时，各种成分之间接触充分、不同组分彼此之间的过渡层作用力较强，从而有效避免PVC体系中部分物质的挥发、迁移，提高所得PVC体系的力学性能以及抗老化性能。
实施例1
本发明的实施例1提供一种PVC复合板桩，其制备原料包括130份A组分、15份B组分以及12份C组分；
A组分包括改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯，所述改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯的重量比为1：4.5：0.9；
所述改性聚氯乙烯由氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000101
以及醇类物质制备而成，所述氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000102
以及醇类物质的摩尔比为6：1：0.8：0.8；
所述R的结构为
Figure BDA0001965210450000103
所述醇类物质为香茅醇；
所述改性聚氯乙烯的制备方法如下：
(1)将所述
Figure BDA0001965210450000104
醇类物质在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加过氧化二苯甲酰与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在80℃下，反应10h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即得物质W；
(2)取250mL三口瓶，加入丙烯酸、物质W以及甲磺酸，将三口烧瓶放入油浴中，加热搅拌；反应9h，将反应液冷却静置，缓慢加40mL入氯仿和20mL20％的NaCl溶液，待它们充分搅拌均匀后转至分液漏斗中，分去底层(即水层)，将剩下的油层转移置烧杯中，用蒸馏水洗涤溶液3次后继续分去底层，之后加入无水硫酸钠进行干燥处理，过滤后的滤液置于75℃下进行减压蒸馏，可得到无色透明液体，为物质H；
(3)将所述物质H、氯乙烯在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加过氧化二苯甲酰与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在90℃下，反应18h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即改性聚氯乙烯；
所述步骤(1)中过氧化二苯甲酰与醇类物质的摩尔比为0.005：1；
所述步骤(2)中氯仿和20％的NaCl溶液的体积比为2：1；
所述甲磺酸与丙烯酸的摩尔比为0.0045：1；
所述步骤(3)中过氧化二苯甲酰与氯乙烯的摩尔比为0.007：1；
所述B组分包括稳定剂以及增塑剂，所述稳定剂与增塑剂的重量比为1：0.9；
所述稳定剂为光稳定剂770和光稳定剂123，所述光稳定剂770与光稳定剂123的重量比为1：1.5；
所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸以及单硬脂酸甘油酯，所述邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸以及单硬脂酸甘油酯的重量比为1：4：3；
所述C组分包括钙粉以及钛白粉，所述钙粉与钛白粉的重量比为1：1；
所述钙粉的粒径为1.5～2.5μm；
所述钛白粉的粒径为200～250nm；
所述PVC复合板桩的制备方法如下：
(1)熔融：按重量份，依次将氯化聚乙烯、聚丙烯酸甲酯、稳定剂、增塑剂、改性聚氯乙烯总重量的二分之一、钙粉、钛白粉以及剩余的改性聚氯乙烯置于熔融设备中，于155℃下共混加热，熔融挤出，得到物质A；
(2)挤压成型：将步骤(1)所得物质A在160℃开炼机上开炼6min，将所得片材放入相应模具中，模压成型，热压条件：165℃，13MPa，预热2min，压制5min；
(3)冷却：将步骤(2)所得物质B在12MPa，冷却定型6min，即得到所述PVC复合板桩。
实施例2
本发明的实施例2提供一种PVC复合板桩，其制备原料包括150份A组分、20份B组分以及30份C组分；
A组分包括改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯，所述改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯的重量比为1：5：1.5；
所述改性聚氯乙烯由氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000121
以及醇类物质制备而成，所述氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000122
以及醇类物质的摩尔比为8：1：1：1；
所述R的结构为
Figure BDA0001965210450000123
所述醇类物质为香茅醇；
所述改性聚氯乙烯的制备方法如下：
(1)将所述
Figure BDA0001965210450000124
醇类物质在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加过氧化二苯甲酰与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在80℃下，反应10h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即得物质W；
(2)取250mL三口瓶，加入丙烯酸、物质W以及甲磺酸，将三口烧瓶放入油浴中，加热搅拌；反应9h，将反应液冷却静置，缓慢加40mL入氯仿和20mL20％的NaCl溶液，待它们充分搅拌均匀后转至分液漏斗中，分去底层(即水层)，将剩下的油层转移置烧杯中，用蒸馏水洗涤溶液3次后继续分去底层，之后加入无水硫酸钠进行干燥处理，过滤后的滤液置于75℃下进行减压蒸馏，可得到无色透明液体，为物质H；
(3)将所述物质H、氯乙烯在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加过氧化二苯甲酰与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在90℃下，反应18h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即改性聚氯乙烯；
所述步骤(1)中过氧化二苯甲酰与醇类物质的摩尔比为0.008：1；
所述甲磺酸与丙烯酸的摩尔比为0.0045：1；
所述步骤(2)中氯仿和20％的NaCl溶液的体积比为2.5：1；
所述步骤(3)中过氧化二苯甲酰与氯乙烯的摩尔比为0.01：1；
所述B组分包括稳定剂以及增塑剂，所述稳定剂与增塑剂的重量比为1：2；
所述稳定剂为光稳定剂770和光稳定剂123，所述光稳定剂770与光稳定剂123的重量比为1：2；
所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸以及单硬脂酸甘油酯，所述邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸以及单硬脂酸甘油酯的重量比为1：4：4；
所述C组分包括钙粉以及钛白粉，所述钙粉与钛白粉的重量比为1：1.5；
所述钙粉的粒径为1.5～2.5μm；
所述钛白粉的粒径为200～250nm；
所述PVC复合板桩的制备方法同实施例1。
实施例3
本发明的实施例3提供一种PVC复合板桩，其制备原料包括100份A组分、5份B组分以及5份C组分；
A组分包括改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯，所述改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯的重量比为1：2：0.6；
所述改性聚氯乙烯由氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000131
以及醇类物质制备而成，所述氯乙烯、丙烯酸、
Figure BDA0001965210450000132
以及醇类物质的摩尔比为3：1：0.6：0.6；
所述R的结构为
Figure BDA0001965210450000141
所述醇类物质为香茅醇；
所述改性聚氯乙烯的制备方法如下：
(1)将所述
Figure BDA0001965210450000142
醇类物质在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加过氧化二苯甲酰与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在80℃下，反应10h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即得物质W；
(2)取250mL三口瓶，加入丙烯酸、物质W以及甲磺酸，将三口烧瓶放入油浴中，加热搅拌；反应9h，将反应液冷却静置，缓慢加40mL入氯仿和20mL20％的NaCl溶液，待它们充分搅拌均匀后转至分液漏斗中，分去底层(即水层)，将剩下的油层转移置烧杯中，用蒸馏水洗涤溶液3次后继续分去底层，之后加入无水硫酸钠进行干燥处理，过滤后的滤液置于75℃下进行减压蒸馏，可得到无色透明液体，为物质H；
(3)将所述物质H、氯乙烯在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加过氧化二苯甲酰与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在90℃下，反应18h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即改性聚氯乙烯；
所述步骤(1)中过氧化二苯甲酰与醇类物质的摩尔比为0.002：1；
所述甲磺酸与丙烯酸的摩尔比为0.0045：1；
所述步骤(2)中氯仿和20％的NaCl溶液的体积比为1.5：1；
所述步骤(3)中过氧化二苯甲酰与氯乙烯的摩尔比为0.003：1；
所述B组分包括稳定剂以及增塑剂，所述稳定剂与增塑剂的重量比为1：0.3；
所述稳定剂为光稳定剂770和光稳定剂123，所述光稳定剂770与光稳定剂123的重量比为1：0.5；
所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸以及单硬脂酸甘油酯，所述邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸以及单硬脂酸甘油酯的重量比为1：2：2；
所述C组分包括钙粉以及钛白粉，所述钙粉与钛白粉的重量比为1：0.5；
所述钙粉的粒径为1.5～2.5μm；
所述钛白粉的粒径为200～250nm；
所述PVC复合板桩的制备方法同实施例1。
实施例4
本发明的实施例4提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述氯化聚乙烯的含量替换为0。
实施例5
本发明的实施例5提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述改性聚氯乙烯的含量替换为0。
实施例6
本发明的实施例6提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述改性聚氯乙烯的含量替换为聚氯乙烯，所述聚氯乙烯购自苏州奥凯高分子材料股份有限公司。
实施例7
本发明的实施例7提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述改性聚氯乙烯由氯乙烯、丙烯酸以及醇类物质制备而成，所述氯乙烯、丙烯酸以及醇类物质的摩尔比为6：1：0.8；
所述醇类物质为正辛醇；
所述改性聚氯乙烯的制备方法如下：
(1)取250mL三口瓶，加入丙烯酸、正辛醇以及甲磺酸，将三口烧瓶放入油浴中，加热搅拌；反应8h，将反应液冷却静置，缓慢加40mL入氯仿和20mL20％的NaCl溶液，待它们充分搅拌均匀后转至分液漏斗中，分去底层(即水层)，将剩下的油层转移置烧杯中，用蒸馏水洗涤溶液3次后继续分去底层，之后加入无水硫酸钠进行干燥处理，过滤后的滤液置于75℃下进行减压蒸馏，可得到无色透明液体，为物质H；
(2)将所述物质H、氯乙烯在氮气氛围下置于三口烧瓶中，再于三口烧瓶中添加过氧化二苯甲酰与N，N-二甲基甲酰胺，密封烧瓶，置于油浴锅中，在90℃下，反应18h；将反应液用无水乙醚洗涤，抽真空、干燥，即改性聚氯乙烯；
所述步骤(1)中氯仿和20％的NaCl溶液的体积比为2：1；
所述甲磺酸与丙烯酸的摩尔比为0.0045：1；
所述步骤(2)中过氧化二苯甲酰与氯乙烯的摩尔比为0.007：1。
实施例8
本发明的实施例8提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述聚丙烯甲酸酯的含量替换为0。
实施例9
本发明的实施例9提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述B组分的含量替换为0。
实施例10
本发明的实施例10提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述稳定剂770的含量替换为0。
实施例11
本发明的实施例11提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述稳定剂123的含量替换为0。
实施例12
本发明的实施例12提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述增塑剂的含量替换为0。
实施例13
本发明的实施例13提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述钙粉的含量替换为0。
实施例14
本发明的实施例14提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述钛白粉的含量替换为0。
实施例15
本发明的实施例15提供一种PVC复合板桩，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将所述PVC复合板桩的制备方法中熔融过程为：按重量份，依次将氯化聚乙烯、聚丙烯酸甲酯、稳定剂、增塑剂、改性聚氯乙烯、钙粉以及钛白粉置于熔融设备中，于155℃下共混加热，熔融挤出，得到物质A。
性能评估：
将实施例1～15所得PVC复合板桩在150℃开炼机上开炼5～7min，将所得片材放入相应模具中，模压成型，热压条件:200℃，15MPa，预热1min，压制5min。室温下，15MPa，冷却定型5min，得到最终的PVC板材。
1.拉伸强度测试：将实施例1～15所得PVC复合板桩得到的PVC板材按照GB/T1040.2-2006，将样品制成1B型哑铃状(厚度4mm、7mm)进行拉伸强度测试，测试条件：20～23℃；拉伸速度：20mm/min，每个样品测试5次，并算其平均值，结果见表1。
2.缺口冲击强度的测试：将实施例1～15所得PVC复合板桩得到的PVC板材按照GB/T1043-2008，将样品制成1B型缺口样条，测试其简支梁冲击强度,，测试条件：20～23℃；摆锤2J，每个样品测试5次，并算其平均值，结果见表1。
3.PVC组合物的抗老化性能测试：将实施例1～15所得PVC复合板桩得到的PVC板材放置于60℃的海水中，并用紫外光照射，其中，紫外照射幅度为0.76W/m2.340nm，这样的环境中处理1200h，再次利用相同的方法测定其拉伸强度以及缺口冲击强度，结果见表1。
表1性能测试结果
Figure BDA0001965210450000171
Figure BDA0001965210450000181
由表1测试结果可知，本发明提供的PVC复合板桩较高的拉伸强度，同时具有良好的韧性；此外，在PVCPVC复合板桩的制备原料的共同作用下，所得PVCPVC复合板桩有很好的耐盐腐蚀、耐紫外线的特征，且在使用过程中可能有补强的作用，延长PVC复合板桩的使用期限。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种护坡防洪的PVC复合板桩，其特征在于，制备原料包括A组分、B组分以及C组分；其中，A组分包括改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯，B组分包括稳定剂以及增塑剂，C组分包括钙粉以及钛白粉；其中，改性聚氯乙烯的制备原料包括氯乙烯、丙烯酸、
Figure FDA0001965210440000011
以及醇类物质，R至少含有双键、卤素中的一种，醇类物质中含有一个双键。
2.根据权利要求1所述PVC复合板桩，其特征在于，按重量份计，制备原料包括100～150份A组分、5～20份B组分以及5～30份C组分。
3.根据权利要求1所述PVC复合板桩，其特征在于，氯乙烯、丙烯酸、
Figure FDA0001965210440000012
以及醇类物质的摩尔比为(3～8)：1：(0.6～1)：(0.6～1)。
4.根据权利要求1所述PVC复合板桩，其特征在于，R的结构选自
Figure FDA0001965210440000013
Figure FDA0001965210440000014
中的任一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述PVC复合板桩，其特征在于，醇类物质选自香茅醇、香叶醇、橙花醇、3-庚烯-1-醇、十一碳-9-烯-1-醇中的任一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述PVC复合板桩，其特征在于，稳定剂选自受阻胺类稳定剂、二苯甲酮类稳定剂、水杨酸脂类稳定剂中的任一种或多种的组合。
7.根据权利要求6所述PVC复合板桩，其特征在于，稳定剂为受阻胺类稳定剂，且所述稳定剂为光稳定剂770和/或光稳定剂123。
8.根据权利要求1所述PVC复合板桩，其特征在于，其中，改性聚氯乙烯、氯化聚乙烯以及聚丙烯酸甲酯的重量比为1：(2～6)：(0.6～1.5)。
9.根据权利要求1～8任一项所述PVC复合板桩的制备方法，其特征在于，包括熔融、挤压成型以及冷却三个步骤。
10.根据权利要求9所述PVC复合板桩的制备方法，其特征在于，熔融过程为依次将氯化聚乙烯、聚丙烯酸甲酯、稳定剂、增塑剂、改性聚氯乙烯总重量的二分之一、钙粉、钛白粉以及剩余的改性聚氯乙烯置于熔融设备中，共混加热。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1247209A (zh) * 1999-09-24 2000-03-15 中国科学院化学研究所 一种聚氯乙烯组合物及其管材
CN103788527A (zh) * 2012-10-29 2014-05-14 中国石油化工股份有限公司 耐候聚氯乙烯混合物及其制备方法
CN103864966A (zh) * 2014-03-25 2014-06-18 中国科学院上海有机化学研究所 一种基于聚氯乙烯的紫外光稳定剂及其制备方法

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