CN111349266A - 一种疏水聚氯乙烯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于塑料领域,涉及聚氯乙烯,具体涉及一种疏水聚氯乙烯的制备方法,包括如下步骤:步骤1,将乙酸乙酯加入至无水乙醇中低温搅拌均匀,形成醇酯混合液;步骤2,将醇酯混合液均匀喷洒在聚氯乙烯板上静置20‑40min,然后表面喷洒甲苯,恒温静置20‑40min,得到带液膜的聚氯乙烯板;步骤3,将二氯二甲基硅烷液均匀喷洒至聚氯乙烯板表面,并恒温静置2‑4h,得到混合膜聚氯乙烯板;步骤4,将蒸馏水喷洒在聚氯乙烯板表面,静置2‑4h,然后二梯度升温烘干,冷却后得到疏水聚氯乙烯板。本发明解决了现有疏水聚氯乙烯工艺的难点,利用渗透法在聚氯乙烯表面形成疏水性表层结构,无需大幅度改变聚氯乙烯整体工艺。

Description

一种疏水聚氯乙烯的制备方法
技术领域
本发明属于塑料领域,涉及聚氯乙烯,具体涉及一种疏水聚氯乙烯的制备方法。
背景技术
聚氯乙烯薄膜具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、透明性和阻隔性等特点,在工业、建筑、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等领域均有广泛应用,已经成为应用最广泛的塑料薄膜品种之一。目前市场上所有聚氯乙烯薄膜与水的接触角通常小于100°。
近年来,与水接触角大于150°的超疏水材料引起了广泛的关注。超疏水材料的典型特征是:水滴和污水等液体在超疏水材料表面通常呈球形,液体在超疏水材料表面难以稳定存留,只要倾斜一个很小的角度或在微风或轻微外力的作用下,液体便会从超疏水材料表面快速滚落,滚落的同时带走材料表面的灰尘等污染物,从而起到自清洁的作用;将超疏水材料长期浸泡于水中不会有任何水滴渗透,且拿出来后其表面不会粘留任何水滴,具有极强的防水和阻水能力,这些独特的性质使超疏水材料表面可以长期保持干净和干燥,不仅能长期保持材料的美观,还能起到防水、防潮、抑菌防霉(因为大多数微生物的生长繁殖和新陈代谢等生理活动都需要一定的水分)等作用,另外,一些以水为介质的腐蚀、微量元素物质迁移等现象也可得到较大程度的抑制,这些独特的性质使得超疏水材料在工农业和日常生活中有着非常广阔的应用前景。
目前的聚氯乙烯疏水化一般从配方上进行改进,需要投入大量的人力物力,同时还需要专业的工艺设备,极其麻烦,且基于疏水化材料的特性,该工艺与其他的聚氯乙烯工艺无法共用。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明提供一种疏水性聚氯乙烯板制备方法,解决了现有疏水聚氯乙烯工艺的难点,利用渗透法在聚氯乙烯表面形成疏水性表层结构,无需大幅度改变聚氯乙烯整体工艺。
为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:
一种疏水性聚氯乙烯板制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将乙酸乙酯加入至无水乙醇中低温搅拌均匀,形成醇酯混合液;所述乙酸乙酯与无水乙醇的体积比为1:3-7,低温搅拌的温度为10-20℃,搅拌速度为1000-2000r/min;
步骤2,将醇酯混合液均匀喷洒在聚氯乙烯板上静置20-40min,然后表面喷洒甲苯,恒温静置20-40min,得到带液膜的聚氯乙烯板;所述均匀喷洒的喷洒量为5-8mL/min,静置的温度为2-10℃;所述甲苯的喷洒量为10-20mL/cm2,恒温静置的温度为80-90℃;
步骤3,将二氯二甲基硅烷液均匀喷洒至聚氯乙烯板表面,并恒温静置2-4h,得到混合膜聚氯乙烯板,所述二氯二甲基硅烷液为饱和二氯二甲基硅烷的乙醚液,所述均匀喷洒的喷洒量为10-20mL/cm2,恒温静置的温度为40-50℃;
步骤4,将蒸馏水喷洒在聚氯乙烯板表面,静置2-4h,然后二梯度升温烘干,冷却后得到疏水聚氯乙烯板;所述蒸馏水的喷洒量是2-5L/cm2,静置温度为0-5℃,所述二梯度升温烘干的第一梯度的温度为100-105℃,时间为30-60min,挤压压力为1-3MPa,第二梯度的温度为120-130℃,时间为40-120min,挤压压力为2-4MPa。
从以上描述可以看出,本发明具备以下优点:
1.本发明解决了现有疏水聚氯乙烯工艺的难点,利用渗透法在聚氯乙烯表面形成疏水性表层结构,无需大幅度改变聚氯乙烯整体工艺。
2.本发明利用甲苯本身的溶解性,将聚氯乙烯与二甲基二氯硅烷形成溶解式混合,降低了渗透难度,并采用蒸馏去除的方式将聚氯乙烯与二甲基硅树脂形成交错固化结构。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明,但不对本发明的权利要求做任何限定。
一种疏水性聚氯乙烯板制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将乙酸乙酯加入至无水乙醇中低温搅拌均匀,形成醇酯混合液;所述乙酸乙酯与无水乙醇的体积比为1:3-7,低温搅拌的温度为10-20℃,搅拌速度为1000-2000r/min;乙酸乙酯与无水乙醇能够形成混溶,实现良好的溶解效果,并且低温搅拌的方式能够有效的抑制无水乙醇和乙酸乙酯的挥发,形成稳定的混合液;
步骤2,将醇酯混合液均匀喷洒在聚氯乙烯板上静置20-40min,然后表面喷洒甲苯,恒温静置20-40min,得到带液膜的聚氯乙烯板;所述均匀喷洒的喷洒量为5-8mL/min,静置的温度为2-10℃;通过乙酸乙酯对聚氯乙烯的溶胀特性,能够实现聚氯乙烯板表面的溶胀,打开聚氯乙烯分子的间隙,静置过程中促使乙酸乙酯快速渗透,并将无水乙醇渗透至聚氯乙烯板表面;所述甲苯的喷洒量为10-20mL/cm2,恒温静置的温度为80-90℃,甲苯在无水乙醇中能够形成混溶,这一过程中,乙醇将甲苯分散至聚氯乙烯板表层,并且进入至溶胀体系内,同时甲苯对聚氯乙烯形成良好的溶解性,能够起到溶解效果,故此,表面的聚氯乙烯溶胀体系,形成稳定的表面溶解液膜;恒温静置过程中,甲苯与乙酸乙酯和乙醇的沸点存在较大差异,通过温度控制的方式能够将乙酸乙酯和乙醇快速转化为蒸汽,形成纯甲苯溶液,故此,表层液膜为溶解有聚氯乙烯的甲苯液;而乙酸乙酯和乙醇冷却回收形成醇酯混合液,回用至步骤1中;
步骤3,将二氯二甲基硅烷液均匀喷洒至聚氯乙烯板表面,并恒温静置2-4h,得到混合膜聚氯乙烯板,所述二氯二甲基硅烷液为饱和二氯二甲基硅烷的乙醚液,通过乙醚的溶解性,将二氯二甲基硅烷溶解,并转化为饱和液,所述均匀喷洒的喷洒量为10-20mL/cm2,恒温静置的温度为40-50℃,将二氯二甲基硅烷液均匀喷洒在聚氯乙烯板表面,与表层液膜相结合,在温度条件下,乙醚快速乙醚蒸汽快速去除,同时二氯二甲基硅烷会溶解在甲苯内,因此二氯二甲基硅烷渗透甲苯内,从而与溶解在甲苯内的聚氯乙烯形成交错分散的结构;
步骤4,将蒸馏水喷洒在聚氯乙烯板表面,静置2-4h,然后二梯度升温烘干,冷却后得到疏水聚氯乙烯板;所述蒸馏水的喷洒量是2-5L/cm2,静置温度为0-5℃,所述二梯度升温烘干的第一梯度的温度为100-105℃,时间为30-60min,挤压压力为1-3MPa,第二梯度的温度为120-130℃,时间为40-120min,挤压压力为2-4MPa;蒸馏水在甲苯中具有不溶性,同时也不溶解聚氯乙烯,因此,蒸馏水会在甲苯内形成缓慢渗透,主要是基于甲苯的密度小于蒸馏水,会促使蒸馏水缓慢下沉,这一过程中,甲苯内的二氯二甲基硅烷会与水分子形成水解体系,转化为氯化氢与水解产物,水解产物依然形成原位的交错结构,氯化氢溶解在蒸馏水中,在低温下能够形成水溶性;二梯度升温烘干的方式将含有氯化氢的蒸馏水和甲苯依次蒸发,并且在压力作用下确保表面紧压,保证聚氯乙烯与二甲基硅树脂的紧密集合,确保表面平整性,进一步的,甲苯转化为甲苯蒸汽后通过冷却的方式回收,重新使用。
实施例1
一种疏水性聚氯乙烯板制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将乙酸乙酯加入至无水乙醇中低温搅拌均匀,形成醇酯混合液;所述乙酸乙酯与无水乙醇的体积比为1:3,低温搅拌的温度为10℃,搅拌速度为1000r/min;
步骤2,将醇酯混合液均匀喷洒在聚氯乙烯板上静置20min,然后表面喷洒甲苯,恒温静置20min,得到带液膜的聚氯乙烯板;所述均匀喷洒的喷洒量为5mL/min,静置的温度为2℃;所述甲苯的喷洒量为10mL/cm2,恒温静置的温度为80℃;
步骤3,将二氯二甲基硅烷液均匀喷洒至聚氯乙烯板表面,并恒温静置2h,得到混合膜聚氯乙烯板,所述二氯二甲基硅烷液为饱和二氯二甲基硅烷的乙醚液,所述均匀喷洒的喷洒量为10mL/cm2,恒温静置的温度为40℃;
步骤4,将蒸馏水喷洒在聚氯乙烯板表面,静置2h,然后二梯度升温烘干,冷却后得到疏水聚氯乙烯板;所述蒸馏水的喷洒量是2L/cm2,静置温度为0℃,所述二梯度升温烘干的第一梯度的温度为100℃,时间为30min,挤压压力为1MPa,第二梯度的温度为120℃,时间为40min,挤压压力为2MPa。
经检测,该实施例制得疏水性聚氯乙烯粒料的接触角为165.8°,滚动角为7.5°。
实施例2
一种疏水性聚氯乙烯板制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将乙酸乙酯加入至无水乙醇中低温搅拌均匀,形成醇酯混合液;所述乙酸乙酯与无水乙醇的体积比为1:7,低温搅拌的温度为20℃,搅拌速度为2000r/min;
步骤2,将醇酯混合液均匀喷洒在聚氯乙烯板上静置40min,然后表面喷洒甲苯,恒温静置40min,得到带液膜的聚氯乙烯板;所述均匀喷洒的喷洒量为8mL/min,静置的温度为10℃;所述甲苯的喷洒量为20mL/cm2,恒温静置的温度为90℃;
步骤3,将二氯二甲基硅烷液均匀喷洒至聚氯乙烯板表面,并恒温静置4h,得到混合膜聚氯乙烯板,所述二氯二甲基硅烷液为饱和二氯二甲基硅烷的乙醚液,所述均匀喷洒的喷洒量为20mL/cm2,恒温静置的温度为50℃;
步骤4,将蒸馏水喷洒在聚氯乙烯板表面,静置4h,然后二梯度升温烘干,冷却后得到疏水聚氯乙烯板;所述蒸馏水的喷洒量是5L/cm2,静置温度为5℃,所述二梯度升温烘干的第一梯度的温度为105℃,时间为60min,挤压压力为3MPa,第二梯度的温度为130℃,时间为120min,挤压压力为4MPa。
经检测,该实施例制得疏水性聚氯乙烯粒料的接触角为171.3°,滚动角为6.7°。
实施例3
一种疏水性聚氯乙烯板制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将乙酸乙酯加入至无水乙醇中低温搅拌均匀,形成醇酯混合液;所述乙酸乙酯与无水乙醇的体积比为1:3-7,低温搅拌的温度为10-20℃,搅拌速度为1000-2000r/min;
步骤2,将醇酯混合液均匀喷洒在聚氯乙烯板上静置20-40min,然后表面喷洒甲苯,恒温静置20-40min,得到带液膜的聚氯乙烯板;所述均匀喷洒的喷洒量为5-8mL/min,静置的温度为2-10℃;所述甲苯的喷洒量为10-20mL/cm2,恒温静置的温度为80-90℃;
步骤3,将二氯二甲基硅烷液均匀喷洒至聚氯乙烯板表面,并恒温静置2-4h,得到混合膜聚氯乙烯板,所述二氯二甲基硅烷液为饱和二氯二甲基硅烷的乙醚液,所述均匀喷洒的喷洒量为10-20mL/cm2,恒温静置的温度为40-50℃;
步骤4,将蒸馏水喷洒在聚氯乙烯板表面,静置2-4h,然后二梯度升温烘干,冷却后得到疏水聚氯乙烯板;所述蒸馏水的喷洒量是2-5L/cm2,静置温度为0-5℃,所述二梯度升温烘干的第一梯度的温度为100-105℃,时间为30-60min,挤压压力为1-3MPa,第二梯度的温度为120-130℃,时间为40-120min,挤压压力为2-4MPa。
经检测,该实施例制得疏水性聚氯乙烯粒料的接触角为168.3°,滚动角为7.8°。
综上所述,本发明具有以下优点:
1.本发明解决了现有疏水聚氯乙烯工艺的难点,利用渗透法在聚氯乙烯表面形成疏水性表层结构,无需大幅度改变聚氯乙烯整体工艺。
2.本发明利用甲苯本身的溶解性,将聚氯乙烯与二甲基二氯硅烷形成溶解式混合,降低了渗透难度,并采用蒸馏去除的方式将聚氯乙烯与二甲基硅树脂形成交错固化结构。
可以理解的是,以上关于本发明的具体描述,仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种疏水性聚氯乙烯板制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1,将乙酸乙酯加入至无水乙醇中低温搅拌均匀,形成醇酯混合液;
步骤2,将醇酯混合液均匀喷洒在聚氯乙烯板上静置20-40min,然后表面喷洒甲苯,恒温静置20-40min,得到带液膜的聚氯乙烯板;
步骤3,将二氯二甲基硅烷液均匀喷洒至聚氯乙烯板表面,并恒温静置2-4h,得到混合膜聚氯乙烯板;
步骤4,将蒸馏水喷洒在聚氯乙烯板表面,静置2-4h,然后二梯度升温烘干,冷却后得到疏水聚氯乙烯板。
2.根据权利要求1所述的疏水聚氯乙烯板的制备方法,其特征在于:所述步骤1中的乙酸乙酯与无水乙醇的体积比为1:3-7,低温搅拌的温度为10-20℃,搅拌速度为1000-2000r/min。
3.根据权利要求1所述的疏水聚氯乙烯板的制备方法,其特征在于:所述步骤2中的均匀喷洒的喷洒量为5-8mL/min,静置的温度为2-10℃;所述甲苯的喷洒量为10-20mL/cm2,恒温静置的温度为80-90℃。
4.根据权利要求1所述的疏水聚氯乙烯板的制备方法,其特征在于:所述步骤3中的二氯二甲基硅烷液为饱和二氯二甲基硅烷的乙醚液,所述均匀喷洒的喷洒量为10-20mL/cm2,恒温静置的温度为40-50℃。
5.根据权利要求1所述的疏水聚氯乙烯板的制备方法,其特征在于:所述步骤4中的蒸馏水的喷洒量是2-5L/cm2,静置温度为0-5℃,所述二梯度升温烘干的第一梯度的温度为100-105℃,时间为30-60min,挤压压力为1-3MPa,第二梯度的温度为120-130℃,时间为40-120min,挤压压力为2-4MPa。
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