技术领域
[0001] 本
发明属于新型塑料领域,具体涉及一种高强度耐腐蚀PVC塑料。
背景技术
[0002] PVC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。PVC塑料在建材领域也大量使用,比如作为管道材料需要预埋的墙体中,由于
混凝土等具有较强的腐蚀性,这就需要PVC具有良好的
耐腐蚀性。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种高强度耐腐蚀PVC塑料,通过处理,提升了PVC的耐腐蚀性,也可以提升强度,保持可加工性能。
[0004] 本发明通过以下技术方案实现:一种高强度耐腐蚀的PVC塑料,按重量计由以下原料制成:
PVC粒料60-72份、
增塑剂4-6份、纳米
氧化锌2-3份、改性凹凸棒土15-22份、
云母粉8-10份、玻璃纤维10-15份;
所述改性凹凸棒土经过以下方法进行改性处理:
(1)、将凹凸棒土进行除杂,在350-400℃下处理1-2h,然后升温至620℃保温10-15min;
(2)、将步骤(1)处理好的凹凸棒土使用
质量分数5%的
醋酸溶液浸泡处理1-2h,然后在
80-90℃下烘干;
(3)、将步骤(2)处理好的凹凸棒土使用处理液浸泡处理,浸泡过程中使用
超声波震荡,处理液按重量计由以下原料制成:三羟甲基丙烷2份、膨胀
石墨3.5份、十二
烷基磺酸钠1.8份、体积分数60%的
乙醇溶液25份;
(4)、将步骤(3)处理好的凹凸棒土使用旋转
蒸发器蒸干,然后加入凹凸棒土重量1.2%的
硅烷
偶联剂,混合均匀,得到改性凹凸棒土。
[0005] 所述云母粉经过以下方法进行改性:(1)、将云母粉使用质量分数8%的
硝酸溶液处理20min,然后使用
水和丙
酮溶液分别清洗2遍,烘干;
(2)、取
碳纳米管,将
碳纳米管使用质量分数5%的
草酸溶液浸泡处理1h,然后使用去离子水对碳纳米管进行清洗,烘干,将硅烷偶联剂KH550使用
溶剂稀释,制备成质量浓度为5%的溶液,将碳纳米管放入硅烷偶联剂KH550溶液中,超声处理5min,过滤,烘干;
(3)、将步骤(1)的云母粉与步骤(2)得到的碳纳米管按重量比20:1的比例混合,以
1800r/min的转速搅拌20min,得到改性云母粉。
[0006] 所述玻璃纤维经过改性处理,改性方法为将玻璃纤维与改性沸石粉按重量比10:1比例混合;沸石经过以下方法改性,向沸石中加入沸石重量等重量的水,混合均匀,冷冻5h后取出,
真空加热至400℃保温20min,自然降温至120℃,保温15min,球磨得改性纳米沸石。
[0007] 所述改性纳米沸石的粒径小于0.1mm。
[0008] 所述硅烷偶联剂稀释溶剂为乙醇溶液。
[0009] 加工时,将原料在90-125℃下挤出,成型时,在10-15MPa压
力下处理15-30min。
[0010] 本发明中使用改性凹凸棒土,凹凸棒土经过改性,使其具有良好的孔隙率和适合的孔径,在添加到PVC
树脂中时,可以作为交联的
节点提升聚氯乙烯的交联效果,提升聚氯乙烯的强度,也能提升耐腐蚀性,在处理时,加入膨胀石墨等成分,改善加工过程中树脂的流动性,可以提升PVC树脂的可加工性能;在处理过程中加入云母粉,也可以提升PVC树脂的绝缘性和耐热性能,同时,由于云母粉具有良好的耐酸
碱腐蚀性能,在加入后,能够提升PVC的耐酸碱腐蚀性,经过对云母粉的改性处理,能够增加云母粉与凹凸棒土、PVC等的分散效果,避免加工及使用过程中出现分层、剥离等现象,影响材料的强度及使用效果,经过处理,也可以促进PVC产生交联,进一步提升耐腐蚀性;在玻璃纤维处理时,加入改性的沸石粉,增加沸石多孔性和
吸附性,使沸石粉可以包裹在玻璃纤维表面,提升玻璃纤维的分散性,同时,作为连接点与其他成分形成较为稳定的网状结构,提升PVC综合性能。
[0011] 本发明的有益效果:本发明提供的高强度耐腐蚀PVC塑料通过对成分进行改性,能够明显提升塑料的强度和
耐磨性,尤其改善了塑料的耐酸碱腐蚀性,使其能够在建筑领域中广泛使用,延长PVC材料制品的使用年限,可以用于建筑穿线管、下水管等。
具体实施方式
[0012]
实施例1一种高强度耐腐蚀的PVC塑料,按重量计由以下原料制成:
PVC粒料68份、增塑剂5份、纳米氧化锌2.5份、改性凹凸棒土18份、云母粉9份、玻璃纤维
12份;
所述改性凹凸棒土经过以下方法进行改性处理:
(1)、将凹凸棒土进行除杂,在380-385℃下处理1.5h,然后升温至620℃保温12min;
(2)、将步骤(1)处理好的凹凸棒土使用质量分数5%的醋
酸溶液浸泡处理1h,然后在85℃下烘干;
(3)、将步骤(2)处理好的凹凸棒土使用处理液浸泡处理,浸泡过程中使用
超声波震荡,处理液按重量计由以下原料制成:三羟甲基丙烷2份、膨胀石墨3.5份、十二烷基磺酸钠1.8份、体积分数60%的乙醇溶液25份;
(4)、将步骤(3)处理好的凹凸棒土使用
旋转蒸发器蒸干,然后加入凹凸棒土重量1.2%的硅烷偶联剂,混合均匀,得到改性凹凸棒土。
[0013] 所述云母粉经过以下方法进行改性:(1)、将云母粉使用质量分数8%的硝酸溶液处理20min,然后使用水和丙酮溶液分别清洗2遍,烘干;
(2)、取碳纳米管,将碳纳米管使用质量分数5%的草酸溶液浸泡处理1h,然后使用去离子水对碳纳米管进行清洗,烘干,将硅烷偶联剂KH550使用溶剂稀释,制备成质量浓度为5%的溶液,将碳纳米管放入硅烷偶联剂KH550溶液中,超声处理5min,过滤,烘干;
(3)、将步骤(1)的云母粉与步骤(2)得到的碳纳米管按重量比20:1的比例混合,以
1800r/min的转速搅拌20min,得到改性云母粉。
[0014] 所述玻璃纤维经过改性处理,改性方法为将玻璃纤维与改性沸石粉按重量比10:1比例混合;沸石经过以下方法改性,向沸石中加入沸石重量等重量的水,混合均匀,冷冻5h后取出,真空加热至400℃保温20min,自然降温至120℃,保温15min,球磨得改性纳米沸石。
[0015] 所述改性纳米沸石的粒径小于0.1mm。
[0016] 所述硅烷偶联剂稀释溶剂为乙醇溶液。
[0017] 实施例2一种高强度耐腐蚀的PVC塑料,按重量计由以下原料制成:
PVC粒料70份、增塑剂5.6份、纳米氧化锌2.5份、改性凹凸棒土20份、云母粉9份、玻璃纤维13份;
所述改性凹凸棒土经过以下方法进行改性处理:
(1)、将凹凸棒土进行除杂,在380℃下处理2h,然后升温至620℃保温15min;
(2)、将步骤(1)处理好的凹凸棒土使用质量分数5%的醋酸溶液浸泡处理1.5h,然后在
85℃下烘干;
(3)、将步骤(2)处理好的凹凸棒土使用处理液浸泡处理,浸泡过程中使用超声波震荡,处理液按重量计由以下原料制成:三羟甲基丙烷2份、膨胀石墨3.5份、十二烷基磺酸钠1.8份、体积分数60%的乙醇溶液25份;
(4)、将步骤(3)处理好的凹凸棒土使用旋转
蒸发器蒸干,然后加入凹凸棒土重量1.2%的硅烷偶联剂,混合均匀,得到改性凹凸棒土。
[0018] 所述云母粉经过以下方法进行改性:(1)、将云母粉使用质量分数8%的硝酸溶液处理20min,然后使用水和丙酮溶液分别清洗2遍,烘干;
(2)、取碳纳米管,将碳纳米管使用质量分数5%的草酸溶液浸泡处理1h,然后使用去离子水对碳纳米管进行清洗,烘干,将硅烷偶联剂KH550使用溶剂稀释,制备成质量浓度为5%的溶液,将碳纳米管放入硅烷偶联剂KH550溶液中,超声处理5min,过滤,烘干;
(3)、将步骤(1)的云母粉与步骤(2)得到的碳纳米管按重量比20:1的比例混合,以
1800r/min的转速搅拌20min,得到改性云母粉。
[0019] 所述玻璃纤维经过改性处理,改性方法为将玻璃纤维与改性沸石粉按重量比10:1比例混合;沸石经过以下方法改性,向沸石中加入沸石重量等重量的水,混合均匀,冷冻5h后取出,真空加热至400℃保温20min,自然降温至120℃,保温15min,球磨得改性纳米沸石。
[0020] 所述改性纳米沸石的粒径小于0.1mm。
[0021] 所述硅烷偶联剂稀释溶剂为乙醇溶液。
[0022] 实施例3与实施例1相比,云母粉不经过改性处理。
[0023] 实施例4与实施例1相比,玻璃纤维不经过改性处理。
[0024] 实施例5与实施例1相比,云母粉和玻璃纤维均不经过改性处理。
[0025] 为了验证各实施例原料制成的PVC塑料的性能,设置了以下对比例,然后验证PVC塑料的强度、耐腐蚀性等性能。
[0026] 对比例1与实施例1相比,凹凸棒土不经过改性处理。
[0027] 对比例2与实施例1相比,原料中不添加凹凸棒土。
[0028] 对比例3与实施例1相比,原料中不添加云母粉。
[0029] 对比例4与实施例1相比,原料中不添加玻璃纤维。
[0030] 对比例5与实施例1相比,在凹凸棒土改性处理时,不使用处理液处理。
[0031] 为了验证各例中制备的PVC塑料的性能,测试了PVC塑料的以下指标,结果如表1:表1
注:表1中耐酸性为将大小为20mm*20mm*3mm的试样放入质量分数为15%的
硫酸溶液中,在室温下处理720h,测量质量损失率。
[0032] 耐碱性为将大小为20mm*20mm*3mm的试样放入质量分数为15%的氢氧化钠溶液中,在室温下处理720h,测量质量损失率。
[0033] 拉伸强度采用GB1040-2006方法测试。
[0034] 由表1可知,本
申请实施例制备的塑料具有良好的拉伸强度,并且具有良好的耐酸性和耐碱性,在改变了成分后,材料的性能明显下降。
[0035] 为了验证本发明复合管道材料的耐腐蚀性能,将各组试样在质量分数为5%的
盐酸溶液和质量分数5%的氢氧化钠溶液中浸泡处理30天,溶液的
温度保持在25℃,然后测试各组试样拉伸强度、弯曲强度保持率,结果如表2;表2
注:拉伸强度采用GB/T1040.2-2006标准测定;
由表2可知,本申请中的塑料具有更好的耐酸碱性能, 在酸碱处理的情况下,依然可以保持良好的力学性能。