一種抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管，由下列重量份的原料制成：超細全硫化粉末橡膠29?30、PVCSG?3 68?70、氧化鋅納米線2?2.3、硝酸鈰3?3.2、去離子水70?80、丙烯酸丁酯1.6?1.8、過硫酸銨0.2?0.3、納米銦錫1?1.2、納米四氧化三鐵1?1.2、聚乙烯醇縮丁醛2.3?2.6、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷2.6?2.8、乙醇66?76、氨水15?16。本發明通過使用聚乙烯醇縮丁醛對納米四氧化三鐵、納米銦錫進行包覆改性，提高了納米粉體的分散性，納米四氧化三鐵、納米銦錫的使用提高了水管的耐熱性、抗拉強度和抗輻射性。
【專利說明】
一種抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及PVC水管技術領域，尤其涉及一種抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管及其制備方法。
【背景技術】
[0002]壓力給水塑料管材應該同時具有高強度和高韌性。硬質聚氯乙烯(PVC-U)給水管材韌性不足，在外界條件的作用下容易爆管，改進PVC-U材料的力學性能是提高產品使用壽命的有效途徑。《超細全硫化粉末橡膠對硬質聚氯乙烯的改性研究》一文針對這個實際問題，從增韌、增強PVC-U材料性能的基本思路出發，首次采用高型號樹脂擠出PVC-U給水管材，首次采用全硫化超細粉末橡膠共混改性PVC-U材料，探討了微交聯劑化學改性PVC-U材料的效果。通過測試PVC-U體系的力學性能，觀察共混改性體系的微觀結構，得到以下主要結論:1.通過對比實驗，得出SG-3樹脂或SG-3與SG-5樹脂以一定比例混配比單獨用SG-5樹脂材料性能更好，適合生產給水管道，已用于實際生產。2.在FWR-Z、SMS318、Ca-Zn與有機錫四種穩定劑中FWR-Z穩定劑性能最差。給水管材應采用有機錫、Ca-Zn、SMS-318穩定劑。管件穩定劑不能用于生產管材，因內潤滑劑過多會使凝膠化度過大，影響力學性能。3.在本文的試驗條件下，三種全硫化超細粉術橡膠改善PVC體系的抗沖擊強度的效果不同，粉末丁腈橡膠優于丙烯酸酯橡膠，丙烯酸酯橡膠優于羧基丁腈橡膠。粉末橡膠含量在5份以下時，共混體系的沖擊強度先下降后上升。當粉末丁腈橡膠為3份時，共混體系的沖擊強度上升較快，超過純PVC的沖擊強度，但有必要進一步提高增加的幅度，保持拉伸強度不降低。4.在本文的試驗條件下，通過觀察粉末丁腈橡膠/PVC共混體系斷面的微觀結構，發現不同微區中粉末丁腈橡膠分散狀況不同，橡膠有聚集成束的現象，也有分散均勻的現象。采用密煉方式共混時，能夠觀察到粉末丁腈橡膠分散尺寸較小的微區，其單個粒子尺寸接近lOOnm，呈現基本微粒分散狀態。超細全硫化粉末橡膠對硬質聚氯乙烯的改性研究5.在本文試驗條件下，天然乳橡膠與粉末丁睛橡膠共用，能改善粉末丁睛橡膠與PVC的界面，使共混體系沖擊強度得到提高，體系微觀結構中橡膠粒子分散尺寸更小，表現出協同增韌效果。6.1份以上粉末橡膠與PVC混合后，混合料的干流性變差，影響粉末橡膠顆粒的分散，進而影響性能，應改進粉末橡膠表面狀況。7.在實驗條件下，不超過0.1份的微交聯劑TAIC能夠一定程度提高PVC的力學性能。實際生產中為了兼顧加工性能和產品外觀質量的要求，降低交聯劑的用量后，力學性能無明顯提高。
[0003]通過該研究得到的水管具有良好的強度和韌性，但是橡膠容易腐蝕老化，耐熱性較差，影響水管的使用壽命，需要改進，另外，還需要根據環境的變化和生產的進步改善水管的韌性、抗菌性、耐腐蝕性、靜音性能、彈性、環保、耐磨、抗靜電性、抗拉強度、防污、抗輻射、阻燃等性能。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管及其制備方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管，由下列重量份的原料制成:超細全硫化粉末橡膠29-30、PVCSG-3 68-70、氧化鋅納米線2_2.3、硝酸鈰3_3.2、去離子水70-80、丙烯酸丁酯1.6-1.8、過硫酸銨0.2-0.3、納米銦錫1-1.2、納米四氧化三鐵1-1.2、聚乙烯醇縮丁醛2.3-2.6、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷2.6-2.8、乙醇66-76、氨水15_16。
[0006]所述的抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管的制備方法，包括以下步驟:
(I)將聚乙烯醇縮丁醛加入6-7重量份的乙醇中，加熱至80-820C，攪拌至樹脂全部溶解，再加入納米銦錫、納米四氧化三鐵，攪拌均勻，烘干，粉碎，得到改性納米四氧化三鐵；
(2 )將硝酸鈰、去離子水混合，攪拌得到溶液，再加入超細全硫化粉末橡膠，然后邊攪拌邊將氨水緩慢滴加人上述混合物中，在30-35 °C下攪拌反應3-3.5h，過濾干燥，得到粉末；
(3)將丙烯酸丁酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷混合，加入乙醇攪拌均勻，再加入所述粉末、氧化鋅納米線，攪拌均勻，再加入過硫酸銨，加熱至60-70 0C，攪拌30-40分鐘，過濾干燥，得到改性超細全硫化粉末橡膠；
(4)將改性納米四氧化三鐵、改性超細全硫化粉末橡膠與其他剩余成分混合，進行密煉，轉子速度為40rpm，溫度為180_185 °C，混合10_12分鐘，再進行造粒、注塑，即得。
[0007]本發明的優點是:本發明通過使用硝酸鈰對超細全硫化粉末橡膠進行改性，在粉末橡膠表面沉積的納米氧化鈰，提高粉末橡膠的耐熱性和耐老化性，但是使得粉末橡膠的極性增強，降低了補強性能，再使用氧化鋅納米線、丙烯酸丁酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷進行改性，在粉末橡膠表面接枝了活性基團和納米線，而且提高了潤滑性，提高了粉末橡膠的分散性和耐水性，提高了粉末橡膠與PVC的接觸面積和粘結強度，提高了水管的缺口沖擊強度、韌性，同時改善了耐老化性;通過使用聚乙烯醇縮丁醛對納米四氧化三鐵、納米銦錫進行包覆改性，提高了納米粉體的分散性，納米四氧化三鐵、納米銦錫的使用提高了水管的耐熱性、抗拉強度和抗輻射性。
【具體實施方式】
[0008]一種抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管，由下列重量份(公斤)的原料制成:超細全硫化粉末橡膠29、PVCSG-3 68、氧化鋅納米線2、硝酸鈰3、去離子水70、丙烯酸丁酯1.6、過硫酸銨0.2、納米銦錫1、納米四氧化三鐵1、聚乙烯醇縮丁醛2.3、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷2.6、乙醇66、氨水15。
[0009]所述的抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管的制備方法，包括以下步驟:
(I)將聚乙烯醇縮丁醛加入6重量份的乙醇中，加熱至80°C，攪拌至樹脂全部溶解，再加入納米銦錫、納米四氧化三鐵，攪拌均勻，烘干，粉碎，得到改性納米四氧化三鐵；
(2 )將硝酸鈰、去離子水混合，攪拌得到溶液，再加入超細全硫化粉末橡膠，然后邊攪拌邊將氨水緩慢滴加人上述混合物中，在30°C下攪拌反應3h，過濾干燥，得到粉末；
(3)將丙烯酸丁酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷混合，加入乙醇攪拌均勻，再加入所述粉末、氧化鋅納米線，攪拌均勻，再加入過硫酸銨，加熱至60°C，攪拌30分鐘，過濾干燥，得到改性超細全硫化粉末橡膠；
(4)將改性納米四氧化三鐵、改性超細全硫化粉末橡膠與其他剩余成分混合，進行密煉，轉子速度為40rpm，溫度為180°C，混合10分鐘，再進行造粒、注塑，即得。
[0010]本實施例水管材料的缺口沖擊強度為14.8KJ/V，拉伸強度為87.9MPa，斷裂伸長率為87.9%。
【主權項】
1.一種抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管，其特征在于由下列重量份的原料制成:超細全硫化粉末橡膠29-30、PVCSG-3 68-70、氧化鋅納米線2_2.3、硝酸鈰3_3.2、去離子水70-80、丙烯酸丁酯1.6-1.8、過硫酸銨0.2-0.3、納米銦錫1-1.2、納米四氧化三鐵1-1.2、聚乙烯醇縮丁醛2.3-2.6、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷2.6-2.8、乙醇66-76、氨水15-16。2.根據權利要求1所述的抗輻射超細全硫化粉末橡膠聚氯乙烯復合水管的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (I)將聚乙烯醇縮丁醛加入6-7重量份的乙醇中，加熱至80-82°C，攪拌至樹脂全部溶解，再加入納米銦錫、納米四氧化三鐵，攪拌均勻，烘干，粉碎，得到改性納米四氧化三鐵； (2 )將硝酸鈰、去離子水混合，攪拌得到溶液，再加入超細全硫化粉末橡膠，然后邊攪拌邊將氨水緩慢滴加人上述混合物中，在30-35 °C下攪拌反應3-3.5h，過濾干燥，得到粉末； (3)將丙烯酸丁酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷混合，加入乙醇攪拌均勻，再加入所述粉末、氧化鋅納米線，攪拌均勻，再加入過硫酸銨，加熱至60-70 0C，攪拌30-40分鐘，過濾干燥，得到改性超細全硫化粉末橡膠； (4)將改性納米四氧化三鐵、改性超細全硫化粉末橡膠與其他剩余成分混合，進行密煉，轉子速度為40rpm，溫度為180_185 °C，混合10_12分鐘，再進行造粒、注塑，即得。
【文檔編號】C08K9/10GK105837984SQ201610325311
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】王志軍, 宋秀風
【申請人】蚌埠市燕南塑料制品廠