一种疏水聚氯乙烯材料及其制备方法技术

该发明专利技术涉及一种疏水聚氯乙烯材料，包括以下原料组分：氟树脂改性聚氯乙烯、纳米氧化锌/二氧化钛和硬脂酸钙，氟树脂改性聚氯乙烯由改性聚氯乙烯、改性氟树脂、羟基硅油和邻羟基聚酯HY‑3210反应制得，改性聚氯乙烯由聚氯乙烯粉、氨基丁酸、纳米氧化锌/二氧化钛和四氢呋喃反应制得，改性氟树脂由氟树脂、苯磺酸和苯磺酰氯反应制得，纳米氧化锌/二氧化钛由钛酸四丁酯、乳酸、草酸锌、乙醇、水和羟丙基纤维素反应制得。该发明专利技术具有优异的低接触角。

【技术实现步骤摘要】
一种疏水聚氯乙烯材料及其制备方法
该专利技术涉及一种疏水聚氯乙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯具有优异的物理性能，如：高阻燃性、高密度、耐部分有机试剂腐蚀、拉伸强度、加工成型等。聚氯乙烯被广泛应用于管道、门窗、手套、电缆、塑料型材、塑料板材等领域。目前，聚氯乙烯材料在低接触角需要进一步提升。该专利技术采用氟树脂改性聚氯乙烯、纳米氧化锌/二氧化钛和硬脂酸钙制备了疏水聚氯乙烯材料，该方法制备的疏水聚氯乙烯材料具有优异的低接触角。
技术实现思路
该专利技术的目的在于提供一种疏水聚氯乙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的低接触角。为了实现上述目的，该专利技术的技术方案如下。一种疏水聚氯乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将钛酸四丁酯、草酸锌、乙醇、水和羟丙基纤维素按照质量份数比为76：15～21：85～100：4～8：0.4～2加入到超声反应釜中，超声频率为33KHz，维持体系温度35℃条件下反应29min，将质量份数比为8～14的乳酸按照0.01质量份/min添加至反应釜中，维持上述反应条件下继续反应2～5h，将产物转移至水热反应釜中，于168～183℃水热反应3～7h，产物经过滤、200℃热处理1h，300℃热处理1h，400℃热处理2h，500℃热处理2h，600℃热处理3h，研磨，得到纳米氧化锌/二氧化钛；(2)、将氟树脂、苯磺酸和苯磺酰氯按照质量份数比为45：9～15：8～14添加至水热反应釜中，维持体系水热反应温度138～155℃条件下反应1～4h，产物经500mL水超声洗涤3次、500mL乙醇超声洗涤2次，于56℃、-0.07MPa真空干燥10min，得到改性氟树脂；(3)、将聚氯乙烯粉、氨基丁酸和四氢呋喃按照质量份数比为73：38～47：75～82加入到水热反应釜中，维持体系水热反应温度151～168℃条件下反应2～6h，将质量份数比为17～26的纳米氧化锌/二氧化钛添加至水热反应釜中，维持体系水热反应温度143～157℃条件下反应2～5h，产物经过滤、500mL乙醇洗涤3次，于57℃、-0.06MPa真空干燥8min，即得到改性聚氯乙烯；(4)、将改性聚氯乙烯、改性氟树脂、羟基硅油和邻羟基聚酯HY-3210按照质量份数比为65：28～36：11～16：9～14加入到水热反应釜中，维持体系温度115～126℃条件下反应1～2h，将水热反应温度升温至150℃反应1.5～4h，将水热反应温度升温至180℃反应1～3h，产物经过滤、500mL乙醇洗涤3次，于63℃、-0.06MPa真空干燥8min，即得到氟树脂改性聚氯乙烯；(5)、将氟树脂改性聚氯乙烯、纳米氧化锌/二氧化钛和硬脂酸钙按照质量份数比为87：39～53：2～6加入到高速混合机中，用高速混合机在温度170～175℃混合反应2～4min，用挤出机在温度173～178℃挤出造粒，即得到疏水聚氯乙烯材料。该专利技术所述的疏水聚氯乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将钛酸四丁酯、草酸锌、乙醇、水和羟丙基纤维素按照质量份数比为76：15～21：85～100：4～8：0.4～2加入到超声反应釜中，超声频率为33KHz，维持体系温度35℃条件下反应29min，将质量份数比为8～14的乳酸按照0.01质量份/min添加至反应釜中，维持上述反应条件下继续反应2～5h，将产物转移至水热反应釜中，于168～183℃水热反应3～7h，产物经过滤、200℃热处理1h，300℃热处理1h，400℃热处理2h，500℃热处理2h，600℃热处理3h，研磨，得到纳米氧化锌/二氧化钛；所述的乳酸和羟丙基纤维素的目的为了提高物料分散均匀性。(2)、将氟树脂、苯磺酸和苯磺酰氯按照质量份数比为45：9～15：8～14添加至水热反应釜中，维持体系水热反应温度138～155℃条件下反应1～4h，产物经500mL水超声洗涤3次、500mL乙醇超声洗涤2次，于56℃、-0.07MPa真空干燥10min，得到改性氟树脂；所述的苯磺酸和苯磺酰氯的目的为了提高氟树脂表面磺酸基团含量。(3)、将聚氯乙烯粉、氨基丁酸和四氢呋喃按照质量份数比为73：38～47：75～82加入到水热反应釜中，维持体系水热反应温度151～168℃条件下反应2～6h，将质量份数比为17～26的纳米氧化锌/二氧化钛添加至水热反应釜中，维持体系水热反应温度143～157℃条件下反应2～5h，产物经过滤、500mL乙醇洗涤3次，于57℃、-0.06MPa真空干燥8min，即得到改性聚氯乙烯；所述的氨基丁酸的目的为了提高纳米氧化锌/二氧化钛的分散稳定性。(4)、将改性聚氯乙烯、改性氟树脂、羟基硅油和邻羟基聚酯HY-3210按照质量份数比为65：28～36：11～16：9～14加入到水热反应釜中，维持体系温度115～126℃条件下反应1～2h，将水热反应温度升温至150℃反应1.5～4h，将水热反应温度升温至180℃反应1～3h，产物经过滤、500mL乙醇洗涤3次，于63℃、-0.06MPa真空干燥8min，即得到氟树脂改性聚氯乙烯；所述的羟基硅油和邻羟基聚酯HY-3210的目的为了提高聚氯乙烯材料的疏水性能。(5)、将氟树脂改性聚氯乙烯、纳米氧化锌/二氧化钛和硬脂酸钙按照质量份数比为87：39～53：2～6加入到高速混合机中，用高速混合机在温度170～175℃混合反应2～4min，用挤出机在温度173～178℃挤出造粒，即得到疏水聚氯乙烯材料。该专利技术的有益效果在于：1、羟丙基纤维素具有增稠作用，能提高物料的分散性；乳酸在受热条件下，能与草酸锌反应形成乳酸锌，乳酸锌中的羟基与钛酸四丁酯水解产生的中间体钛酸发生反应，形成乳酸锌-钛酸过渡产物；纳米氧化锌/二氧化钛因其过渡产物能明显提高在反应体系中的分散性和颗粒尺寸性；制备的纳米氧化锌/二氧化钛因纳米尺寸效应能改善疏水聚氯乙烯材料的疏水性能；2、苯磺酸和苯磺酰氯能提高氟树脂表面磺酸基团含量，提高氟树脂化学活性，有利于对氟树脂进行表面化学改性，提高疏水聚氯乙烯材料的疏水性能；3、氨基丁酸作为架桥修饰剂，能提高聚氯乙烯粉表面化学活性，经纳米氧化锌/二氧化钛进行水热修饰，能将纳米氧化锌/二氧化钛稳定修饰在聚氯乙烯粉中，提高纳米氧化锌/二氧化钛的分散稳定性；制备的改性聚氯乙烯能改善疏水聚氯乙烯材料的疏水性能；4、羟基硅油和邻羟基聚酯HY-3210能与改性氟树脂表面的磺酸基团反应，将羟基硅油和邻羟基聚酯HY-3210固定在改性氟树脂表面，提高改性氟树脂的疏水性能；制备的氟树脂改性聚氯乙烯能明显改善疏水聚氯乙烯材料的疏水性能；5、在氟树脂改性聚氯乙烯、纳米氧化锌/二氧化钛和硬脂酸钙协同作用下，赋予疏水聚氯乙烯材料优异的疏水性能。具体实施方式下面结合实施例对该专利技术的具体实施方式进行描述，以便更好的理解该专利技术。实施例1一种疏水聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取76份钛酸四丁酯、18份草酸锌、96份乙醇、5.9份水和0.7份羟丙基纤维素加入到超声反应釜中，超声频率为33KHz，维持体系温度35℃条件下反应29min，将12份乳酸按照0.01份/min添加至反应釜中，维持上述反应条件下继续反应4h，将产物转移至水热反应釜中，于176℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疏水聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下原料组分：氟树脂改性聚氯乙烯、纳米氧化锌/二氧化钛和硬脂酸钙，所述的氟树脂改性聚氯乙烯、纳米氧化锌/二氧化钛和硬脂酸钙的质量份数比为87：39～53：2～6，其中，所述的氟树脂改性聚氯乙烯由改性聚氯乙烯、改性氟树脂、羟基硅油和邻羟基聚酯HY‑3210反应制得，所述的改性聚氯乙烯、改性氟树脂、羟基硅油和邻羟基聚酯HY‑3210的质量份数比为65：28～36：11～16：9～14，所述的改性聚氯乙烯由聚氯乙烯粉、氨基丁酸、纳米氧化锌/二氧化钛和四氢呋喃反应制得，所述的聚氯乙烯粉、氨基丁酸、纳米氧化锌/二氧化钛和四氢呋喃的质量份数比为73：38～47：17～26：75～82，所述的改性氟树脂由氟树脂、苯磺酸和苯磺酰氯反应制得，所述的氟树脂、苯磺酸和苯磺酰氯的质量份数比为45：9～15：8～14，所述的纳米氧化锌/二氧化钛由钛酸四丁酯、乳酸、草酸锌、乙醇、水和羟丙基纤维素反应制得，所述的钛酸四丁酯、乳酸、草酸锌、乙醇、水和羟丙基纤维素的质量份数比为76：8～14：15～21：85～100：4～8：0.4～2。

【技术特征摘要】
1.一种疏水聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下原料组分：氟树脂改性聚氯乙烯、纳米氧化锌/二氧化钛和硬脂酸钙，所述的氟树脂改性聚氯乙烯、纳米氧化锌/二氧化钛和硬脂酸钙的质量份数比为87：39～53：2～6，其中，所述的氟树脂改性聚氯乙烯由改性聚氯乙烯、改性氟树脂、羟基硅油和邻羟基聚酯HY-3210反应制得，所述的改性聚氯乙烯、改性氟树脂、羟基硅油和邻羟基聚酯HY-3210的质量份数比为65：28～36：11～16：9～14，所述的改性聚氯乙烯由聚氯乙烯粉、氨基丁酸、纳米氧化锌/二氧化钛和四氢呋喃反应制得，所述的聚氯乙烯粉、氨基丁酸、纳米氧化锌/二氧化钛和四氢呋喃的质量份数比为73：38～47：17～26：75～82，所述的改性氟树脂由氟树脂、苯磺酸和苯磺酰氯反应制得，所述的氟树脂、苯磺酸和苯磺酰氯的质量份数比为45：9～15：8～14，所述的纳米氧化锌/二氧化钛由钛酸四丁酯、乳酸、草酸锌、乙醇、水和羟丙基纤维素反应制得，所述的钛酸四丁酯、乳酸、草酸锌、乙醇、水和羟丙基纤维素的质量份数比为76：8～14：15～21：85～100：4～8：0.4～2。2.根据权利要求1所述一种疏水聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述的疏水聚氯乙烯材料是由以下制备方法制得的：(1)、将钛酸四丁酯、草酸锌、乙醇、水和羟丙基纤维素按照质量份数比为76：15～21：85～100：4～8：0.4～2加入到超声反应釜中，超声频率为33KHz，维持体系温度35℃条件下反应29min，将质量份数比为8～14的乳酸按照0.01质量份/min添加至反应釜中，维持上述反应条件下继续反应2～5h，将产物转移至水热反应釜中，于168～183℃水热反应3～7h，产物经过滤、200℃热处理1h，300℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵焕，
申请(专利权)人：赵焕，
类型：发明
国别省市：浙江,33