一种硅氧烷-乙烯-PS微球、PERT地暖管及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种硅氧烷

【技术实现步骤摘要】
一种硅氧烷
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乙烯
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PS微球、PERT地暖管及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及塑料管材领域，更具体地，涉及一种硅氧烷
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乙烯
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PS微球、PERT地暖管及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高，消费者对居家生活的舒适度和卫生也提出了更高的要求，特别在家庭地暖领域，对地暖管要求不断提高。我国北方许多城市冬天都有家庭供暖，家庭供暖常用到PERT地暖管。现有的PERT地暖管主要存在以下问题：PERT地暖管长期使用过程中，内壁容易产生污垢，严重影响地暖管的使用寿命和室内环境卫生。此外，一定厚度污垢会对PERT地暖管的散热效率产生负面影响，难易保证室内温度的舒适性。
[0003]现有技术中，一般通过加入含硅疏水材料来提高PERT地暖管内壁的抗污垢性能(如：名称为一种有机硅酮母粒和自清洁PERT地暖管材及其制备方法的中国专利)，但是含硅疏水材料与PERT树脂的相容性较差，这导致PERT地暖管的抗污垢性能提升有限。
[0004]因此，亟需解决PERT地暖管抗结垢效果不佳的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的首要目的是克服上述现有技术PERT地暖管抗结垢效果不佳的问题，提供一种硅氧烷
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乙烯
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PS微球的制备方法。该该硅氧烷
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乙烯
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PS微球的PS微球上具有烷基链段，烷基链段上接枝有具有硅氧烷基团，这使得硅氧烷<br/>‑
乙烯
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PS微球与PERT树脂具有良好的相容性且使PERT地暖管的内壁表面与水形成很大的接触角(138
°
～146
°
)，较低表面能，使得PERT地暖管内壁表面具有自清洁效果，避免污垢的沉积，从而具有优异的抗污垢效果。此外，由于PERT地暖管具有优异的抗污垢效果，故能避免产生污垢而给PERT地暖管的散热性能带来负面影响，让PERT地暖管长期保持良好的散热性。
[0006]本专利技术的又一目的是提供一种硅氧烷
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乙烯
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PS微球。
[0007]本专利技术的又一目的是提供上述硅氧烷
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乙烯
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PS微球作为抗污垢剂在制备PERT地暖管中的应用。
[0008]本专利技术的又一目的是提供一种PERT地暖管。
[0009]本专利技术的又一目的是提供上述PERT地暖管的制备方法。
[0010]本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0011]一种硅氧烷
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乙烯
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PS微球的制备方法，包括如下步骤：
[0012]S1.聚苯乙烯微球和乙烯单体进行原位聚合反应，得到乙烯
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PS微球；
[0013]S2.乙烯
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PS微球和乙烯基硅氧烷在温度为68～70℃、pH为6～6.5的条件下发生聚合反应，即得所述硅氧烷
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乙烯
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PS微球。
[0014]现有的PS@SiO2疏水材料一般是先在PS微球(聚苯乙烯微球)表面上原位水解正硅酸乙酯形成PS@SiO2复合微球，然后通过PS@SiO2复合微球表面的硅氧基团与疏水剂(如十六烷基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷)的水解缩聚反应来将疏水链段修饰到PS@
SiO2复合微球表面，从而得到具有疏水性的树莓状粒子。但PS@SiO2疏水材料添加到PERT地暖管的配方中，由于PS@SiO2疏水材料与PERT树脂的相容性不好，因此PERT地暖管的抗污垢效果提升有限。
[0015]本专利技术的专利技术人尝试利用烷基链段替换PS@SiO2复合微球的SiO2基团来提升疏水材料与PERT树脂的相容性，例如：通过聚苯乙烯微球和乙烯单体进行原位聚合反应得到乙烯
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PS微球，但是乙烯
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PS微球上不存在可与硅氧烷类物质的硅氧基团连接的可反应性基团，因此无法将疏水链段接枝到乙烯
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PS微球。
[0016]本专利技术的专利技术人再尝试利用乙烯基硅氧烷对乙烯
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PS微球进行修饰，但在反应过程中，乙烯基硅氧烷自身容易发生水解缩聚反应，也难以对乙烯
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PS微球进行修饰。
[0017]本专利技术的专利技术人通过多次研究发现，在特定的温度和pH条件下，选用乙烯基硅氧烷与乙烯
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PS微球反应，能成功将疏水基团修饰到乙烯
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PS微球上，即得到硅氧烷
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乙烯
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PS微球，其原因是：特定的温度和pH条件下，能较大程度地抑制乙烯基硅氧烷自身发生水解缩聚反应，同时能使得乙烯基硅氧烷通过碳碳双键在乙烯
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PS微球表面的烷基链段上发生聚合反应并形成疏水链段，得到硅氧烷
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乙烯
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PS微球。该硅氧烷
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乙烯
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PS微球的结构为：以PS微球为基础，PS微球的表面上具有烷基链段，烷基链段上接枝硅氧烷疏水基团，其中，烷基链段使得硅氧烷
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乙烯
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PS微球与PERT树脂具有良好的相容性，硅氧烷疏水基团具有疏水性。将硅氧烷
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乙烯
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PS微球作为抗污垢剂添加到PERT地暖管的内层组分中，烷基链段使得抗污垢剂与PERT树脂具有分子级别的相容性，抗污垢剂能均匀地分散在PERT树脂材料中，再配合硅氧烷疏水基团的疏水作用，使得PERT地暖管的内壁表面与水形成很大的接触角(138
°
～146
°
)，极低表面能，PERT地暖管内壁表面具有自清洁效果，避免污垢的沉积，从而具有优异的抗污垢效果。此外，由于PERT地暖管具有优异的抗污垢效果，故能避免产生污垢而给PERT地暖管的散热性能带来负面影响，让PERT地暖管长期保持良好的散热性。
[0018]步骤S2中，如果温度太高，乙烯基硅氧烷自身聚合的反应速率太快，在短期内不可控，聚合度成几何数量增加，形成的乙烯基硅氧烷聚合物难以修饰到乙烯
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PS微球上；如果温度太低，则乙烯基硅氧烷与乙烯
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PS微球无法发生聚合反应，乙烯
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PS微球表面无法形成疏水链段；如果pH太低，则乙烯基硅氧烷会自身发生水解缩聚反应，乙烯基硅氧烷难以通过碳碳双键在乙烯
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PS微球表面的烷基链段上发生聚合反应，无法将疏水链段修饰到乙烯
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PS微球上；如果pH≈7(中性或接近中性)，乙烯基硅氧烷通过碳碳双键在乙烯
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PS微球表面的烷基链段上发生聚合反应的反应活性低，最后得到的生成物的硅氧含量少，疏水效果差；如果pH太高(碱性)，则乙烯基硅氧烷也会快速发生水解，并形成乙烯
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SiO2微球，体积较大的乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅氧烷
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乙烯
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PS微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.聚苯乙烯微球和乙烯单体进行原位聚合反应，得到乙烯
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PS微球；S2.乙烯
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PS微球和乙烯基硅氧烷在温度为68～70℃、pH为6～6.5的条件下发生聚合反应，即得所述硅氧烷
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乙烯
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PS微球。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S1中所述原位聚合反应的过程为：在聚苯乙烯微球乳液中加入乙烯单体、引发剂和茂金属催化剂，在75～90℃的条件下反应25～35min，即得乙烯
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PS微球。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S2的中所述反应的反应时间为120～180min。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S1中所述聚苯乙烯微球和步骤S1中所述乙烯单体的用量质量比为1:(0.3～0.5)；步骤S1中所述聚苯乙烯微球和步骤S2中所述乙烯基硅氧烷的用量质量比为1:(0.05～0.1)。5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S2中所述乙烯基硅氧烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶为进，陈士欣，
申请(专利权)人：河南联塑实业有限公司，
类型：发明
国别省市：