一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及塑料技术领域，公开了一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子及其生产工艺，该塑料粒子包括亲水改性聚氯乙烯、改性无机填充料、抗氧剂、润滑剂和着色剂，其中亲水改性聚氯乙烯是结构中含有酰亚胺和磺酸亲水基团的聚氯乙烯，改性无机填充料是表面接枝有胍抗菌剂的镁铝水滑石，通过以亲水改性聚氯乙烯作为基材，以改性无机填充料以及其他助剂为添加剂，经共混和挤出造粒工艺，制备出的复合聚氯乙烯塑料粒子具有良好的机械力学性能、耐热性、抗菌性和亲水性，可直接应用于制作建筑排污管。可直接应用于制作建筑排污管。

【技术实现步骤摘要】
一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子及其生产工艺


[0001]本专利技术涉及塑料
，具体涉及一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子及其生产工艺。

技术介绍

[0002]随着城市化进程的不断加快，排污管的使用越来越多，特别是在高层建筑中，使用排污管对生活污水进行排放十分有必要。目前，在所有的塑料管道中，聚氯乙烯塑料管历史悠久，用量最大，但是，聚氯乙烯本身表现为亲油疏水，而生活中的食用油、牛油等油性污水排入聚氯乙烯塑料管中后，会粘附在管道内壁，产生挂壁现象，并且在不断的积累下，油污等附着物形成的沉积层越来越厚，导致管道排放速度减慢，甚至产生堵塞现象，使得居民的生活质量受到较大影响。此外，污水中细菌等微生物含量较高，这些细菌微生物附会随着污水的排放，附着在管道内壁，并逐渐生长繁殖，进而侵蚀管壁内部，对聚氯乙烯管材的结构造成破坏，致使聚氯乙烯管材的使用寿命大大缩短，因此，聚氯乙烯管材在实际应用中，仍存在一定的不足。
[0003]通过在管道内壁设置低表面能的抗菌涂层，来解决聚氯乙烯管材内壁易发生油污挂壁堵塞和细菌侵蚀问题，是较为常见的技术手段，但是，该种方案成本较高，耐久性差异较大，很难普遍应用于民用排污管。因此，需要使用其他具有普适性的改性方法，来解决聚氯乙烯管材的缺陷，申请号为CN201810931016.2的专利技术专利公开了一种抗菌聚氯乙烯管材及其制备方法，通过在制备聚氯乙烯管材的过程中氧化钙/氮化铝包裹缓释抗菌玻璃的缓释抗菌颗粒，通过缓释抗菌颗粒的缓释抗菌效果，使制备的聚氯乙烯管材具有良好的长效广谱抗菌效果。但是，无机抗菌剂与聚氯乙烯基材之间的界面兼容性较差，很难保证缓释抗菌剂与聚氯乙烯基材在长期的使用过程中不会发生脱落分离的情况，因此，该方案的抗菌长效性很难得到保障。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子及其生产工艺，解决了聚氯乙烯塑料应用在管材领域时，管壁易吸附油污导致堵塞的问题，同时解决了聚氯乙烯塑料抗菌性能较差的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子，包括以下重量份的原料：亲水改性聚氯乙烯60
‑
80份、改性无机填充料1
‑
3份、抗氧剂0.5
‑
1份、润滑剂3
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4份、着色剂2
‑
5份；所述亲水改性聚氯乙烯是结构中含有酰亚胺和磺酸亲水基团的聚氯乙烯；所述改性无机填充料是表面接枝有胍抗菌剂的镁铝水滑石。
[0007]进一步地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或者胺类抗氧剂中的任意一种；所述润滑剂为石蜡、硬脂酸或者聚乙烯蜡中的任意一种；所述着色剂为碳酸钙或者钛白粉中的任意一种。
[0008]进一步地，所述亲水改性聚氯乙烯的制备方法包括以下步骤：
[0009]步骤Ⅰ：将聚氯乙烯粉末和环己酮混合，搅拌均匀后，加入马来酰亚胺搅匀，通氮气保护，升高体系温度至70
‑
80℃，恒温搅拌6
‑
12h，出料，过滤，洗涤，真空干燥，获得中间料；
[0010]步骤Ⅱ：将中间料与N.N
‑
二甲基甲酰胺混匀，加入2,3
‑
二巯基丙磺酸钠和光引发剂搅匀，使用365nm波长的紫外灯对反应体系进行照射，室温搅拌30
‑
60min，出料，过滤出固体物料，依次使用盐酸和纯化水洗涤，真空干燥，获得亲水改性聚氯乙烯。
[0011]进一步地，步骤Ⅰ中，所述聚氯乙烯粉末和马来酰亚胺的质量比为1:0.4
‑
0.6。
[0012]进一步地，步骤Ⅱ中，所述光引发剂为安息香双甲醚。
[0013]聚氯乙烯结构中含有反应性卤素官能团，可以与马来酰亚胺结构中的仲氨基发生亲核取代反应，将马来酰亚胺基团接枝在聚氯乙烯分子链中，制得含马来酰亚胺基团的聚氯乙烯中间料，其结构中的不饱和烯基官能团可以与2,3
‑
二巯基丙磺酸钠结构中的巯基，在光引发剂和紫外光照射条件下，发生点击化反应，由于2,3
‑
二巯基丙磺酸钠结构中含有两当量巯基，因此可以使聚氯乙烯中间料在反应过程中发生交联，同时将强极性磺酸亲水基团引入到聚氯乙烯结构中，获得亲水改性聚氯乙烯。
[0014]进一步地，所述改性无机填充料的制备方法包括以下步骤：
[0015]步骤一：将镁铝水滑石分散在无水甲苯中，加入异氰酸酯单体搅拌，升高体系温度至70
‑
80℃，保温搅拌4
‑
8h，降温出料，离心分离，经洗涤和真空干燥过程，获得异氰酸酯基水滑石；
[0016]步骤二：将异氰酸酯基水滑石投入1,4二氧六环中，超声20
‑
40min，加入聚六亚甲基胍盐酸盐和催化剂搅匀，通氮气保护，在50
‑
60℃的温度条件下搅拌4
‑
6h，待物料自然冷却，离心分离，取固体物料，经洗涤和真空干燥过程，获得改性无机填充料。
[0017]进一步地，步骤一中，所述镁铝水滑石的粒径≤150nm。
[0018]进一步地，步骤一中，所述异氰酸酯单体为甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷
‑
4,4
’‑
二异氰酸酯或者异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种。
[0019]进一步地，步骤二中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或者辛酸亚锡中的任意一种。
[0020]纳米级镁铝水滑石表面含有大量羟基官能团，经异氰酸酯单体修饰后，制得表面富含异氰酸酯基团的异氰酸酯基水滑石，在有机锡催化剂的作用下，异氰酸酯基团可以进一步与聚六亚甲基胍结构中的端氨基发生反应，从而将胍抗菌剂修饰在镁铝水滑石表面，制得改性无机填充料。
[0021]一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子的生产工艺，包括以下步骤：
[0022]第一步：取重量份的亲水改性聚氯乙烯和改性无机填充料，投入混料机中，设置混料机中转速为600
‑
800r/min，搅拌30
‑
60min后，加入重量份的抗氧剂、润滑剂和着色剂，继续搅拌混合20
‑
40min，形成混合物料；
[0023]第二步：将混合物料转移至挤出机中，设置挤出机的机筒温度为120
‑
125℃，机头温度为120
‑
130℃，进行挤出造粒，待物料自然冷却，获得复合聚氯乙烯塑料粒子。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]1)本专利技术通过从聚氯乙烯的结构入手，依次接枝马来酰亚胺基团和强极性的磺酸亲水基团，同时在接枝反应过程中，使聚氯乙烯分子链产生交联，形成交联型亲水改性聚氯
乙烯，并以其为基材，制备复合聚氯乙烯塑料粒子，由于马来酰亚胺基团和磺酸基团均具有良好的亲水性，可以改变聚氯乙烯亲油疏水的特性，赋予其良好的亲水性，进而避免了油污挂壁产生的管道堵塞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子，其特征在于，包括以下重量份的原料：亲水改性聚氯乙烯60
‑
80份、改性无机填充料1
‑
3份、抗氧剂0.5
‑
1份、润滑剂3
‑
4份、着色剂2
‑
5份；所述亲水改性聚氯乙烯是结构中含有酰亚胺和磺酸亲水基团的聚氯乙烯；所述改性无机填充料是表面接枝有胍抗菌剂的镁铝水滑石。2.根据权利要求1所述的一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或者胺类抗氧剂中的任意一种；所述润滑剂为石蜡、硬脂酸或者聚乙烯蜡中的任意一种；所述着色剂为碳酸钙或者钛白粉中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子，其特征在于，所述亲水改性聚氯乙烯的制备方法包括以下步骤：步骤Ⅰ：将聚氯乙烯粉末和环己酮混合，搅拌均匀后，加入马来酰亚胺搅匀，通氮气保护，升高体系温度至70
‑
80℃，恒温搅拌6
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12h，出料，过滤，洗涤，真空干燥，获得中间料；步骤Ⅱ：将中间料与N.N
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二甲基甲酰胺混匀，加入2,3
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二巯基丙磺酸钠和光引发剂搅匀，使用365nm波长的紫外灯对反应体系进行照射，室温搅拌30
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60min，出料，过滤出固体物料，依次使用盐酸和纯化水洗涤，真空干燥，获得亲水改性聚氯乙烯。4.根据权利要求3所述的一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子，其特征在于，步骤Ⅰ中，所述聚氯乙烯粉末和马来酰亚胺的质量比为1:0.4
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0.6。5.根据权利要求3所述的一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子，其特征在于，步骤Ⅱ中，所述光引发剂为安息香双甲醚。6.根据权利要求1所述的一种改性复合聚氯乙烯塑料粒子，其特征在于，所述改性无机填充料的制备方法包括以下步骤：步骤一：将镁铝水滑石分散在无水甲苯中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓君，蔡烨，陈炉强，夏海明，杨铭霞，
申请(专利权)人：杭州鑫璐实业有限公司，
类型：发明
国别省市：