一种高强度防变形PVC卷芯管及制备方法与流程

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一种高强度防变形PVC卷芯管及制备方法与流程

2023-08-16 18:13| 来源: 网络整理| 查看: 265

一种高强度防变形PVC卷芯管及制备方法与流程一种高强度防变形pvc卷芯管及制备方法技术领域1.本技术涉及pvc卷芯管的领域,尤其是涉及一种高强度防变形pvc卷芯管及制备方法。

背景技术:

2.目前,卷芯管是指用于卷曲各种薄膜、胶带或纸张等带状产品的部件,以方便对产品存放或者运输。现有的卷芯管的材质各异,一般根据所要卷曲的产品制定,分为纸质卷芯管、塑料卷芯管和金属卷芯管等。3.相关技术可参考公开号为cn105820479a的中国发明专利,其公开了一种高强度抗压管及其制备方法,包括以下重量份的组分:pvc50-60份;增韧材料10-20份;增强材料15-25份;润滑剂1-10份;复合稳定剂8-12份;调色剂1-5份。4.针对上述中的相关技术,发明人认为存在有pvc的阻燃性能都交底,导致卷芯管在高温情况下出现燃烧的现象,影响卷芯管的长时间使用。

技术实现要素:

5.为了改善pvc卷芯管的阻燃性能较低的问题,本技术提供一种高强度防变形pvc卷芯管及制备方法。6.一方面,本技术提供的一种高强度防变形pvc卷芯管采用如下的技术方案:一种高强度防变形pvc卷芯管,包括聚氯乙烯、润滑剂、复合稳定剂以及调色剂,其特征在于:还包括阻燃助剂;各组分按照以下重量份配比:聚氯乙烯40-50份;阻燃助剂5-10份;润滑剂4-6份;复合稳定剂10-12份;调色剂2-4份;所述阻燃助剂为通过阻燃剂复配形成的粉粒,所述阻燃剂为硼酸锌。7.通过采用上述技术方案,温度高于400℃时,硼酸锌受热分解,释放出结晶水,起到吸热冷却作用和稀释空气中氧气的作用;在高温下硼酸锌分解生成b2o3,会附着附着在卷芯管表面形成覆盖层,覆盖层可抑制可燃性气体产生,也可阻止氧化反应和热分解作用;通过在pvc材料中加入硼酸锌,可以为卷芯管提供阻燃性能。8.可选的,所述阻燃助剂还包括以下重量份的组分:改性sio2粉粒30-40份;烧结助剂0.4-0.6份;阻燃剂6-8份;消泡剂0.6-0.8份;分散剂;2-2.4份;所述阻燃剂与所述改性sio2粉粒的质量比为30-40:6-8。9.通过采用上述技术方案,由于sio2可以改变pvc的韧性,因而可以通过在pvc材料中加入sio2提高卷芯管的整体强度。10.可选的,所述改性sio2粉粒为sio2-硼酸锌的复配粉粒。11.另一方面,本技术提供的一种高强度防变形pvc卷芯管的制备方法采用如下的技术方案:一种高强度防变形pvc卷芯管的制备方法,包括如下步骤:将聚氯乙烯预热后与所述阻燃助剂、润滑剂、复合稳定剂、调色剂按照重量比40-50:5-10:4-6:10-12:2-4混合得到混合物料;将混合物料进行熔融共混造粒,将造粒投入到挤出机中进行挤出成型,产物定型后切割形成pvc卷芯管。12.通过采用上述技术方案,pvc成型前,将阻燃助剂一并投入pvc中,从而为卷芯管增加阻燃性能,提高pvc管的抗燃烧能力。13.可选的,所述熔融共混造粒的参数为:挤出机机筒温度为200℃,机头温度为200℃,口模温度为190℃,转速为40r/min;挤出成型参数为:挤出机机筒温度为200℃,模头温度为190℃。14.可选的,所述阻燃助剂的制备方法包括如下步骤:将改性sio2粉粒、烧结助剂、硼酸锌、消泡剂和分散剂按照重量比30-40:0.4-0.6:6-8:0.6-0.8:2-2.4混合形成混合料;将所述混合料按照质量体积比为0.4-0.6kg/l加入至去离子水中,混合形成浆料;将所述浆料高温烧结后,冷却研磨得到sio2-硼酸锌的复配粉粒。15.通过采用上述技术方案,sio2可以提高pvc自身强度,同时通过sio2生成凝胶材料,凝胶中的孔隙结构可以为阻燃剂提供容纳空间,降低阻燃剂与pvc直接接触的可能性,从而减少由于阻燃剂直接加入pvc材料中导致的pvc强度降低的可能性。16.可选的,所述浆料高温烧结温度为300-350℃。17.可选的,所述改性sio2粉粒的制备方法包括如下步骤:将石墨烯分散于乙醇水溶液中,并于水溶液中加入氨水溶液,超声分散后形成石墨烯分散液。18.将石墨烯分散液置于搅拌状态下升温至80-85℃,向石墨烯分散液中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷,反应后抽滤除去液体,将抽滤产物用乙醇洗涤,常温风干研磨得到sio2-石墨烯粉粒。19.通过采用上述技术方案,sio2在制备过程中加入石墨烯,石墨烯可以扩大sio2凝胶内的孔隙结构;后续在有氧烧结后将石墨烯除去,从而使生成孔隙结构为阻燃剂提供容纳空间,进一步降低碰酸性破坏pvc分子间连接性能的可能性。20.综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:1.温度高于400℃时,硼酸锌受热分解,释放出结晶水,起到吸热冷却作用和稀释空气中氧气的作用;在高温下硼酸锌分解生成b2o3,会附着附着在卷芯管表面形成覆盖层,覆盖层可抑制可燃性气体产生,也可阻止氧化反应和热分解作用;通过在pvc材料中加入硼酸锌,可以为卷芯管提供阻燃性能;2.由于sio2可以改变pvc的韧性,因而可以通过在pvc材料中加入sio2提高卷芯管的整体强度;3.sio2可以提高pvc自身强度,同时通过sio2生成凝胶材料,凝胶中的孔隙结构可以为阻燃剂提供容纳空间,降低阻燃剂与pvc直接接触的可能性,从而减少由于阻燃剂直接加入pvc材料中导致的pvc强度降低的可能性。具体实施方式21.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。实施例22.实施例1一种高强度防变形pvc卷芯管的制备方法,包括如下步骤:s1.配制体积比为5:1的乙醇水溶液,将20mg石墨烯分散于300ml乙醇水溶液中,并于水溶液中加入20μl浓度为5g/ml的氨水溶液,超声分散1h,形成石墨烯分散液。23.s2.将石墨烯分散液置于磁力搅拌器上,升温至80℃,向石墨烯分散液中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷,并使3-氨丙基三乙氧基硅烷与石墨烯分散液的体积比为3.1*10-3:1,反应3h后抽滤除去液体,将抽滤产物用乙醇洗涤,常温风干研磨得到sio2-石墨烯粉粒。24.s3.将sio2-石墨烯粉粒、烧结助剂高岭土、阻燃剂硼酸锌、消泡剂磷酸三丁酯和分散剂六偏磷酸钠按照重量比35:0.4:6:0.6:2混合形成混合料;将混合料按照质量体积比为0.4kg/l加入至去离子水中,于高速混合机混合18h形成浆料。25.s4.将浆料送入烧结炉中,设置烧结温度为330℃,高温烧结2h,除去石墨烯,出炉后冷却研磨得到sio2-硼酸锌的复配粉粒。26.s5.将聚氯乙烯在110℃预热1.5h;将预热后的聚氯乙烯、sio2-硼酸锌的复配粉粒、润滑剂石蜡-硬脂酸钙、复合稳定剂二月桂酸二辛基锡、调色剂白炭黑按照重量比40:5:4:10:2混合得到混合物料。27.s6.将混合物料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混造粒,设定挤出机机筒温度为:200℃,机头温度:200℃,口模温度:190℃,转速为40r/min;将造粒投入到锥形双螺杆挤出机中,挤出机机筒温度为200℃,模头温度为190℃;产物挤出至模具内定型,倒入切割机中切割形成pvc卷芯管。28.实施例2一种高强度防变形pvc卷芯管的制备方法,包括如下步骤:s1.配制体积比为5:1的乙醇水溶液,将30mg石墨烯分散于300ml乙醇水溶液中,并于水溶液中加入50μl浓度为5g/ml的氨水溶液,超声分散2h,形成石墨烯分散液。29.s2.将石墨烯分散液置于磁力搅拌器上,升温至85℃,向石墨烯分散液中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷,并使3-氨丙基三乙氧基硅烷与石墨烯分散液的体积比为3.3*10-3:1,反应5h后抽滤除去液体,将抽滤产物用乙醇洗涤,常温风干研磨得到sio2-石墨烯粉粒。30.s3.将sio2-石墨烯粉粒、烧结助剂膨润土、阻燃剂硼酸锌、消泡剂磷酸三丁酯和分散剂六偏磷酸钠按照重量比35:0.6:8:0.8:2.4混合形成混合料;将混合料按照质量体积比为0.6kg/l加入至去离子水中,于高速混合机混合18h形成浆料。31.s4.将浆料送入烧结炉中,设置烧结温度为330℃,高温烧结3h,除去石墨烯,出炉后冷却研磨得到sio2-硼酸锌的复配粉粒。32.s5.将聚氯乙烯在110℃预热1.5h;将预热后的聚氯乙烯、sio2-硼酸锌的复配粉粒、润滑剂石蜡-硬脂酸钙、复合稳定剂二月桂酸二辛基锡、调色剂碳黑按照重量比50:10:6:12:4混合得到混合物料。33.s6.将混合物料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混造粒,设定挤出机机筒温度为:200℃,机头温度:200℃,口模温度:190℃,转速为40r/min;将造粒投入到锥形双螺杆挤出机中,挤出机机筒温度为200℃,模头温度为190℃;产物挤出至模具内定型,倒入切割机中切割形成pvc卷芯管。34.实施例3一种高强度防变形pvc卷芯管的制备方法,包括如下步骤:s1.配制体积比为5:1的乙醇水溶液,将25mg石墨烯分散于300ml乙醇水溶液中,并于水溶液中加入30μl浓度为5g/ml的氨水溶液,超声分散1.5h,形成石墨烯分散液。35.s2.将石墨烯分散液置于磁力搅拌器上,升温至83℃,向石墨烯分散液中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷,并使3-氨丙基三乙氧基硅烷与石墨烯分散液的体积比为3.2*10-3:1,反应4h后抽滤除去液体,将抽滤产物用乙醇洗涤,常温风干研磨得到sio2-石墨烯粉粒。36.s3.将sio2-石墨烯粉粒、烧结助剂高岭土、阻燃剂硼酸锌、消泡剂磷酸三丁酯和分散剂六偏磷酸钠按照重量比35:0.5:7:0.7:2.2混合形成混合料;将混合料按照质量体积比为0.5kg/l加入至去离子水中,于高速混合机混合18h形成浆料。37.s4.将浆料送入烧结炉中,设置烧结温度为330℃,高温烧结2.5h,除去石墨烯,出炉后冷却研磨得到sio2-硼酸锌的复配粉粒。38.s5.将聚氯乙烯在110℃预热1.5h;将预热后的聚氯乙烯、sio2-硼酸锌的复配粉粒、润滑剂石蜡-硬脂酸钙、复合稳定剂二月桂酸二辛基锡、调色剂白炭黑和碳黑的混合物,按照重量比45:8:5:11:3混合得到混合物料,其中白炭黑和炭黑的质量比为1:1。39.s6.将混合物料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混造粒,设定挤出机机筒温度为:200℃,机头温度:200℃,口模温度:190℃,转速为40r/min;将造粒投入到锥形双螺杆挤出机中,挤出机机筒温度为200℃,模头温度为190℃;产物挤出至模具内定型,倒入切割机中切割形成pvc卷芯管。40.实施例4实施例4与实施例1的区别在于,步骤s5中,sio2-石墨烯粉粒与阻燃剂硼酸锌的质量比为30:6。41.实施例5实施例5与实施例1的区别在于,步骤s5中,sio2-石墨烯粉粒与阻燃剂硼酸锌的质量比为40:6。42.实施例6实施例6与实施例1的区别在于,步骤s4中,设置烧结温度为300℃。43.实施例7实施例7与实施例1的区别在于,步骤s4中,设置烧结温度为350℃。44.对比例对比例1对比例1与实施例1的区别在于,步骤s5中,sio2-石墨烯粉粒与阻燃剂硼酸锌的质量比为20:6。45.对比例2对比例2与实施例1的区别在于,步骤s5中,sio2-石墨烯粉粒与阻燃剂硼酸锌的质量比为50:6。46.对比例3对比例3与实施例1的区别在于,取消步骤s1及s2,将步骤s3中的sio2-石墨烯粉粒替换为等量的sio2粉粒。47.对比例4对比例4与实施例1的区别在于,取消步骤s1及s2,将步骤s3中的sio2-石墨烯粉粒替换为等量的聚氯乙烯。48.对比例5对比例5与实施例1的区别在于,步骤s4中,设置烧结温度为200℃。49.对比例6对比例6与实施例1的区别在于,步骤s4中,设置烧结温度为450℃。50.性能检测试验检测方法/试验方法依照gb/t1040.2-2006测定实施例1-9以及对比例1-11的拉伸强度和拉伸弹性模量,上述试验结果如表1所示。依照gb/t9341-2000测定实施例1-9以及对比例1-11的弯曲强度和弯曲模量,上述试验结果如表1所示。51.依照gb/t 2408/iec60695-2003分别测定实施例1-9以及对比例1-11的ul-94等级;上述试验结果如表2所示。52.表1表2 ul-94等级 ul-94等级实施例1v-0对比例1v-0实施例2v-0对比例2v-0实施例3v-0对比例3v-0实施例4v-0对比例4v-1实施例5v-0对比例5v-2实施例6v-0对比例6nr实施例7v-0ꢀꢀ结合实施例1、4、5和对比例6、7并结合表1可以看出,随着sio2-石墨烯粉粒的增大,pvc的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度和弯曲模量都显著增大,当sio2-石墨烯粉粒与阻燃剂硼酸锌的质量比为40:6时,继续增大sio2-石墨烯粉粒的含量,pvc的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度和弯曲模量没有明显变化。53.结合实施例1和对比例3、4并结合表1、表2可以看出,当sio2-石墨烯粉粒替换为等量的sio2粉粒,或当sio2-石墨烯粉粒替换为等量的聚氯乙烯,pvc的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度和弯曲模量都出现了显著下降,同时阻燃性能都有所降低。54.结合实施例1、6、7和对比例5、6并结合表1、表2可以看出,相较于300-350℃的烧结温度,烧结温度为200℃时,pbt的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度和弯曲模量都稍有减小,同时阻燃性能降低;烧结温度为450℃时,pbt的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度和弯曲模量稍有升高;同时pvc失去阻燃性能。55.以上均为本技术的较佳实施例,并非依此限制本技术的保护范围,故:凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本技术的保护范围之内。



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