主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

基本信息

项目名称:
用于PVC表面保护的PMMA/TiO2复合材料
小类:
能源化工
简介:
PVC产品在全世界的建材市场有着巨大的市场空间和持续需求,现阶段其已与木门窗、铝窗等共同占据门窗的市场。但PVC材料存在不耐日光,易老化等缺陷,这也是世界性难题,现在也没有较好的解决办法。本发明通过对PVC表面涂覆PMMA/TiO2复合膜很好的解决了该问题,具有很好的市场前景。
详细介绍:
PVC产品在全世界的建材市场有着巨大的市场空间和持续需求,现阶段其已与木门窗、铝窗等共同占据门窗的市场。但PVC材料存在不耐日光,易老化等缺陷,这也是世界性难题,现在也没有较好的解决办法。开发本产品主要为了解决此问题,通过对TiO2粉体的改性(掺杂适量的C成分,提高TiO2与有机相的亲和性等)及包覆,开发一种PMMA/TiO2复合膜材料,并将它对PVC材料外部表面进行涂覆改性,并根据需要对TiO2进行相态控制。通过模拟的老化实验证明其表面涂覆PMMA/TiO2复合膜的PVC材料具有较好的抗紫外能力,外观光洁度较好,还能起到美观作用。该复合膜制备简单,与PVC有良好的亲和性,对日后其他改性起铺垫作用。 本产品应市场需求开发,现阶段却并没有相同产品,市场还处于空白阶段,经济效应巨大;国内的PVC厂商大部分并没有对PVC材料进行附加功能,故推广性极高,利润空间巨大;且本产品具有低成本,高附加值,具有一定的技术水平,可立即中试生产,后续开发空间大等特点。

作品图片

  • 用于PVC表面保护的PMMA/TiO2复合材料

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

目的:目前的PVC材料应用非常广泛,但其不耐紫外照射,长期处于阳光照射下时,基体材料容易造成破坏,老化问题严重。同时用于室外门窗的PVC塑料易脏且不易清洗,影响了该类产品的外观和使用寿命。该复合膜能解决此问题并对外观进行美化。基本思路: TiO2的金红石相其有屏蔽紫外的特性,锐钛矿相具有自清洁作用,PMMA能使PVC表面更光滑,不易被沾污,因此将两者复合后,做成PVC塑料制品的室外保护膜。创新点:首次采用TiO2复合的PMMA膜与PVC进行复合,使PVC表面更光滑且具有自清洁功效,延长其使用寿命,同时,通过调整制备条件,可以控制TiO2中金红石相和锐钛矿相的比例,使其同时具有屏蔽紫外线和自清洁的功能。技术关键: 1、纳米TiO2粒子的制备方法(两步水解法),弱极性、在四氢呋喃溶剂中分散良好的TiO2粒子的制备,分布较窄、尺寸可控的TiO2粒子的制备;2、不同比例金红石相和锐钛矿相TiO2的同时制备;3、TiO2基体PMMA的高度相容性,TiO2粒子在PMMA中分散良好;4、复合膜与PVC的较高强度结合。技术指标: PMMA中TiO2粒子的粒径分布在200-300nm范围内;TiO2粒子中,锐钛矿相比例占60%,金红石相比例占40%;复合膜对紫外光的屏蔽程度达到95%以上;复合膜与PVC结合良好,长期使用无剥落起皮现象。

科学性、先进性

据CNKI(中国知网)及万方数据资料显示国内外尚未有此类文章及发明。 TiO2能吸收紫外线在国内外已有多篇报道,大量测试佐证。此膜是在现有生产的PVC基础上对其进行改性,利用TiO2的吸收紫外特性使PVC更稳定,更耐用,外观更好,未见与本文思路相近的相关报道。此产品经过大量实验手段进行过测试,结果理想。利用两步水解法制备TiO2,烧结温度比参考文献低超过100℃。XRD测试证明其为锐钛矿相。用紫外光谱证明其具有理想的吸收紫外特性,符合预期等等。试验还采用了不同的方法进行了对比,同时考虑到商用价值进行了系列的试验,如适用范围,相容性等等。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

实验室阶段

技术转让方式

待定

作品可展示的形式

实物、展品,图纸,现场展示,图片,样品

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

该产品是PVC的保护膜,由于其制备过程中影响因素很多,故科技含量较高。且所有PVC材料或相关制品都可以使用,工厂在生产PVC材料制品过程中可直接涂覆制备,无需后处理,无需售后。从行业需求来看,据美国化学品市场协会(CMAI)分析,中国塑料门窗、管材、化学建材市场对PVC需求将保持强劲增长,有望超过7%,而全球市场对于PVC产品的需求也已经达到了一个新的高峰。PVC产品在中国的建材市场有着巨大的市场空间和持续需求。本产品为PVC改性膜,而现阶段并没有相同产品,市场还处于空白阶段,经济效应巨大。而国内的PVC厂商大部分并没有对PVC材料进行附加功能,故推广性极高。

同类课题研究水平概述

国内外很多学者已对TiO2进行了研究,并有大量的相关研究报道,对其性能已经有了清晰的认识,同时对PMMA/TiO2复合材料的制备研究也已经开始。但据CNKI(中国知网)及万方数据资料显示,没有一篇用于PVC表面保护的PMMA/TiO2复合材料的报道,关于PMMA与PVC的结合度问题也是少之又少。本产品定位于在现有PVC材料表面上涂覆PMMA/TiO2复合膜改性,不仅使其使用寿命更长,而且能使其改善其外观并能提供长期保养,目前国内很少有厂家对PVC材料进行附加功能,故推广性极大。 当前国内主要用于PVC保护的产品: 1. 铝塑板保护膜 材料组分:以聚乙烯(PE)塑料薄膜为基材,以交联型丙烯酸树酯作胶粘剂成膜。产品特性:性质柔软,粘着性能好,容易粘贴,容易剥离,剥离无残胶. 应用范围: 保护膜最大的优点是被保护的产品在生产加工,运输,贮存以及装修过程中不受污染,腐蚀,划伤,保护原有的的表面。 2. 聚乙烯(PE)保护膜 材料组分:聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚丙烯(BOPP) 产品特性:被贴型材表面的“润湿”速度快;贴板后剥离强度增加率低;压敏胶的稳定性好,剥离无残留,不会对被保护表面产生不良影响。应用范围: 主要用于各种产品的表面保护,使之在运输、存储以及加工、安装过程中不受损伤。 上述两种保护膜只是短期保护,只适用于运输、存储以及加工、安装过程中不受损伤,并不能长期有效的保护PVC基体,对PVC基体保护只是暂时的;而PMMA/TiO2复合膜不仅能够长期有效的保护PVC材料,而且其外观更好,内部的金红石相TiO2具有紫外屏蔽效应,延长PVC基体使用寿命;锐钛矿相TiO2具有自清洁作用,能长期保持TiO2光洁亮泽。 PMMA/TiO2复合膜生产制备简单,对设备要求不高,但具有一定技术水平(优势:首次采用膜对PVC进行涂覆,少量碳原子的掺入等),附加值高,提高产品的质量及市场竞争力,利润空间大。无需增加售后服务,节省人力财力。PMMA/TiO2复合膜本身后续开发领域广阔,其应用价值将更高,用途也将更广。
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