基本信息
- 项目名称：
- 用于PVC表面保护的PMMA/TiO2复合材料
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 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。
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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
- 无
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。
