CN101104718A - 聚氯乙烯(pvc)滴灌带 - Google Patents

Abstract

一种聚氯乙烯(PVC)滴灌带，含有如下份数的组分：PVC树脂100重量份，增塑剂20～40重量份，润滑剂0.5～2重量份，冲击改性剂2～6重量份，加工助剂0.5～3重量份，热稳定剂1～2.5重量份，偶联剂0.1～0.8重量份，碳酸钙5～20重量份。本发明主要用作室内外各种灌水器使用，特别适合于大田农业节水灌溉使用。

Description

聚氯乙烯(PVC)滴灌带

技术领域

本发明涉及一种节水灌溉器材，尤其是聚氯乙烯(PVC)滴灌带。

背景技术

我国农业是用水最多的产业，水资源的短缺已成为制约农业和国民经济发展的瓶颈。发展农业高效用水，是保障我国农业可持续发展的一项根本性战略措施。目前，我国年平均新增推广滴灌面积约2万公顷，年更新滴灌2万公顷，折合滴灌管(带)4亿米左右，年更新数量正在不断加大，市场需求量不断在提高。而在喷灌、微灌、膜下滴灌等节水器材中，滴灌占80％，滴灌带作为滴灌系统中的组成部分，在节水农业中占举足轻重的地位。

目前，聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)是普遍使用的塑料加工原料，由于聚氯乙烯树脂密度比较大，与聚乙烯相比具有较高的强度、刚度、硬度和较低的韧性，断裂伸长率和冲击强度较低，热稳定性差，熔体粘度高，加工困难，因此，用聚氯乙烯(PVC)来生产滴灌带，很难制成符合标准的滴灌带，所以，一直以来，本领域的技术人员认为无法实现用PVC生产滴灌带，而以聚乙烯(PE)为主要原料来生产滴灌带，由于聚乙烯分子柔性好，韧性和耐低温性良好，制成的滴灌带具有很好的物理机械性能，所以，目前，本领域技术人员普遍采用聚乙烯(PE)原料来生产滴灌带，但由于聚乙烯是石油化工的下游产品，随着我国石油资源的不断减少和石油价格的不断增高，使得以聚乙烯为主要原料生产滴灌带的成本也不断增高，增加了企业经营成本，降低了企业在市场中的竞争力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述PVC生产滴灌带的技术缺陷，通过在PVC树脂中加入相应助剂，对其进行改性，从而提供一种成本低、持久性流量均匀、性能优良的聚氯乙烯(PVC)滴灌带。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种聚氯乙烯(PVC)滴灌带，由聚氯乙烯经聚合、挤出工艺而成，其特别之处在于：构成聚氯乙烯(PVC)滴灌带的原料中包含下述重量份数的原料：

PVC树脂    100重量份

增塑剂     20～40重量份

润滑剂     0.5～2重量份

冲击改性剂 2～6重量份

加工助剂   0.5～3重量份

热稳定剂   1～2.5重量份

偶联剂     0.1～0.8重量份

碳酸钙     5～20重量份

作为进一步改进，本发明可含有炭黑0.5～2重量份，炭黑是工业用色素炭黑，为高色素炭黑、中色素炭黑或普通色素炭黑，碳黑可以阻止紫外线进入滴灌带内部，阻止聚合物的光降解进行，延长了滴灌带的使用寿命。

本发明使用的PVC树脂，其K值为69～71mL/g，使用的PVC树脂为PVC-SG2型、PVC-SG3型或PVC-SG4型。

本发明使用的增塑剂是一种能增加聚合物树脂的可塑性，赋予制品柔软性的助剂，为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或癸二酸二辛酯(DOS)。

本发明使用的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸、石蜡、氯化石蜡或氧化聚乙烯蜡(OPE)。

本发明使用的冲击改性剂为ABS树脂、EVA树脂、MBS或CPE。

本发明使用的加工助剂，是一种能促进PVC熔融塑化的助剂，为丙烯酸脂类聚合物，或丙烯酸脂类与苯乙烯的共聚物。选用ACR-301或ACR-401。

本发明使用的热稳定剂是一种热稳定性好，具有长期热稳定性的有机锡类热稳定剂，为二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG)、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡(DMTFG)、二月桂酸二正丁基锡(DBTL)、二月桂酸二正辛基锡(DOTL)或马来酸二正丁基锡(DBTM)。

本发明使用的偶联剂，是一种能促进PVC无机填料表面改性的助剂，为铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂。

本发明使用的碳酸钙(CaCO₃)为轻质CaCO₃、重质CaCO₃、超细CaCO₃、活性轻质CaCO₃、超细活性CaCO₃或纳米CaCO₃。

本发明的有益效果：从我国能源角度出发，克服了本领域的技术偏见，以改性处理后的PVC原料替代PE原料，生产出的聚氯乙烯(PVC)滴灌带物理机械性能达到了标准。

目前，由于石油价格的不断上涨，导致石油下游产品聚乙烯的价格也在不断上涨，使得聚乙烯原料价格远远高于聚氯乙烯原料价格，因此，用聚氯乙烯生产滴灌带，大大降低了滴灌带的生产成本，减少了我国对石油资源的消耗，实现我国能源的优质化。

本发明用PVC树脂替代PE树脂生产滴灌带，加入了多种改性助剂，通过适当的配比，对聚氯乙烯树脂进行改性，使其达到生产滴灌带的要求，为滴灌带的生产提供了一种新的途径。由于聚氯乙烯密度比较大，具有较高的强度、刚度、硬度和较低的韧性，加入适当的增塑剂，提高了聚氯乙烯树脂的可塑性，赋予制品柔软性。润滑剂的适当加入，降低了物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力，从而降低了熔体的流动阻力和熔体粘度，提高了熔体的流动性，避免熔体与设备的粘附，提高制品表面的光洁度。聚氯乙烯树脂是一个极性非结晶性高聚物，分子之间有较强的作用力，是一个坚硬而脆的材料，抗冲击强度较低，加人适量冲击改性剂，冲击改性剂的弹性体粒子降低了总的银纹引发应力，并利用粒子自身的变形和剪切带，阻止银纹扩大和增长，吸收传入材料体内的冲击能，从而达到了抗冲击的目的。由于PVC熔体延展性差，易导致熔体破碎；PVC熔体松弛慢，易导致制品表面粗糙、无光泽及鲨鱼皮等现象，加入加工助剂，改善了PVC熔体上述缺陷，促进了树脂熔融、改善了熔体流变性能及赋予润滑功能。纯的聚氯乙烯树脂对热极为敏感，在加工过程中易发生热分解反应，加入热稳定剂，可有效缓解聚氯乙烯树脂在加工过程中的热分解反应。

本发明通过使用多种改性助剂，使改性处理后的聚氯乙烯(PVC)滴灌带具有优异的综合性能，其与普通聚乙烯滴灌带相比，生产成本较低，在价格和性能上更具有优势，而且可减少对石油资源的消耗，更有利于我国农业节水灌溉技术的推广。

具体实施方式

以下结合具体实施例来做进一步的说明，本发明的份数均为重量份数。

实施例1

一种聚氯乙烯(PVC)滴灌带是由含有如下份数的组分的原料制成(重量份数，下同)

PVC(SG-2型)     100

DOP             20

OPE             1

CPE             3

ACR-401         2.5

DOTTG           2

铝酸酯偶联剂    0.5

超细CaCO₃       10

工艺流程为：按配方称量好后，投入高速混合机中，依靠摩擦使其升温至110～120℃，高速捏合出料至低速冷搅，冷却至45℃后出料，备用.开动双螺杆造粒机，升温至160～180℃，将上述混合好的粉料加入到造粒机中造粒，备用。将滴灌带主机升温至160～195℃，加入上述造好的粒料，经塑化过滤挤出成型，制成聚氯乙烯(PVC)滴灌带。取样进行检测。

检测方法按QB/T 2517-2001标准，测试结果见表1。

表1  聚氯乙烯(PVC)滴灌带与聚乙烯滴灌带性能对比

由表1可以看出，以PVC为主要原料制成的滴灌带，其各项性能均符合QB/T2517-2001检测标准，本实施例特别适用于室内大棚蔬菜和室内植物园浇水使用。

实施例2

在本实施例中，聚氯乙烯(PVC)滴灌带是由含有下列份数的组分的原料制成：

PVC(SG-3型)100

DOP        25

OPE        0.5

炭黑       0.5

CPE        5

ACR-401    2

DOTTG      2.5

铝酸酯偶联剂    0.6

轻质CaCO₃       15

制备工艺同实施例1。检测方法按实施例1，测试结果见表2

表2  聚氯乙烯(PVC)滴灌带与聚乙烯滴灌带性能对比

由实施例2可以看出，此PVC滴灌带各项性能均符合QB/T 2517-2001检测标准。

实施例3

在本实施例中，聚氯乙烯(PVC)滴灌带是由含有下列份数的组分的原料制成：

PVC(SG-3型)   100

DOP           28

硬脂酸        1

炭黑          1

EVA           6

ACR-401       3

DBTL            1.5

钛酸酯偶联剂    0.8

轻质CaCO₃       20

制备工艺同实施例1。检测方法按实施例1，测试结果见表3

表3  聚氯乙烯(PVC)滴灌带与聚乙烯滴灌带性能对比

由实施例3可以看出，此聚氯乙烯(PVC)滴灌带各项性能均符合QB/T2517-2001检测标准。

实施例4

在本实施例中，聚氯乙烯(PVC)滴灌带是由含有如下份数的组分的原料制成：

PVC(SG-4型) 100

DOP         35

氯化石蜡    1.5

炭黑        1.5

MBS         4

ACR-401         1

DBTM            1

钛酸酯偶联剂    0.4

纳米CaCO₃       10

制备工艺同实施例1。检测方法按实施例1，测试结果见表4

表4  聚氯乙烯(PVC)滴灌带与聚乙烯滴灌带性能对比

由实施例4可以看出，此聚氯乙烯(PVC)滴灌带各项性能均符合QB/T2517-2001检测标准。

实施例5

在本实施例中，聚氯乙烯(PVC)滴灌带是由含有如下份数的组分的原料制成：

PVC(SG-4型) 100

DOP         40

OPE         2

炭黑        2

CPE             4

ACR-401         0.5

DBTL            2

钛酸酯偶联剂    0.1

纳米CaCO₃       5

制备工艺同实施例1，检测方法按实施例1，测试结果见表5。

表5  聚氯乙烯(PVC)滴灌带与聚乙烯滴灌带性能对比

由实施例5可以看出，此聚氯乙烯(PVC)滴灌带各项性能均符合QB/T2517-2001检测标准。

实施例1～5中，所使用的PVC树脂可为PVC-SG2型、PVC-SG3型或PVC-SG4型。所使用的增塑剂可为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或癸二酸二辛酯(DOS)。所使用的润滑剂可为硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸、石蜡、氯化石蜡或氧化聚乙烯蜡(OPE)。所使用的炭黑可为高色素炭黑、中色素炭黑或普通色素炭黑。所使用的冲击改性剂可为ABS树脂、EVA树脂、MBS或CPE。所使用的加工助剂可为丙烯酸脂类聚合物，或丙烯酸脂类与苯乙烯的共聚物。所使用的热稳定剂可为二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG)、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡(DMTFG)、二月桂酸二正丁基锡(DBTL)、二月桂酸二正辛基锡(DOTL)或马来酸二正丁基锡(DBTM)。所使用的偶联剂可为铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂。所使用的碳酸钙(CaCO₃)可为轻质CaCO₃、重质CaCO₃、超细CaCO₃、活性轻质CaCO₃、超细活性CaCO₃或纳米CaCO₃。上述采用的PVC树脂、增塑剂、润滑剂、炭黑、冲击改性剂、加工助剂、热稳定剂、偶联剂和碳酸钙，它们可由其选用的组份自由组合。

由以上实施例1～5可以看出，使用改性处理后的PVC树脂为原料制出的滴灌带，其物理机械性能均达到了标准，生产成本得到了降低，可以在商业上获得巨大成功。

Claims (10)

1.一种聚氯乙烯(PVC)滴灌带，其特征是含有如下份数的组分：PVC树脂100重量份，增塑剂20～40重量份，润滑剂0.5～2重量份，冲击改性剂2～6重量份，加工助剂0.5～3重量份，热稳定剂1～2.5重量份，偶联剂0.1～0.8重量份，碳酸钙5～20重量份。

2.如权利要求1所述的聚氯乙烯(PVC)滴灌带，其特征在于含有炭黑0.5～2重量份，炭黑为高色素炭黑、中色素炭黑或普通色素炭黑。

3.如权利要求1或2所述的聚氯乙烯(PVC)滴灌带，其特征在于所使用的PVC树脂为PVC-SG2型、PVC-SG3型或PVC-SG4型。

4.如权利要求3所述的聚氯乙烯(PVC)滴灌带，其特征在于所使用的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或癸二酸二辛酯(DOS)。

5.如权利要求4所述的聚氯乙烯(PVC)滴灌带，其特征在于所使用的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸、石蜡、氯化石蜡或氧化聚乙烯蜡(OPE)。

6.如权利要求5所述的聚氯乙烯(PVC)滴灌带，其特征在于所使用的冲击改性剂为ABS树脂、EVA树脂、MBS或CPE。

7.如权利要求6所述的聚氯乙烯(PVC)滴灌带，其特征在于所使用的加工助剂为丙烯酸脂类聚合物，或丙烯酸脂类与苯乙烯的共聚物。

8.如权利要求7所述的聚氯乙烯(PVC)滴灌带，其特征在于所使用的热稳定剂为二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG)、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡(DMTFG)、二月桂酸二正丁基锡(DBTL)、二月桂酸二正辛基锡(DOTL)或马来酸二正丁基锡(DBTM)。

9.如权利要求8所述的聚氯乙烯(PVC)滴灌带，其特征在于所使用的偶联剂为铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂。

10.如权利要求9所述的聚氯乙烯(PVC)滴灌带，其特征在于所使用的碳酸钙(CaCO₃)为轻质CaCO₃、重质CaCO₃、超细CaCO₃、活性轻质CaCO₃、超细活性CaCO₃或纳米CaCO₃。