CN102352079B - 一种低温高强度pvc管材组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高抗冲PVC管材配方，其组分SG-5型PVC、SG-3型PVC、粉末丁腈、稳定剂、轻质碳酸钙、润滑剂、增塑剂和颜料。本发明采用粉末丁腈作为PVC性能增强剂，能够明显提高管材性能，使管材具有高强度，特别适用于低温环境，且成本低廉，市场竞争力大。
Description
技术领域
本发明涉及塑胶管道技术领域，尤其涉及一种低温高强度PVC管材组合物。
背景技术
聚氯乙烯管材以其价格低廉、加工安装方便，使用效果优良等诸多优点在各种塑料管道应用中所占比例最高，其中又以硬质聚氯乙烯UPVC用量最多。但UPVC有一弱点即脆性大，抗冲能力弱，目前一般采用CPE或ACR作为PVC抗冲改性剂。尽管各种抗冲改性剂由于其化学结构不同，增切机理也不同，但它们的共同之处是都需要有较低的玻璃化温度且与PVC具有一定的相容性。但又不能完全相容，必须构成形态适当的第二相，和PVC形成两相共存结构。除此之外，就是要与PVC有良好的界面结合力。用作PVC改性的CPE需要具有理想的分散性、合适的设备剪切速率以及物料温度。剪切速率过大，会破坏CPE网状结构；物料温度过高（200℃以上），PVC初级粒子熔融，致使CPE网络转变成球体分散到PVC基体树脂中，抗冲效果则大幅度下降。因此，要使CPE获得最佳抗冲性能的加工工艺范围相当狭窄，工艺条件（温度和剪切速率）的微小波动都会引起产品的质量问题。ACR对UPVC管材的增切改性要比CPE优越，主要表现在管材的抗拉强度提高，从而增加了管材的耐压性能，低温韧性好，但改性性能难有较大的提高。虽然在UPVC生产配方中加入抗冲改性剂可以提高其抗冲性，但在配方成本、可加工性与性能之间很难达到平衡，性能改进效果也一般。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种低温高强度PVC管材组合物，使PVC管材的性能有显著提高，特别是在低温时。
为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：一种低温高强度PVC管材组合物，包括以下重量份数的组分：
SG-5型PVC 60-80
SG-3型PVC 20-40
粉末丁腈 8-18
稳定剂 3-5
轻质碳酸钙 5-15
润滑剂 1-4
增塑剂 0.5-1.5
颜料 0.5-2。
本PVC管材配方采用粉末丁腈作为PVC性能增强剂，使PVC管材的物理性能得到显著提高，耐候性大大提高。粉末丁腈的隔离剂主要有PVC和CaCO3两种,采用PVC隔离剂的粉末丁腈呈粉末状，可以自由流动，因此和PVC有很好的相容性。
作为一种优选方案，所述粉末丁腈的门尼粘度为57±10（ML1＋4，100℃），丙烯腈含量33±3％，平均粒径0.6±0.1mm。这种粉末丁腈为流动性粉剂，粒子小于１毫米，与PVC的相容性极好，只需要采用一般的PVC加工技术。采用这种粉末丁腈，能进一步优化效果，提高管材的性能。
上述方案中，所述稳定剂为PVC热稳定剂。
上述方案中，所述轻质碳酸钙的粒度在800-1200目。
上述方案中，所述润滑剂为内外润滑剂，包括石蜡、PE蜡和硬脂酸。进一步的，所述PE蜡为熔点在110℃以上的PE蜡。
上述方案中，所述增塑剂为DOP。
与现有技术相比，本发明采用粉末丁腈作为PVC性能增强剂，能够明显提高管材性能，使管材具有高强度，特别适用于低温环境，且成本低廉，市场竞争力大。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
采用本发明提供的配方生产管材包括以下步骤：
1、秤取SG-5型PVC粉、SG-3型PVC粉、美国固特异公司CHEMIGUM P83、熊牌318稳定剂、轻质碳酸钙、石蜡、PE蜡、硬脂酸、DOP、钛白粉，其中美国固特异公司CHEMIGUM P83为实施例采用的粉末丁腈；
2、在低转速下将两种PVC粉加到混合锅中，启动高速混料，在80℃左右将硬脂酸、DOP、钛白粉加到料中，在90℃左右加入碳酸钙，在100℃左右加入石蜡、PE蜡，在125℃时低转速排物料送入转动着的冷混机中，在冷混温度降至50℃以下，加入美国固特异公司的CHEMIGUM P83，在40℃以下,冷混机排物料，过筛；
3、利用锥形双螺杆挤出机挤出成管材，机筒温度控制在160-180℃，模具温度控制在170-190℃，口模温度控制在180-210℃之间，主机扭矩控制在65%左右，挤出后经真空定径冷却，即得低温高强度PVC管材。
具体实施例的配方组分及重量份如表1所示，
| 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | |
| PVC(SG-5) | 75 | 75 | 75 | 75 |
| PVC(SG-3) | 25 | 25 | 25 | 25 |
| CHEMIGUM P83 | 0 | 8 | 12 | 18 |
| 熊牌318稳定剂 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
| 轻质碳酸钙 | 10 | 10 | 7 | 7 |
| 润滑剂（石蜡、PE蜡、硬脂酸） | 1.5 | 2 | 2.2 | 22 |
| DOP | 0.8 | 0.8 | 1.2 | 1.2 |
| 钛白粉 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
表1
实施例的生产工艺参数：挤出加料段温度为160-180℃，挤出熔融段温度为170-190℃，挤出模头温度为185-200℃，真空冷却温度为25℃。
通过以上配方及工艺参数生产出来的PVC管材，采用GBT 1040.1-2006及HG/T 3841-2006标准对管材性能进行测试，测试结果如表2所示，
| 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | |
| 拉伸强度（Mpa） | 42 | 48 | 52 | 55 |
| 25℃缺口冲击强度（KJ/m2） | 11 | 19.6 | 24.5 | 27.2 |
| 0℃缺口冲击强度（KJ/m2） | 3.6 | 10.2 | 16.2 | 18.5 |
表2
由表2可以看出，实施例一不加粉末丁腈，制得的管材性能一般，低温下显得更弱。而实施例二、三、四均添加了粉末丁腈，制得的管材性能均有显著的提升，特别是在低温环境下的抗冲击性能得到了显著提高。
Claims (6)
1.一种低温高强度PVC管材组合物，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
SG-5型PVC 60-80
SG-3型PVC 20-40
粉末丁腈 8-18
稳定剂 3-5
轻质碳酸钙 5-15
润滑剂 1-4
增塑剂 0.5-1.5
颜料 0.5-2；
所述粉末丁腈的门尼粘度为57±10，丙烯腈含量33±3％，平均粒径0.6±0.1mm。
2.根据权利要求1所述的PVC管材组合物，其特征在于，所述稳定剂为PVC热稳定剂。
3.根据权利要求1所述的PVC管材组合物，其特征在于，所述轻质碳酸钙的粒度在800-1200目。
4.根据权利要求1所述的PVC管材组合物，其特征在于，所述润滑剂为内外润滑剂，包括石蜡、PE蜡和硬脂酸。
5.根据权利要求4所述的PVC管材组合物，其特征在于，所述PE蜡为熔点在110℃以上的PE蜡。
6.根据权利要求1所述的PVC管材组合物，其特征在于，所述增塑剂为DOP。
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