CN102417671A - 一种高强度pvc非开挖管件的制备工艺 - Google Patents

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张双全
周文忠
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Abstract

本发明公开了：一种高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特点是该管件由100份聚氯乙烯树脂；1~3份丙烯酸树脂；5~10份氯化聚氯乙烯；1~5份精对苯二甲酸—新戊二醇共聚物；3~5份稳定剂；1~8份抗冲改性剂；5~15份工程塑料；1~5份增容剂；0.5~1.5份润滑剂；1~5份填充剂；0.05~1份交联剂；所述组分按重量份配比后经混合搅拌和模具注塑而成。本发明与现有技术相比具制备工艺简单，操作方便，耐低温韧性提高100～200%，常温抗冲强度提高100～150%，拉伸强度提高30～60%，维长软化点提高5～15℃，使用寿命延长10～20年。

Description

一种高强度PVC非开挖管件的制备工艺
技术领域
本发明涉及非金属建筑材料技术领域，具体地说是一种高强度PVC非开挖管件的制备工艺。
背景技术
随着城市规划建设的发展以及市容的整洁和美观，要求架空敷设的各种电缆、电线一律都要埋入地下，同时也明确了新修马路5年之内也不许破坏开挖，原有的铁路、桥梁、机场、大型建筑也不能随便开挖明沟或破坏，所以人们不得不采用开挖或者非开挖技术，将电力、通讯、移动所有的电缆电线转移到地底下。尽管开挖技术相对比较简单，施工比较方便，费用也比较低，但是许许多多的环境不允许开挖，虽然非开挖技术就相对复杂，施工难度大，技术要求和费用都比较高，但是对社会来说不影响其它单位的正常工作与环境设施而效益大，大量采用非开挖已经是大势所趋及发展之必然。
在非开挖工程中目前主要使用的是抗冲改性聚丙烯（MPP）、高密度聚乙烯（HDPE），低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）管材，这些管材在非开挖工程中采用的是热燃焊接的连接方法将管材连接起来，通过前面拉动管材或者在管材后端顶管来穿越地下，要满足此要求，必须保证连接处的强度达到管材本体强度要求，但是以上采用的管材成本都比较高，而且热熔焊接还需要专用的焊接设备，安装速度慢，施工受安装环境影响比较大。如果采用刚性比较好、耐老化和阻燃的聚氯乙烯（PVC）管材来做非开挖工程，成本就能大大降低，但存在的问题是由于聚氯乙烯（PVC）没有熔点，只有流动温度，而流动温度与分解温度之间空间范围很小，所以很少采用焊接方法，目前人们采用管件的连接方法，而这种产品强度低脆性大，在实际使用时，管材穿越地洞时，管材不是一条直线，管材弯曲度很大，所以管材要受挤压、顶、拉的强大力量连接处的管件偏心受力容易损坏，影响使用效果和使用寿命。
由于，现有技术生产的聚氯乙烯（PVC）管件强度低，管材的连接问题存在以上不足，大大影响和制约了目前聚氯乙烯（PVC）管材在非开挖工程中的广泛使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高强度PVC非开挖管件的制备工艺，操作方便，耐低温韧性好，常温抗冲强度、拉伸强度高和维长软化点高，使用寿命大大延长。
实现本发明目的的具体技术方案是：一种高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特点是该管件由100份聚氯乙烯树脂；1~3份丙烯酸树脂；5~10份氯化聚氯乙烯；1~5份精对苯二甲酸—新戊二醇共聚物；3~5份稳定剂；1~8份抗冲改性剂；5~15份工程塑料；1~5份增容剂；0.5~1.5份润滑剂；1~5份填充剂；0.05~1份交联剂；所述组分按重量份配比后经混合搅拌和模具注塑而成，其具体制备包括以下步骤：
a、初混
（1）、将工程塑料与增容剂按重量份配比混合，加热搅拌7～15分钟，当温度达到100～120℃时停止搅拌，然后将料温冷却至40～50℃送下道工序共混；
（2）、将聚氯乙烯（PVC）树脂与丙烯酸树脂、抗冲改性剂、稳定剂按重量份配比混合，加热搅拌5～10分钟，当温度达到80℃时停止搅拌送下道工序共混；
b、共混
将上述初混的原料混合后加热搅拌2～4分钟，当温度达到100℃时加入按重量份配比的润滑剂、增塑剂和填充剂，当搅拌温度达到110℃时再加入按重量份配比的交联剂，继续搅拌2～4分钟，当搅拌温度达到110～120℃，然后将料温冷却至40～50℃供注塑用；
c、注塑
将上述共混后的原料由注塑机通过模具一次注塑成型，注塑机筒温度一区为：160～175℃；二区为：165～185℃；三区为：175～190℃；三区为：180～195℃；喷嘴温度为：180～225℃；注塑压力为：6～10MPa；背压压力为：1～3MPa；注塑速度10～80cm/min；熔胶速度为：15～60转/min。 
所述聚氯乙烯为8型或者85型树脂，其聚合度为700，K值为58。
所述稳定剂为有机锡稳定剂、钙锌稳定剂、稀土稳定剂和铅盐复合稳定剂中的至少一种。
所述抗冲改性剂为丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯—醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯—丁二烯—苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、丁晴橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶和苯乙烯—丁二烯—苯乙烯共聚物中的至少一种。
所述工程塑料为聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）和丙烯晴-丁烯-苯乙烯共聚物（ABS）中的至少一种。
所述增容剂为丙烯晴—丁二烯—苯乙烯接枝物、苯乙烯—马来酸酐共聚物、聚乙烯接枝物、丙烯酸酯—丁二烯—苯乙烯共聚物、马来酸酐-苯乙烯共聚物、乙烯—乙酸乙烯酯共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯辐射接枝物中的至少一种。
所述填充剂为碳酸钙、滑石粉、石英粉、钛白粉、白炭黑、云母粉和陶土中的至少一种。
所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、十八醇、单甘脂、硬脂酸和硬脂酸酰胺中的至少一种。
所述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO) 、过氧化氢二异丙苯和2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷中的至少一种。 
本发明与现有技术相比具制备工艺简单，操作方便，耐低温韧性提高100～200%，常温抗冲强度提高100～150%，拉伸强度提高30～60%，维长软化点提高5～15℃，使用寿命延长10～20年。
具体实施方式
本发明将100份聚氯乙烯树脂；1~3份丙烯酸树脂；5~10份氯化聚氯乙烯；1~5份精对苯二甲酸—新戊二醇共聚物；3~5份稳定剂；1~8份抗冲改性剂；5~15份工程塑料；1~5份增容剂；0.5~1.5份润滑剂；1~5份填充剂；0.05~1份交联剂；所述组分按重量份配比后经混合搅拌和模具注塑而成，下面以具体实施例，对本发明做进一步的阐述： 
实施例1
a、初混   
（1）、聚碳酸酯（PC）为工程塑料在80～100℃温度下干燥2～4小时，然后称量6公斤干燥后的聚碳酸酯（PC）与乙烯—乙酸乙烯酯共聚物1.0公斤和马来酸酐-苯乙烯共聚物0.5公斤为增容剂混合，加热搅拌7分钟，当温度达到110℃时停止搅拌，然后将料温冷却至45℃送下道工序共混；
（2）、将聚氯乙烯（PVC）树脂100公斤与丙烯酸树脂1.5公斤、钙锌稳定剂3.3公斤以及丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物3.5公斤和氯化聚乙烯1.0公斤为抗冲改性剂混合，加热搅拌5分钟，当温度达到80℃时停止搅拌送下道工序共混； 
b、共混
将上述初混的原料混合后加热搅拌2.5分钟，当温度达到100℃时加入精对苯二甲酸-新戊二醇1.2公斤、滑石粉2.0公斤以及氧化聚乙烯蜡0.8公斤和硬脂酸0.5公斤为润滑剂一起搅拌混合，当搅拌温度达到110℃时再加入交联剂过氧化二异丙苯0.12公斤和氯化聚氯乙烯（CPVC）5.0公斤，继续搅拌3分钟，当搅拌温度达到120℃时停止搅拌，然后将料温冷却至45℃供注塑用；
c、注塑
将上述共混后的原料由注塑机通过模具一次注塑成型，先将注塑机筒加热到140℃，恒温0.5～1.0小时，然后机筒一区温度设为：165℃；机筒二区温度设为：180℃；机筒三区温度设为：185℃；机筒四区温度设为：190℃；喷嘴温度为：220℃；20分钟后，开启螺杆旋转马达，其熔胶速度为：25转/min，背压压力为：1.5MPa，待熔胶料到熔胶限位时，手动对空注射，观察料塑化好后，再将料熔胶满螺杆，合模后注射柱前进顶到模具进料口，启动半自动或者全自动程序，开始自动注射，注塑压力为：7 MPa，注塑速度28cm/min，保压0.5分钟，螺杆后退熔胶，冷却60s后开模顶出产品，模具被料的温度传热后，冷却时间可以延长到120s，确保产品不变形。
实施例2
a、初混   
（1）、聚甲醛（POM）和聚酰胺（PA）为工程塑料在80～100℃温度下干燥2～4小时，然后各称量3公斤上述干燥后的工程塑料与丙烯晴-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物1.0公斤和马来酸酐-苯乙烯共聚物0.5公斤为增容剂混合，加热搅拌10分钟，当温度达到110℃时停止搅拌，然后将料温冷却至50℃送下道工序共混；
（2）、将聚氯乙烯（PVC）树脂100公斤与丙烯酸树脂1.8公斤、有机锡稳定剂3.0公斤以及丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物3.5公斤和乙烯—醋酸乙烯共聚物1.0公斤为抗冲改性剂混合，加热搅拌8分钟，当温度达到80℃时停止搅拌送下道工序共混； 
b、共混
将上述初混的原料混合后加热搅拌3.5分钟，当温度达到100℃时加入精对苯二甲酸-新戊二醇1.8公斤、滑石粉1.0公斤以及氧化聚乙烯蜡0.8公斤和硬脂酸0.5公斤为润滑剂一起搅拌混合，当搅拌温度达到110℃时再加入交联剂过氧化二异丙苯0.08公斤和氯化聚氯乙烯5.0公斤，继续搅拌4分钟，当搅拌温度达到120℃时停止搅拌，然后将料温冷却至50℃供注塑用；
c、注塑
将上述共混后的原料由注塑机通过模具一次注塑成型，先将注塑机筒加热到140℃，恒温0.5～1.0小时，然后机筒一区温度设为：165℃；机筒二区温度设为：180℃；机筒三区温度设为：185℃；机筒四区温度设为：190℃；喷嘴温度为：220℃；20分钟后，开启螺杆旋转马达，其熔胶速度为：25转/min，背压压力为：1.5MPa，待熔胶料到熔胶限位时，手动对空注射，观察料塑化好后，再将料熔胶满螺杆，合模后注射柱前进顶到模具进料口，启动半自动或者全自动程序，开始自动注射，注塑压力为：6.0 MPa，注塑速度28cm/min，保压0.5分钟，螺杆后退熔胶，冷却60s后开模顶出产品，模具被料的温度传热后，冷却时间可以延长到120s，确保产品不变形。

Claims (9)

1.一种高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特征在于该管件由100份聚氯乙烯树脂；1~3份丙烯酸树脂；5~10份氯化聚氯乙烯；1~5份精对苯二甲酸—新戊二醇共聚物；3~5份稳定剂；1~8份抗冲改性剂； 5~15份工程塑料； 1~5份增容剂；0.5~1.5份润滑剂；1~5份填充剂；0.05~1份交联剂；所述组分按重量份配比后经混合搅拌和模具注塑而成，其具体制备包括以下步骤：
a、初混
（1）、将工程塑料与增容剂按重量份配比混合，加热搅拌7～15分钟，当温度达到100～120℃时停止搅拌，然后将料温冷却至40～50℃送下道工序共混；
（2）、将聚氯乙烯（PVC）树脂与丙烯酸树脂、抗冲改性剂、稳定剂按重量份配比混合，加热搅拌5～10分钟，当温度达到80℃时停止搅拌送下道工序共混；
b、共混
将上述初混的原料混合后加热搅拌2～4分钟，当温度达到100℃时加入按重量份配比的润滑剂、增塑剂和填充剂，当搅拌温度达到110℃时再加入按重量份配比的交联剂，继续搅拌2～4分钟，当搅拌温度达到110～120℃，然后将料温冷却至40～50℃供注塑用；
c、注塑
将上述共混后的原料由注塑机通过模具一次注塑成型，注塑机筒温度一区为：160～175℃；二区为：165～185℃；三区为：175～190℃；三区为：180～195℃；喷嘴温度为：180～225℃；注塑压力为：6～10MPa；背压压力为：1～3MPa；注塑速度10～80cm/min；熔胶速度为：15～60转/min。
2.根据权利要求1所述高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特征在于所述聚氯乙烯为8型或者85型树脂，其聚合度为700，K值为58。
3.根据权利要求1所述高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特征在于所述稳定剂为有机锡稳定剂、钙锌稳定剂、稀土稳定剂和铅盐复合稳定剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特征在于所述抗冲改性剂为丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯—醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯—丁二烯—苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、丁晴橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶和苯乙烯—丁二烯—苯乙烯共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特征在于所述工程塑料为聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）和丙烯晴-丁烯-苯乙烯共聚物（ABS）中的至少一种。
6.根据权利要求1所述高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特征在于所述增容剂为丙烯晴—丁二烯—苯乙烯接枝物、苯乙烯—马来酸酐共聚物、聚乙烯接枝物、丙烯酸酯—丁二烯—苯乙烯共聚物、马来酸酐-苯乙烯共聚物、乙烯—乙酸乙烯酯共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯辐射接枝物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特征在于所述填充剂为碳酸钙、滑石粉、石英粉、钛白粉、白炭黑、云母粉和陶土中的至少一种。
8.根据权利要求1所述高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特征在于所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、十八醇、单甘脂、硬脂酸和硬脂酸酰胺中的至少一种。
9.根据权利要求1所述高强度PVC非开挖管件的制备工艺，其特征在于所述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO) 、过氧化氢二异丙苯和2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷中的至少一种。
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