CN102604270B - Pvc软管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PVC软管，以重量份计，原料组成为：PVC树脂100份、增塑剂40～60份、亚磷酸二苯一异辛酯0.5～2份、六磷胺3～5份、热稳定剂0.5～5份、润滑剂0.1～1份。本发明PVC软管未添加专用的抗氧化剂和紫外线吸收剂，降低了制造成本，另外添加了六甲基磷酰三胺，能使原料各组分充分相容，提高了管材的整体性能，另外六甲基磷酰三胺可以络合三价铁离子和氯化氢，有效提高了软管的防老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料管材，尤其涉及一种PVC软管。
背景技术
PVC主要成分为聚氯乙烯，为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。
PVC软管价廉物美，是目前公认的较好的户外用水管，但现有PVC软管也存在不足之处：PVC软管长期在户外风吹日晒，很易引起老化，高分子材料的老化主要是通过自由基攻击高分子链引发的链锁反应。一般通过添加抗氧化剂和紫外线吸收剂来解决，抗氧化剂和紫外线吸收剂价格昂贵，使得PVC软管成本较高。聚氯乙烯的结构常温下很稳定，对氧和紫外光不敏感，应该较耐老化，但户外用的软水管在即便添加了抗氧化剂和紫外线吸收剂后抗老化效果仍欠佳。
研究发现，软管老化多发生在和铁质自来水管接触的1米之内，一根软水管未端完好，和铁质自来水管接触的一段距离内的管材却发黑变硬甚至变脆断裂。现在自来水管室内和地下部分改成了非铁质，但大部分主管道为了压力有保障仍用铁质，裸露阳光下的部分为了抗老化也采用铁质。铁在冶炼过程中会混入微量的碳(微晶石墨)，碳和铁及酸性水(空气中的二氧化碳溶入自来水使自来水显酸性)生成原电池，铁很容易发生电化氧化，生成二价和三价铁离子。
PVC和各种助剂在生产和使用过程中会产生微量的氢过氧化物ROOH，铁离子是一种变价金属离子，它能催化氢过氧化物分解出很多自由基；另外自来水中的漂白粉主要成份为次氯酸钙，它可与铁反应生成铁的三价氯化物FeCl3，PVC在分解过程中产生的氯化氢(HCL)也会和铁反应生成FeCl3，铁的氯化物很容易吸收太阳光中350nm以下的紫外线，发生光反应生成氯的自由基，自由基通过向聚氯乙烯链传递产生更多的氢过氧化物和更多的自由基，导致PVC脱氯化氢分解氧化加剧。这种由于和铁接触引起的严重老化称为“铁害”，具体反应过程为：
Fe3+/Fe2++2ROOH→Fe2+/Fe3++RO·+ROO·+H2O
其中RO·、ROO·、Cl·为自由基。
中国专利200910099573.3公开了一种具有抗菌功能的环保给水软管，其材料包括PVC树脂、增塑剂、热稳定剂、无机有机复合抗菌剂和润滑剂，所述PVC树脂的平均聚合度为900-1300；各个组份的质量比例为：PVC树脂100份、增塑剂40～70份、热稳定剂2～4份、无机有机复合抗菌剂0.1～0.4份、润滑剂0.2～0.6份；无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：电气石粉90-120份、氧化锌20-35份、纳米银10-20份、沸石粉45-55份、2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10-15份。
中国专利申请201010182899.5公开了一种耐低温的PVC软管，包括PVC树脂100～120重量份、热塑性聚氨酯弹性体100份、增塑剂40～48重量份、热稳定剂1.5～3.5重量份、润滑剂0.2～1.5重量份、加工助剂0.5～3重量份、碳黑10～15重量份。
其制作方法为：先将各组分按重量分数比加入到辊筒温度达150～160℃的双辊压延机中混炼，保温10-20min，混炼成片料；再将片料置于烘箱内于80℃预热0.5～1h；最后将预热的片料置于液压模板上，升温至150～160℃，加压成型，保温20min，冷却至60℃以下出模。
上述专利公开的PVC软管均未添加相应的抗氧化剂，虽然成本降低，但在露天使用容易老化，特别是和铁接触引起的铁害问题会比较严重。
发明内容
本发明公开了一种PVC软管，以解决现有软管通过添加抗氧化剂而使得防老化成本较高及无法解决铁害的问题
一种PVC软管，以重量份计，原料组成为：
邻苯二甲酸二辛酯(DOP)是通用型增塑剂，主要用于聚氯乙烯脂的加工，具有良好的综合性能，混合性能好，增塑效率高，挥发性较低，低温柔软性、耐水抽出性、耐热性和耐候性良好，用量优选为55～60份。
亚磷酸二苯一异辛酯是PVC及合成树脂制品中的螯合剂和辅助稳定剂，可增加树脂的抗氧性和光稳定性，用量优选为0.8份。
PVC塑料只有在160℃以上才能加工成型，而它在120～130℃时就开始热分解，释放出HCl气体，如果不抑制HCl的产生，分解会进一步加剧，加入热稳定剂可以缓解该问题。
PVC热稳定剂有铅盐类稳定剂、金属皂类稳定剂、有机锡稳定剂、及金属皂类复合稳定剂等，有机锡稳定剂具有优异的热稳定性，加入很少分量就能满足制品的要求，另外赋予制品极高的透明性。有机锡热稳定剂其用量少，而且综合性能优良，制品透明度高，最优选为硫醇甲基锡稳定剂，主要成分为硫醇甲基锡(为由重量比为20∶80的三硫醇一甲基锡和二硫醇二甲基组成)，用量优选为1～3份。
润滑剂的作用是在塑料加工中改善树脂的流动性。和表面的光泽度常用润滑剂有脂肪酸及其盐类，长链脂肪烃。本发明优选为硬脂酸、硬脂酸锌或它们的混合物，更优选为两者搭配使用，硬脂酸和硬脂酸锌比例为3～6∶1，该润滑剂和PVC相容性较好，用量优选为0.5～1份。
六甲基磷酰三胺(六磷胺)具有高极性，能溶解极性和非极性有机物，甚至可以溶解无机盐用碱金属，它能使各组分紧密相容，发挥更好的整体作用，同时又赋予管材好的耐寒性，并且具有供电子倾向，起到供电子型抗氧剂的效果。最关键的是六甲基磷酰三胺与三价铁离子有很强的络合作用，具体如下：
因三价铁离子被络合，二价铁离子对管材影响有限，解决了铁害加速管材老化的问题。同时六磷胺还有吸收氯化氢(HCL)的功能，能起到稳定作用，具体为：
本发明PVC软管未添加专用的抗氧化剂和紫外线吸收剂，降低了制造成本，另外添加了六甲基磷酰三胺，能使原料各组分充分相容，提高了管材的整体性能，同时六甲基磷酰三胺的供电子倾向可起到抗氧剂的效果，另外六甲基磷酰三胺可以络合三价铁离子和氯化氢，有效提高了软管的防老化性能。
具体实施方式
管材制备
(1)将各原料按表1所示的配比投入高速混合机，捏合至温度达到105℃出料，放入低速冷却混合机冷却至常温，得到混合粉料；
(2)将混合粉料投入挤出机的料斗内，料斗附有防止粉料架桥的强制加料装置，料斗座加强力水冷装置防止粉料受热粘连；
(3)挤出管材采用Φ90挤出机，螺杆长径比1∶28，螺杆型号为BM型(分离型)，温度控制为(机身五区加热)：一区140℃、二区150℃、三区155℃、四区160℃、五区165℃、法兰150℃、机头168℃；粉料经机头挤出；
(4)水冷定型，得到内孔16成品管材。
表1
注：上述配比均是重量配比，在本实施例中单位为kg。其中PVC树脂购自宁波台塑，型号K65。
管材检测
安装一根与自来水管网连通的卧地直径达25mm的PPR材质自来水管，自来水管上每隔0.6～1米安装一排垂直地面的直径16mm、高0.3～0.4米的水管，每根水管上安装一个控制水量的阀门。直径16mm的水管分为两组，一组为铁质(如是镀锌管，需打磨去除镀锌层)，一组为对比的PPR塑料管。
试验样内孔16的PVC软管各取3米，分别套在外径16mm的铁管或PPR管上，通自来水，把软管出水口垫得稍高于进水口，充满自来水后控制流量每秒1～3滴，试验场要远离建筑物和大树，处于阳光直晒下，每星期观测一次，经过一整年后，仔细观察管材的表现，评价标准如下表2所示：
表2
| 颜色 | 管体性能 | 表观 | 等级 |
| 颜色轻微变化 | 保持透明性管材柔软如初 | 表面无变化 | 优 |
| 颜色变深黄 | 保持基本透明性和柔性 | 表面有轻微变化 | 良 |
| 颜色变褐色 | 保持半透明性，管材变硬 | 表面有硬皮 | 差 |
| 颜色变黑褐色 | 不再透明性和管材变硬 | 表面龟裂 | 劣 |
注：如检测结果在两个等级之间，可附加“+”、“-”表示。
记录检测结果，具体如下表3所示，可以看出，本发明软管的抗老化性能明显改善。
表3
Claims (7)
1.一种PVC软管，其特征在于，以重量份计，原料组成为：
2.根据权利要求1所述的PVC软管，其特征在于，所述的亚磷酸二苯一异辛酯为0.8份。
3.根据权利要求1所述的PVC软管，其特征在于，所述的六甲基磷酰三胺为4份。
4.根据权利要求1～3任一所述的PVC软管，其特征在于，所述的热稳定剂为有机锡类稳定剂。
5.根据权利要求4所述的PVC软管，其特征在于，所述的热稳定剂为硫醇甲基锡稳定剂。
6.根据权利要求1～3任一所述的PVC软管，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸或它们的混合物。
7.根据权利要求6所述的PVC软管，其特征在于，所述的润滑剂由重量为3～6：1的硬脂酸和硬脂酸锌组成。
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Denomination of invention: PVC hose Effective date of registration: 20231109 Granted publication date: 20140205 Pledgee: Bank of Ningbo Co.,Ltd. Shaoxing Branch Pledgor: SHAOXING HONGRUN FIRE CONTROL EQUIPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2023980064701 |