CN102719069B - 用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料及其制备方法，其由下述重量份的原料组成：含30％玻璃纤维的PC、CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物，碳黑色母料和白油。其制备方法为：将含30％玻璃纤维的PC、CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物，碳黑色母料和白油的共混物在混合干燥机中干燥，再进入注塑机注塑成型制成用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料成品。本发明的复合改性聚碳酸酯材料的力学性能和热稳定性能都较普通聚碳酸酯材料和含30％玻璃纤维的聚碳酸酯材料具有明显提高，是一种性能更加全面、品质更加优良的代替金属材料的改性高分子工程材料，能被应用在更广泛的领域中。
Description
技术领域
本发明涉及一种工程塑料技术领域，具体的说是涉及一种用于制备给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料及其制备方法。
背景技术
在现有技术中，用于传输冷热生活用水的聚丙烯管件中嵌入连接的给水管件内嵌件(详见GB/T18742.3-2002)通常由黄铜管件经机械切削加工后镀铬或镍制备而成。然而，黄铜材质的给水管件内嵌件用于家庭供冷热生活用水的输水管道中有如下缺点：
1、由于黄铜材质的给水管件内嵌件的外表面镀有铬或镍，这不利于对生活饮用水的重金属铬或镍的含量的控制，长期饮用与上述内嵌件接触的水会威胁到人体的健康。
2、黄铜材质的给水管件内嵌件的生产加工过程耗能高、成品率低、电镀工序污染环境，整个生产加工过程不环保。
3、由于上述给水管件内嵌件由黄铜制成，加工成本高，同时也消耗了大量宝贵的铜资源。
4、由于黄铜材质的给水管件内嵌件和聚丙烯管件的热变形率差别较大，经过长期的使用，给水管件内嵌件的表面容易被氧化而导致给水管件内嵌件与聚丙烯管件的接触处漏水。
聚碳酸酯(PC)是一种性能优良的工程塑料，其具有类似金属的硬度、强度和钢性，综合性能优异，尤其是具有突出的抗冲击性、尺寸稳定性和透明性、较宽的使用强度范围(-60-120℃)，吸水性能低是其他通用工程材料无法比拟的。聚碳酸酯的成型加工性能良好，可用注塑、挤出方法加工制成各种制品，在现有技术中人们正在用PC替代一些传统上由金属制备的部件。
作为制造代替金属铜件的管件内嵌件材料。试验实践证明，普通聚碳酸酯材料需要对多种性能进行增强改性才能满足产品对材料性能的各种要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种耐疲劳强度和耐磨性都较好，不易产生应力开裂现象的用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下方案来实现的：一种用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料，所述用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料由下述重量份的原料组成：含30％玻璃纤维的PC100份、CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物20份-30份，碳黑色母料0.5份-1份和白油0.0002份-0.0005份。
所述CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物由下述重量份的原料组成：700目轻质CaCO3100份、偶联剂1份-2份、分散剂2份-4份、抗冲击剂10份-15份、抗老化剂0.5份-1份、加工润滑剂1份-3份和硬脂酸钙1份-2份。
所述偶联剂为三油酰基钛酸异丙酯。
所述分散剂为石蜡。
所述抗冲击剂为甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯共聚物。
一种用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料的制备方法，其包括如下步骤：将含30％玻璃纤维的PC、CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物，碳黑色母料和白油的共混物在混合干燥机中干燥，再进入注塑机注塑成型制成用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料成品，其中所述注塑机料筒的第1段靠近料斗的温度为230℃-280℃，注塑机料筒第2段的温度为270℃-300℃，注塑机料筒第3段的温度为290℃-310℃，注塑机料筒第4段靠近喷咀的温度为290℃-310℃。
本发明的优点在于：本发明通过加入CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物，采用核壳型冲击改性剂增韧工程塑料是一种新型且高效的增韧方法，可以显著提高PC的抗冲击能力、使PC在低温下力学韧性工艺理想。用不同组分的核壳粒子对PC体系进行改性，并测试了核体系的力学性能，发现当P(Bd/s)/PMMA(核壳)粒子用量在10％时，其在基体中的分散性及基体的担养粘接性最好，增韧效果最佳，当核层为两种弹性互穿网络结构时，粒子的增韧能力相对较低，但冲击强度却较高。由表三中的普通聚碳酸酯材料、含30％玻璃纤维的聚碳酸酯材料与本发明用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料的性能比较可以看出，本发明的用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料的耐疲劳强度和耐磨性都较普通聚碳酸酯材料和含30％玻璃纤维的聚碳酸酯材料具有明显提高，本发明的改性聚碳酸酯材料的密度、拉伸强度、拉伸强度模量、弯曲强度、弯曲强度模量、剪切强度、剪切强度模量、压缩强度、冲击强度、无缺口率和伸长率等各项参数指标都具有明显提高。
表一：本发明CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物配方
表二：本发明用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料配方
表三：普通聚碳酸酯材料、含30％玻璃纤维的聚碳酸酯材料与本发明用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料的性能比较
表四：本发明用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料工艺参数
附图说明
图1为本发明用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料工艺流程图；
图2为本发明CaCO3/MBS/UV-531共混共聚物工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：一种用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料，所述用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料由下述重量份的原料组成：含30％玻璃纤维的PC100份、CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物20份，碳黑色母料0.5份和白油0.0002份。所述CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物由下述重量份的原料组成：700目轻质CaCO3100份、三油酰基钛酸异丙酯1份、石蜡2份、甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯共聚物10份、抗老化剂0.5份、加工润滑剂1份和硬脂酸钙1份。
实施例2：一种用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料，所述用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料由下述重量份的原料组成：含30％玻璃纤维的PC100份、CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物30份，碳黑色母料1份和白油0.0005份。所述CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物由下述重量份的原料组成：700目轻质CaCO3100份、偶联剂2份、分散剂4份、抗冲击剂15份、抗老化剂1份、加工润滑剂3份和硬脂酸钙2份，所述偶联剂为三油酰基钛酸异丙酯，所述分散剂为石蜡，所述抗冲击剂为甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯共聚物。
如图1所示，一种用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料的制备方法，其包括如下步骤：将含30％玻璃纤维的PC、CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物，碳黑色母料和白油的共混物在混合干燥机中干燥混合，先将30％玻纤PC用干燥机干燥，温度设为120℃，持续干燥6小时，然后按配合比组份在混合机混合，再进入注塑机注塑成型制成用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料成品，通过真空上料、采用螺杆式注塑机防材料流延开口式喷咀，通过嵌件注塑模具，模温机为70℃-100℃，进入注塑机，并依次通过合模锁模、射台前移、注射、保压、冷却、开模、制品顶出、在烘干箱中保温1h-3h，温度设为115℃-125℃，消除制品内应力，最后进行检验包装入库。其中所述注塑机料筒的第1段的温度为240℃-280℃，注塑机料筒第2段的温度为270℃-300℃，注塑机料筒第3段的温度为290℃-310℃，注塑机料筒第4段的温度为290℃-310℃。
如图2所示，本发明CaCO3/MBS/UV-531共混共聚物工艺流程为：将由700目轻质CaCO3、三油酰基钛酸异丙酯、石蜡、甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯共聚物、抗老化剂、加工润滑剂和硬脂酸钙组成的混合物放入热搅拌机中，高速搅拌使物料自摩擦升温由室温升至105℃-115℃后自动停机，再放入冷搅拌机中，在30℃下进行水冷处理，在160℃-198℃下采用φ65双螺杆挤出机塑化、挤出，再经过造粒机制成粒径2mm-2.5mm粒长2mm-4mm的颗粒，在20℃-30℃下风冷冷却，最后进行包装，每袋平均袋装25KG左右。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (2)
1.一种用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料，其特征在于：所述用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料由下述重量份的原料组成：含30%玻璃纤维的PC100份、CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物20份-30份，碳黑色母料0.5份-1份和白油0.0002份-0.0005份；所述CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物由下述重量份的原料组成：700目轻质CaCO3100份、偶联剂1份-2份、分散剂2份-4份、抗冲击剂10份-15份、抗老化剂0.5份-1份、加工润滑剂1份-3份和硬脂酸钙1份-2份；所述偶联剂为三油酰基钛酸异丙脂；所述分散剂为石蜡；所述抗冲击剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
2.一种权利要求1所述的用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：将含30%玻璃纤维的PC、CaCO3/MBS/UV-531共聚共混物，碳黑色母料和白油的共混物在混合干燥机中干燥，再进入注塑机注塑成型制成用于给水管件内嵌件的复合改性聚碳酸酯材料成品，其中所述注塑机料筒的第1段靠近料斗的温度为230℃-280℃，注塑机料筒第2段的温度为270℃-300℃，注塑机料筒第3的温度为290℃-310℃，注塑机料筒第4段靠近喷咀的温度为290℃-310℃。
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