CN103102630A - 一种氯化聚氯乙烯化工管件专用料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氯化聚氯乙烯化工管件专用料，是由氯化聚氯乙烯、稳定剂、加工改性剂、增塑剂、硬脂酸、石蜡、颜料及6000目无机材料粉体等组成，将计量后的各种原料经高混机充分混合均匀，制成氯化聚氯乙烯排水管件专用粉料，或将聚氯乙烯排水管件专用粉料经挤出机挤出造粒，制成聚氯乙烯化工管件专用粒料，经塑料注射成型机注射成型，制成各种规格的化工管件。

Description

一种氯化聚氯乙烯化工管件专用料

技术领域

本发明涉及塑料管件原料，尤其涉及一种由6000目无机材料粉体与氯化聚氯乙烯（CPVC）树脂混合构成的氯化聚氯乙烯化工管件专用料。

背景技术

氯化聚氯乙烯（CPVC）、稳定剂、加工改性剂、增塑剂（DOP）、硬脂酸、石蜡、颜料及无机材料粉体等合理混配，能够生产出各种不同用途的氯化聚氯乙烯塑料制品。

近年来，由于氯化聚氯乙烯（CPVC）树脂价格的居高不下，致使氯化聚氯乙烯化工管件生产企业不断地想方设法降低产品成本，以至于化工管件产品市场良莠不齐，部分正规企业坚持生产优质产品，保证质量但其竞争力越来越弱；大部分企业为追求利润、降低成本而面向低端市场，粗制滥造，大量添加普通无机粉体造成产品质量下降，扰乱了市场。

目前塑料加工企业大多采用CPVC树脂干混料进行PVC树脂管件的注射成型加工。但是，硬质PVC树脂注塑成型加工工艺中存在的一个问题：料斗加料困难，容易架桥，造成产品质量不稳定。另外，在CPVC树脂干混料进行加工时，因为其融合性能较差，以及高熔体粘度的问题，会在高剪切速率下产生降解，从而使制品的物理性能大大下降。再者，这种注塑工艺中，由于没有造粒过程帮助除去挥发物和低分子物，所以容易造成制成品的某些缺陷，如制品中存在蝶纹或气泡等，使产品的外观和性能达不到要求。

综上所述可知，改进CPVC树脂材料的性能，在保证CPVC加工制品质量的前提下，如何降低成本是该行业中所有加工企业共同面临并亟待解决的难题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种氯化聚氯乙烯化工管件专用料，它是由聚氯乙烯（CPVC）、稳定剂、加工改性剂、增塑剂、硬脂酸、石蜡、颜料及较大比例的6000目无机材料粉体等组成，计量后的各种原料经高混机充分混合均匀，制成氯化聚氯乙烯排水管件专用粉料，该粉料可以直接经注射成型机注射成型，制成各种规格的化工管件，也可以将专用粉料经挤出机挤出造粒，制成氯化聚氯乙烯塑料化工管件专用粒料，再经塑料注射成型机注射成型，制成各种规格的化工管件；该氯化聚氯乙烯化工管件专用料具有较高的分散性和兼容性，能够改善体系流动性及加工性能，赋予制品较好的物理机械性能，使产品得到增韧补强的效果，并达到降低产品成本的目的。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明氯化聚氯乙烯排水管件专用料，包括氯化聚氯乙烯、稳定剂、加工改性剂、增塑剂、硬脂酸、石蜡、颜料；其特征在于，还包括6000目无机材料粉体；该无机材料粉体为6000目的高岭土、滑石粉、二氧化硅、氢氧化镁、氢氧化铝或它们的混合物，其粒径小于2微米的无机粉体占总量的90％。

前述的氯化聚氯乙烯化工管件专用料，其特征在于，所述氯化聚氯乙烯的重量份数为100；所述稳定剂的重量份数为1.5至7；加工改性剂的重量份数为0.5至4；增塑剂的重量份数为1至5；硬脂酸的重量份数为0.5至1.2；石蜡的重量份数为0.5至1.2；颜料的重量份数为1至4；6000目无机材料粉体的重量份数为5至60。

本发明氯化聚氯乙烯化工管件专用料的制备方法，其特征在于，将计量后的6000目无机材料粉体放入高混机中高速搅拌混合，温度达到80℃至90℃时开始抽湿，温度达到110℃至160℃后，加入硬脂酸混合搅拌5至10分钟，然后将高混机中的混合料放进冷混机中进行冷却，冷却到30℃至50℃后出料得到改性的6000目无机材料粉体；将氯化聚氯乙烯、稳定剂、增塑剂放入高混机中，混合搅拌，温度达到80℃至90℃时开始抽湿，抽湿的同时将改性后的6000目无机材料粉体、石蜡、颜料放入高混机中并继续混合搅拌，当温度升至105℃至135℃时，将高混机中的混合料放进冷混机中进行冷却，冷却到70℃至80℃时加入加工改性剂，继续冷却到30℃至50℃后出料，放出的物料为氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料。

本发明氯化聚氯乙烯化工管件专用料的应用，其特征在于，氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料，经挤出机挤出造粒，制成氯化聚氯乙烯化工管件专用颗粒料；该氯化聚氯乙烯化工管件专用颗粒料，经注射成型机注射成型，制成氯化聚氯乙烯化工管件。

本发明氯化聚氯乙烯化工管件专用料的应用，其特征在于，聚氯乙烯排水管件专用粉料，直接经注射成型机注射成型，制成聚氯乙烯排水管件。

本发明氯化聚氯乙烯化工管件专用料的有益效果是，该氯化聚氯乙烯化工管件专用料添加科学合理粒径的6000目无机材料粉体，并改进了专用料的制备工艺，在制备过程中采用除湿和改性的工序，使添加的无机材料粉体由无机性向有机性转变，由表面亲水疏油性能，改变为亲油疏水性能，成功地解决了6000目无机材料粉体添加时粒子团聚和分散性差的问题，使得氯化聚氯乙烯（CPVC）材料加工体系提高了分散性和兼容性，改善体系流动性能及加工性能，而且可赋予制品较好的物理机械性能，使化工管件专用料的基质材料氯化聚氯乙烯性能得到增韧补强，因此可以在PVC树脂混合料中较大比例的添加6000目无机材料粉体，这样，能够在不降低产品质量的前提下有效降低原料成本，提高产品的市场竞争能力。

具体实施方式

本发明选择使用较大比例的6000目无机材料粉体填充到基体树脂中，制成聚氯乙烯排水管件专用粉料和粒料。本发明氯化聚氯乙烯化工管件专用料，包括氯化聚氯乙烯、稳定剂、加工改性剂、增塑剂、硬脂酸、石蜡、颜料；其特征在于，还包括6000目无机材料粉体；该无机材料粉体为6000目的高岭土、滑石粉、二氧化硅、氢氧化镁、氢氧化铝或它们的混合物，其粒径小于2微米的无机粉体占总量的90％。

前述的氯化聚氯乙烯化工管件专用料，所述氯化聚氯乙烯的重量份数为100；所述稳定剂的重量份数为1.5至7；加工改性剂的重量份数为0.5至4；增塑剂的重量份数为1至5；硬脂酸的重量份数为0.5至1.2；石蜡的重量份数为0.5至1.2；颜料的重量份数为1至4；6000目无机材料粉体的重量份数为5至60。

本发明氯化聚氯乙烯化工管件专用料的制备方法是，将计量后的6000目无机材料粉体放入高混机中高速搅拌混合，温度达到80℃至90℃时开始抽湿，温度达到110℃至160℃后，加入硬脂酸混合搅拌5至10分钟，然后将高混机中的混合料放进冷混机中进行冷却，冷却到30℃至50℃后出料得到改性的6000目无机材料粉体；将氯化聚氯乙烯、稳定剂、增塑剂放入高混机中，混合搅拌，温度达到80℃至90℃时开始抽湿，抽湿的同时将改性后的6000目无机材料粉体、石蜡、颜料放入高混机中并继续混合搅拌，当温度升至105℃至135℃时，将高混机中的混合料放进冷混机中进行冷却，冷却到70℃至80℃时加入加工改性剂，继续冷却到30℃至50℃后出料，放出的物料为氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料。

本发明氯化聚氯乙烯化工管件专用料的应用包括，氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料，经挤出机挤出造粒，制成氯化聚氯乙烯化工管件专用粒料，该氯化聚氯乙烯化工管件专用粒料，经注射成型机注射成型，制成氯化聚氯乙烯化工管件；或者氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料，直接经注射成型机注射成型，制成氯化聚氯乙烯化工管件。

使用本发明提供的氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料，可以采用直接注塑成型的方法，制成管件，也可采用挤出造粒方法，克服CPVC干混料在注塑成型时的缺陷，比如蝶纹、制品中的气泡、挥发性物质的排出，提高注射产品的质量。另外采用专用粒料加料，可以改善加工环境，保证室内空气清洁、减少粉尘污染，适应塑料加工企业生产需要。在CPVC管件制品中，100份（重量）树脂中添加了5至60份（重量）6000目无机材料粉体，管件性能仍能达到国标GB/T 5836.2--1992的性能要求，且可使材料成本降低5～15%。

本发明聚氯乙烯排水管件专用料，其配方及组成为(以重量份数计)：

氯化聚氯乙烯（CPVC）                                    100

稳定剂（市售无尘复合铅盐稳定剂）                    1.5至7

加工改性剂 （市售ACR401，聚丙烯酸酯类）             0.5至4

增塑剂（DOP，聚邻苯二甲酸二辛酯）                   1至5

硬脂酸（HSt）                                           0.5至1.2

石蜡（WAX）                                         0.5至1.2

钛白粉(TiO₂)                                         1至4

增白剂（市售）                                          0.01至0.2

6000目无机材料粉体（高岭土）                            5至60

此配方中的6000目无机材料粉体采用高岭土，亦可采用滑石粉、二氧化硅、氢氧化镁、氢氧化铝或它们的混合物。

本发明聚氯乙烯排水管件专用料的制备方法：

A、将6000目无机材料粉体放入高混机中高速搅拌混合，温度达到80℃至90℃时开始抽湿，温度达到110℃至160℃后加入硬脂酸混合5至10分钟将混合料放进冷混机，冷却到40℃至50℃后出料得到改性的6000目无机材料粉体；将氯化聚氯乙烯（CPVC）、稳定剂、增塑剂（DOP）放入高混机中，混合搅拌，温度达到80℃至90℃时开始抽湿，抽湿的同时将改性后的6000目无机材料粉体、石蜡、钛白粉、增白剂放入高混机中并继续加温，当温度升至105℃至135℃时，将高混机中的混合料放进冷混机中进行冷却，冷却到80℃以下时加入加工改性剂（ACR401），继续冷却到30℃至50℃后出料，放出的物料为氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料。

B、将上述配制的聚氯乙烯排水管件专用粉料进行挤出造粒，制得塑料排水管件专用粒料，该聚氯乙烯排水管件专用粒料，经注射成型机注射成型，制成聚氯乙烯排水管件。

C、将上述配制的聚氯乙烯排水管件专用粉料，经注射成型机注射成型，制成氯化聚氯乙烯化工管件。

实施例1：

氯化聚氯乙烯排水管件专用粉料配方：

氯化聚氯乙烯（CPVC）                                    100kg

稳定剂（市售无尘复合铅稳定剂）                      6kg

加工改性剂 （市售ACR401，聚丙烯酸酯类）             4kg

增塑剂（DOP，聚邻苯二甲酸二辛酯）                   2kg

硬脂酸（HSt）                                           0.6kg

石蜡（WAX）                                         0.6kg

钛白粉(TiO₂)                                         2kg

增白剂（市售）                                          0.05kg

6000目无机材料粉体（高岭土）                         50kg

将50kg的6000目无机材料粉体放入高混机中高速搅拌混合，温度达到80℃时开始抽湿，温度达到110℃后加入硬脂酸混合10分钟将混合料放进冷混机，冷却到40℃后出料得到改性的6000目无机材料粉体；将氯化聚氯乙烯（CPVC）、稳定剂、增塑剂（DOP）放入高混机中，混合搅拌，温度达到80℃时开始抽湿，抽湿的同时将改性后的6000目无机材料粉体、石蜡、钛白粉、增白剂放入高混机中并继续加温，当温度升至105℃时，将高混机中的混合料放进冷混机中进行冷却，冷却到80℃以下时加入加工改性剂（ACR401），继续冷却到30℃后出料，放出的物料为氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料。

此配方中的6000目无机材料粉体采用高岭土，亦可采用滑石粉、二氧化硅、氢氧化镁、氢氧化铝或它们的混合物。按此配方生产的聚氯乙烯排水管件专用粉料经注射成型机注射成型，制成氯化聚氯乙烯管件。

注射成型工艺（温度℃）参数：

	1段	2段	3段	4段	喷嘴
						温度，℃	150～170	160～180	160～180	180～190	190～210

制成的管件按GB/T 5836.2--1992测试，维卡软化温度78℃；烘箱试验合格、无起泡、碎裂及拼缝线裂开现象；坠落试验无破裂，完全达到国标要求。

实施例 2

氯化聚氯乙烯化工管件专用粒料配方：

氯化聚氯乙烯（CPVC）                                    100kg

稳定剂（市售无尘复合铅稳定剂）                      6kg 

加工改性剂 （市售ACR401，聚丙烯酸酯类）             4kg

增塑剂（DOP，聚邻苯二甲酸二辛酯）                   2kg

硬脂酸（HSt）                                           0.6kg

石蜡（WAX）                                         0.6kg

钛白粉(TiO₂)                                         2kg

增白剂（市售）                                          0.05kg

6000目无机材料粉体（高岭土）                         50kg

将50kg的6000目无机材料粉体放入高混机中高速搅拌混合，温度达到85℃时开始抽湿，温度达到120℃后加入硬脂酸混合5分钟将混合料放进冷混机，冷却到50℃后出料得到改性的6000目无机材料粉体；将氯化聚氯乙烯（CPVC）、稳定剂、增塑剂（DOP）放入高混机中，混合搅拌，温度达到90℃时开始抽湿，抽湿的同时将改性后的6000目无机材料粉体、石蜡、钛白粉、增白剂放入高混机中并继续加温，当温度升至135℃时，将高混机中的混合料放进冷混机中进行氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料。

此配方中的6000目无机材料粉体采用高岭土，亦可采用滑石粉、二氧化硅、氢氧化镁、氢氧化铝或它们的混合物。将上述配制的聚氯乙烯排水管件专用粉料，按以下工艺条件在双螺杆挤出机（KY50/100同向双螺杆配混挤出机组）上挤出造粒，制得塑料排水管件专用粒料，其挤出造粒工艺（温度℃）参数如下：

一区

二区

三区

四区

五区

六区

七区

温度，℃

100～120

105～125

120～140

150～170

130～160

120～160

125～135

此聚氯乙烯排水管件专用粒料经注射成型机注射成型，制成聚氯乙烯排水管件。其注射成型工艺（温度℃）参数：

	1段	2段	3段	4段	喷嘴
						温度，℃	150～170	160～180	160～180	180～190	190～210

制成CPVC塑料管件测试，维卡软化温度115℃；烘箱试验合格、无起泡、碎裂及拼缝线裂开现象；坠落试验无破裂，完全达到国标要求。

通过对不同粒径无机材料粉体与PVC复合体系性能的研究发现：在无机刚性粒子不团聚的情况下，粒径越小所得到的复合材料性能越好，尤其是当共混体系中加入适量的纳米无机材料粉体粒子时，其冲击强度、拉伸强度及断裂伸长率均会同时得到提高。力化学方法改性纳米无机材料粉体，能使其在CPVC基体中均匀分散并且接口间的相互作用增强，从而导致其冲击强度、断裂伸长率、拉伸模量均大幅度增加，而拉伸强度几乎保持不变；但是，当无机材料粉体用量超过15％时，纳米级无机材料粉体改性的复合材料在拉伸强度和缺口冲击强度上均低于由微米级无机材料粉体改性的复合材料体系。经分析，粒径越细，粉体发生二次团聚的现象越严重，虽然理论上添加料的粒径越细，添加到聚合物中得到的增强、增韧力学性能越突出，但实际上，由于纳米粉体极容易产生二次团聚，应用时纳米粉体的真实粒径往往远大于理论粒径。在实验室环境下尚可控制，一旦放大到中间试验，产品的质量不但不能提高反而出现下降的现象。因此，本发明应用的6000目无机材料粉体，其粒径小于2微米的无机粉体占总量的90％，既具有部分纳米粉体的优点，又基本解决了纳米粉体“易团聚、难分散”的缺点。

本发明综合国内外6000目无机粉体的研究结果，认为6000目无机材料粉体在塑料改性领域中的地位一定会越来越高，其应用也一定会越来越成熟；从微米级6000目无机粉体的应用技术入手，克服纳米粉体所遇到的问题，将6000目无机粉体应用于聚氯乙烯排水管件是本发明的技术特征。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (5)

1.一种氯化聚氯乙烯化工管件专用料，包括氯化聚氯乙烯、稳定剂、加工改性剂、增塑剂、硬脂酸、石蜡、颜料；其特征在于，还包括6000目无机材料粉体；该无机材料粉体为6000目的高岭土、滑石粉、二氧化硅、氢氧化镁、氢氧化铝或它们的混合物，其粒径小于2微米的无机粉体占总量的90％。

2.根据权利要求1所述的氯化聚氯乙烯化工管件专用料，其特征在于，所述氯化聚氯乙烯的重量份数为100；所述稳定剂的重量份数为1.5至7；加工改性剂的重量份数为0.5至4；增塑剂的重量份数为1至5；硬脂酸的重量份数为0.5至1.2；石蜡的重量份数为0.5至1.2；颜料的重量份数为1至4；6000目无机材料粉体的重量份数为5至60。

3.一种权利要求1所述的氯化聚氯乙烯化工管件专用料的制备方法，其特征在于，将计量后的6000目无机材料粉体放入高混机中高速搅拌混合，温度达到80℃至90℃时开始抽湿，温度达到110℃至160℃后，加入硬脂酸混合搅拌5至10分钟，然后将高混机中的混合料放进冷混机中进行冷却，冷却到30℃至50℃后出料得到改性的6000目无机材料粉体；将氯化聚氯乙烯、稳定剂、增塑剂放入高混机中，混合搅拌，温度达到80℃至90℃时开始抽湿，抽湿的同时将改性后的6000目无机材料粉体、石蜡、颜料放入高混机中并继续混合搅拌，当温度升至105℃至135℃时，将高混机中的混合料放进冷混机中进行冷却，冷却到70℃至80℃时加入加工改性剂，继续冷却到30℃至50℃后出料，放出的物料为氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料。

4.一种权利要求1所述的氯化聚氯乙烯化工管件专用料的应用，其特征在于，氯化聚氯乙烯排水管件专用粉料，经挤出机挤出造粒，制成氯化聚氯乙烯排水管件专用粒料；该氯化聚氯乙烯化工管件专用粒料，经注射成型机注射成型，制成氯化聚氯乙烯化工管件。

5.一种权利要求1所述的氯化聚氯乙烯化工管件专用料的应用，其特征在于，氯化聚氯乙烯化工管件专用粉料，直接经注射成型机注射成型，制成聚氯乙烯排水管件。