CN103304934A - Pvc排水管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PVC排水管材，它是由下列重量份配比的原料：复合稳定剂2～2.5份、ACR树脂1.5～2份、硬脂酸0.4～0.6份、PE蜡1.2～1.5份、钛白粉1～1.5份，PVC45～55份和轻质碳酸钙70～80份配制而成，通过该PVC排水管材的制备方法，能够有效地提高产品的耐腐蚀性，耐热性和耐冻性，并具有生产成本和生产稳定的优点。该管材具有优良的化学稳定性和对无机酸、碱、盐类的耐腐蚀性，适用于工业污水排放及及腐蚀性介质输送。而且易切割、粘接，施工方法简单，操作方便，安装工效高。
Description
技术领域
本发明属于PVC管材生产技术领域，具体涉及一种PVC排水管材及其制备方法。
背景技术
我国PVC管材发展较快，每年增长率达到8%，而每年需求增长率2%。在塑料管材中，PVC管材用量一直遥遥领先，它被广泛的应用于给排水管道中。目前PVC管材生产，大多沿用90年代生产方法，所用于制造塑料管的材料分为两种，一种是用PVC加上普通碳酸钙为主要原料制成，制造出来的管材成本高，其它性能如强度、韧性、耐腐蚀性，耐热性等物理化学性能一般；另一种就是利用回收的PVC加上碳酸钙为主要原料制成，虽然制造出来的管材成本较低，但生产出的PVC管材色泽不白，内外光洁度粗糙，在强度、韧性、耐腐蚀性、耐热性等物理化学性能较差，而且在抗冲击力，抗紫外线功能，以及防冻、耐高温等方面性能都比较差。
发明目的
本发明的目的是提供一种能够降低成本、保证生产稳定、提高抗冲击力、增强韧性和强度、抗紫外线能力强，及耐腐蚀性，耐热性和耐冻性能好的PVC排水管材及其制备方法。
实现本发明的目的所采取的技术方案之一：该PVC排水管材是由下列重量份配比的原料：复合稳定剂2～2.5份、ACR树脂 1.5～2份、硬脂酸0.4～0.6份、PE蜡1.2～1.5份、钛白粉1～1.5份，PVC 45～55份和轻质碳酸钙70～80份配制而成，其中，PVC采用的是PVC-SC5树脂。
本发明的制造方法包括如下步骤：
步骤一：原料混合，按照所述配比量称取复合稳定剂、ACR树脂、硬脂酸、PE蜡、钛白粉、PVC和轻质碳酸钙原料，并将原料置入高低温混合机的料缸内，先进行高温混合，当混合料在热缸内的温度达到110℃～130℃度时，将高温混合料取出放入进入冷缸中，当混合料在冷缸内温度降到40℃～50℃时，将混合后的料排出，制成混合料待用；
步骤二：塑化造粒：将步骤一中排出的混合料置入造粒机内，造粒机的主机转速为29转/分，造粒机料筒一区的温度为170℃～180℃，料筒二区的温度为180℃～190℃，料筒三区的温度为185℃～195℃，料筒四区的温度为175℃～185℃，造粒模具的温度为190℃～200℃，制成粒径为1.5mm的颗粒料；
步骤三：管材坯料挤出，取步骤二制备的颗粒料，当粒料温度降到40℃～50℃时送入双螺杆挤出机内，挤出螺杆转速26.7转/分，加料螺杆转速为55转/分，挤出一区温度为185℃，挤出二区温度175℃,挤出三区温度165℃，螺杆的扭距为43kgm，在螺杆的转动下料筒内的料压为23 MPa，料温为165℃～175℃，螺杆与磨具接连处的温度为155℃～165℃，模具一区的温度为175℃～185℃，模具二区的温度为170℃～180℃，模具三区的温度为190℃～200℃，挤出管材坯料；
步骤四：管材真空冷却成型：管材坯料被挤出模具时立即定径和冷却，将挤出的管材坯料置入真空定型冷却箱中，采用内压外定径的方法，管坯内通压缩空气，并采用真空法定径，其真空度为0.055～0.070MPa，压缩空气的定径压力为0.02～0.05MPa，使坯料定型，制成成型的PVC排水管材。
步骤五：牵引：牵引时将成型的PVC排水管材放于牵引履带内，但履带不夹紧管材，调节牵引速率应比挤出速度快1%～10%，牵引后按要求并按常规方式将成型的PVC排水管材进行切割，检验合格入库。
本发明选用上述原料进行组合，可使各原料功效产生协同作用，从而能够有效地提高产品的耐腐蚀性，耐热性和耐冻性能，各原料的功能作用分别为：
复合稳定剂：是聚氯乙烯在加工过程中不可缺少的添加剂，具有促进PVC原料的塑化作用，同时还有增强稳定性的作用。
ACR树脂：主要用作PVC硬制品的抗冲改性剂，ACR树脂耐老化能力、焊角强度高。可以改善 PVC制品的抗冲击性能和其加工性能。ACR树脂是兼具抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂，由于其具有核/壳结构，使其PVC制品具有优良的抗冲击性、低温韧性、与PVC相容性、耐候性、稳定性、加工性，且性能与价格比适中，可明显改善PVC熔体流动性、热变形性, 促进塑化、制品表面光洁美观。
硬脂酸：在PVC加温过程中起内润滑作用，具有很好的润滑性和较好的光、热稳定作用。在塑料PVC管中,硬脂酸有助于防止加工过程中的"焦化"，起软化和增速作用，作为外部润滑剂，可起到第二促进剂的作用，可使硬化加速。
PE蜡：因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。PE蜡具有非常强的极性中心的很长的非极性碳链。其结构中在极性上与塑料相容的部分起内润滑作用，在极性上与塑料不相容的部分起外润滑和脱模的作用。PE蜡主要应用在PVC加工，是已知塑料润滑剂中唯一的能兼具内润滑和外润滑（脱模效应），同时又能保持高度透明性，对胶化几乎没有影响的优异润滑剂。另外，PE蜡的低挥发性特性对压延和真空脱气是极其重要的。PE蜡作为内润滑剂与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起到降低聚合物分子间内聚力的作用，从而改善塑料熔体的内摩擦生热和熔体的流动性。PE蜡作为外润滑剂的作用主要是改善聚合物熔体与加工设备的热金属表面的摩擦，它与聚合物相容性较差，容易从熔体内往外迁移，所以能在塑料熔体与金属的交界面形成润滑的薄层。
钛白粉：应用在PVC排水管材行业中，可以有效提高PVC管材的耐热性、耐光性、耐候性，使PVC管材的物理化学性质得到改善，增强PVC管材的色泽，延长其使用寿命。
PVC（聚氯乙烯），是由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯，再聚合而成，具有较高的机械强度和较好的耐蚀性。聚氯乙烯分子中含有氯原子，由于C-CL键的偶极影响，它是一种极性很强的材料，且具有很好的耐酸，耐碱和耐磨的性能。
轻质碳酸钙：是一种填充剂，应用在PVC排水管材行业中，可使管材表面性能好，改善其成型性，并使管材易定型，而且可降低成本。
按照上述原料配制而成的PVC排水管材，具有优良的化学稳定性和对无机酸、碱、盐类的耐腐蚀性，适用于工业污水排放及腐蚀性介质输送。在PVC管材的制作中，通过造粒，不仅使粒料进料容易，而且生产出来的管子均匀，经过造粒的PVC管材经初步塑化，再通过挤出对原料进行两次塑化，进而能够有效地提高产品的耐腐蚀性，耐热性和耐冻性能的性能，并能提高PVC排水管材的抗冲击力和抗紫外线能力，增强产品的韧性和强度，同时具有生产成本低和生产稳定的优点。而且易切割、焊接、粘接、施工方法简单，操作方便，安装工效高。管材表面硬度和抗拉强度优，抗老化性好，正常使用寿命可达50年以上。用该管材安装的管道安全系数高，管道线膨胀系数小，为0.07mm/℃，受温度影响变形量小，导热系数和弹性模量小，与铸铁排水管相比抗冰冻性能优良。
具体实施方式
本发明为PVC排水管材及其制备方法，现结合具体实施例对本发明进行进一步说明。该PVC排水管材是由下列重量份配比的原料：复合稳定剂2～2.5份、ACR树脂 1.5～2份、硬脂酸0.4～0.6份、PE蜡1.2～1.5份、钛白粉1～1.5份，PVC 45～55份和轻质碳酸钙70～80份配制而成，其中，PVC采用的是PVC-SC5树脂。
具体的实施方式如下：
实施例一：
所述各原料的重量份配比为：复合稳定剂2份、ACR树脂 1.5份、硬脂酸0.4份、PE蜡1.2份、钛白粉1份，PVC 45份和轻质碳酸钙70份。
该PVC排水管材的制备方法步骤为：首先进行原料混合，按照所述配比量称取复合稳定剂、ACR树脂、硬脂酸、PE蜡、钛白粉，PVC和轻质碳酸钙原料，并将原料置入高低温混合机的料缸内，先进行高温混合，当混合料在热缸内的温度达到110℃～130℃度时，将高温混合料取出放入进入冷缸中，当混合料在冷缸内温度降到40℃～50℃时，将混合后的料排出；制成混合料待用；其次进行塑化造粒：将步骤二中排出的混合料置入造粒机内，造粒机的主机转速为29转/分，造粒机料筒一区的温度为170℃～180℃，料筒二区的温度为180℃～190℃，料筒三区的温度为185℃～195℃，料筒四区的温度为175℃～185℃，造粒模具的温度为190℃～200℃，制成直粒径为1.5mm的颗粒料；在本方法中，
先造粒会使原料的混合性能更好一些，同时也会进一步加大塑化程度，用粒料进料容易，而且粒料进料均匀，出来的管子也均匀，经过造粒的PVC管材经初步塑化，可使挤出的产品表面光洁。在管材挤出工序中，取造粒后的颗粒料，当粒料温度降到40℃～50℃时送入双螺杆挤出机内，挤出螺杆转速26.7转/分，加料螺杆转速为55转/分，挤出一区温度为185℃，挤出二区温度175℃,挤出三区温度165℃，螺杆的扭距为43 kgm，在螺杆的转动下料筒内的料压为23 MPa，料温为165℃～175℃，螺杆与磨具接连处的温度为155℃～165℃，模具一区的温度为175℃～185℃，模具二区的温度为170℃～180℃，模具三区的温度为190℃～200℃，挤出管材坯料；采用双螺杆挤出机可加强剪切塑化，达到PVC管材的预期效果；随后将挤出的管材真空冷却成型：管材坯料被挤出模具时立即定径和冷却，将挤出的管材坯料置入真空定型冷却箱中，采用内压外定径的方法，管坯内通压缩空气，并采用真空法定径，其真空度为0.055～0.070MPa，压缩空气的定径压力为0.02～0.05MPa，使坯料定型，制成成型的PVC排水管材；最后将成型的PVC管材进行牵引，牵引速率直接影响管材生产的产量，同时影响管材壁厚，牵引速率不稳定会使管径出现忽大忽小的现象。牵引速度应与管材的挤出速率密切配合。牵引速率愈慢，管壁愈厚，牵引速率愈快，管壁愈薄，还会使管材纵向收缩率增加，内应力增大，从而影响管材尺寸、合格率及使用效果。牵引时，先将管材放于牵引履带内，但履带不夹紧管材，若牵引速率比挤出速率慢，应调节加快到壁厚符合要求为止。正常生产时，牵引速率应比挤出线速度稍快1%～10%，牵引后按要求并按常规方式将成型的PVC排水管材进行切割，检验合格入库。本发明中所述的原料均可在市场上直接购置，所用设备挤出机采用的是SJST-65双螺杆挤出机，该机与高低温混合机、造粒机、真空定型冷却箱和牵引机均可在市场上直接购置。
实施例二
所述各原料的重量份配比为：复合稳定剂2.2份、ACR树脂 1.65份、硬脂酸0.45份、PE蜡1.3份、钛白粉1.3份，PVC 50份和轻质碳酸钙73份。该PVC排水管材的制备方法与实施例一相同。
实施例三
所述各原料的重量份配比为：复合稳定剂2.4份、ACR树脂 1.85份、硬脂酸0.55份、PE蜡1.45份、钛白粉1.45份，PVC 53份和轻质碳酸钙78份。该PVC排水管材的制备方法与实施例一相同。
实施例四
所述各原料的重量份配比为：复合稳定剂2.5份，ACR树脂2份，硬脂酸0.6份，PE蜡1.5份，钛白粉1.5份，PVC 55份，轻质碳酸钙80份。该PVC排水管材的制备方法与实施例一相同。
Claims (6)
1.一种PVC排水管材，其特征在于：该PVC排水管材是由下列重量份配比的原料：复合稳定剂2～2.5份、ACR树脂 1.5～2份、硬脂酸0.4～0.6份、PE蜡1.2～1.5份、钛白粉1～1.5份，PVC 45～55份和轻质碳酸钙70～80份配制而成，其中，PVC采用的是PVC-SC5树脂。
2.根据权利要求1所述的PVC排水管材，其特征在于：所述各原料的重量份配比为：复合稳定剂2份、ACR树脂 1.5份、硬脂酸0.4份、PE蜡1.2份、钛白粉1份，PVC 45份和轻质碳酸钙70份。
3.根据权利要求1所述的PVC排水管材，其特征在于：所述各原料的重量份配比为：复合稳定剂2.2份、ACR树脂 1.65份、硬脂酸0.45份、PE蜡1.3份、钛白粉1.3份，PVC 50份和轻质碳酸钙73份。
4.根据权利要求1所述的PVC排水管材，其特征在于：所述各原料的重量份配比为：复合稳定剂2.4份、ACR树脂 1.85份、硬脂酸0.55份、PE蜡1.45份、钛白粉1.45份，PVC 53份和轻质碳酸钙78份。
5.根据权利要求1所述的PVC排水管材，其特征在于：所述各原料的重量份配比为：复合稳定剂2.5份，ACR树脂2份，硬脂酸0.6份，PE蜡1.5份，钛白粉1.5份，PVC 55份，轻质碳酸钙80份。
6.一种用于权利要求1所述的PVC排水管材的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：原料混合，按照所述配比量称取复合稳定剂、ACR树脂、硬脂酸、PE蜡、钛白粉、PVC和轻质碳酸钙原料，并将原料置入高低温混合机的料缸内，先进行高温混合，当混合料在热缸内的温度达到110℃～130℃度时，将高温混合料取出放入进入冷缸中，当混合料在冷缸内温度降到40℃～50℃时，将混合后的料排出，制成混合料待用；
步骤二：塑化造粒：将步骤一中排出的混合料置入造粒机内，造粒机的主机转速为29转/分，造粒机料筒一区的温度为170℃～180℃，料筒二区的温度为180℃～190℃，料筒三区的温度为185℃～195℃，料筒四区的温度为175℃～185℃，造粒模具的温度为190℃～200℃，制成粒径为1.5mm的颗粒料；
步骤三：管材坯料挤出，取步骤二制备的颗粒料，当粒料温度降到40℃～50℃时送入双螺杆挤出机内，挤出螺杆转速26.7转/分，加料螺杆转速为55转/分，挤出一区温度为185℃，挤出二区温度175℃,挤出三区温度165℃，螺杆的扭距为43kgm，在螺杆的转动下料筒内的料压为23 MPa，料温为165℃～175℃，螺杆与磨具接连处的温度为155℃～165℃，模具一区的温度为175℃～185℃，模具二区的温度为170℃～180℃，模具三区的温度为190℃～200℃，挤出管材坯料；
步骤四：管材真空冷却成型：管材坯料被挤出模具时立即定径和冷却，将挤出的管材坯料置入真空定型冷却箱中，采用内压外定径的方法，管坯内通压缩空气，并采用真空法定径，其真空度为0.055～0.070MPa，压缩空气的定径压力为0.02～0.05MPa，使坯料定型，制成成型的PVC排水管材；
步骤五：牵引：牵引时将成型的PVC排水管材放于牵引履带内，但履带不夹紧管材，调节牵引速率应比挤出速度快1%～10%，牵引后按要求并按常规方式将成型的PVC排水管材进行切割，检验合格入库。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: PVC (Polyvinyl Chloride) water discharge tube material and preparation method thereof Effective date of registration: 20191118 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Nanyang branch Pledgor: Nanyang Senyuan Plastic Co., Ltd. Registration number: Y2019990000547 |