CN104448612A - 给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管材技术领域，是一种给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材及其制备方法；该给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂、复合稳定剂、抗冲击改性剂、增强剂、加工助剂、内外润滑剂、填充剂、着色剂。本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材满足建设部标准CJ/T272-2008《给水用抗冲改性聚氯乙烯管材》的要求，本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的韧性和抗静液压性能较现有技术普通PVC-U管材的韧性和抗静液压性能有很大提高，说明本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的韧性和抗静液压性能好。

Description

给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及管材技术领域，是一种给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材及其制备方法。
背景技术
目前我国农业节水灌溉及城市给、排水管网主要使用的是以聚氯乙烯树脂为主要原料生产的硬质聚氯乙烯管材，也叫未增塑聚氯乙烯管材。其优点是强度较高；缺点是韧性（抗冲、抗开裂性）较差，对缺陷敏感，尤其是低温脆性显著，容易发生意外事故，这也是国内水工业界一直担心的问题。由于生产此类产品投入较低，小作坊式的生产较多，而且受原材料价格影响，一些生产商在硬质聚氯乙烯管材中大量添加填充料，生产非标产品，无形中造成了塑料管道行业的恶性竞争，大幅降低了硬质聚氯乙烯管材的品质，使用户对硬质聚氯乙烯管材质量产生了较大的疑虑。另外，硬质聚氯乙烯管材抗冲性差的特点也制约了其进一步推广应用，硬质聚氯乙烯管道行业面临巨大的挑战。目前塑料管道的抗震性能也逐步提上议事日程，因此硬质聚氯乙烯管材韧性差的缺点日显突出。
发明内容
本发明提供了一种给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有硬质聚氯乙烯管材韧性差的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂80份至150份、复合稳定剂2份至8份、抗冲击改性剂10份至20份、增强剂2份至5份、加工助剂2份至10份、内外润滑剂1.5份至3.5份、填充剂0份至5份、着色剂0.01份至0.1份。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂100份、复合稳定剂2份至5份、抗冲击改性剂15份、增强剂2份至3份、加工助剂3份至5份、内外润滑剂2份至3份、填充剂0份至3份、着色剂0.01份至0.05份。
上述给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材按下述方法得到：第一步，将所需量的SG-5型聚氯乙烯树脂和复合稳定剂在低转速下加入高速混合机中，然后在高转速下在高速混合机中进行混合，使高速混合机中的物料温度为60℃至80℃；第二步，在高转速下继续向高速混合机中加入所需量的加工助剂、抗冲击改性剂和内外润滑剂进行混合，使高速混合机中的物料温度为90℃至100℃；第三步：在高转速下继续向高速混合机中加入所需量的增强剂、填充剂和着色剂进行混合，使高速混合机中的物料温度为110℃至130℃，接着在低转速状态下将高速混合机中的物料排入到低速混合机中进行降温，待低速混合机中物料的温度降到40℃至50℃后得到给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料；第四步，把给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料熟化8小时至12小时，然后将熟化后的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料加入平行或锥形双螺杆塑料挤出机中加热熔融，经模具挤出成型及真空箱定径套冷却定径后制成给水用高抗冲改性聚氯乙烯直管，再经塑料管材切割机定长切割、倒角、塑料管材扩口机扩口后得到给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材。
上述高速混合机的低转速为300r/min至400r/min；高速混合机的高转速为500r/min至600r/min；低速混合机的转速为60r/min至70r/min。
上述抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物；或/和，复合稳定剂为钙锌稳定剂；或/和，增强剂为PVC增强补韧剂。
上述加工助剂为丙烯酸酯树脂；或/和，内外润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸中的一种以上；或/和，填充剂为轻质碳酸钙和纳米碳酸钙中的一种以上；或/和，着色剂为炭黑、钛白粉和酞青兰中的一种以上。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的制备方法，按下述步骤进行：第一步，将所需量的SG-5型聚氯乙烯树脂和复合稳定剂在低转速下加入高速混合机中，然后在高转速下在高速混合机中进行混合，使高速混合机中的物料温度为60℃至80℃；第二步，在高转速下继续向高速混合机中加入所需量的加工助剂、抗冲击改性剂和内外润滑剂进行混合，使高速混合机中的物料温度为90℃至100℃；第三步：在高转速下继续向高速混合机中加入所需量的增强剂、填充剂和着色剂进行混合，使高速混合机中的物料温度为110℃至130℃，接着在低转速状态下将高速混合机中的物料排入到低速混合机中进行降温，待低速混合机中物料的温度降到40℃至50℃后得到给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料；第四步，把给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料熟化8小时至12小时，然后将熟化后的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料加入平行或锥形双螺杆塑料挤出机中加热熔融，经模具挤出成型及真空箱定径套冷却定径后制成给水用高抗冲改性聚氯乙烯直管，再经塑料管材切割机定长切割、倒角、塑料管材扩口机扩口后得到给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述高速混合机的低转速为300r/min至400r/min；高速混合机的高转速为500r/min至600r/min；低速混合机的转速为60r/min至70r/min。
上述抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物；或/和，复合稳定剂为钙锌稳定剂；或/和，增强剂为PVC增强补韧剂。
上述加工助剂为丙烯酸酯树脂；或/和，内外润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸中的一种以上；或/和，填充剂为轻质碳酸钙和纳米碳酸钙中的一种以上；或/和，着色剂为炭黑、钛白粉和酞青兰中的一种以上。
本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材满足建设部标准CJ/T272-2008《给水用抗冲改性聚氯乙烯管材》的要求，本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的韧性和抗静液压性能较现有技术普通PVC-U管材的韧性和抗静液压性能有很大提高，说明本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的韧性和抗静液压性能好。
附图说明
附图1为20米落锤冲击试验后的本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材试样图。
附图2为20米落锤冲击试验后的本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材试样的局部放大图。
附图3为10米落锤冲击试验后的普通PVC-U管材试样图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
实施例1，该给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂80份至150份、复合稳定剂2份至8份、抗冲击改性剂10份至20份、增强剂2份至5份、加工助剂2份至10份、内外润滑剂1.5份至3.5份、填充剂0份至5份、着色剂0.01份至0.1份。
实施例2，该给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂80份或150份、复合稳定剂2份或8份、抗冲击改性剂10份或20份、增强剂2份或5份、加工助剂2份或10份、内外润滑剂1.5份或3.5份、填充剂0份或5份、着色剂0.01份或0.1份。
实施例3，该给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂100份、复合稳定剂2份至5份、抗冲击改性剂15份、增强剂2份至3份、加工助剂3份至5份、内外润滑剂2份至3份、填充剂0份至3份、着色剂0.01份至0.05份。
实施例4，该给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂80份、复合稳定剂2份、抗冲击改性剂10份、增强剂2份、加工助剂2份、内外润滑剂1.5份、着色剂0.01份。
实施例5，该给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂150份、复合稳定剂8份、抗冲击改性剂20份、增强剂5份、加工助剂10份、内外润滑剂3.5份、填充剂5份、着色剂0.1份。
实施例6，该给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂82份、复合稳定剂3份、抗冲击改性剂12份、增强剂3份、加工助剂3份、内外润滑剂1.5份、着色剂0.01份。
实施例7，该给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂100份、复合稳定剂4份、抗冲击改性剂15份、增强剂2.5份、加工助剂4份、内外润滑剂2.5份、填充剂3份、着色剂0.05份。
实施例8，该给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，按下述制备方法得到：第一步，将所需量的SG-5型聚氯乙烯树脂和复合稳定剂在低转速下加入高速混合机中，然后在高转速下在高速混合机中进行混合，使高速混合机中的物料温度为60℃至80℃；第二步，在高转速下继续向高速混合机中加入所需量的加工助剂、抗冲击改性剂和内外润滑剂进行混合，使高速混合机中的物料温度为90℃至100℃；第三步：在高转速下继续向高速混合机中加入所需量的增强剂、填充剂和着色剂进行混合，使高速混合机中的物料温度为110℃至130℃，接着在低转速状态下将高速混合机中的物料排入到低速混合机中进行降温，待低速混合机中物料的温度降到40℃至50℃后得到给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料；第四步，把给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料熟化8小时至12小时，然后将熟化后的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料加入平行或锥形双螺杆塑料挤出机中加热熔融，经模具挤出成型及真空箱定径套冷却定径后制成给水用高抗冲改性聚氯乙烯直管，再经塑料管材切割机定长切割、倒角、塑料管材扩口机扩口后得到给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材。
实施例9，作为上述实施例的优化，实施例9中高速混合机的低转速为300r/min至400r/min；高速混合机的高转速为500r/min至600r/min；低速混合机的转速为60r/min至70r/min。
实施例10，作为上述实施例的优化，实施例10中抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物；或/和，复合稳定剂为钙锌稳定剂；或/和，增强剂为PVC增强补韧剂。
实施例11，作为上述实施例的优化，实施例11中加工助剂为丙烯酸酯树脂；或/和，内外润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸中的一种以上；或/和，填充剂为轻质碳酸钙和纳米碳酸钙中的一种以上；或/和，着色剂为炭黑、钛白粉和酞青兰中的一种以上。
本发明上述实施例得到的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材和现有技术普通PVC-U管材的试验数据对比如下：
本发明上述实施例得到的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材经新疆维吾尔自治区质检所检测，满足建设部标准CJ/T272-2008《给水用抗冲改性聚氯乙烯管材》的要求；本发明上述实施例得到的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材和现有技术普通PVC-U管材的物理性能指标对比如表1所示；本发明上述实施例得到的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材和现有技术普通PVC-U管材的力学性能指标对比如表2所示；本发明上述实施例得到的不同口径的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材和现有技术不同口径的普通PVC-U管材常温冲击试验对比如表3所示，根据表3落锤冲击的试验见图1、图2和图3所示。
从表1和表2可以看出，本发明上述实施例得到的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材满足建设部标准CJ/T272-2008《给水用抗冲改性聚氯乙烯管材》的要求，且本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的落锤冲击试验的TIR和长期静液压试验的óLPL较现有技术普通PVC-U管材都有提高，说明本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的抗静液压性能强。
从图1、图2和图3可以看出，本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材从20米落锤冲击试验后在管材上只形成了一个孔洞，孔洞上的裂纹并没有扩展；而现有技术普通PVC-U管材从10米落锤冲击试验后破裂为碎片，为脆性破坏，且本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材上的冲锤质量较相对应口径的现有技术普通PVC-U管材上的冲锤质量大，说明本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的韧性较现有技术普通PVC-U管材的韧性有很大提高。
综上所述，本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材满足建设部标准CJ/T272-2008《给水用抗冲改性聚氯乙烯管材》的要求，本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的韧性和抗静液压性能较现有技术普通PVC-U管材的韧性和抗静液压性能有很大提高，说明本发明给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的韧性和抗静液压性能好。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，其特征在于原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂80份至150份、复合稳定剂2份至8份、抗冲击改性剂10份至20份、增强剂2份至5份、加工助剂2份至10份、内外润滑剂1.5份至3.5份、填充剂0份至5份、着色剂0.01份至0.1份。
2.根据权利要求1所述的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，其特征在于原料按重量份数包括SG-5型聚氯乙烯树脂100份、复合稳定剂2份至5份、抗冲击改性剂15份、增强剂2份至3份、加工助剂3份至5份、内外润滑剂2份至3份、填充剂0份至3份、着色剂0.01份至0.05份。
3.根据权利要求1或2所述的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，其特征在于按下述方法得到：第一步，将所需量的SG-5型聚氯乙烯树脂和复合稳定剂在低转速下加入高速混合机中，然后在高转速下在高速混合机中进行混合，使高速混合机中的物料温度为60℃至80℃；第二步，在高转速下继续向高速混合机中加入所需量的加工助剂、抗冲击改性剂和内外润滑剂进行混合，使高速混合机中的物料温度为90℃至100℃；第三步：在高转速下继续向高速混合机中加入所需量的增强剂、填充剂和着色剂进行混合，使高速混合机中的物料温度为110℃至130℃，接着在低转速状态下将高速混合机中的物料排入到低速混合机中进行降温，待低速混合机中物料的温度降到40℃至50℃后得到给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料；第四步，把给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料熟化8小时至12小时，然后将熟化后的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料加入平行或锥形双螺杆塑料挤出机中加热熔融，经模具挤出成型及真空箱定径套冷却定径后制成给水用高抗冲改性聚氯乙烯直管，再经塑料管材切割机定长切割、倒角、塑料管材扩口机扩口后得到给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材。
4.根据权利要求3所述的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，其特征在于高速混合机的低转速为300r/min至400r/min；高速混合机的高转速为500r/min至600r/min；低速混合机的转速为60r/min至70r/min。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，其特征在于抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物；或/和，复合稳定剂为钙锌稳定剂；或/和，增强剂为PVC增强补韧剂。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材，其特征在于加工助剂为丙烯酸酯树脂；或/和，内外润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸中的一种以上；或/和，填充剂为轻质碳酸钙和纳米碳酸钙中的一种以上；或/和，着色剂为炭黑、钛白粉和酞青兰中的一种以上。
7.一种根据权利要求1或2所述的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，将所需量的SG-5型聚氯乙烯树脂和复合稳定剂在低转速下加入高速混合机中，然后在高转速下在高速混合机中进行混合，使高速混合机中的物料温度为60℃至80℃；第二步，在高转速下继续向高速混合机中加入所需量的加工助剂、抗冲击改性剂和内外润滑剂进行混合，使高速混合机中的物料温度为90℃至100℃；第三步：在高转速下继续向高速混合机中加入所需量的增强剂、填充剂和着色剂进行混合，使高速混合机中的物料温度为110℃至130℃，接着在低转速状态下将高速混合机中的物料排入到低速混合机中进行降温，待低速混合机中物料的温度降到40℃至50℃后得到给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料；第四步，把给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料熟化8小时至12小时，然后将熟化后的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材专用干混料加入平行或锥形双螺杆塑料挤出机中加热熔融，经模具挤出成型及真空箱定径套冷却定径后制成给水用高抗冲改性聚氯乙烯直管，再经塑料管材切割机定长切割、倒角、塑料管材扩口机扩口后得到给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材。
8.根据权利要求7所述的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的制备方法，其特征在于高速混合机的低转速为300r/min至400r/min；高速混合机的高转速为500r/min至600r/min；低速混合机的转速为60r/min至70r/min。
9.根据权利要求7或8所述的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的制备方法，其特征在于抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物；或/和，复合稳定剂为钙锌稳定剂；或/和，增强剂为PVC增强补韧剂。
10.根据权利要求7或8或9所述的给水用高抗冲改性聚氯乙烯管材的制备方法，其特征在于加工助剂为丙烯酸酯树脂；或/和，内外润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸中的一种以上；或/和，填充剂为轻质碳酸钙和纳米碳酸钙中的一种以上；或/和，着色剂为炭黑、钛白粉和酞青兰中的一种以上。
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