CN104961996A - 一种易加工抗冲击耐磨pvc管材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯80-100份，改性热塑性聚氨酯弹性体25-45份，马来酸酐接枝氯化聚乙烯6-8份，丙烯酸酯类共聚物6-8份，硅烷偶联改性高岭土25-35份，微胶囊化红磷10-20份，三聚氰胺氰尿酸盐4-6份，三聚氰胺磷酸盐4-6份，邻苯二甲酸丁酯20-30份，乙烯基三乙氧基硅烷2-4份，双251-2份，氧化锌0.5-1.5份，稀土稳定剂2-4份，Ca/Zn混合稳定剂2-4份，硬质酸镁1-2份，抗氧剂DLTP 1-1.5份，抗氧剂TNP 0.5-1份，聚乙烯蜡2-6份。本发明易加工，抗冲击性能高，耐磨性能好。

Description

一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料
技术领域
本发明涉及PVC管材技术领域，尤其涉及一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是开发最早的塑料之一，也是五大通用塑料之一。其用途很广，价格也较低廉。具有优良的机械、绝缘、不易燃、耐腐蚀和耐磨损性能，且价格低廉、原材料来源广泛，但是同时存在加工流动性差、耐冲击性，尤其是低温耐冲击性能差等问题。
热塑性聚氨酯弹性体是一种新型的有机高分子合成材料，其耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是丙烯腈、1，3-丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。ABS是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料，本发明易加工，耐磨，耐腐蚀性能好，抗冲击性能高，耐低温。
本发明提出的一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯80-100份，改性热塑性聚氨酯弹性体25-45份，马来酸酐接枝氯化聚乙烯6-8份，丙烯酸酯类共聚物6-8份，硅烷偶联改性高岭土25-35份，微胶囊化红磷10-20份，三聚氰胺氰尿酸盐4-6份，三聚氰胺磷酸盐4-6份，邻苯二甲酸丁酯20-30份，乙烯基三乙氧基硅烷2-4份，双25 1-2份，氧化锌0.5-1.5份，稀土稳定剂2-4份，Ca/Zn混合稳定剂2-4份，硬质酸镁1-2份，抗氧剂DLTP 1-1.5份，抗氧剂TNP 0.5-1份，聚乙烯蜡2-6份；
其中，改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法为：按重量份将20-30份二苯基甲烷二异氰酸酯和5-15份端羟基聚丁二烯混匀，升温至70-90℃，以80-100r/min的速度搅拌4-6h得到预聚体，加入30-50份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混匀，升温至110-130℃，以100-200r/min的速度搅拌60-90min得到改性热塑性聚氨酯弹性体。
优选地，马来酸酐接枝氯化聚乙烯中氯含量为36-38wt％。
优选地，丙烯酸酯类共聚物中甲基丙烯酸甲酯的含量为10-20wt％，丙烯酸酯的含量为80-90wt％。
优选地，硅烷偶联改性高岭土中的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
优选地，硅烷偶联改性高岭土中的粒径为0.5-2.5μm。
优选地，其原料按重量份包括：聚氯乙烯85-95份，改性热塑性聚氨酯弹性体30-40份，马来酸酐接枝氯化聚乙烯6.5-7.5份，丙烯酸酯类共聚物6.5-7.5份，硅烷偶联改性高岭土28-32份，微胶囊化红磷13-17份，三聚氰胺氰尿酸盐4.5-5.5份，三聚氰胺磷酸盐4.5-5.5份，邻苯二甲酸丁酯23-27份，乙烯基三乙氧基硅烷2.5-3.5份，双25 1.2-1.8份，氧化锌0.8-1.2份，稀土稳定剂2.5-3.5份，Ca/Zn混合稳定剂2.5-3.5份，硬质酸镁1.3-1.7份，抗氧剂DLTP 1.2-1.4份，抗氧剂TNP 0.6-0.8份，聚乙烯蜡3-5份。
优选地，改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法为：按重量份将22-28份二苯基甲烷二异氰酸酯和8-12份端羟基聚丁二烯混匀，升温至75-85℃，以85-95r/min的速度搅拌4.5-5.5h得到预聚体，加入35-45份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混匀，升温至115-125℃，以120-180r/min的速度搅拌70-80min得到改性热塑性聚氨酯弹性体。
本发明的制备方法如下：将聚氯乙烯、稀土稳定剂、Ca/Zn混合稳定剂、硬质酸镁加入温度为90℃的高速混合机中以100r/min的速度共混8min，加入聚乙烯蜡，升温至100℃，以300r/min的速度共混6min，加入改性热塑性聚氨酯弹性体、马来酸酐接枝氯化聚乙烯、丙烯酸酯类共聚物、硅烷偶联改性高岭土，升温至110℃，以500r/min的速度共混5min，加入微胶囊化红磷、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、邻苯二甲酸丁酯、抗氧剂DLTP、抗氧剂TNP以700r/min的速度共混6min，加入乙烯基三乙氧基硅烷、双25、氧化锌，升温至130℃，以1000r/min的速度共混5min，然后置于螺杆挤出机中挤出得到易加工抗冲击耐磨PVC管材料。
本发明选用二苯基甲烷二异氰酸酯和端羟基聚丁二烯制备得到三维网络结构的预聚体，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物与三维网络结构的预聚体共混得到改性热塑性聚氨酯弹性体，增加了弹性体与聚氯乙烯的相容性，进而大大增加了本发明的抗冲击、耐磨、耐低温、耐腐蚀和加工性能；马来酸酐接枝氯化聚乙烯可以进一步改善弹性体与聚氯乙烯的相容性，进而改善本发明的加工性能，且适宜氯含量的马来酸酐接枝氯化聚乙烯具有良好的抗冲击性能，进而增加本发明的抗冲击性；丙烯酸酯类共聚物为白色以流动的粉末，可以均匀的分散在树脂中，从而改善本发明的加工性能；丙烯酸酯类共聚物分散在树脂中，与树脂形成“海岛”结构，从而大大增加了本发明的抗冲击性能；适宜甲基丙烯酸甲酯的含量、丙烯酸酯的含量的丙烯酸酯类共聚物加工性能好、耐候性好、与树脂相容性好，可以增加本发明的抗冲击性和加工性能；含有双键的硅烷偶联改性高岭土可以与聚氯乙烯、改性热塑性聚氨酯弹性体、马来酸酐接枝氯化聚乙烯、丙烯酸酯类共聚物发生聚合反应，使硅烷偶联改性高岭土均匀的分散在树脂中，增加本发明的抗冲击性和韧性；改性后的高岭土与聚乙烯蜡的相容性大大增加，可以改善本发明的加工性能，适宜粒径的硅烷偶联改性高岭土可以进一步改善本发明的加工性能；微胶囊化红磷、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐增加了本发明的阻燃性；邻苯二甲酸丁酯作为增塑剂进一步增加了本发明的抗冲击性能；稀土稳定剂、Ca/Zn混合稳定剂、硬质酸镁、抗氧剂DLTP、抗氧剂TNP协同作用增加了本发明耐腐蚀、抗氧化性能，乙烯基三乙氧基硅烷、双25、氧化锌可使聚氯乙烯、改性热塑性聚氨酯弹性体、马来酸酐接枝氯化聚乙烯、丙烯酸酯类共聚物相互键合交联形成网络结构，增加本发明的抗冲击性、韧性、耐腐蚀性；各物质可分散在交联网络结构中，进一部增加本发明的抗冲击性能；聚乙烯蜡可以改善本发明加工的流变性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯100份，改性热塑性聚氨酯弹性体25份，氯含量为38wt％的马来酸酐接枝氯化聚乙烯6份，甲基丙烯酸甲酯含量为20wt％、丙烯酸酯含量为80wt％的丙烯酸酯类共聚物8份，粒径为0.5μm的硅烷偶联改性高岭土35份，微胶囊化红磷10份，三聚氰胺氰尿酸盐6份，三聚氰胺磷酸盐4份，邻苯二甲酸丁酯30份，乙烯基三乙氧基硅烷2份，双252份，氧化锌0.5份，稀土稳定剂4份，Ca/Zn混合稳定剂2份，硬质酸镁2份，抗氧剂DLTP 1份，抗氧剂TNP 1份，聚乙烯蜡2份；
其中，改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法为：按重量份将30份二苯基甲烷二异氰酸酯和5份端羟基聚丁二烯混匀，升温至90℃，以80r/min的速度搅拌6h得到预聚体，加入30份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混匀，升温至130℃，以100r/min的速度搅拌90min得到改性热塑性聚氨酯弹性体。
实施例2
一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯80份，改性热塑性聚氨酯弹性体45份，氯含量为36wt％的马来酸酐接枝氯化聚乙烯8份，甲基丙烯酸甲酯含量为10wt％、丙烯酸酯含量为90wt％的丙烯酸酯类共聚物6份，粒径为2.5μm的硅烷偶联改性高岭土25份，微胶囊化红磷20份，三聚氰胺氰尿酸盐4份，三聚氰胺磷酸盐6份，邻苯二甲酸丁酯20份，乙烯基三乙氧基硅烷4份，双251份，氧化锌1.5份，稀土稳定剂2份，Ca/Zn混合稳定剂4份，硬质酸镁1份，抗氧剂DLTP 1.5份，抗氧剂TNP 0.5份，聚乙烯蜡6份；
其中，改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法为：按重量份将20份二苯基甲烷二异氰酸酯和15份端羟基聚丁二烯混匀，升温至70℃，以100r/min的速度搅拌4h得到预聚体，加入50份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混匀，升温至110℃，以200r/min的速度搅拌60min得到改性热塑性聚氨酯弹性体。
实施例3
一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯85份，改性热塑性聚氨酯弹性体40份，氯含量为36.5wt％的马来酸酐接枝氯化聚乙烯7.5份，甲基丙烯酸甲酯含量为12wt％、丙烯酸酯含量为88wt％的丙烯酸酯类共聚物6.5份，粒径为2μm的硅烷偶联改性高岭土28份，微胶囊化红磷17份，三聚氰胺氰尿酸盐4.5份，三聚氰胺磷酸盐5.5份，邻苯二甲酸丁酯23份，乙烯基三乙氧基硅烷3.5份，双25 1.2份，氧化锌1.2份，稀土稳定剂2.5份，Ca/Zn混合稳定剂3.5份，硬质酸镁1.3份，抗氧剂DLTP 1.4份，抗氧剂TNP 0.6份，聚乙烯蜡5份；
其中，改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法为：按重量份将22份二苯基甲烷二异氰酸酯和12份端羟基聚丁二烯混匀，升温至75℃，以95r/min的速度搅拌4.5h得到预聚体，加入45份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混匀，升温至115℃，以180r/min的速度搅拌70min得到改性热塑性聚氨酯弹性体。
实施例4
一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯95份，改性热塑性聚氨酯弹性体30份，氯含量为37.5wt％的马来酸酐接枝氯化聚乙烯6.5份，甲基丙烯酸甲酯含量为18wt％、丙烯酸酯含量为82wt％的丙烯酸酯类共聚物7.5份，粒径为1μm的硅烷偶联改性高岭土32份，微胶囊化红磷13份，三聚氰胺氰尿酸盐5.5份，三聚氰胺磷酸盐4.5份，邻苯二甲酸丁酯27份，乙烯基三乙氧基硅烷2.5份，双251.8份，氧化锌0.8份，稀土稳定剂3.5份，Ca/Zn混合稳定剂2.5份，硬质酸镁1.7份，抗氧剂DLTP 1.2份，抗氧剂TNP 0.8份，聚乙烯蜡3份；
其中，改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法为：按重量份将28份二苯基甲烷二异氰酸酯和8份端羟基聚丁二烯混匀，升温至85℃，以85r/min的速度搅拌5.5h得到预聚体，加入35份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混匀，升温至125℃，以120r/min的速度搅拌80min得到改性热塑性聚氨酯弹性体。
实施例5
一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯90份，改性热塑性聚氨酯弹性体35份，氯含量为37wt％的马来酸酐接枝氯化聚乙烯7份，甲基丙烯酸甲酯含量为15wt％、丙烯酸酯含量为85wt％的丙烯酸酯类共聚物7份，粒径为1.5μm的硅烷偶联改性高岭土30份，微胶囊化红磷15份，三聚氰胺氰尿酸盐5份，三聚氰胺磷酸盐5份，邻苯二甲酸丁酯25份，乙烯基三乙氧基硅烷3份，双25 1.5份，氧化锌1份，稀土稳定剂3份，Ca/Zn混合稳定剂3份，硬质酸镁1.5份，抗氧剂DLTP 1.3份，抗氧剂TNP 0.7份，聚乙烯蜡4份；
其中，改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法为：按重量份将25份二苯基甲烷二异氰酸酯和10份端羟基聚丁二烯混匀，升温至80℃，以90r/min的速度搅拌5h得到预聚体，加入40份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混匀，升温至120℃，以150r/min的速度搅拌75min得到改性热塑性聚氨酯弹性体。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚氯乙烯80-100份，改性热塑性聚氨酯弹性体25-45份，马来酸酐接枝氯化聚乙烯6-8份，丙烯酸酯类共聚物6-8份，硅烷偶联改性高岭土25-35份，微胶囊化红磷10-20份，三聚氰胺氰尿酸盐4-6份，三聚氰胺磷酸盐4-6份，邻苯二甲酸丁酯20-30份，乙烯基三乙氧基硅烷2-4份，双251-2份，氧化锌0.5-1.5份，稀土稳定剂2-4份，Ca/Zn混合稳定剂2-4份，硬质酸镁1-2份，抗氧剂DLTP 1-1.5份，抗氧剂TNP 0.5-1份，聚乙烯蜡2-6份；
其中，改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法为：按重量份将20-30份二苯基甲烷二异氰酸酯和5-15份端羟基聚丁二烯混匀，升温至70-90℃，以80-100r/min的速度搅拌4-6h得到预聚体，加入30-50份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混匀，升温至110-130℃，以100-200r/min的速度搅拌60-90min得到改性热塑性聚氨酯弹性体。
2.根据权利要求1所述易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其特征在于，马来酸酐接枝氯化聚乙烯中氯含量为36-38wt％。
3.根据权利要求1或2项所述易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其特征在于，丙烯酸酯类共聚物中甲基丙烯酸甲酯的含量为10-20wt％，丙烯酸酯的含量为80-90wt％。
4.根据权利要求1-3任一项所述易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其特征在于，硅烷偶联改性高岭土中的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1-4任一项所述易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其特征在于，硅烷偶联改性高岭土中的粒径为0.5-2.5μm。
6.根据权利要求1-5任一项所述易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚氯乙烯85-95份，改性热塑性聚氨酯弹性体30-40份，马来酸酐接枝氯化聚乙烯6.5-7.5份，丙烯酸酯类共聚物6.5-7.5份，硅烷偶联改性高岭土28-32份，微胶囊化红磷13-17份，三聚氰胺氰尿酸盐4.5-5.5份，三聚氰胺磷酸盐4.5-5.5份，邻苯二甲酸丁酯23-27份，乙烯基三乙氧基硅烷2.5-3.5份，双251.2-1.8份，氧化锌0.8-1.2份，稀土稳定剂2.5-3.5份，Ca/Zn混合稳定剂2.5-3.5份，硬质酸镁1.3-1.7份，抗氧剂DLTP 1.2-1.4份，抗氧剂TNP 0.6-0.8份，聚乙烯蜡3-5份。
7.根据权利要求1-6任一项所述易加工抗冲击耐磨PVC管材料，其特征在于，改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法为：按重量份将22-28份二苯基甲烷二异氰酸酯和8-12份端羟基聚丁二烯混匀，升温至75-85℃，以85-95r/min的速度搅拌4.5-5.5h得到预聚体，加入35-45份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混匀，升温至115-125℃，以120-180r/min的速度搅拌70-80min得到改性热塑性聚氨酯弹性体。
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