CN105017674A - 一种低温抗冻型聚氯乙烯管材及其生产方法 - Google Patents

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曾敏峰
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Abstract

本发明是一种由EPDM、CPE复合增韧改性的低温抗冻型聚氯乙烯双壁波纹管材及其生产方法。其中管材包括以下重量份数的组分:聚氯乙烯100份;碳酸钙1~15份;抗冲击改性剂3~15份(EPDM/CPE:2/1);热稳定剂1~5份;润滑剂2~3份;加工改性剂1~5份。本发明利用具有优异综合性能的EPDM充当主抗冲改性剂,CPE既充当辅抗冲改性剂又充当EPDM和聚氯乙烯的相容剂,充分发挥EPDM和CPE对聚氯乙烯基体的优异协同冲击改性效果,提供一种加工性能好、力学性能优良,低温抗冻性能优异的硬聚氯乙烯双壁波纹管材及生产方法,适于大规模工业化生产。

Description

一种低温抗冻型聚氯乙烯管材及其生产方法
技术领域:
本发明涉及聚氯乙烯管材,特别是一种由EPDM、CPE复合增韧改性的低温抗冻型聚氯乙烯管材及其生产方法。
背景技术:
    目前,在城市建设用的地下埋置管材多为硬聚氯乙烯材料制备,它具有重量轻、绝缘、阻燃、力学性能好和耐化学腐蚀等特点。但是,常规硬聚氯乙烯管材也存在着耐候性较差,在-20 °C以下,低温冷冲性能较差,在寒冷地区冬季施工和使用时易出现裂纹,限制了其进一步推广使用。为了改善聚氯乙烯的耐冲击性能,常采用橡胶类弹性体对聚氯乙烯进行增韧改性,如MBS、ABS、CPE、EVA等。最常使用的是CPE,但是CPE的添加量较大(至少要在15份以上),而且很难获得令人满意的低温冷冲改性效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种加工性能好、力学性能优良,低温抗冻性能优异的硬聚氯乙烯双壁波纹管材及生产方法。
三元乙丙胶(EPDM)作为一种新型热塑性弹性体,加工性能好,并且具有优良的耐低温、耐老化、耐酸碱和电绝缘性能,针对前述背景技术所述的缺点,利用具有优异综合性能的EPDM充当主抗冲改性剂,CPE既充当辅抗冲改性剂又充当EPDM和聚氯乙烯的相容剂,充分发挥EPDM和CPE对聚氯乙烯基体的优异协同冲击改性效果。
本发明所述的一种低温抗冻型聚氯乙烯管材,包括以下重量份数的组分:
聚氯乙烯 100份;
碳酸钙 1~15 份;
抗冲击改性剂 3~15份;
热稳定剂 1~5 份;
润滑剂 2~3 份;
加工改性剂 1~5 份;
其中抗冲击改性剂为三元乙丙橡胶与含氯35%的氯化聚乙烯的混合物。
优选的,包括以下重量份数的组分:
聚氯乙烯 100份;
碳酸钙15 份;
抗冲击改性剂 5份;
热稳定剂 3份;
润滑剂 2 份;
加工改性剂 3 份。
进一步,本发明使用的抗冲击改性剂选用三元乙丙橡胶粒料(EPDM)与含氯35%的氯化聚乙烯(CPE)的混合物,用量搭配比例在2:1范围内。
优选的,所述碳酸钙为含有95% CaCO3的贝壳粉。
进一步,加工改性剂为丙烯酸酯类改性剂。
进一步,热稳定剂为铅盐稳定剂。
进一步,润滑剂包括内润滑剂和外润滑剂,内、外润滑剂的用量搭配比例在1:1(质量比)范围内,其中内润滑剂为硬脂酸,外润滑剂为石蜡。
一种生产如权利要求1所述的低温抗冻型聚氯乙烯管材的方法,包括以下步骤:
(1)配料:将聚氯乙烯树脂粉100 份,碳酸钙 1~15 份,抗冲击改性剂 3~15份,热稳定剂 1~5份,润滑剂2~3份,加工改性剂 1~5份混合配制;
(2)混料:将配制好的原料在高速搅拌机内进行搅拌,温度达到100~120 °C后,在低速冷却混合机内搅拌降温至40~60°C左右,出料备用;
(3)挤出、成型;
(4)牵引、定长切割;
(5)检验、包装、入库。
本发明选用EPDM和CPE对聚氯乙烯基体进行协同改性,利用耐低温的EPDM为主改性剂使得制备的聚氯乙烯管材具有耐低温和较高的低温抗冲击强度等特点,CPE既充当辅抗冲改性剂又充当EPDM和聚氯乙烯的相容剂,充分发挥EPDM和CPE对聚氯乙烯基体的优异协同冲击改性效果,制备得到的聚氯乙烯管材具备耐低温,较高的低温抗冲击强度,耐腐蚀和良好的环刚度,环柔性;同时生产方法无三废排放,无环境污染,适于大规模工业化生产。
进一步的,选择合适的EPDM和CPE比例可以对聚氯乙烯基体具备更优异的协同效果,制备出性能更优良的聚氯乙烯管材。
进一步的,碳酸钙为含有95% CaCO3的贝壳粉,环刚度增强,成本降低。
进一步的,本发明采用铅盐稳定剂,成本低,效率高。
具体实施方式:
下面结合具体实施例是对本发明的进一步说明。
实施例1:
制备硬聚氯乙烯双壁波纹管材。
(1)配料:按照表1实施例配方,将聚氯乙烯、EPDM、CPE、各种助剂预混合配制;
(2)搅拌:将配制好的原料在高速搅拌机内进行搅拌,温度达到100~120 °C后再在低速冷却混合机内搅拌降温至40~60°C左右,出料备用;
(3)挤出:用双螺杆挤出机挤出坯料,螺杆温度165~185 °C;通过机头内的双层流道,同时挤出管材的内外壁;挤出中,通过成型机头气路向管坯内吹送压缩空气,使外壁管坯紧贴在成型模块上而成型;
(4)牵引、定长切割;
(5)检验、包装、入库。
比较例 1,抗冲改性剂全部换成CPE进行比较:
(1)配料:按照表1比较例配方,将聚氯乙烯、CPE、各种助剂预混合配制;
(2)搅拌:将配制好的原料在高速搅拌机内进行搅拌,温度达到100~120 °C后再在低速冷却混合机内搅拌降温至40~60°C左右,出料备用。
(3)挤出:用双螺杆挤出机挤出坯料,螺杆温度165~185 °C;通过机头内的双层流道,同时挤出管材的内外壁;挤出中,通过成型机头气路向管坯内吹送压缩空气,使外壁管坯紧贴在成型模块上而成型。
(4)牵引、定长切割;
(5)检验、包装、入库。
表1 聚氯乙烯双壁波纹管材配方(重量份)
根据国标GB/T18477.1-2007《埋地排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)结构壁管道系统 第一部分:双壁波纹管材》的标准对上述实施例1和比较例进行检测(测试温度:-20 °C),得到的的性能数据检测见表2。 
表2制备的聚氯乙烯双臂波纹管材的性能
从上表2中可以看出,采用EPDM和CPE进行协同改性制备得到的聚氯乙烯双壁波纹管材环刚度大于采用CPE改性的聚氯乙烯管材;环柔性也优于CPE改性的聚氯乙烯管材;低温冲击性能优于CPE改性的聚氯乙烯管材而其他冲击性;耐高温性能两者均达到国标要求,因此采用EPDM和CPE进行协同改性制备得到的聚氯乙烯双壁波纹管材环刚度、环柔性、低温冲击性能均增强,实现了本发明的目的。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种低温抗冻型聚氯乙烯管材,其特征在于,包括以下重量份数的组分:
聚氯乙烯 100份;
碳酸钙 1~15 份;
抗冲击改性剂 3~15份;
热稳定剂 1~5 份;
润滑剂 2~3 份;
加工改性剂 1~5 份;
其中抗冲击改性剂为三元乙丙橡胶与含氯35%的氯化聚乙烯的混合物。
2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯管材,其特征在于,包括以下重量份数的组分:
聚氯乙烯 100份
碳酸钙8 份
抗冲击改性剂 9份
热稳定剂 3份
润滑剂 2 份
加工改性剂 3 份。
3.根据权利要求1或2所述的任意一种聚氯乙烯管材,其特征在于,三元乙丙橡胶与含氯35%的氯化聚乙烯质量比为2:1。
4.根据权利要求1所述的聚氯乙烯管材,其特征在于,所述碳酸钙为含有95% CaCO3的贝壳粉。
5.根据权利要求1所述的聚氯乙烯管材,其特征在于,所述的加工改性剂为丙烯酸酯类改性剂。
6.根据权利要求1所述的聚氯乙烯管材,其特征在于,所述的热稳定剂选用铅盐稳定剂。
7.根据权利要求1所述的聚氯乙烯管材,其特征在于,所述的润滑剂分为内润滑剂和外润滑剂,内、外润滑剂的用量的质量比为1:1,其中内润滑剂为硬脂酸,外润滑剂为石蜡。
8.一种生产如权利要求1所述的低温抗冻型聚氯乙烯管材的方法,包括以下步骤:
(1)配料:将聚氯乙烯树脂粉100 份,碳酸钙 1~15 份,抗冲击改性剂 3~15份,热稳定剂 1~5份,润滑剂2~3份,加工改性剂 1~5份混合配制;
(2)混料:将配制好的原料在高速搅拌机内进行搅拌,温度达到100~120 °C后,在低速冷却混合机内搅拌降温至40~60°C左右,出料备用;
(3)挤出、成型;
(4)牵引、定长切割;
(5)检验、包装、入库。
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