CN105086235A - 一种高耐侯的聚氯乙烯管件及其成型加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高耐侯的聚氯乙烯管件及其加工工艺。所述高耐侯的聚氯乙烯管件由如下质量份的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂1.0～8.0份，加工改性助剂0.5～4份，抗冲改性助剂1～6份，抗氧剂0.1～2份，润滑剂0.5～3份，颜料0.5～10份，填充料2～10份。本发明提供的聚氯乙烯材料尤其适用于制备聚氯乙烯管件，具有良好的加工性能，能够满足加工的要求，不影响正常生产，可以正常使用，重要的是其生产的管件具有较好的耐候性，具有优异的户外抗老化性能，在户外不容易老化变色，从而提高塑料管道系统的使用寿命，而且对环境友好，不会产生污染及二次污染，具有较好的应用前景。

Description

一种高耐侯的聚氯乙烯管件及其成型加工方法

技术领域

本发明属于聚氯乙烯塑料管件技术领域。更具体地，涉及一种高耐侯的聚氯乙烯管件及其成型加工方法。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）塑料管件，即是管道系统中起连接、控制、变向、分流、密封、支撑等作用的零部件和配件的统称。相较于管材而言，管件对综合加工性能的要求更高，尤其是对加工流动性的要求很高，而另一方面，却又对硬度和承压性有很高的要求。

目前，国内市场上的普通聚氯乙烯管件在使用一段时间后，大多数情况下就会出现老化泛黄、变色等现象，不但影响外观而且缩短其使用寿命。特别是在室外使用的时候，这种现象更加严重，虽然短时间内并不影响正常使用，但毕竟会使人们对塑料管可用五十年的承诺产生一定的怀疑，降低大家对塑料管道的信心。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有聚氯乙烯塑料管件的缺陷和不足，提供一种户外抗老化性能明显的，尤其适合户外环境使用的聚氯乙烯管件。

本发明的目的是提供一种高耐侯的聚氯乙烯管件。

本发明另一目的是提供所述一种高耐侯的聚氯乙烯管件的成型加工方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种高耐侯的聚氯乙烯管件，由如下质量份的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂1.0～8.0份，加工改性助剂0.5～4份，抗冲改性助剂1～6份，抗氧剂0.1～2份，润滑剂0.5～3份，颜料0.5～10份，填充料2～10份。

优选地，上述高耐侯的聚氯乙烯管件由如下质量份的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂1.6～2.2份，加工改性助剂1.5～3.5份，抗冲改性助剂2～3份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂1.5～2.5份，颜料5～8份，填充料5～8份。

更优选地，上述高耐侯的聚氯乙烯管件由如下质量份的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂2份，加工改性助剂3份，抗冲改性助剂2.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂2份，颜料8份，填充料5份。

另外，作为优选的可实施方案，所述热稳定剂为不含重金属的无毒稳定剂，如有机锡稳定剂或混合金属盐稳定剂；

所述加工改性助剂为丙烯酸酯类化合物（ACR）；

所述抗冲改性助剂为氯化聚乙烯（CPE）、聚丙烯酸酯类（ACR）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物（MBS）中的一种或几种的混合物；

所述抗氧剂为脂类或酚类抗氧剂中的一种或几种的混合物；

所述润滑剂为石蜡、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、脂肪酸酯酯蜡或金属皂中的两种或几种的混合物；

所述颜料为二氧化钛、炭黑或着色剂中的两种或几种的混合物；

所述填充料为普通轻钙、重钙或活性钙中的一种或两种的混合物。

上述高耐侯的聚氯乙烯管件的成型加工工艺为：配方中各原材料计量、高速热混、冷混排料、挤出造粒、粒料冷却包装、储存待用、注塑成型、包装标识。

具体加工工艺步骤如下：

S1.混合：按照各原料组分混合后，加入高速热混料机中进行混合分散，当温度达到110～115℃时转入冷混料机种搅拌冷却，当温度降到50℃时排入料斗，待用；

S2.挤出机造粒成型：将S1所述料斗中待用的混配料加入双螺杆挤出机塑化造粒，

S3.注塑成型管件：将聚氯乙烯粒料加入注塑机料斗，加工成型为管件产品。

其中，优选地，S2所述双螺杆挤出机为锥形双螺杆挤出机，其机筒温度设置为120～160℃。

更优选地，S2所述挤出机的温度设置为155℃、150℃、145℃、140℃、145℃、150℃。

优选地，S3所述注塑成型的温度为160～185℃。

更优选地，S3所述注塑机的料筒温度设置为170℃、170℃、173℃、175℃、178℃、180℃。

本发明针对聚氯乙烯管件的防晒抗老化问题做了大量的研究和探索，由于聚氯乙烯管件与其他类型管材及软质聚氯乙烯管的加工工艺差别很大，一般情况下，聚氯乙烯管件制备过程对配方的加工性能要求很高，这一点是本发明必须要考虑和克服的难题。

本发明通过大量实验研究和应用，成功得出了上述塑料配件的配方，可以很好的应用于聚氯乙烯管件的制备，满足加工的要求，可以正常使用，其生产的管件具有较好的耐候性，在户外不容易老化变色。而且使用的材料均为环境友好型材料，卫生环保。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种尤其适用于制备聚氯乙烯管件的聚氯乙烯材料，具有良好的加工性能，能够满足加工的要求，不影响正常生产，可以正常使用，重要的是其生产的管件具有较好的耐候性，具有优异的户外抗老化性能，在户外不容易老化变色，从而提高塑料管道系统的使用寿命。

同时，本发明所用的原料均选择环境友好型材料，均为无毒无害物质，对环境友好，不会产生污染及二次污染，具有较好的应用前景。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

实施例1

1、准备高耐侯的聚氯乙烯管件的原料

（1）例1：管件配方由以下重量份数的组分组成：PVC树脂（SG-7）100份，热稳定剂（有机锡稳定剂）1.6份，加工改性助剂（ACR）1.5份，抗冲改性助剂（ACR）2.0份，抗氧剂0.2份，润滑剂（石蜡）0.7份，润滑剂（氧化聚乙烯蜡）0.2份，润滑剂（硬脂酸钙）0.7份，颜料（钛白粉）8.0份，填充料（轻钙）5.0份。

（2）例2：管件配方由以下重量份数的组分组成：PVC树脂（SG-5）100份，热稳定剂（有机锡稳定剂）2.2份，加工改性助剂（ACR）3.5份，抗冲改性助剂（ACR）3份，抗氧剂0.2份，润滑剂（石蜡）1.0份，润滑剂（氧化聚乙烯蜡）0.2份，润滑剂（硬脂酸钙）1.2份，颜料（钛白粉）8.0份，填充料（轻钙）5.0份。

（3）例3：聚氯乙烯树脂（SG-5）100份，热稳定剂（有机锡稳定剂）2份，加工改性助剂（ACR）3份，抗冲改性助剂（ACR）2.5份，抗氧剂（脂类抗氧剂）0.2份，润滑剂（石蜡）0.6份，润滑剂（氧化聚乙烯蜡）0.2份，润滑剂（硬脂酸钙）1.2份，颜料（钛白粉）8份，填充料（轻钙）5份。

（4）例4：聚氯乙烯树脂（SG-5）100份，热稳定剂（混合金属盐稳定剂）1.6份，加工改性助剂（ACR）1.5份，抗冲改性助剂（CPE）2份，抗氧剂（脂类抗氧剂）0.1份，润滑剂（聚乙烯蜡）0.8份、润滑剂（氧化聚乙烯蜡）0.7份，颜料（炭黑）5份，填充料（重钙）5份。

（5）例5：聚氯乙烯树脂（SG-5）100份，热稳定剂（有机锡稳定剂）2.2份，加工改性助剂（ACR）3.5份，抗冲改性助剂（EVA）3份，抗氧剂（脂类抗氧剂）1份，润滑剂（氧化聚乙烯蜡）1份、润滑剂（脂肪酸酯酯蜡）1.5份，颜料（钛白粉）8份，填充料（活性钙）8份。

（6）例6：聚氯乙烯树脂（SG-5）100份，热稳定剂（混合金属盐稳定剂）8.0份，加工改性助剂（ACR）4份，抗冲改性助剂（MBS）6份，抗氧剂（脂类抗氧剂）2份，润滑剂（氧化聚乙烯蜡）1份、润滑剂（脂肪酸酯酯蜡）0.4份、润滑剂（金属皂）1.6份，颜料（炭黑）10份，填充料（重钙：活性钙=1：1）10份。

（7）例7：聚氯乙烯树脂（SG-5）100份，热稳定剂（有机锡稳定剂）1.0～8.0份，加工改性助剂（ACR）0.5份，抗冲改性助剂（CPE：MBS=1：1）1份，抗氧剂（（脂类抗氧剂：酚类抗氧剂=1：1）0.1份，润滑剂（聚乙烯蜡）0.2份、润滑剂（金属皂）0.3份，颜料（钛白粉）0.5份，填充料（轻钙）2份。

2、按照如下方法制备加工聚氯乙烯管件：

S1.混合：按照各原料组分混合后，加入高速热混料机中进行混合分散，当温度达到110℃时转入冷混料机种搅拌冷却，当温度降到50℃时排入料斗，待用；

S2.挤出机造粒成型：将冷却好的混配料加入锥形双螺杆挤出机进行挤出，挤出造粒后，包装待用；挤出机的挤出机的温度设置为155℃、150℃、145℃、140℃、145℃、150℃；

S3.注塑成型管件：将包装好的聚氯乙烯粒料加入注塑机料斗，加工成型给水管件，注塑机的料筒温度设置为170℃、170℃、173℃、175℃、178℃、180℃。

3、产品性能对比

物理性能和力学性能按照GB/T10002.1-2003规定进行测试，以市购的常规给水管件（配件）为对照。结果如表1所示。

其中，耐候性能的测定因为没有相关行业标准，因此，本发明以实际应用效果为依据进行评价。

表1

对比例

1、按照如下重量份的配方制备聚氯乙烯塑料管件

（1）实验组：聚氯乙烯树脂（SG-5）100份，热稳定剂（有机锡稳定剂）2份，加工改性助剂（ACR）3份，抗冲改性助剂（ACR）2.5份，抗氧剂（脂类抗氧剂）0.2份，润滑剂（石蜡）0.6份，润滑剂（氧化聚乙烯）0.2份，润滑剂（硬脂酸钙）1.2份，颜料（钛白粉）8份，填充料（轻钙）5份。

（2）对比组1：聚氯乙烯树脂（SG-5）100份，热稳定剂（有机锡稳定剂）10份，加工改性助剂（ACR）3份，抗冲改性助剂（ACR）2.5份，抗氧剂（脂类抗氧剂）5份，润滑剂（石蜡）0.6份，润滑剂（氧化聚乙烯）0.2份，润滑剂（硬脂酸钙）1.2份，颜料（钛白粉）8份，填充料（轻钙）12份。

（3）对比组2：聚氯乙烯树脂100份、热稳定剂2份、增韧剂2份、金属氢氧化物阻燃剂10份、金属化合物阻燃协效剂3份、加工助剂1份、润滑剂2份、抗氧剂0.2份、着色剂3份、紫外线吸收剂1份。

其中，所述热稳定剂为有机锡稳定剂；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。

（4）对比组3：聚氯乙烯82份、丙烯酸类透明抗冲改性剂18份、有机锡热稳定剂5份、润滑剂2份、透明加工助剂5份。

（5）对比组4：PVC树脂100份、增塑剂3。5份、热稳定剂2份、外润滑剂0.25份、内润滑剂0.7份、耐候改性剂3份。

2、结果显示，对比组1～4的塑料配方很难加工成聚氯乙烯塑料管件，可加工成管材（塑料管道）。

3、物理性能和力学性能按照GB/T10002.1-2003规定进行测试，以市购的常规给水管件（配件）为对照。

另外，进行连续坠落试验，统计各组出现破裂情况时的实验次数，以评价各组产品的抗压性等物理性能。

结果如表2所示。

表2

Claims (10)

1.一种高耐侯的聚氯乙烯管件，其特征在于，由如下质量份的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂1.0～8.0份，加工改性助剂0.5～4份，抗冲改性助剂1～6份，抗氧剂0.1～2份，润滑剂0.5～3份，颜料0.5～10份，填充料2～10份。

2.根据权利要求1所述高耐侯的聚氯乙烯管件，其特征在于，由如下质量份的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂1.6～2.2份，加工改性助剂1.5～3.5份，抗冲改性助剂2～3份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂1.5～2.5份，颜料5～8份，填充料5～8份。

3.根据权利要求2所述高耐侯的聚氯乙烯管件，其特征在于，由如下质量份的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂2份，加工改性助剂3份，抗冲改性助剂2.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂2份，颜料8份，填充料5份。

4.根据权利要求1～3任一所述高耐侯的聚氯乙烯管件，其特征在于，所述热稳定剂为有机锡稳定剂或混合金属盐稳定剂。

5.根据权利要求1～3任一所述高耐侯的聚氯乙烯管件，其特征在于，所述加工改性助剂为丙烯酸酯类化合物。

6.根据权利要求1～3任一所述高耐侯的聚氯乙烯管件，其特征在于，所述抗冲改性助剂为氯化聚乙烯、聚丙烯酸酯类、乙烯-醋酸乙烯共聚物或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1～3任一所述高耐侯的聚氯乙烯管件，其特征在于，所述抗氧剂为脂类或酚类抗氧剂中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1～3任一所述高耐侯的聚氯乙烯管件，其特征在于，所述润滑剂为石蜡、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、脂肪酸酯酯蜡或金属皂中的两种或几种的混合物。

9.根据权利要求1～3任一所述高耐侯的聚氯乙烯管件，其特征在于，所述颜料为二氧化钛、炭黑或着色剂中的两种或几种的混合物；所述填充料为普通轻钙、重钙或活性钙中的一种或两种的混合物。

10.权利要求1～9任一所述高耐侯的聚氯乙烯管件的成型加工方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：

S1.混合：按照各原料组分混合后，加入高速热混料机中进行混合分散，当温度达到110～115℃时转入冷混料机种搅拌冷却，当温度降到50℃时排入料斗，待用；

S2.挤出机造粒成型：将S1所述料斗中待用的混配料加入双螺杆挤出机塑化造粒，

S3.注塑成型管件：将聚氯乙烯粒料加入注塑机料斗，加工成型为管件产品。