CN105385062A - 一种耐化学腐蚀的pvc管材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，包括以下步骤：先将部分原料投入高速搅拌机内，高速搅拌加热后，冷却至室温，得混合料A；然后将剩余原料投入高速搅拌机内，高速搅拌加热后，冷却至室温，得混合料B；将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；将得到的混合料送至双螺杆挤出机中，挤出成型制成管材即可。本发明制得的PVC管材耐化学腐蚀性能优异，力学性能稳定、耐日晒光曝、耐老化等优点，经久耐用，适用腐蚀介质的输送，制备成本较低，适用于工业化生产。

Description

一种耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法及其制备方法。
背景技术
随着现代工业的飞速发展，对于产品的使用性能也提出了更高的要求，例如大型钢厂、铝厂、电厂、化工厂内对液态或气态化工产品的输送，主要是采用管道输送，方便快捷。而以前的输送管道主要是金属管道，尤其是合金钢管道，在诸多领域具有广泛的应用。可是金属的防腐耐磨问题已成为制约其发展的难关。材料科学工作者已采用各种技术来增加金属材料的使用寿命，不少人采用表面涂层、表面处理、甚至采用与陶瓷复合，但其效果至今仍不尽人意。涂层能够使基体与腐蚀介质隔离，起到阻止或延缓腐蚀的作用，但是涂层中残留部分溶剂，会污染输送的工业原料，漆膜交联密度较大，普遍存在脆性大、耐冲击性差等共性缺点，尤其是在高冲击强度作用下，漆膜易出现开裂、脱落等现象，还有在进行涂覆过程中易出现粘度增加，反应速度慢，固化时间长等问题；而采用陶瓷、玻璃等无机非金属材料来取代金属，但其脆性较大、陶瓷与金属之间的粘结性差也是难以使其取得突破性发展。另有采用玻璃钢来取代金属，但其耐温性低和抗老化性能差，也很难使其完全取代金属材料。而高分子材料管材与传统金属管道相比，具有自重轻、耐腐蚀、耐压强度高、卫生安全、水流阻力小、节约能源、节省金属、改善生活环境、使用寿命长、安装方便等特点，受到了管道工程界的青睐并占据了相当重要的位置，形成一种势不可当的发展趋势。
聚氯乙烯(PVC)是世界上仅次于聚乙烯的第二大塑料品种，具有良好的机械和物理性能，由其制成的PVC管材因自重轻，具有良好的机械和物理性能，由其制成的PVC管材因耐压强度高，安全方便等特点得到了广泛应用，目前约70%的PVC管材用于排水/给水等建筑领域，但目前市场上的PVC管材存在着耐腐蚀性差的缺点，长期输送耐腐蚀性介质时，容易腐蚀破损的现象，大大降低了其使用寿命，极大限制了PVC管的使用，通常在PVC管中加入各类助剂改性，但是在PVC基材中添加大量多种类的各种添加剂容易各原料组分之间相容性差以及加工性能差的缺点，而且为了使得PVC管材具有优良的性能而使用多种添加剂增加了生产成本。现有技术中的添加剂种类和规格繁多，对于如何获得一种兼顾抗化学腐蚀，加工性能以及生产成本的PVC管材是本发明要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法。
本发明的技术方案为：一种耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，此方法包括以下步骤：
（1）将改性PVC80-100份、糠醛树脂6-10份、蓖麻油酸锌4-7份、硬脂酰苯甲酰甲烷1-3份、纳米晶须10-15份一同投入高速搅拌机内，2400-2600rpm高速搅拌至料温达到95℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料A；（2）将聚异丁烯12-13份、羧甲基纤维素钠3-5份、热稳定剂3-6份、三元乙丙橡胶EPDM13-16份、偶联剂3-5份一同投入高速搅拌机内，3000-3200rpm高速搅拌至料温达到85℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料B；（3）将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，2500-3500rpm高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；（4）将步骤（3）得到的混合料送至双螺杆挤出机中，在195-200℃加工温度下挤出成型制成管材即可。
所述纳米晶须为碳酸钙晶须。
所述偶联剂选用异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或异丙基三油酸酰氧基钛酸酯。
所述热稳定剂为三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的混合物，三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的质量比为3:1.2。
所述改性PVC以下方法制得：按重量份计，将PVC50-52份、乙烯基硅橡胶6-10份、锑酸钙2.5-3.5份、聚乙烯蜡1.8-2.2份、硫磺3.5-4.5份充分混合得到混合物，先将混合物温度上升到80℃，用时160s；再将温度从80℃上升到120℃，用时60s；最后将温度从120℃上升到200℃，用时100s，然后冷却至室温，即得。
所述PVC的重均分子量是5万~12万。
有益效果：
本发明制得的PVC管材耐化学腐蚀性能优异，力学性能稳定、耐日晒光曝、耐老化等优点，经久耐用，适用腐蚀介质的输送，制备成本较低，适用于工业化生产。
具体实施方式：
实施例1
一种耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，此方法包括以下步骤：
（1）将改性PVC80份、糠醛树脂6份、蓖麻油酸锌4份、硬脂酰苯甲酰甲烷1份、纳米晶须10份一同投入高速搅拌机内，2400-2600rpm高速搅拌至料温达到95℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料A；（2）将聚异丁烯12份、羧甲基纤维素钠3份、热稳定剂3份、三元乙丙橡胶EPDM13份、偶联剂3份一同投入高速搅拌机内，3000-3200rpm高速搅拌至料温达到85℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料B；（3）将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，2500-3500rpm高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；（4）将步骤（3）得到的混合料送至双螺杆挤出机中，在195-200℃加工温度下挤出成型制成管材即可。
所述纳米晶须为碳酸钙晶须。所述偶联剂选用异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯。所述热稳定剂为三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的混合物，三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的质量比为3:1.2。
所述改性PVC以下方法制得：按重量份计，将PVC50份、乙烯基硅橡胶6份、锑酸钙2.5份、聚乙烯蜡1.8份、硫磺3.5份充分混合得到混合物，先将混合物温度上升到80℃，用时160s；再将温度从80℃上升到120℃，用时60s；最后将温度从120℃上升到200℃，用时100s，然后冷却至室温，即得。所述PVC的重均分子量是5万~12万。
实施例2
一种耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，此方法包括以下步骤：
（1）将改性PVC100份、糠醛树脂10份、蓖麻油酸锌7份、硬脂酰苯甲酰甲烷3份、纳米晶须15份一同投入高速搅拌机内，2400-2600rpm高速搅拌至料温达到95℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料A；（2）将聚异丁烯13份、羧甲基纤维素钠5份、热稳定剂6份、三元乙丙橡胶EPDM16份、偶联剂5份一同投入高速搅拌机内，3000-3200rpm高速搅拌至料温达到85℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料B；（3）将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，2500-3500rpm高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；（4）将步骤（3）得到的混合料送至双螺杆挤出机中，在195-200℃加工温度下挤出成型制成管材即可。
所述纳米晶须为碳酸钙晶须。所述偶联剂选用异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯。所述热稳定剂为三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的混合物，三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的质量比为3:1.2。
所述改性PVC以下方法制得：按重量份计，将PVC52份、乙烯基硅橡胶10份、锑酸钙3.5份、聚乙烯蜡2.2份、硫磺4.5份充分混合得到混合物，先将混合物温度上升到80℃，用时160s；再将温度从80℃上升到120℃，用时60s；最后将温度从120℃上升到200℃，用时100s，然后冷却至室温，即得。所述PVC的重均分子量是5万~12万。
实施例3
一种耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，此方法包括以下步骤：
（1）将改性PVC90份、糠醛树脂8份、蓖麻油酸锌6份、硬脂酰苯甲酰甲烷2份、纳米晶须13份一同投入高速搅拌机内，2400-2600rpm高速搅拌至料温达到95℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料A；（2）将聚异丁烯12份、羧甲基纤维素钠4份、热稳定剂5份、三元乙丙橡胶EPDM15份、偶联剂4份一同投入高速搅拌机内，3000-3200rpm高速搅拌至料温达到85℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料B；（3）将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，2500-3500rpm高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；（4）将步骤（3）得到的混合料送至双螺杆挤出机中，在195-200℃加工温度下挤出成型制成管材即可。
所述纳米晶须为碳酸钙晶须。所述偶联剂选用异丙基三油酸酰氧基钛酸酯。所述热稳定剂为三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的混合物，三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的质量比为3:1.2。
所述改性PVC以下方法制得：按重量份计，将PVC51份、乙烯基硅橡胶8份、锑酸钙3份、聚乙烯蜡2份、硫磺4份充分混合得到混合物，先将混合物温度上升到80℃，用时160s；再将温度从80℃上升到120℃，用时60s；最后将温度从120℃上升到200℃，用时100s，然后冷却至室温，即得。所述PVC的重均分子量是5万~12万。
上述实施例1-3制得的管材性能检测如下表所示：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3
抗拉强度(MPa） 79 76 77
屈服强度(MPa） 66 65 64
拉伸弹性模量(MPa） 4223 4253 4237
弯曲弹性模量(GPa） 3.1 3.2 3.3
纵向回缩率（%） 1.6 1.5 1.5
老化系数（70℃，144h） 0.6 0.6 0.6
耐酸试验（10%盐酸，60℃，48h） 无腐蚀现象 无腐蚀现象 无腐蚀现象
耐碱试验（40%氢氧化钠，60℃，48h） 无腐蚀现象 无腐蚀现象 无腐蚀现象
耐盐试验（50%氯化钠，60℃，48h） 无腐蚀现象 无腐蚀现象 无腐蚀现象

Claims (6)

1.一种耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，其特征在于此方法包括以下步骤：
（1）将改性PVC80-100份、糠醛树脂6-10份、蓖麻油酸锌4-7份、硬脂酰苯甲酰甲烷1-3份、纳米晶须10-15份一同投入高速搅拌机内，2400-2600rpm高速搅拌至料温达到95℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料A；（2）将聚异丁烯12-13份、羧甲基纤维素钠3-5份、热稳定剂3-6份、三元乙丙橡胶EPDM13-16份、偶联剂3-5份一同投入高速搅拌机内，3000-3200rpm高速搅拌至料温达到85℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料B；（3）将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，2500-3500rpm高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；（4）将步骤（3）得到的混合料送至双螺杆挤出机中，在195-200℃加工温度下挤出成型制成管材即可。
2.根据权利要求1所述的耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，其特征在于：所述纳米晶须为碳酸钙晶须。
3.根据权利要求1所述的耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，其特征在于：所述偶联剂选用异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或异丙基三油酸酰氧基钛酸酯。
4.根据权利要求1所述的耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，其特征在于：所述热稳定剂为三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的混合物，三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的质量比为3:1.2。
5.根据权利要求1所述的耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，其特征在于：所述改性PVC以下方法制得：按重量份计，将PVC50-52份、乙烯基硅橡胶6-10份、锑酸钙2.5-3.5份、聚乙烯蜡1.8-2.2份、硫磺3.5-4.5份充分混合得到混合物，先将混合物温度上升到80℃，用时160s；再将温度从80℃上升到120℃，用时60s；最后将温度从120℃上升到200℃，用时100s，然后冷却至室温，即得。
6.根据权利要求5所述的耐化学腐蚀的PVC管材的制备方法，其特征在于：所述PVC的重均分子量是5万~12万。
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