CN105524370B - 一种高性能的pvc‑u电信管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高性能的PVC‑U电信管，以重量份计，原料组成为PVC热脂原料90‑120份、热稳定剂2‑10份、增塑剂5‑10份、六甲基磷酰三胺10‑15份、润滑剂1.5‑4.2份、改性剂2‑6份、填充剂8‑15份与助剂7‑13份。本发明制备的PVC‑U电信管抗老化，整体性能好；耐热性好、延展性好、强度高，韧性高。

Description

一种高性能的PVC-U电信管
技术领域
本发明涉及一种塑料管材，尤其涉及一种抗老化、耐热性好、延展性好、强度高的高性能的PVC-U电信管。
背景技术
PVC主要成分为聚氯乙烯，为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在曲折处会出现白化现象。
PVC软管价廉物美，是目前公认的较好的户外用管，但现有PVC软管也存在不足之处：PVC软管长期在户外风吹日晒，很容易引起老化，高分子材料的老化主要是通过自由基攻击高分子链引发的链锁反应，一般通过添加抗氧化剂和紫外线吸收剂来解决，抗氧化剂和紫外线吸收剂价格昂贵，使得PVC软管成本较高。聚氯乙烯的结构常温下很稳定，对氧和紫外光不敏感，应该较耐老化，但户外用的软管在即便添加了抗氧化剂和紫外线吸收剂后抗老化效果仍欠佳。
PVC和各种助剂在生产和使用过程中会产生微量的氢过氧化物ROOH，铁离子是一种变价金属离子，它能催化氢过氧化物分解出很多自由基，PVC在分解过程中产生的氯化氢会和铁反应生产氯化铁，铁的氯化物很容易吸收太阳光中350nm以下的紫外线，发生光反应生产氯的自由基，自由基通过向聚氯乙烯链传递产生更多的氢过氧化物和更多的自由基，导致PVC脱氯化氢分解氧化加剧。
中国专利申请2010101828995公开了一种耐低温的PVC软管，包括PVC树脂100-120重量份，热塑性聚氨酯弹性体100份，增塑剂40-48重量份，热稳定剂1.5-3.5份，润滑剂0.2-1.5份，加工助剂0.5-3份，碳黑10-15重量份。其不足之处在于，虽然成本降低了，但是容易老化。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有PVC软管容易老化的缺陷而提供一种抗老化、耐热性好、延展性好、强度高的高性能的PVC-U电信管。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高性能的PVC-U电信管，以重量份计，原料组成为PVC热脂原料90-120份、热稳定剂2-10份、增塑剂5-10份、六甲基磷酰三胺10-15份、润滑剂1.5-4.2份、改性剂2-6份、填充剂8-15份与助剂7-13份。
作为优选，热稳定剂为有机锡热稳定剂。
作为优选，增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯与环氧大豆油的混合物，质量比为3:1。
作为优选，润滑剂为金属皂类与聚乙烯蜡的混合物，质量比为2：1。
作为优选，改性剂为纳米二氧化钛、海藻酸钠或石英粉。在本技术方案中，石英粉坚硬、耐磨，化学性能稳定，可以增加PVC-U电信管的耐磨性；纳米二氧化钛可以抗菌同时可以防止紫外线的侵害。
作为优选，填充剂为CPE与轻质碳酸钙的混合物，质量比为3:2。
作为优选，助剂为玻璃微珠、甲基丙烯酸锌与改性处理后的碳纤维，质量比为3:1:2。在本技术方案中，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低，比性能高，耐高温、耐疲劳性好，耐腐蚀性好，可以增强PVC-U电信管的耐候性与耐腐蚀性。
作为优选，碳纤维的改性处理步骤为：将质量浓度为15-20%的硅烷偶联剂无水乙醇溶液与碳纤维混合65-70min，然后再加入质量浓度为55-60%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液按照1g：30-45mL：20-25mL的料液比在混合60-70min，过滤，过滤物在95-120℃下干燥1-2h，再在120-135℃下活化1-2h，硅烷偶联剂用量为碳纤维重量的5-10%，酸溶液为质量浓度70%的浓硝酸。在本技术方案中，先通过使用硅烷偶联剂对碳纤维进行第一次表面处理，硅烷偶联剂混入碳纤维后，能有效渗入碳纤维之间的间隙，使碳纤维间相对隔离，能有效的提高碳纤维的分散性，然后再通过添加二甲基甲酰胺溶液及酸溶液对处理过的碳纤维进行第二次表面处理，这样能有效解决碳纤维团聚的问题，使偶联剂有效的包裹碳纤维，进一步的防止了碳纤维的团聚。
作为优选，玻璃微珠的粒径为300-500目。
作为优选，碳纤维与硅烷偶联剂无水乙醇溶液混合时超声震动，超声频率为35-65Khz。
本发明的有益效果是：
1）本发明制备的PVC-U电信管抗老化，整体性能好；
2）本发明制备的PVC-U电信管耐热性好、延展性好、强度高，韧性高。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
热稳定剂为有机锡热稳定剂，选择硫醇甲基锡热稳定剂，主要成分为硫醇甲基锡，为由重量比1:4的三硫醇一甲基锡和二硫醇二甲基锡组成。
助剂中的玻璃微珠的粒径为300-500目。
管材制备：
1）将各原料投入高速混合机，捏合至温度达到105℃出料，放入低速冷却混合机冷却至常温，得到混合粉料；
2）将混合粉料投入挤出机的料斗内，料斗附有防止粉料架桥的强制加料装置，料斗座加强力水冷装置防止粉料受热粘连；
3）挤出管材采用φ90挤出机，螺杆长径比1:28，螺杆型号为BM型，温度控制为：一区140℃、二区150℃、三区155℃、四区160℃、五区165℃，法兰150℃，机头168℃，粉料经机头挤出；
4）水冷定型，得到成品管材。
实施例1
一种高性能的PVC-U电信管，以重量份计，原料组成为PVC热脂原料90份、热稳定剂2份、增塑剂5份、六甲基磷酰三胺10份、润滑剂1.5份、改性剂2份、填充剂8份与助剂7份。其中，增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯与环氧大豆油的混合物，质量比为3:1；润滑剂为硬脂酸锌与聚乙烯蜡的混合物，质量比为2：1；改性剂为纳米二氧化钛；填充剂为CPE与轻质碳酸钙的混合物，质量比为3:2；助剂为玻璃微珠、甲基丙烯酸锌与改性处理后的碳纤维，质量比为3:1:2；碳纤维的改性处理步骤为：将质量浓度为15%的硅烷偶联剂无水乙醇溶液与碳纤维混合65min，然后再加入质量浓度为55%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液按照1g：30mL：20mL的料液比在混合60min，过滤，过滤物在95℃下干燥1h，再在120℃下活化1h，硅烷偶联剂用量为碳纤维重量的5%，酸溶液为质量浓度70%的浓硝酸。碳纤维与硅烷偶联剂无水乙醇溶液混合时超声震动，超声频率为35Khz。
实施例2
一种高性能的PVC-U电信管，以重量份计，原料组成为PVC热脂原料100份、热稳定剂5份、增塑剂7份、六甲基磷酰三胺12份、润滑剂3份、改性剂4份、填充剂12份与助剂10份。其中，增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯与环氧大豆油的混合物，质量比为3:1；润滑剂为硬脂酸钙与聚乙烯蜡的混合物，质量比为2：1；改性剂为海藻酸钠；填充剂为CPE与轻质碳酸钙的混合物，质量比为3:2；助剂为玻璃微珠、甲基丙烯酸锌与改性处理后的碳纤维，质量比为3:1:2；碳纤维的改性处理步骤为：将质量浓度为18%的硅烷偶联剂无水乙醇溶液与碳纤维混合68min，然后再加入质量浓度为57%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液按照1g：35mL：23mL的料液比在混合65min，过滤，过滤物在100℃下干燥1.5h，再在130℃下活化1.5h，硅烷偶联剂用量为碳纤维重量的7%，酸溶液为质量浓度70%的浓硝酸。碳纤维与硅烷偶联剂无水乙醇溶液混合时超声震动，超声频率为50Khz。
实施例3
一种高性能的PVC-U电信管，以重量份计，原料组成为PVC热脂原料120份、热稳定剂10份、增塑剂10份、六甲基磷酰三胺15份、润滑剂4.2份、改性剂6份、填充剂15份与助剂13份。其中，增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯与环氧大豆油的混合物，质量比为3:1；润滑剂为硬脂酸钙与聚乙烯蜡的混合物，质量比为2：1；改性剂为石英粉；填充剂为CPE与轻质碳酸钙的混合物，质量比为3:2；助剂为玻璃微珠、甲基丙烯酸锌与改性处理后的碳纤维，质量比为3:1:2；碳纤维的改性处理步骤为：将质量浓度为20%的硅烷偶联剂无水乙醇溶液与碳纤维混合70min，然后再加入质量浓度为60%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液按照1g：45mL：25mL的料液比在混合70min，过滤，过滤物在120℃下干燥2h，再在135℃下活化2h，硅烷偶联剂用量为碳纤维重量的10%，酸溶液为质量浓度70%的浓硝酸。碳纤维与硅烷偶联剂无水乙醇溶液混合时超声震动，超声频率为65Khz。

Claims (8)

1.一种高性能的PVC-U电信管，其特征在于，以重量份计，原料组成为PVC热脂原料90-120份、热稳定剂2-10份、增塑剂5-10份、六甲基磷酰三胺10-15份、润滑剂1.5-4.2份、改性剂2-6份、填充剂8-15份与助剂7-13份；
助剂为玻璃微珠、甲基丙烯酸锌与改性处理后的碳纤维，质量比为3:1:2，碳纤维的改性处理步骤为：将质量浓度为15-20%的硅烷偶联剂无水乙醇溶液与碳纤维混合65-70min，然后再加入质量浓度为55-60%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液按照1g：30-45mL：20-25mL的料液比再混合60-70min，过滤，过滤物在95-120℃下干燥1-2h，再在120-135℃下活化1-2h，硅烷偶联剂用量为碳纤维重量的5-10%，酸溶液为质量浓度70%的浓硝酸。
2.根据权利要求1所述的一种高性能PVC-U电信管，其特征在于，热稳定剂为有机锡热稳定剂。
3.根据权利要求1所述的一种高性能PVC-U电信管，其特征在于，增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯与环氧大豆油的混合物，质量比为3:1。
4.根据权利要求1所述的一种高性能PVC-U电信管，其特征在于，润滑剂为金属皂类与聚乙烯蜡的混合物，质量比为2：1。
5.根据权利要求1所述的一种高性能PVC-U电信管，其特征在于，改性剂为纳米二氧化钛、海藻酸钠或石英粉。
6.根据权利要求1所述的一种高性能PVC-U电信管，其特征在于，填充剂为CPE与轻质碳酸钙的混合物，质量比为3:2。
7.根据权利要求1所述的一种高性能PVC-U电信管，其特征在于，玻璃微珠的粒径为300-500目。
8.根据权利要求1所述的一种高性能PVC-U电信管，其特征在于，碳纤维与硅烷偶联剂无水乙醇溶液混合时超声震动，超声频率为35-65KHz。
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Denomination of invention: High-performance PVC-U telecommunication pipe

Effective date of registration: 20200408

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Pledgee: Fuyang sub branch of Bank of Hangzhou Co., Ltd

Pledgor: ZHEJIANG BANGDE PIPE INDUSTRY Co.,Ltd.

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