CN105802049A - 雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物及其制备方法，首先将70～85重量份尿嘧啶，10～20重量份脂类润滑剂和5～10重量份硬脂酸钙在80～100℃条件下充分混合，制得稳定剂；然后将得到的稳定剂1.8～2.0重量份，加上聚氯乙烯100重量份和润滑剂3.0～3.5重量份、填充剂10重量份、着色剂2.2～2.7重量份等助剂在高速混合机中充分混合至130℃，然后在低速混合机中冷却至室温，即制得雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物。与现有技术相比，由于尿嘧啶是有机合成物，且无毒副作用，对人体和自然环境没有任何损害，因此本发明得到的雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物环保效果显著，同时其机械性能无明显的损害，且维卡软化温度还略有提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氯乙烯组合物及其制备方法，尤其是涉及一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯雨水管件在民用建筑、基础建设和矿山等各个行业获得了广泛的应用。众所周知，聚氯乙烯树脂本身具有高热敏性，加工成型时很容易发黄分解，所以聚氯乙烯在成型加工时必须添加足够的稳定剂和润滑剂来保证加工的顺利完成。目前聚氯乙烯所使用的稳定剂主要有铅盐稳定剂、钙锌稳定剂和有机锡稳定剂。其中，钙锌稳定剂虽然不含铅，但其加工范围较窄，产品成型时容易变色，综合使用成本偏高，一般只在小口径的供水压力管材中使用；有机锡稳定剂的热稳定性较好，加工性能也不错，但其价格昂贵，材料成本偏高，且由于锡属于重金属，所以有机锡稳定剂对操作人员的身体和环境污染都有潜在的风险；铅盐稳定剂是目前聚氯乙烯管道产品中使用最广泛的稳定剂，铅盐稳定剂价格便宜，加工性能好，目前市场上的聚氯乙烯雨水管件基本上都使用铅盐稳定剂，但由于铅的存在，其毒性对操作员工和环境都有直接的损害。虽然国家对于聚氯乙烯雨水管件的禁铅还没有具体的时间表，但随着国家对环保的要求越来越高，全社会禁铅的呼声越来越高，各企业都加大了环保型稳定剂的研发工作，希望能找到一种加工性能优越，综合成本跟铅盐稳定剂持平，且安全环保的新型稳定剂来代替铅盐稳定剂。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种环保、无毒副作用、机械性能无明显损害的雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，以重量份计，该组合物包括以下组分及含量：
所述的聚氯乙烯为硬质聚氯乙烯。
所述的稳定剂剂由尿嘧啶70～85重量份、硬脂酸钙5～10重量份和脂类润滑剂10～20重量份组成。
每重量份的脂类润滑剂由0.5重量份的偏脂肪酸酯和0.5重量份的二羧酸酯组成。
所述的润滑剂由硬脂酸40～45重量份和聚乙烯蜡55～60重量份组成。
所述的填充剂为活性碳酸钙。
所述的着色剂由金红石钛白粉95重量份和抗紫外光剂5重量份组成。
一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)稳定剂的制备
将70～85重量份尿嘧啶，10～20重量份脂类润滑剂和5～10重量份硬脂酸钙在80～100℃条件下充分混合，制得一种复合稳定剂剂；
(2)硬质聚氯乙烯组合物的制备
将上述步骤中得到的稳定剂1.8～2.0重量份，加上聚氯乙烯100重量份和润滑剂3.0～3.5重量份、填充剂10重量份、着色剂2.2～2.7重量份等助剂在高速混合机中充分混合至130℃，然后在低速混合机中冷却至室温，即制得雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物。
所述的高速混合机的搅拌速度为1400-1500r/min，低速混合机的搅拌速度为10-30r/min。
上述步骤(2)中聚氯乙烯树脂为硬质聚氯乙烯树脂。
由于雨水管材主要在室外使用，着色剂使用金红石钛白粉和抗紫外光剂以增强抗老化性能。此外，由于雨水管的拉伸强度不得小于43MPa，因此配方中填充剂的添加量设置为15重量份，以满足其拉伸强度的要求，当填充剂过多时，不能满足拉伸强度的要求，当填充剂过少则影响管材其他性能。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
由于加入自制的稳定剂，因此得到的聚氯乙烯组合物环保效果显著，由于尿嘧啶是有机合成物，且无毒副作用，对人体和自然环境没有任何损害，并对聚氯乙烯雨水管件的机械性能无明显的损害，且维卡软化温度还略有提高，基本保持雨水管件的原有特性，可以作为环保型聚氯乙烯雨水管件的基质使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
按照聚氯乙烯雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物的制备方法，配制本发明中的稳定剂，配方组成见表1：
表1稳定剂的组成
(每重量份的脂类润滑剂由0.5重量份的偏脂肪酸酯和0.5重量份的二羧酸酯组成)
实施例1：
将1.9重量份的稳定剂A、100重量份的聚氯乙烯、3.2重量份的润滑剂(聚乙烯蜡和硬脂酸)、10重量份的填充剂(活性碳酸钙)、2.4重量份的着色剂等按照配方的重量比例将上述原料在高速搅拌器中充分混合至130℃，高速混合机的搅拌速度为1450r/min，然后放入低速搅拌器中冷混至45℃，低速混合机的搅拌速度为20r/min，在双螺杆挤出机上造粒后放入注塑机制样(110mm雨水管件)，测试性能。结果见表2。
实施例2：
除了将稳定剂B代替稳定剂A外，其余组分和工艺条件均与实施例1相同。将所得样品测试，结果见表2。
实施例3：
除了将稳定剂C代替稳定剂A外，其余组分和工艺条件均与实施例1相同。将所得样品测试，结果见表2。
实施例4：
除了将稳定剂D代替稳定剂A外，其余组分和工艺条件均与实施例1相同。将所得样品测试，结果见表2。
比较例1：
除了将铅盐稳定剂5.5重量份代替稳定剂A外，其余组分和工艺条件均与实施例1相同。将所得样品测试，结果见表2。
表2
从表2可以看出，实施例1～4中，采用自制的稳定剂得到的雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物其机械性能、外观性能、耐候性能等相关性能与常规采用铅类化合物作为稳定剂得到的雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物基本没有变化，且维卡软化温度还略有提高，基本保持雨水管件的原有特性。同时由于尿嘧啶是有机合成物，且无毒副作用，对人体和自然环境没有任何损害。
实施例5
一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，以重量份计，该组合物包括以下组分及含量：
其制备方法，包括以下步骤：
(1)稳定剂的制备
将70重量份尿嘧啶，20重量份脂类润滑剂和10重量份硬脂酸钙在80℃条件下充分混合，制得一种复合稳定剂剂；
(2)硬质聚氯乙烯组合物的制备
将上述步骤中得到的稳定剂1.8重量份，加上硬质聚氯乙烯100重量份和润滑剂3.0重量份、填充剂10重量份、着色剂2.2重量份等助剂在高速混合机中充分混合至130℃，然后在低速混合机中冷却至室温，即制得雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物。高速混合机的搅拌速度为1400r/min，低速混合机的搅拌速度为10r/min。
实施例6
一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，以重量份计，该组合物包括以下组分及含量：
其制备方法，包括以下步骤：
(1)稳定剂的制备
将85重量份尿嘧啶，10重量份脂类润滑剂和5重量份硬脂酸钙在100℃条件下充分混合，制得一种复合稳定剂剂；
(2)硬质聚氯乙烯组合物的制备
将上述步骤中得到的稳定剂2.0重量份，加上硬质聚氯乙烯100重量份和润滑剂3.5重量份、填充剂10重量份、着色剂2.7重量份等助剂在高速混合机中充分混合至130℃，然后在低速混合机中冷却至室温，即制得雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物。高速混合机的搅拌速度为1500r/min，低速混合机的搅拌速度为30r/min。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，以重量份计，该组合物包括以下组分及含量：
2.根据权利要求1所述的一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的聚氯乙烯为硬质聚氯乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的稳定剂剂由尿嘧啶70～85重量份、硬脂酸钙5～10重量份和脂类润滑剂10～20重量份组成。
4.根据权利要求3所述的一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，每重量份的脂类润滑剂由0.5重量份的偏脂肪酸酯和0.5重量份的二羧酸酯组成。
5.根据权利要求1所述的一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的润滑剂由硬脂酸40～45重量份和聚乙烯蜡55～60重量份组成。
6.根据权利要求1所述的一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的填充剂为活性碳酸钙。
7.根据权利要求1所述的一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的着色剂由金红石钛白粉95重量份和抗紫外光剂5重量份组成。
8.一种如权利要求1所述的雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)稳定剂的制备
将70～85重量份尿嘧啶，10～20重量份脂类润滑剂和5～10重量份硬脂酸钙在80～100℃条件下充分混合，制得一种复合稳定剂剂；
(2)硬质聚氯乙烯组合物的制备
将上述步骤中得到的稳定剂1.8～2.0重量份，加上聚氯乙烯100重量份和润滑剂3.0～3.5重量份、填充剂10重量份、着色剂2.2～2.7重量份等助剂在高速混合机中充分混合至130℃，然后在低速混合机中冷却至室温，即制得雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物。
9.根据权利要求8所述的一种雨水管件用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物的制备方法，其特征在于，所述的高速混合机的搅拌速度为1400-1500r/min，低速混合机的搅拌速度为10-30r/min。
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