CN105924846A - 哑光高弹性耐低温pvc软管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了哑光高弹性耐低温PVC软管，包括内管和外管，所述内管或外管，按质量份计，包括以下组分：100份PVC、2‑3份热稳定剂、20‑30份的环保增塑剂、5‑15份的耐低温改性剂、5‑10份的抗冲击改性剂、2‑3份的紫外线屏蔽剂、2‑3份颜填料、4‑6份耐磨改性剂和1‑3份抗氧剂；其中所述外管PVC由常规的PVC和消光PVC组成，消光PVC占比为25~40份。相应的，本发明还提供了该PVC软管的制备方法，获得了一种生产成本低，生产工艺简单，具有哑光、高强度、良好的冲击韧性、拉伸强度和耐低温性能好的PVC软管。

Description

哑光高弹性耐低温PVC软管及其制备方法
技术领域
本发明涉及PVC材料技术领域，具体涉及哑光高弹性耐低温PVC软管及其制备方法。
背景技术
PVC，仅次于PE使用的五大通用塑料，它是一种价格低廉树脂，但具有良好的物理性能及化学性能，在配方中加入增塑剂、稳定剂和各种不同性能助剂后，制成外表光亮的PVC软管，广泛应用到农业灌溉、家居清洁、工业输送流体介质和气动工具等领域。随着生活水平提高，审美观念的改变，人们开始追求高质量和外观新颖的PVC产品，哑光(无光泽)表面、类似于橡胶高弹性手感、耐低温工作环境的PVC软管产品受到众多消费者喜欢，这需要生产商寻求各种表面消光的方法来满足消费者的需求。
目前，消光方法有物理方法和化学方法，物理方法如模具表面刻花或喷砂法，但经过高温加工后，消光效果往往会减弱，因此，它们的应用受到限制；化学方法有配方中加入无机消光剂或无机填料等。而配方中加入无机消光剂或无机填料，加入量少，效果不显著，加入量多，会降低产品机械强度和增加对加工设备的磨损。
中国专利CN201410344066.2公开了一种新型环保哑光医用PVC粒料及其制备方法，其包括PVC交联树脂100份、二氧化硅5～10份、复合钙锌稳定剂0.5～3份、辅助稳定剂3～6份、润滑剂0.1～0.7份、螯合剂0.5～1.5份、增塑剂15～105份，该专利采用PVC交联树脂，获得了一种具有哑光效果的医用PVC管。但是在强度方面、耐候性方面性能较差，无法满足高强度、低温环境的工作需求，同时交联PVC交联树脂价格高，生产成本较高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了哑光高弹性耐低温PVC软管，通过采用常规的PVC与超高分子量的消光型PVC合理配比进行混配后，获得了强度高、哑光效果好、耐低温性能优良的PVC软管。
为了实现本发明的技术目的，本发明采用如下技术方案。
哑光高弹性耐低温PVC软管，包括内管和外管，所述内管或外管，按质量份计，包括以下组分：100份PVC、2-3份热稳定剂、20-30份的环保增塑剂、5-15份的耐低温改性剂、5-10份的抗冲击改性剂、2-3份的紫外线屏蔽剂、2-3份颜填料、4-6份耐磨改性剂和1-3份抗氧剂；其中所述外管PVC由常规的PVC和消光PVC组成，消光PVC占比为25～40份。
优选的，所述内管PVC是由常规的PVC和高聚合的PVC组成，其中，按质量份计，高聚合度PVC份数为30～60份，所述高聚合度的PVC聚合度为2300-2800。PVC的聚合度对制品的力学性能有很大影响，提高PVC的聚合度可使拉伸强度、冲击强度、断裂强度、断裂伸长率等力学性能得到改善，但是PVC聚合度过高时，将会导致塑化时间的延长，树脂的可加工性能降低。
消光PVC的加入可以有效降低PVC软管制品的光泽度，达到哑光的效果，在本发明中当消光PVC的含量在0-40份内随着消光PVC用量的增加，消光效果也明显则增加，超过40质量份后，即使再增加消光PVC用量，消光效果降低也不明显，但是成本将增加，因此本发明中消光PVC用量为25～40份。
更优选的，所述消光PVC树脂的聚合度为1000～1300，所述消光PVC为市购产品。
优选的，所述热稳定剂是复合钙锌热稳定剂、稀土热稳定剂、有机锡热稳定剂中的至少一种。复合钙锌稳定剂具有优异的热稳定性、耐硫化污染，减慢反应，保持化学平衡，降低表而张力，防止光、热分解或氧化分解等作用，从而提高PVC的稳定性，防止PVC在溶解过程中发生分解。稀土热稳定剂在塑料中起到净化杂质作用，可促使PVC聚合度增加，使产品结构致密，强度和稳定性得到改善。有机锡热稳定剂具有突出的抑制PVC软管制品加工时的前期着色性能，卓越的耐紫外线和长期稳定性，具有良好的流动性，加工时色泽保持性好，制品透明性佳，特别是其光热稳定性非常优异，并能有效的保持二次加工的再循环使用性。
优选的，所述环保增塑剂是乙酰柠檬酸三丁酯、DINCH(环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯)、CCP CIZER D-810、合成植物酯、环氧大豆油中的至少一种，所述环保增塑剂均可市售。采用环氧大豆油作为增塑剂，与PVC相容性好，挥发性低、迁移性小，具有优良的热稳定性和光稳定性，耐水性和耐油性亦佳，使得制品有良好的机械强度、耐候性及电性能，且无毒性。DINCH环保增塑剂对PVC有很好相容性、优良的加工性能、低挥发性、优异的低温性能，耐低温性能尤其突出。所述CCP CIZER D-810环保增塑剂为市售产品。
优选的，所述抗冲击改性剂为ACR(丙烯酸酯类共聚物)、MBS(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、CPE(氯化聚乙烯)中的至少一种。由于PVC树脂属脆性材料，其冲击强度、低温冲击强度等冲击性能不好，通过在PVC生产过程中，添加抗冲击改性剂，可以增加PVC的硬度，改善其抗冲击性。所述ACR、MBS、EVA和CPE环保增塑剂为市售产品。
优选的，所述紫外线屏蔽剂为UV-P、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-531 中的至少一种，均为市售产品，提高PVC软管制品的紫外老化光稳定性能。
优选的，所述耐低温改性剂为DOS(癸二酸二辛酯)、DOA(已二酸二辛酯)、DBS(二亚苄基山梨糖醇)中的至少一种。DOS低温改性剂与PVC树脂相容性好，同时还可以改善提高任性和低温性能。DOA低温改性剂较DOA性能更好，但是价格较高。DBS低温改性剂与PVC相容性好，并且改善PVC树脂的低温任性、刚性和透明性，但是DOS、DOA和DBS耐热老化性能较差，所述DOS、DOA和DBS耐低温改性剂均为市售产品。
所述耐磨改性剂为硫酸钡晶须、碳酸钙晶须中的至少一种，通过加入晶须长度在20μm～50μm的硫酸钡晶须和/或碳酸钙晶须，提高PVC软管制品的耐磨性能。
优选的，所述颜填料为二氧化钛、酞青蓝、群青、永固黄、坚固红、永固桃红、耐晒红、玫瑰红、环保柠檬黄、颜料红、铁红、荧光黄、荧光绿中的至少一种。所述颜填料并无特殊要求，根据消费者的需求和喜好进行调整。
优选的，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、1076、168中的至少一种。
特别的，本发明中复合钙锌热稳定剂和增韧剂CPE的良好的相容性以及与CaCO3的偶联作用，使PVC树脂在加工中塑化均匀，塑化温度低，PVC软管制品具备较好的耐冲击性能。
相应的，本发明还提供了该哑光高弹性耐低温PVC软管的制备方法，包括如下步骤：
1)按配方将内管和外管原料分别在热混机中进行混合均匀；
2)分别经双螺杆机造粒机挤出、造粒；
3)第一挤出机挤出PVC内管体，塑化，冷却定型，牵引；
4)内管体表面缠绕聚酯纤维，加热烘干；
5)第二挤出机挤出外管体，抽真空成型机头加强粘合，塑化，冷却定型、牵引、计量、卷曲、包装。
所述步骤(3)和(5)中塑化温度为150℃-175℃，在生产过程中，合理的塑化温度150℃-175℃，能使PVC软管制品保持良好的消光效果，随着塑化温度的提高，超过175℃时，将会降低PVC软管制品的消光效果。
本发明的有益效果是：本发明提供了哑光高弹性耐低温PVC软管，相应的还提供了该PVC软管的制备方法，与现有技术相比，具有如下优点。
1.通过调整内管和外管组成中普通PVC、高聚合度PVC和消光PVC的含量组成，获得了一种哑光效果优异的PVC软管，并且发现了消光PVC含量在超过某一值后，其消光效果基本不再发生变化，有利于指导企业生产，降低企业生产成本。
2.通过采用DINCH增塑剂，一方面DINCH增塑剂与PVC有很好相容性，另一方面，DINCH增塑剂还可以提高PVC的加工性能，改善其低温脆性，耐低温性能得到提高。
3.通过加入热稳定剂，提高PVC软管制品的热稳定性，并且使用有机锡热稳定剂时还可以提高PVC软管制品的耐紫外线和长期稳定性，在加工是提高PVC软管制品的流动性，色泽保持性好，制品透明性佳，特别是其光热稳定性非常优异，并能有效的保持二次加工的再循环使用性。
4.通过采用抗冲击改性剂和耐低温改性剂对PVC软管制品进行改性，提高了其抗冲击强度和耐低温性能，获得了一种拉伸强度、抗冲击强度和耐低温性能良好的PVC软管制品。
5.在该PVC软管制品生产工艺过程中，通过在合理的塑化温度范围内(150-175℃)，保持了较好的消光效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：
图1是本发明中消光PVC含量变化的消光效果曲线图；
图2是本发明中塑化温度变化的消光效果曲线图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对发明作详细的说明。
实施例1
哑光高弹性耐低温PVC软管，其内管和外管的配方组成如表1和表2所示。
表1：PVC软管的内管的配方组成
原料 质量份
常规的PVC：高聚合度的PVC 70：30
有机锡热稳定剂JH-101 2
DINCH增塑剂 30
PVC耐低温改性剂(DOA) 5
抗冲改性剂ACR 5
UV-326 2
二氧化钛 2
碳酸钙晶须(晶须长度为50μm) 5
抗氧剂1076 1
表2：PVC软管的外管的配方组成
实施例2
哑光高弹性耐低温PVC软管，其内管和外管的配方组成如表3和表4所示。
表3：PVC软管的内管的配方组成
原料 质量份
常规的PVC：高聚合度的PVC 65：35
复合钙锌热稳定剂 2
CCP CIZER D-810 27
PVC耐低温改性剂(DOS) 8
抗冲改性剂CPE 5
UV-328 2
二氧化钛 2
碳酸钙晶须(晶须长度为40μm) 5
抗氧剂1010 1
表4：PVC软管的外管的配方组成
原料 质量份
常规的PVC：消光PVC 75：25
复合钙锌热稳定剂 2
CCP CIZER D-810 27
PVC耐低温改性剂(DOS) 8
抗冲改性剂CPE 5
UV-328 2
二氧化钛 2
碳酸钙晶须(晶须长度为20μm) 5
抗氧剂1010 1
实施例3
哑光高弹性耐低温PVC软管，其内管和外管的配方组成如表5和表6所示。
表5：PVC软管的内管的配方组成
原料 质量份
常规的PVC：高聚合度的PVC 65：35
复合钙锌热稳定剂和稀土热稳定剂XT-3 3
CCP CIZER D-810和乙酰柠檬酸三丁酯 20
PVC耐低温改性剂(DOS) 12
抗冲改性剂CPE 8
UV-531 3
永固黄 3
硫酸钡晶须(晶须长度为40μm) 4
抗氧剂1010 1
表6：PVC软管的外管的配方组成
原料 质量份
常规的PVC：消光PVC 75：25
复合钙锌热稳定剂和稀土热稳定剂XT-3 3
CCP CIZER D-810和环氧大豆油 20
PVC耐低温改性剂(DBS) 12
抗冲改性剂EVA 8
UV-P 3
永固黄 2
硫酸钡晶须(晶须长度为20μm) 4
抗氧剂1010 2
实施例4
哑光高弹性耐低温PVC软管，其内管和外管的配方组成如表7和表8所示。
表7：PVC软管的内管的配方组成
原料 质量份
常规的PVC：高聚合度的PVC 60：40
热稳定剂JH-101 2
DINCH增塑剂 25
PVC耐寒剂(DOS) 10
抗冲改性剂ACR 5
UV-326 2
二氧化钛 2
碳酸钙晶须 5
抗氧剂1076 1
表8：PVC软管的外管的配方组成
原料 质量份
常规的PVC：加入消光剂的PVC 60：40
热稳定剂JH-101 2
DINCH增塑剂 25
PVC耐寒剂(DOS) 10
抗冲改性剂ACR 5
UV-326 2
二氧化钛 2
碳酸钙晶须 5
抗氧剂1076 1
对比例1
哑光高弹性耐低温PVC软管，其内管和外管的配方组成如表9和表10所示。
表9：PVC软管的内管的配方组成
表10：PVC软管的外管的配方组成
实施例1-4和对比例1的制备方法如下：
1)按配方将内管和外管原料分别在热混机中进行混合均匀；
2)分别经双螺杆机造粒机挤出、造粒；
3)第一挤出机挤出PVC内管体，塑化，冷却定型，牵引；
4)内管体表面缠绕聚酯纤维，加热烘干；
5)第二挤出机挤出外管体，抽真空成型机头加强粘合，塑化，冷却定型、牵引、计量、卷曲、包装，所述步骤(3)和(5)中塑化温度为150℃-175℃。
对实施例1-4和对比例1所得PVC软管进行性能测试，测试结果如表11所示。
表11实施例和对比例相关性能检测结果
根据表11中数据可以明显看出，本发明提供的哑光高弹性耐低温PVC软管，具有较好的拉伸强度、冲击强度和哑光效果，通过对其改性，获得了较好的耐低温性能，改善了现有PVC软管制品的脆性和耐低温性能。同时，通过对实施例1-4和对比例1中的产品进行热老 化后的拉伸强度进行测试，发现实施例1-4热老化后的拉伸强度仍然较优，具有良好的耐候性能。
此外，本发明还针对消光PVC用量变化对消光效果的影响进行了研究，发现在0-40质量份范围内，随着消光PVC用量的增加，消光效果也明显增加。当加入的消光PVC含量超过40质量份后，即使再增加消光PVC含量的用量，表面消光效果也几乎不再降低，具体变化曲线如图1所示。
在生产工艺过程中，本发明所制备的哑光高弹性耐低温PVC软管，在150℃-175℃的塑化温度范围内，保持了较好的消光效果，当塑化温度大于175℃时，其消光效果降低，具体变化曲线如图2所示。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.哑光高弹性耐低温PVC软管，包括内管和外管，其特征在于，所述内管或外管，按质量份计，包括以下组分：100份PVC、2-3份热稳定剂、20-30份的环保增塑剂、5-15份的耐低温改性剂、5-10份的抗冲击改性剂、2-3份的紫外线屏蔽剂、2-3份颜填料、4-6份耐磨改性剂和1-3份抗氧剂；其中所述外管PVC由常规的PVC和消光PVC组成，消光PVC占比为25~40份。
2.根据权利要求1所述的哑光高弹性耐低温PVC软管，其特征在于：所述内管PVC是由常规的PVC和高聚合度的PVC组成，按质量份计，高聚合度PVC份数为30~60份，高聚合度的PVC聚合度为2300-2800。
3.根据权利要求1或2所述的哑光高弹性耐低温PVC软管，其特征在于：所述消光PVC的聚合度为1000~1300。
4.根据权利要求1所述的哑光高弹性耐低温PVC软管，其特征在于：所述热稳定剂是复合钙锌热稳定剂、稀土热稳定剂、有机锡热稳定剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的哑光高弹性耐低温PVC软管，其特征在于：所述环保增塑剂是乙酰柠檬酸三丁酯、DINCH、CCP CIZERD-810、合成植物酯、环氧大豆油中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的哑光高弹性耐低温PVC软管，其特征在于：所述抗冲改性剂为ACR、MBS、EVA、CPE中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的哑光高弹性耐低温PVC软管，其特征在于：所述耐低温改性剂为DOS、DOA、DBS中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的哑光高弹性耐低温PVC软管，其特征在于：所述耐磨改性剂为硫酸钡晶须、碳酸钙晶须中的至少一种。
9.根据权利要求1、2、4-8中的任一项所述的哑光高弹性耐低温PVC软管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）按配方将内管和外管原料分别在热混机中进行混合均匀；
2）分别经双螺杆机造粒机挤出、造粒；
3）第一挤出机挤出PVC内管体，塑化，冷却定型，牵引；
4）内管体表面缠绕聚酯纤维，加热烘干；
5）第二挤出机挤出外管体，抽真空成型机头加强粘合，塑化，冷却定型、牵引。
10.根据权利要求9所述的哑光高弹性耐低温PVC软管的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）和（5）中塑化温度为150℃-175℃。
CN201610427114.3A 2016-06-12 2016-06-12 哑光高弹性耐低温pvc软管及其制备方法 Pending CN105924846A (zh)

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