CN106084676A - 一种pet塑料管材及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PET塑料管材及其制备工艺，制备PET塑料管材的原料及其重量份为：聚对苯二甲酸乙二醇酯100份，偶联剂0.02份～0.06份，填料0.05份～0.1份，稳定剂0.1份～0.5份；制备工艺包括：烘干、混合，得混合物料，将出料温度控制为40℃，控制混合物料在管道内的温度，使混合物料熔融后受拉伸作用时发生取向作用，从而改变挤出的塑料管材的力学性能，通过管材双向拉伸，得到一种PET塑料管材。本发明制备得到的PET塑料管材具有优秀的抗冲击强度、拉伸弹性模量和断裂伸长率。

Description

一种PET塑料管材及其制备工艺
技术领域
本发明涉及塑料管材领域，具体涉及一种PET塑料管材及其制备工艺。
背景技术
工程塑料是指能够在一定条件下替代部分金属材料而长期使用的一种塑料。PET塑料管材是工程塑料中非常重要的一类，属于热塑性聚酯通用工程塑料管材。对PET塑料管材的加工制造正朝着高新技术领域方向稳步发展。
PET塑料具有非常好的耐热性能，变形温度高，热膨胀系数小，同时又由很高的刚性和抗弯折性，弹性模量大，弯曲变形小，除此之外，PET塑料还具有非常好的耐腐蚀性、抗老化性能，易粘接，可加工，耐焊接，形状稳定，光泽度好，电学性能优良，主要应用在包装装饰、日化家居、电子电气、汽车组件能很多领域。另外，PET塑料的经济成本优势也十分明显。
尽管PET塑料具有很多优点，但PET塑料非常明显的不足是在工艺温度条件下分子结晶速率缓慢，导致其加工成型性能受到影响，妨碍了其在通用工程塑料领域的应用。另外PET塑料的抗冲击性能弱，很容易因为水解作用而导致分子结构受到破坏，限制了PET的使用范围。因此需要对PET塑料管材进行不断改性。
中国专利CN201510499260.2公开了一种高强度的PET管材，该管材包括以下重量比的原料：PET树脂60份、聚丙烯酸酯26份，稳定剂7份，发泡剂5份，防老剂2份。但是该专利中分子结构中酯键含量高，制备得到的PET管材耐水解性能很差，不能在湿热环境中长期使用。
中国专利CN201410146841.3公开了PET增强复合管材及其制备方法，由内至外分别为内层管、PET复合层和外层管，所述内层管和外层管的材质相同，为PE、PP或PVC材料，通过在所述内层管上缠绕或编织PET带或PET条后再包覆所述外层管的工艺制备而成。但是该专利加工过程复杂，未对PET材料本身进行改性，管材的防水能力和成型能力很薄弱。
因此需要针对PET塑料管材本身进行改性，提高其稳定性和抗冲击性能。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种PET塑料管材及其制备工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种PET塑料管材，制备所述PET塑料管材的原料及其重量份为：聚对苯二甲酸乙二醇酯100份，偶联剂0.02份～0.06份，填料0.05份～0.1份，稳定剂0.1份～0.5份；其中聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子量为40万～60万；偶联剂为钛酸酯类偶联剂；填料为硬脂酸钙、壳聚糖、纤维素、炭黑中的任一种或任两种混合物；稳定剂为有机锡类稳定剂。
进一步地，钛酸酯类偶联剂优选为：单烷氧脂肪酸型钛酸酯偶联剂。
进一步地，填料的粒度为：过2000目～2500目筛。
进一步地，有机锡类稳定剂优选为：马来酸酯类有机锡稳定剂。
本发明的另一发明目的，在于提供一种上述PET塑料管材的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，烘干：将所述重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯在温度为50℃～70℃的条件下进行鼓风干燥处理，得干燥料；
步骤二，混合：将干燥料倒入加料区，在转速为800r/min～1200r/min的条件下混合搅拌0.5h～1.5h，然后降低转速至60r/min～80r/min时，再加入所述重量份的偶联剂、填料、稳定剂进入加料区，提高转速至1000r/min～1500r/min，混合搅拌1h～3h，得混合物料；
步骤三，挤出：将混合物料出料温度控制为40℃，控制混合物料在管道内的温度，使混合物料熔融后受拉伸作用时发生取向作用，从而改变挤出的塑料管材的力学性能，通过管材双向拉伸，得到一种PET塑料管材。
进一步地，步骤一中，鼓风干燥处理的时间为：3h～6h。
进一步地，步骤一中，干燥料的含水率为0.02％～0.1％。
进一步地，步骤三中，加料区处于惰性气体氛围下。
更进一步地，惰性气体为氦气或氩气。
进一步地，步骤三中，双向拉伸具体为：挤出机输送区温度为150℃～165℃，塑化区温度为165℃～175℃，输送段温度为160℃～172℃，螺杆转速为40r/min～60r/min，进料速度为60mm/s～80mm/s，压力为50MPa～60MPa。
本发明的优点是：
1.本发明使用有机锡类作为稳定剂和钛酸酯类作为偶联剂，利用有机金属类化合物更易于和水分子发生反应的特点，充分抑制了水分子对PET塑料管材分子结构的水解作用，充分提高了PET塑料管材的稳定性，极大的延长了PET塑料管材的使用寿命；
2.本发明在PET塑料管材的制备过程中添加适当比例的填料，增强了PET在加工制造工艺温度范围内的结晶速率，有利于消弱熔体与设备之间的粘连，从而制备得到结构完整的PET塑料管材；
3.本发明通过控制加工工艺过程的温度、压力和进料速率等关键步骤，易于制备各种规格尺寸的PET塑料管材，同时进一步降低了加工制造成本，适合于大规模工业化连续生产。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种PET塑料管材，制备PET塑料管材的原料及其重量份为：分子量为40万的聚对苯二甲酸乙二醇酯100份，钛酸酯类偶联剂TMC-201 0.02份，过2000目筛的硬脂酸钙0.05份，二甲基氧化锡稳定剂0.1份。
实施例2
一种PET塑料管材，制备PET塑料管材的原料及其重量份为：分子量为60万的聚对苯二甲酸乙二醇酯100份，钛酸酯类偶联剂TMC-311 0.06份，过2500目筛的填料0.1份，月桂酸马来酸二丁基锡稳定剂0.5份；填料为壳聚糖和纤维素按质量比1：1混合的混合物。
实施例3
一种PET塑料管材，制备PET塑料管材的原料及其重量份为：分子量为50万的聚对苯二甲酸乙二醇酯100份，单烷氧脂肪酸型钛酸酯偶联剂TMC-105 0.04份，过2200目筛的填料0.07份，马来酸二丁基锡稳定剂0.3份；填料为硬脂酸钙和炭黑按质量比1：1混合的混合物。
实施例4
一种PET塑料管材的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，烘干：将所述重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯在温度为50℃的条件下进行鼓风干燥处理3h，得含水率为0.02％的干燥料；
步骤二，混合：将干燥料倒入加料区，在转速为800r/min的条件下混合搅拌0.5h，然后降低转速至60r/min时，再加入所述重量份的偶联剂、填料、稳定剂进入加料区，提高转速至1000r/min，混合搅拌1h，得混合物料；
步骤三，挤出：将混合物料出料温度控制为40℃，在氦气或氩气气体氛围下，控制混合物料在管道内的温度，使混合物料熔融后受拉伸作用时发生取向作用，从而改变挤出的塑料管材的力学性能，通过管材双向拉伸，挤出机输送区温度为150℃，塑化区温度为165℃，输送段温度为160℃，螺杆转速为40r/min，进料速度为60mm/s，压力为50MPa，得到一种PET塑料管材。
实施例5
一种PET塑料管材的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，烘干：将所述重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯在温度为70℃的条件下进行鼓风干燥处理6h，得含水率为0.1％的干燥料；
步骤二，混合：将干燥料倒入加料区，在转速为1200r/min的条件下混合搅拌1.5h，然后降低转速至80r/min时，再加入所述重量份的偶联剂、填料、稳定剂进入加料区，提高转速至1500r/min，混合搅拌3h，得混合物料；
步骤三，挤出：将混合物料出料温度控制为40℃，在氦气或氩气气体氛围下，控制混合物料在管道内的温度，使混合物料熔融后受拉伸作用时发生取向作用，从而改变挤出的塑料管材的力学性能，通过管材双向拉伸，挤出机输送区温度为165℃，塑化区温度为175℃，输送段温度为172℃，螺杆转速为60r/min，进料速度为80mm/s，压力为60MPa，得到一种PET塑料管材。
实施例6
一种PET塑料管材的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，烘干：将所述重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯在温度为60℃的条件下进行鼓风干燥处理4.5h，得含水率为0.06％的干燥料；
步骤二，混合：将干燥料倒入加料区，在转速为1000r/min的条件下混合搅拌1h，然后降低转速至70r/min时，再加入所述重量份的偶联剂、填料、稳定剂进入加料区，提高转速至1300r/min，混合搅拌2h，得混合物料；
步骤三，挤出：将混合物料出料温度控制为40℃，在氦气或氩气气体氛围下，控制混合物料在管道内的温度，使混合物料熔融后受拉伸作用时发生取向作用，从而改变挤出的塑料管材的力学性能，通过管材双向拉伸，挤出机输送区温度为158℃，塑化区温度为170℃，输送段温度为166℃，螺杆转速为50r/min，进料速度为70mm/s，压力为55MPa，得到一种PET塑料管材。
实验例1
对实施例1～6所制的PET塑料管材的性能进行测试，测试结果如表1所示。其中抗冲击强度根据GB/T15142-2001测试。其中拉伸弹性模量根据ISO527-2测试。断裂伸长率根据GB/T3681-2000测试。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PET塑料管材，其特征在于，制备所述PET塑料管材的原料及其重量份为：聚对苯二甲酸乙二醇酯100份，偶联剂0.02份～0.06份，填料0.05份～0.1份，稳定剂0.1份～0.5份；其中所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子量为40万～60万；所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂；所述填料为硬脂酸钙、壳聚糖、纤维素、炭黑中的任一种或任两种混合物；所述稳定剂为有机锡类稳定剂。
2.根据权利要求1所述的PET塑料管材，其特征在于，所述钛酸酯类偶联剂优选为：单烷氧脂肪酸型钛酸酯偶联剂。
3.根据权利要求1所述的PET塑料管材，其特征在于，所述填料的粒度为：过2000目～2500目筛。
4.根据权利要求1所述的PET塑料管材，其特征在于，所述有机锡类稳定剂优选为：马来酸酯类有机锡稳定剂。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述的PET塑料管材的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，烘干：将所述重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯在温度为50℃～70℃的条件下进行鼓风干燥处理，得干燥料；
步骤二，混合：将干燥料倒入加料区，在转速为800r/min～1200r/min的条件下混合搅拌0.5h～1.5h，然后降低转速至60r/min～80r/min时，再加入所述重量份的偶联剂、填料、稳定剂进入加料区，提高转速至1000r/min～1500r/min，混合搅拌1h～3h，得混合物料；
步骤三，挤出：将混合物料出料温度控制为40℃，控制混合物料在管道内的温度，使混合物料熔融后受拉伸作用时发生取向作用，从而改变挤出的塑料管材的力学性能，通过管材双向拉伸，得到一种PET塑料管材。
6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，步骤一中，所述鼓风干燥处理的时间为：3h～6h。
7.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，步骤一中，所述干燥料的含水率为0.02％～0.1％。
8.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，步骤三中，所述加料区处于惰性气体氛围下。
9.根据权利要求8所述的制备工艺，其特征在于，所述惰性气体为氦气或氩气。
10.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，步骤三中，所述双向拉伸具体为：挤出机输送区温度为150℃～165℃，塑化区温度为165℃～175℃，输送段温度为160℃～172℃，螺杆转速为40r/min～60r/min，进料速度为60mm/s～80mm/s，压力为50MPa～60MPa。
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