CN106589704B - 一种pvc高耐候雨水管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种PVC高耐候雨水管，该雨水管包括外层管材、内层管材；所述的外层管材由包括如下重量份的原料制成：PVC 100份，稳定剂3.5‑4.5份，填充剂5‑10份，钛白粉5‑10份，润滑剂0.2‑2.5份，紫外线吸收剂0.4‑0.8份，抗氧剂0.1‑0.5份，纳米氧化铈0.5‑1.6，加工助剂1‑3份；所述的内层管材由包括如下重量份的原料制成：PVC 100份，碳酸钙10‑35份，稳定剂3‑4份，钛白粉1.2‑2份ACR 0.5‑1份，润滑剂0.05‑0.4份。本发明所述的PVC高耐候雨水管提高雨水管材配方中钛白粉和紫外线吸收剂的含量，使雨水管在户外使用时具有更好的光老化性能。

Description

一种PVC高耐候雨水管
技术领域
本发明属于高分子技术领域，尤其是涉及一种PVC高耐候雨水管。
背景技术
我国聚氯乙烯(PVC)管材近年来发展较快，每年增长率达到8％，而每年需求增长率2％。在塑料管材中，PVC管材用量一直遥遥领先。同时，由于城镇化的飞速发展，高层建筑在新建楼盘中的比例逐步增加，对雨水管材的需求量也逐年增大，普通PVC-U雨水管由于长时间受室外环境的影响，其耐候性一直制约着PVC-U雨水管的使用寿命。
PVC雨水管道很多情况下会用于户外，雨水管在户外使用经受风吹日晒，若管道的耐候性不好，经过一段时间使用后容易发生光老化现象，既影响外观又影响使用寿命。在如今PVC管道行业竞争激烈的环境下，提高雨水管道的耐候性可促使PVC雨水管进一步发展，逐步向高端化发展，既填补了市场空白，又丰富了产品类型，使产品在市场上更具竞争力。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种PVC高耐候雨水管，具有重量轻，耐腐蚀，抗老化、高耐磨、无锈、无毒、内壁光滑，水流阻力小，节约能源，安装简便迅速，造价较低等显著优势，不仅性能优异，而且成本低，是水处理公司首选产品。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种PVC高耐候雨水管，该雨水管包括外层管材、内层管材；
所述的外层管材由包括如下重量份的原料制成：
Figure BDA0001186121810000021
所述的内层管材由包括如下重量份的原料制成：
所述的外层管材中的PVC与内层管材中的PVC相同或不同；所述的外层管材中的稳定剂与内层管材中的稳定剂相同或不同；所述的外层管材中的润滑剂与内层管材中的润滑剂相同或不同；所述的外层管材中的钛白粉与内层管材中的钛白粉相同或不同。
优选的，述的外层管材由包括如下重量份的原料制成：
Figure BDA0001186121810000031
所述的外层管材占所述的雨水管质量的9-11％。
进一步，所述的外层管材中的PVC平均聚合度为981-1135；所述的内层管材中的PVC平均聚合度为981-1135。
进一步，所述的外层管材中的稳定剂为β-二酮类钙锌稳定剂或水滑石类钙锌稳定剂中的至少一种；所述的内层管材中的稳定剂为β-二酮类钙锌稳定剂或水滑石类钙锌稳定剂中的至少一种。
进一步，所述的外层管材中的填充剂为活性碳酸钙或赤泥中的至少一种；所述的外层管材中的活性碳酸钙的粒径为0.1-1μm；所述的赤泥的粒径为50-100μm。
进一步，所述的外层管材中的钛白粉的粒径为0.14-0.21μm；所述的外层管材中的钛白粉为金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉，所述的金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的质量比为1.3-1.6:1；所述的内层管材中的钛白粉的粒径为0.14-0.21μm。
进一步，所述的外层管材中的润滑剂为硬脂酸丁酯、单干油甘油酯、硬脂酸单甘油酯、羟基硬脂酸、硬脂及油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂醇、褐煤酸、三羟基硬脂酸甘油酯、OPE双硬脂酰胺、OPE蜡、PE蜡、石蜡、硬脂酸铅、二碱式硬脂酸铅、硬脂酸或多元醇二元酸的低分子聚合物中的至少一种；
所述的内层管材中的润滑剂为硬脂酸丁酯、单干油甘油酯、硬脂酸单甘油酯、羟基硬脂酸、硬脂及油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂醇、褐煤酸、三羟基硬脂酸甘油酯、OPE双硬脂酰胺、OPE蜡、PE蜡、石蜡、硬脂酸铅、二碱式硬脂酸铅、硬脂酸或多元醇二元酸的低分子聚合物中的至少一种。
进一步，所述的外层管材中的紫外线吸收剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、水杨酸酯类紫外线吸收剂、肉桂酸酯类紫外线吸收剂或二苯基草酰胺类紫外线吸收剂中的至少一种；所述的外层管材中的纳米氧化铈的粒径为1-35nm。
进一步，所述的外层管材中的抗氧剂为单酚抗氧剂、双酚抗氧剂、多元酚抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述的单酚抗氧剂为抗氧剂BHT、抗氧剂1076或抗氧剂SP中的至少一种；所述的双酚抗氧剂为双酚A、抗氧剂2246或抗氧剂BBM中的至少一种；所述的多元酚抗氧剂为氧化剂1010、氧化剂3114或氧化剂3125中的至少一种；所述的亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸烷基酯、亚磷酸芳基酯或亚磷酸烷基芳基酯中的至少一种。
所述的PVC高耐候雨水管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将内层管材的各原料加入高速混合机内，通过与机械摩擦使物料升温至工艺温度100-120℃，混合完成后经冷混机将混合物料的温度降至40-50℃，制得用于内层管材挤出的内层PVC熟料；
(2)将外层管材的各原料加入高速混合机内，通过与机械摩擦使物料升温至工艺温度100-120℃，混合完成后经冷混机将混合物料的温度降至40-50℃，制得用于外层管材挤出的外层PVC熟料，将所述的外层PVC熟料经过双螺杆造粒机造粒，得到高耐候PVC共挤粒子；
(3)将所述的高耐候PVC共挤粒子加入单螺杆共挤机料斗中，将所述的内层PVC熟料投料至双螺杆挤出机，经过独立的流道在离开口模前不远处汇合复合，并一起被挤出模外，再经定型模及水箱的冷却定型，经抛光、牵引、切割后制备得到所述的PVC高耐候雨水管成品。
所述的步骤(2)中双螺杆造粒机的料筒温度控制在170-185℃，合流芯温度控制在180-185℃，机头温度控制在185-190℃，喂料转速为30-40r/min，主机转速为20-40r/min。
所述的步骤(3)中单螺杆共挤机的料筒温度控制在175-185℃，机头温度控制在175-185℃，共挤面模具温度控制在190-195℃，主机转速为12-18r/min。
所述的步骤(3)中双螺杆挤出机的料筒温度控制在175-185℃，机头温度控制在175-190℃，喂料转速为20-25r/min，主机转速为30-35r/min，扭矩电流50-65A。
本发明的另一目的在于提出一种PVC耐老化雨水管，耐老化性能好。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种PVC耐老化雨水管，该雨水管包括外层管材、内层管材；所述的内层管材由包括如下重量份的原料制成：
Figure BDA0001186121810000051
Figure BDA0001186121810000061
所述的外层管材的原料为PMMA。
所述的PVC耐老化雨水管的制备方法：包括如下步骤：
(1)将内层管材的各原料加入高速混合机内，通过与机械摩擦使物料升温至工艺温度100-120℃，混合完成后经冷混机将混合物料的温度降至40-50℃，制得用于内层管材挤出的内层PVC熟料；
(2)将外层管材的原料在80-90℃的条件下干燥3小时以上；
(3)将所述的干燥后的外层管材原料加入单螺杆共挤机料斗中，将所述的内层PVC熟料投料至双螺杆挤出机，经过独立的流道在离开口模前不远处汇合复合，并一起被挤出模外，再经定型模及水箱的冷却定型，经抛光、牵引、切割后制备得到所述的PVC耐老化雨水管成品。
所述的步骤(3)中单螺杆共挤机的料筒温度控制在200-230℃，机头温度控制在230-240℃。
所述的步骤(3)中双螺杆挤出机的料筒温度控制在175-185℃，机头温度控制在175-190℃，喂料转速为20-25r/min，主机转速为30-35r/min，扭矩电流50-65A。
所述的PMMA对PVC基材起到保护作用；外层管材的PMMA，有极好的透光性能，可透过92％以上的太阳光，在外层共挤后基本上不影响管材本身颜色；而且PMMA耐候性极好，可有效防护PVC基材的老化失效。
相对于现有技术，本发明所述的PVC高耐候雨水管具有以下优势：
(1)本发明所述的PVC高耐候雨水管提高雨水管在其生产配方中通过钛白粉及光稳定剂的复合使用，以及各类光稳定剂的复合使用达到协同效应，使雨水管在户外使用时具有更好的光老化性能。
(2)本发明所述的PVC高耐候雨水管在塑料制品中加入金红石型钛白粉，可以有效的提高塑料制品的耐热、耐光及耐候性，改善塑料制品的物理化学性能，延长使用寿命。而白色PVC材料抵御紫外线破坏最有效的方法就是加入高耐候规格的金红石型钛白粉。
(3)本发明所述的紫外线吸收剂是一种性能卓越的高效防老化助剂，能吸收240-340纳米的紫外光。在白色PVC中加入该助剂能很大的程度上提高PVC产品的抗老化性能。
(4)本发明所述的PVC高耐候雨水管具有普通雨水管的不具备的耐候性以及优秀的外观。大幅度提升制品的使用寿命，提升产品的档次，丰富产品类型，而且填补了市场空白。
(5)本发明所述的PVC高耐候雨水管采用纳米氧化铈作为PVC管材的添加剂，与紫外线吸收剂配合使用可大幅提高PVC管材本身耐候性；纳米氧化铈能吸收紫外线和红外线，不仅能防紫外线，还可降低PVC管材表面温度从而延缓其老化速度。
(6)本发明所述的PVC高耐候雨水管采用金红石型钛白粉与锐钛型钛白的组合物，两种钛白粉的混合使用可充分发挥钛白粉作用，进一步提高PVC管材耐候性和遮盖力。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的PVC高耐候雨水管的制备流程图；
图2为本发明实施例1与普通管材的老化性能黄变值△b趋势图。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
本实施例中的PVC采用新疆中泰SG-5。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种PVC高耐候雨水管，该雨水管包括外层管材、内层管材；
所述的外层管材由包括如下重量份的原料制成：PVC 100份，钙锌稳定剂3.5份，填充剂5份，金红石型钛白粉2.9份，锐钛型钛白粉2.1份，PE蜡0.2份，二苯甲酮类UV531 0.4份，多元酚抗氧剂1010 0.4份，纳米氧化铈0.5份，ACR 1份；
所述的内层管材由包括如下重量份的原料制成：PVC 100份，碳酸钙15份，钙锌稳定剂3份，钛白粉1.5份，ACR 0.8份，PE蜡0.1份；
所述的外层管材占所述的雨水管质量的10％。所述的纳米氧化铈的粒径为6nm。
所述的PVC高耐候雨水管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将内层管材的各原料加入高速混合机内，通过与机械摩擦使物料升温至工艺温度110℃，混合完成后经冷混机将混合物料的温度降至45℃，制得用于内层管材挤出的内层PVC熟料，将所述的内层PVC熟料加入投料至双螺杆挤出机进行挤出，挤出得到内层条形物料；
(2)将外层管材的各原料在80-90℃的条件下干燥3小时上，将干燥后的物料加入单螺杆共挤机的料斗中，挤出得到外层条形物料；
(3)将所述的内层条形物料与外层条形物料进行冷却、定型、抛光、牵引、切割后制备得到所述的PVC高耐候雨水管成品。
实施例2
一种PVC高耐候雨水管，该雨水管包括外层管材、内层管材；
所述的外层管材由包括如下重量份的原料制成：PVC 100份，钙锌稳定剂4份，赤泥8份，金红石型钛白粉4.6份，锐钛型钛白粉3.4份，PE蜡0.8份，硬脂酸0.2份，二苯甲酮类UV531 0.5份，多元酚抗氧剂1010 0.2份，亚磷酸酯类抗氧剂168 0.1份，纳米氧化铈0.8份，ACR 2份；
所述的内层管材由包括如下重量份的原料制成：PVC 100份，碳酸钙15份，钙锌稳定剂3份，钛白粉1.5份，ACR 0.8份，PE蜡0.1份；
所述的外层管材占所述的雨水管质量的10％。所述的纳米氧化铈的粒径为6nm。
所述的PVC高耐候雨水管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将内层管材的各原料加入高速混合机内，通过与机械摩擦使物料升温至工艺温度110℃，混合完成后经冷混机将混合物料的温度降至45℃，制得用于内层管材挤出的内层PVC熟料，将所述的内层PVC熟料加入投料至双螺杆挤出机进行挤出，挤出得到内层条形物料；
(2)将外层管材的各原料在80-90℃的条件下干燥3小时上，将干燥后的物料加入单螺杆共挤机的料斗中，挤出得到外层条形物料；
(3)将所述的内层条形物料与外层条形物料进行冷却、定型、抛光、牵引、切割后制备得到所述的PVC高耐候雨水管成品。
实施例3
一种PVC高耐候雨水管，该雨水管包括外层管材、内层管材；
所述的外层管材由包括如下重量份的原料制成：PVC 100份，钙锌稳定剂4.5份，白樱花纳米碳酸钙8份，金红石型钛白粉5.7份，锐钛型钛白粉4.3份，OPE 0.5份，硬脂酸0.7份，苯并三唑类UV-326 0.8份，多元酚抗氧剂1010 0.2份，硫酯类抗氧剂PS806 0.3份，纳米氧化铈1.4份，ACR 2份；
所述的内层管材由包括如下重量份的原料制成：PVC 100份，碳酸钙15份，钙锌稳定剂3份，钛白粉1.5份，ACR 0.8份，PE蜡0.1份；
所述的外层管材占所述的雨水管质量的10％。所述的纳米氧化铈的粒径为6nm。
所述的PVC高耐候雨水管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将内层管材的各原料加入高速混合机内，通过与机械摩擦使物料升温至工艺温度110℃，混合完成后经冷混机将混合物料的温度降至45℃，制得用于内层管材挤出的内层PVC熟料，将所述的内层PVC熟料加入投料至双螺杆挤出机进行挤出，挤出得到内层条形物料；
(2)将外层管材的各原料在80-90℃的条件下干燥3小时上，将干燥后的物料加入单螺杆共挤机的料斗中，挤出得到外层条形物料；
(3)将所述的内层条形物料与外层条形物料进行冷却、定型、抛光、牵引、切割后制备得到所述的PVC高耐候雨水管成品。
实施例1-3与普通水管的物理性能测试数据如表1所示。
表1测试结果
Figure BDA0001186121810000111
图1为实施例1与普通水管的老化提升曲线。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种PVC高耐候雨水管，其特征在于：该雨水管包括外层管材、内层管材；
所述的外层管材由包括如下重量份的原料制成：
Figure FDA0002166681720000011
所述的内层管材由包括如下重量份的原料制成：
Figure FDA0002166681720000012
所述的外层管材中的PVC与内层管材中的PVC相同或不同；所述的外层管材中的稳定剂与内层管材中的稳定剂相同或不同；所述的外层管材中的润滑剂与内层管材中的润滑剂相同或不同；所述的外层管材中的钛白粉与内层管材中的钛白粉相同或不同；
所述的外层管材中的稳定剂为β-二酮类钙锌稳定剂或水滑石类钙锌稳定剂中的至少一种；所述的内层管材中的稳定剂为β-二酮类钙锌稳定剂或水滑石类钙锌稳定剂中的至少一种；
所述的外层管材中的钛白粉的粒径为0.14-0.21μm；所述的外层管材中的钛白粉为金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉组合物，所述的金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉组合物的质量比为1.3-1.6:1；所述的内层管材中的钛白粉的粒径为0.14-0.21μm；
所述的外层管材中的紫外线吸收剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、水杨酸酯类紫外线吸收剂、肉桂酸酯类紫外线吸收剂或二苯基草酰胺类紫外线吸收剂中的至少一种；所述的外层管材中的纳米氧化铈的粒径为1-35nm；
所述的外层管材中的抗氧剂为单酚抗氧剂、双酚抗氧剂、多元酚抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述的单酚抗氧剂为抗氧剂BHT、抗氧剂1076或抗氧剂SP中的至少一种；所述的双酚抗氧剂为双酚A、抗氧剂2246或抗氧剂BBM中的至少一种；所述的多元酚抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂3114或抗氧剂3125中的至少一种；所述的亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸烷基酯、亚磷酸芳基酯或亚磷酸烷基芳基酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的PVC高耐候雨水管，其特征在于：所述的外层管材由包括如下重量份的原料制成：
Figure FDA0002166681720000021
3.根据权利要求1或2所述的PVC高耐候雨水管，其特征在于：所述的外层管材中的PVC平均聚合度为981-1135；所述的内层管材中的PVC平均聚合度为981-1135。
4.根据权利要求1或2所述的PVC高耐候雨水管，其特征在于：所述的外层管材中的填充剂为活性碳酸钙或赤泥中的至少一种；所述的外层管材中的活性碳酸钙的粒径为0.1-1μm；所述的赤泥的粒径为50-100μm。
5.根据权利要求1或2所述的PVC高耐候雨水管，其特征在于：所述的外层管材中的润滑剂为硬脂酸丁酯、硬脂酸单甘油酯、羟基硬脂酸、硬脂及油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂醇、褐煤酸、三羟基硬脂酸甘油酯、OPE双硬脂酰胺、OPE蜡、PE蜡、石蜡、硬脂酸铅、二碱式硬脂酸铅、硬脂酸或多元醇二元酸的低分子聚合物中的至少一种；
所述的内层管材中的润滑剂为硬脂酸丁酯、硬脂酸单甘油酯、羟基硬脂酸、硬脂及油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂醇、褐煤酸、三羟基硬脂酸甘油酯、OPE双硬脂酰胺、OPE蜡、PE蜡、石蜡、硬脂酸铅、二碱式硬脂酸铅、硬脂酸或多元醇二元酸的低分子聚合物中的至少一种。
6.权利要求1-5中任一项所述的PVC高耐候雨水管的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将内层管材的各原料加入高速混合机内，通过与机械摩擦使物料升温至工艺温度100-120℃，混合完成后经冷混机将混合物料的温度降至40-50℃，制得用于内层管材挤出的内层PVC熟料；
(2)将外层管材的各原料加入高速混合机内，通过与机械摩擦使物料升温至工艺温度100-120℃，混合完成后经冷混机将混合物料的温度降至40-50℃，制得用于外层管材挤出的外层PVC熟料，将所述的外层PVC熟料经过双螺杆造粒机造粒，得到高耐候PVC共挤粒子；
(3)将所述的高耐候PVC共挤粒子加入单螺杆共挤机料斗中，将所述的内层PVC熟料投料至双螺杆挤出机，经过独立的流道在离开口模前不远处汇合复合，并一起被挤出模外，再经定型模及水箱的冷却定型，经抛光、牵引、切割后制备得到所述的PVC高耐候雨水管成品。
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