CN106751116A - 一种pvc管材组合物 - Google Patents

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Abstract

一种PVC管材组合物，属于高分子材料领域，该管材包括下列以重量份数计的组份：PVC树脂75～85份，氯化聚氯乙烯（CPVC）15～25份，稳定剂1～3份，抗冲改性剂10～18份，润滑剂1.5～4.0份，抗氧剂0.2～0.8份，着色剂0.01～0.10份，填料1～5份。本发明采用耐热改性树脂CPVC和耐热抗冲改性剂，保证管材有较高的抗冲性能同时具有较高的维卡软化温度，其次采用先造粒再挤出成型的二步法工艺可大大提高管材挤出速度，有利于提高生产效率，且生产成本低。

Description

一种 PVC 管材组合物
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种PVC管材组合物。
背景技术
抗冲改性聚氯乙烯（Modified PVC，简称PVC-M）管材是在硬质聚氯乙烯（PVC-U）管材的基础上发展起来的，其特点是具有优异的韧性和抗冲击性能，能更好地抵抗管材安装和运输过程中产生的轻微划伤、点载荷和地基的不均匀下降；还可以有效的抵抗水锤，减少管线在运营过程中的破坏，在国内外广泛用作给水管网。
由于抗冲改性剂的耐热性能较差，在改善PVC管材抗冲性能的同时，其耐热性能大大降低。开发具有耐热性能的PVC高抗冲管材是当前的研究热点。中国专利《树枝状聚醚酮及其与PVC的耐热性共混物》（专利申请号：00104981.X）涉及一种树枝状聚醚酮，其玻璃转化温度（Tg）高于160℃，并研究了树枝状聚醚酮与PVC耐热改性共混物，但原料不易购置，生产成本高。日本专利（申请号JP20010289372）涉及可回收的耐热及工作稳定性较好的聚氯乙烯管材，其实施例中管材的维卡软化温度虽然大于等于80℃，达到城镇建设行业标准CJ/T272-2008《给水用抗冲改性聚氯乙烯（PVC-M）管材及管件》的指标，但是管材抗冲击性能不尽如人意，耐热性能仍然不显优异，且原料价格高，管材制作成本相对较高。众所周知，耐热改性和抗冲击改性是PVC改性中的一对矛盾，纯PVC的维卡软化温度很高，但冲击性能非常差；加入抗冲改性剂后，冲击性能得到改善，但维卡软化温度急剧下降。普通管材型材的维卡软化温度一般在80℃以下，要得到高维卡软化温度和高抗冲性能的PVC制品有相当大的研究的空间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种PVC管材组合物，该PVC管材的维卡软化温度可达90℃，同时具有良好的抗冲性能，在落锤冲击试验（0℃）中，管材100%合格，也即在耐热性和抗冲性之间达到平衡，满足大多数供水管材的材质要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种PVC管材组合物由下列以重量份数计的组份组成：PVC树脂75～85份，氯化聚氯乙烯（CPVC）15～25份，稳定剂1～3份，抗冲改性剂10～18份，润滑剂1.5～4.0份，抗氧剂0.2～0.8份，着色剂0.01～0.10份，填料1～5份。
优选地，一种PVC管材组合物包括下列以重量份数计的组份：PVC树脂80份，氯化聚氯乙烯（CPVC）20份，稳定剂3份，抗冲改性剂10份，润滑剂4.0份，抗氧剂0.8份，着色剂0.08份，填料5份。
所述氯化聚氯乙烯（CPVC）中氯含量为60～66%。
其中所述PVC树脂聚合度为1000，优选齐鲁石化公司生产的牌号为PVC S-1000的PVC管材专用树脂。
所述稳定剂为有机锡稳定剂，优选管材专用有机锡2903。
所述抗冲改性剂为耐热型丙烯酸酯类共聚物（ACR）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物（MBS）、丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）的两种或多种。
所述润滑剂为聚乙烯蜡、微晶蜡、硬脂酸盐（不包括硬脂酸铅）中的两种或多种。
所述抗氧剂为酚类抗氧剂和磷系抗氧剂，优选酚类抗氧剂1010。
所述着色剂为炭黑。
所述填料为碳酸钙，优选纳米活性碳酸钙。
与现有技术相比，本发明的一种PVC管材组合物具有以下有益效果：采用耐热改性树脂CPVC和耐热抗冲改性剂，保证管材有较高的抗冲性能同时具有较高的维卡软化温度，可达92.4℃。
具体实施方式
实施例 1
一种PVC管材组合物由以下述制备过程制得：
1、原料配混：将85份牌号为PVC S-1000的PVC、15份CPVC（氯含量60%）、1.0份的有机锡稳定剂、5份MBS助剂、5份ACR助剂、3份AS助剂、0.5份的硬脂酸钙、1.0份的PE蜡、0.2份的抗氧剂1010、0.01份的炭黑以及1份的纳米活性碳酸钙，加入到高速混合机混合10～15min，至混合温度100～130℃时，将物料放到低速混合机，待物料温度冷却至35～45℃时出料；
2、造粒和挤出成型：将混合好的物料采用双螺杆造粒，挤出机温度为：1区100℃、2区120℃、3区130℃、4区140℃、5区150℃、机头150℃，并将粒料在双螺杆挤出机上挤出管材，挤出机温度为：1区180℃、2区175℃、3区170℃、4区170℃、合流芯160℃、机头1区180℃、2区190℃，管材经冷却、切割、扩径、包装即为管材成品。
实施例 2 ～ 5
实施例2～5的管材所用组合物的配比见表1。
表1实施例2～5的管材所用组合物的配比（重量份数计，单位:份）
组分 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
PVC S-1000 80 75 85 82
CPVC 20（氯含量66%） 25（氯含量66%） 15（氯含量66%） 18（氯含量66%）
有机锡稳定剂2903 2.0 3.0 1.0 3.0
MBS助剂 10 0 5 5
ACR助剂 8 5 0 5
AS助剂 0 5 5 5
硬脂酸钙 1.0 1.5 1.5 1.0
PE蜡 1.5 2.5 1.5 2.0
抗氧剂1010 0.4 0.8 0.6 0.4
纳米活性碳酸钙 5 5 5 5
炭黑 0.06 0.08 0.10 0.06
该种PVC管材的制备方法同实施例1所述。
对比例 1 ～ 3
为说明本发明所述管材的优异性能，特进行了对比试验，对比例1～3所述管材的所用组合物的配比见表2。
表2 对比例1～3管材所用组合物的配比（重量份数计,单位：份）
组分 对比例1 对比例2 对比例3
PVC树脂（S-1000） 100 100 100
有机锡稳定剂 1.2 0 1.0
钙锌复合稳定剂 0 5 0
CPE（氯化聚乙烯）135A 6 8 7
ACR 2 0 0
硬脂酸钙 1.0 1.6 1.7
抗氧剂1010 0.5 0.4 0
填料 8 5 5
炭黑 0.05 0.05 0.05
钛白粉 2.5 2.5 2.5
对比例1～3所述管材的制备方法与实施例一样。
表3 实施例1～5所得管材的性能检测结果
检测项目 技术指标 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
落锤冲击试验（0℃），TIR TIR≤5% 合格 合格 合格 合格 合格
纵向回缩率 ≤5% 3.6 3.1 3.0 3.3 2.9
维卡软化温度 ≥80℃ 88.3 90.5 92.4 90.8 91.6
二氯甲烷浸渍试验（15℃，30min） 无破裂、无渗漏 合格 合格 合格 合格 合格
表4 对比例1～3所得管材的性能检测结果
相对于实施例，对比例管材的冲击性能较差、维卡软化温度较低。

Claims (9)

1.一种PVC管材组合物，由下列以重量份数计的组份组成：PVC树脂75～85份，氯化聚氯乙烯（CPVC）15～25份，稳定剂1～3份，抗冲改性剂10～18份，润滑剂1.5～4.0份，抗氧剂0.2～0.8份，着色剂0.01～0.10份，填料1～5份。
2.根据权利要求1所述的一种PVC管材组合物，其特征在于包括下列以重量份数计的组份：PVC树脂80份，氯化聚氯乙烯（CPVC）20份，稳定剂3份，抗冲改性剂10份，润滑剂4.0份，抗氧化剂0.8份，着色剂0.08份，填料5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种PVC管材组合物，其特征在于：所述氯化聚氯乙烯（CPVC）中氯含量为60～66%。
4.根据权利要求1或2所述的一种PVC管材组合物，其特征在于：所述PVC树脂平均聚合度为1000。
5.根据权利要求1或2所述的一种PVC管材组合物，其特征在于：所述稳定剂为有机锡稳定剂。
6.根据权利要求1或2所述的一种PVC管材组合物，其特征在于：所述抗冲改性剂为耐热型丙烯酸酯类共聚物（ACR）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物（MBS）、丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）中的两种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的一种PVC管材组合物，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡、微晶蜡、硬脂酸盐（不包括硬脂酸铅）中的两种或多种。
8.根据权利要求1或2所述的一种PVC管材组合物，其特征在于：所述抗氧剂为酚类抗氧剂。
9.根据权利要求1或2所述的一种PVC管材组合物，其特征在于：所述着色剂为炭黑。
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