CN107177147A - 一种高维卡、耐腐蚀、高强度cpvc板材及其制备方法 - Google Patents

一种高维卡、耐腐蚀、高强度cpvc板材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，所述CPVC板材的维卡软化温度在110℃‑120℃之间，拉伸强度为52MPa‑61MPa，热变形温度为108℃‑116℃，所述的CPVC板材是由如下重量份的原材料组成：CPVC树脂，80‑100份；PVC树脂，5‑20份；热稳定剂，4‑6份；辅助稳定剂，0.5‑2份；季戊四醇硬脂酸酯，1‑2份；外润滑剂，1‑4份；内润滑剂，1‑4份；加工助剂，0.5‑3.5份；抗冲改性剂，2‑5份；填料，3‑8份；颜料，0‑0.08份。由本发明生产的CPVC原料，成本比国外同类产品低10%~30%；其他助剂都是市售材料，价格优惠，综合计算本配方的成本比国外同类的配方料成本低20%~40%，而配方料的性能基本接近国外产品，因此，具有很好的市场竞争力。

Description

一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材及其制备方法。
背景技术
化工生产过程中会产生很多酸性、碱性、高盐液体和固体，这些物质很多都带有大量的热，因此储存或者中转这些物质需要特殊的装置。目前，化工生产过程中的存储装置主要由不锈钢、玻璃钢、搪瓷、水泥以及其他工程塑料或者衬胶材料构成，不锈钢物质不耐腐蚀，使用周期短，而且产生的锈蚀会影响产品质量；玻璃钢综合性能好，但是低温脆性大，而且施工时会产生大量污染，危害环境和工人健康；搪瓷和水泥以及玻璃不耐碱，而且都是高耗能材料，施工复杂；其他工程塑料或者衬胶材料耐热耐腐蚀性都较差，它们的综合性能较低，因此迫切需要一种能克服上述所有缺点的一种材料。
CPVC材料是PVC材料的改性产品，通过将更多的氯原子加到PVC分子链上，使其具有更好的耐腐蚀性、耐高温性和更高的强度，因此这种材料非常适合制备大型的耐热、耐酸、耐碱、耐盐存储或者转运装置。
此外，CPVC粘合仅仅需要专用胶水即可，操作非常方便，而且几乎无污染。欧美日本中东等发达国家已经大量将CPVC材料应用到化工行业，起到了很好的效果；我国也是化工大国，目前行业内主要采用金属、水泥、搪瓷以及常规塑料橡胶材料，CPVC材料使用很少，这主要是因为CPVC材料主要来自进口，价格高昂，限制了大范围运用，而国内厂家对CPVC研究开发起步晚，生产的CPVC树脂和配方料质量较差，很难满足工业生产要求，限制了这种材料的推广使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供能降低成本的一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，所述CPVC板材的维卡软化温度在110℃-120℃
之间，拉伸强度为52MPa-61MPa，热变形温度为108℃-116℃。
以下是本发明对上述方案的进一步优化：
所述的CPVC板材是由如下重量份的原材料组成：
CPVC树脂，80-100份；
PVC树脂，5-20份；
热稳定剂，4-6份；
辅助稳定剂，0.5-2份；
季戊四醇硬脂酸酯，1-2份；
外润滑剂，1-4份；
内润滑剂，1-4份；
加工助剂，0.5-3.5份；
抗冲改性剂，2-5份；
填料，3-8份；
颜料，0-0.08份。
进一步优化：所述CPVC树脂是通过引发剂和紫外照射结合的引发方式制备的，氯含量70%~72%，聚合度，400-600；所述PVC树脂为S-700。
进一步优化：所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂、稀土复合稳定剂的其中一种或两种1：1的组合物；辅助稳定剂为环氧大豆油。
进一步优化：所述外润滑剂为PE蜡、费托蜡的其中一种或两种的组合。
进一步优化：所述内润滑剂为OPE蜡、硬脂酸、硬脂酸钙的其中一种或几种的组合。
进一步优化：所述加工助剂为高分子量丙烯酸类加工助剂ACR201、ACR401的其中一种。
进一步优化：所述抗冲改性剂为MBS、CPE135A、抗冲型ASA的其中一种或几种的组合。
进一步优化：所述填料为白炭黑、钛白粉的其中一种或者几种的组合。
进一步优化：所述颜料为炭黑。
上述方案中，在CPVC中加入PVC树脂，能提高配方料的加工性能，改善料的高温流动性，同时可以降低配方成本。
热稳定剂的作用是高温加工时防止CPVC和PVC热分解；
辅助稳定剂的作用是高温加工时防止CPVC和PVC热分解，改善加工性能；
外润滑剂的作用是提高熔体脱模性，改善制品外观；
内润滑剂的作用是促进料塑化，改善加工流动性；
加工助剂的作用是促进料的塑化，提高熔体强度；
抗冲改性剂的作用是提高制品抗冲击性能；
填料的作用是提高制品刚度和硬度，调整制品颜色；
颜料的作用是调整制品颜色。
本发明还提供一种上述CPVC板材配方料的制备方法，包括以下步骤：将上述原料在室温状态下，按比例加入到高速混合机中，高速混合至125℃，然后放至冷混装置中降温至40℃出料，即得到CPVC板材粉料，然后制成CPVC板材。
本发明采用上述方案，制成的CPVC板材的维卡软化温度在110℃-120℃之间，拉伸强度为52MPa-61MPa，热变形温度为108℃-116℃；CPVC板材效果明显优于通用CPVC板材和市售PVC板。
由本发明生产的CPVC原料，成本比国外同类产品低10%~30%；其他助剂都是市售材料，价格优惠，综合计算本配方的成本比国外同类的配方料成本低20%~40%，而配方料的性能基本接近国外产品，因此，具有很好的市场竞争力。
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
具体实施方式
实施例1，一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，所述CPVC板材的维卡软化温度在112
℃，拉伸强度为52MPa，热变形温度为110℃。
所述的CPVC板材是由如下重量份的原材料组成：
CPVC树脂：为氯含量70%，聚合度600的CPVC树脂100份；
PVC树脂S-700，5份；
热稳定剂：为钙锌复合稳定剂5份；
辅助稳定剂：为环氧大豆油1.2份；
季戊四醇硬脂酸酯1份；
外润滑剂：为费托蜡1.4份；
内润滑剂：为硬脂酸1.3份；
加工助剂：为ACR401，1.8份；
抗冲改性剂：为MBS树脂3份；
填料：为白炭黑5份；
颜料：为炭黑0.03份。
所述CPVC树脂是通过引发剂和紫外照射结合的引发方式制备的，将上述原料在室温状态下按比例加入到高速混合机中，高速混合至125℃，然后放至冷混装置中降温至40℃出料，即得到一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材粉料，然后制成CPVC板材。
实施例2，一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，所述CPVC板材的维卡软化温度在118
℃，拉伸强度为58MPa，热变形温度为114℃。
所述的CPVC板材是由如下重量份的原材料组成：
CPVC树脂：为氯含量71%，聚合度600的CPVC树脂100份；
PVC树脂S-700，5份；
热稳定剂：为稀土复合稳定剂5份；
辅助稳定剂：为环氧大豆油0.5份；
季戊四醇硬脂酸酯1.2份；
外润滑剂：为PE蜡2.5份；
内润滑剂：为OPE蜡1份；
加工助剂：为ACR401，2份；
抗冲改性剂：为CPE135A，5份；
填料：为钛白粉3份。
所述CPVC树脂是通过引发剂和紫外照射结合的引发方式制备的，将上述原料在室温状态下按比例加入到高速混合机中，高速混合至125℃，然后放至冷混装置中降温至40℃出料，即得到一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材粉料，然后制成CPVC板材。
实施例3，一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，所述CPVC板材的维卡软化温度在120℃，拉伸强度为61MPa，热变形温度为116℃。
所述的CPVC板材是由如下重量份的原材料组成：
CPVC树脂：为氯含量72%，聚合度600的CPVC树脂100份；
PVC树脂S-700，10份；
热稳定剂：为钙锌复合稳定剂3份、稀土复合稳定剂3份；
辅助稳定剂：为环氧大豆油0.8份；
季戊四醇硬脂酸酯2份；
外润滑剂：为PE蜡1份；
内润滑剂：为硬脂酸钙1份；
加工助剂：为ACR201，1.5份；
抗冲改性剂：为抗冲型ASA，1.5份；
填料：为白炭黑6份；
颜料：为炭黑0.06份。
所述CPVC树脂是通过引发剂和紫外照射结合的引发方式制备的，将上述原料在室温状态下按比例加入到高速混合机中，高速混合至125℃，然后放至冷混装置中降温至40℃出料，即得到一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材粉料，然后制成CPVC板材。
实施例4，一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，所述CPVC板材的维卡软化温度在117
℃之间，拉伸强度为59MPa，热变形温度为113℃。
所述的CPVC板材是由如下重量份的原材料组成：
CPVC树脂：为氯含量72%，聚合度500的CPVC树脂100份；
PVC树脂S-700，10份；
热稳定剂：为稀土复合稳定剂4份；
辅助稳定剂：为环氧大豆油1.6份；
季戊四醇硬脂酸酯1.6份；
外润滑剂：为PE蜡0.6份、费托蜡0.6份；
内润滑剂：为OPE蜡1.2份、硬脂酸1.2份；
加工助剂：为ACR401，3.5份；
抗冲改性剂：为抗冲型ASA 2份、MBS树脂2份、CPE135A 2份；
填料：为白炭黑4份、钛白粉 1.2份；
颜料：为炭黑0.05份。
所述CPVC树脂是通过引发剂和紫外照射结合的引发方式制备的，将上述原料在室温状态下按比例加入到高速混合机中，高速混合至125℃，然后放至冷混装置中降温至40℃出料，即得到一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材粉料，然后制成CPVC板材。
实施例 5，一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，所述CPVC板材的维卡软化温度在
111℃，拉伸强度为54MPa，热变形温度为108℃。
所述的CPVC板材是由如下重量份的原材料组成：
CPVC树脂：为氯含量70%，聚合度500的CPVC树脂80份；
PVC树脂：S-700，20份；
热稳定剂：为钙锌复合稳定剂5份；
辅助稳定剂：为环氧大豆油1.2份；
季戊四醇硬脂酸酯1.0份；
外润滑剂：为PE蜡1.5份；
内润滑剂：为OPE蜡0.5份、硬脂酸2.2份；
加工助剂：为ACR201，0.5份；
抗冲改性剂：为CPE135A，2份；
填料：为白炭黑8份；
颜料：为炭黑0.04份。
所述CPVC树脂是通过引发剂和紫外照射结合的引发方式制备的，将上述原料在室温状态下按比例加入到高速混合机中，高速混合至125℃，然后放至冷混装置中降温至40℃出料，即得到一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材粉料，然后制成CPVC板材。
实施例 6，一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，所述CPVC板材的维卡软化温度在
110℃，拉伸强度为56MPa，热变形温度为108℃。
所述的CPVC板材是由如下重量份的原材料组成：
CPVC树脂：为氯含量71%，聚合度400的CPVC树脂 90份；
PVC树脂：S-700，10份；
热稳定剂：为稀土复合稳定剂2份、钙锌复合稳定剂2份；
辅助稳定剂：为环氧大豆油0.8份；
季戊四醇硬脂酸酯1.2份；
外润滑剂：为PE蜡1.5份；
内润滑剂：为OPE蜡0.5份、硬脂酸1.2份；
加工助剂：为ACR201，0.5份；
抗冲改性剂：为CPE135A，2份；
填料：为白炭黑6份；
颜料：为炭黑0.06份。
所述CPVC树脂是通过引发剂和紫外照射结合的引发方式制备的，将上述原料在室温状态下按比例加入到高速混合机中，高速混合至125℃，然后放至冷混装置中降温至40℃出料，即得到一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材粉料，然后制成CPVC板材。
在实施例1至6中，热稳定剂的作用是高温加工时防止CPVC和PVC热分解；辅助稳定剂的作用是高温加工时防止CPVC和PVC热分解，改善加工性能；外润滑剂的作用是提高熔体脱模性，改善制品外观；内润滑剂的作用是促进料塑化，改善加工流动性；加工助剂的作用是促进料的塑化，提高熔体强度；抗冲改性剂的作用是提高制品抗冲击性能；填料的作用是提高制品刚度和硬度，调整制品颜色；颜料的作用是调整制品颜色。
将根据实施例1至6的配方料上机加工出CPVC板材，经过测算得到测试结果如下表所示：
由上表可以看出，根据实施例1-6中加工的CPVC板材的维卡软化温度在110℃-120℃之间，拉伸强度为52MPa-61MPa，热变形温度为108℃-116℃，而通用CPVC板材维卡在106℃，拉伸强度54MPa，热变形温度104℃，而市售PVC的指标分别为82℃，42MPa，74℃，并且实施例3性能指标最好。
将根据实施例1至6生产的CPVC板材、通用CPVC板材、市售PVC板材的各样条分别放入温度在40-60℃的硫酸、盐酸和硝酸中浸泡500h，测试结果如下表所示：
实施例对比 40℃ 50%硫酸 50℃50%硫酸 60℃50%硫酸
实施例1 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
实施例2 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
实施例3 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
实施例4 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
实施例5 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
实施例6 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
通用CPVC板材 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
市售PVC板 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，很小变形 很少腐蚀，明显变形
实施例对比 40℃35%盐酸 50℃ 35%盐酸 60℃35%盐酸
实施例1 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
实施例2 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
实施例3 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
实施例4 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
实施例5 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
实施例6 无腐蚀，无变形 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形
通用CPVC板材 无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，几乎无变形
市售PVC板 几乎无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，稍有变形 几乎无腐蚀，明显变形
实施例对比 40℃75%硝酸 50℃75%硝酸 60℃75%硝酸
实施例1 几乎无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形 腐蚀，不可用
实施例2 几乎无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形 腐蚀，不可用
实施例3 几乎无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形 腐蚀，不可用
实施例4 几乎无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形 腐蚀，不可用
实施例5 几乎无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形 腐蚀，不可用
实施例6 几乎无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形 腐蚀，不可用
通用CPVC板材 几乎无腐蚀，无变形 几乎无腐蚀，无变形 腐蚀，不可用
市售PVC板 几乎无腐蚀，无变形 比较明显腐蚀，无变形 严重腐蚀，不可用
由上表可以看出根据实施例1-6生产出的CPVC板材效果明显优于通用CPVC板材和市售PVC板。
由本发明生产的CPVC原料，成本比国外同类产品低10%~30%；其他助剂都是市售材料，价格优惠，综合计算本配方的成本比国外同类的配方料成本低20%~40%，而配方料的性能基本接近国外产品，因此，具有很好的市场竞争力。

Claims (10)

1.一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，其特征在于：所述CPVC板材的维卡软化温
度在110℃-120℃之间，拉伸强度为52MPa-61MPa，热变形温度为108℃-116℃。
2.根据权利要求1所述的一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，其特征在于：所述的
CPVC板材是由如下重量份的原材料组成：
CPVC树脂，80-100份；
PVC树脂，5-20份；
热稳定剂，4-6份；
辅助稳定剂，0.5-2份；
季戊四醇硬脂酸酯，1-2份；
外润滑剂，1-4份；
内润滑剂，1-4份；
加工助剂，0.5-3.5份；
抗冲改性剂，2-5份；
填料，3-8份；
颜料，0-0.08份。
3.根据权利要求1所述的一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，其特征在于：所述CPVC树脂是通过引发剂和紫外照射结合的引发方式制备的，氯含量70%~72%，聚合度，400-600。
4.根据权利要求1所述的一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，其特征在于：所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂、稀土复合稳定剂的其中一种或两种1：1的组合物；辅助稳定剂为环氧大豆油。
5.根据权利要求1所述的一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，其特征在于：所述外润滑剂为PE蜡、费托蜡的其中一种或两种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，其特征在于：所述内润滑剂为OPE蜡、硬脂酸、硬脂酸钙的其中一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，其特征在于：所述加工助剂为高分子量丙烯酸类加工助剂ACR201、ACR401的其中一种。
8.根据权利要求1所述的一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，其特征在于：所述抗冲改性剂为MBS、CPE135A、抗冲型ASA的其中一种或几种的组合。
9.根据权利要求1所述的一种高维卡、耐腐蚀、高强度CPVC板材，其特征在于：所述填料为白炭黑、钛白粉的其中一种或者几种的组合。
10.根据权利要求1至9中的任一所述的CPVC板材配方料的制备方法，其特征在于：将上述原料在室温状态下，按比例加入到高速混合机中，高速混合至125℃，然后放至冷混装置中降温至40℃出料，即得到CPVC板材粉料，然后制成CPVC板材。
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