CN107325428A - 一种pvc管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种PVC管材，所述管材包括如下重量份的组成：PVC树脂 75～110份；阻燃剂0.5～10份增韧剂；2～8份PE蜡1～3份；聚四氟乙烯3～6份；含硫有机锡盐类热稳定剂2～4份；表面改性剂0.5～2.5份；轻质碳酸钙粉15～25份；增塑剂2～3份；本发明所提供的PVC管材具备良好的阻燃性能且无卤环保，所得制品的刚性大、强度高且兼具出色的韧性，呈现出优异的综合力学特性，还具备防紫外线辐射的抗老化性能，安全系数高，延长了使用寿命。本发明还公开了该PVC管材的制备方法，此种制造过程易于实现，原料丰富且价格低廉，该制备方法适于工业化生产，具有很强的竞争优势。

Description

一种PVC管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑胶管道技术领域，特别涉及一种PVC管材及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是一类含有少量结晶结构的无定形聚合物，作为性能突出、极受青睐的高分子合成材料，在实际生产过程中，PVC基体材料会添加其他组分以使最终制品获得耐热性、延展性，作为五大通用塑料之一，聚氯乙烯以其原料来源充足、耐化学品性好、机械强度高、电绝缘性能优良、价格具备竞争优势等特点在建筑材料、工业技术、日常生活等诸多领域被广泛应用，目前是世界上产量最大的塑料产品之一。
PVC管是一种硬质的聚氯乙烯管，自从1937年PVC率先被德国化学家应用于管材制造原料以来，经过结构的不断改进与性能的发展优化，PVC管材在建筑内给水与排水、农田灌溉、矿山以及实验室通风技术领域备受推崇，其制造方法是通过将PVC树脂与润滑剂、稳定剂以及所需的其他助剂等混合后热压成型来实现，此种管材出高模量、质轻、耐酸碱性佳、使用寿命长、价格低廉，然而，PVC管材在使用过程中存在阻燃性能不佳的问题，难以满足阻燃等级较高场合的使用需求，同时，PVC管材非常容易产生脆性破坏现象，导致材料易断裂，降低了制品的使用寿命，PVC管材的综合性能受到限制。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种具备阻燃性能的PVC管材。
本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种PVC管材，包括以下重量配比的原料：
PVC树脂 75～110份；
阻燃剂 0.5～10份；
增韧剂 2～8份；
PE蜡 1～3份；
聚四氟乙烯 3～6份；
含硫有机锡盐类热稳定剂 2～4份；
表面改性剂 0.5～2.5份；
轻质碳酸钙粉 15～25份；
增塑剂 2～3份。
所述阻燃剂包括纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁与有机硅、磷酸盐中的一种或多种复配而成。
所述阻燃剂为有机硅、纳米氢氧化镁、磷酸盐按照重量份为6:3:2的比例设置。
本发明中，PVC管材中添加有阻燃剂，该阻燃剂为有机硅、纳米氢氧化镁、磷酸盐三者复配而成，优选地，当上述三种组分按照重量份为6:3:2设置时，能够赋予制品优异的阻燃特性；PE蜡化学性质稳定、电性能良好，在本发明中作为润滑剂使用时，能够增加产品的光泽度和加工性能；轻质碳酸钙粉具备增加产品体积、降低成本的作用，还能改善加工性能，如调节制品的粘度、流变性能、硫化性能，提高产物的尺寸稳定性。
所述管材包括以下重量配比的原料：
PVC树脂 100份；
阻燃剂 0.5～8份；
增韧剂 2～8份；
PE蜡 1～3份；
聚四氟乙烯 3～6份；
含硫有机锡盐类热稳定剂 2～4份；
表面改性剂 0.5～2.5份；
轻质碳酸钙粉 15～25份；
增塑剂 2～3份。
所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、MBS、MIS中的一种或多种复合而成。
所述增塑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙中的一种或多种复配而成。
所述表面改性剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅中的一种或多种复合而成。
本发明的第二个目的在于提供一种PVC管材的制备方法。
本发明的第二个技术目的是通过以下技术方案实现的：
一种PVC管材的制备方法，包括如下步骤：
步骤⑴：将PVC树脂、阻燃剂、增韧剂、聚四氟乙烯、表面改性剂、轻钙粉、增塑剂按照配比放入高速混合机中，加热至75～85℃，搅拌30分钟；
步骤⑵：在115～120℃的温度条件下加入有机锡热稳定剂进行搅拌并且加温到 105～110℃后再加入PE蜡搅拌均匀冷却至60℃出料；
步骤⑶：将预混好的反应物料加入到挤出机中，在170～190℃的温度条件下依次经过熔融、塑化、混合等过程从机头连续挤出物料，获得所述PVC管材。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明所提供的PVC管材中添加有阻燃剂，所制备的成品被赋予良好的阻燃性能，且该阻燃剂无卤环保，不会对人体或者环境造成伤害，该管材制品的刚性大、拉伸强度高，与此同时还具备抗冲击韧性，在使用时不易发生脆性断裂，具有很好的机械性能，该管材中多种助剂的添加还使得制品具备良好的加工流动性与抗老化特性，能够满足多种使用需求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
一种PVC管材，包括以下重量份的原料配比：
PVC树脂100份；
阻燃剂0.5份，该阻燃剂为有机硅、纳米氢氧化镁、磷酸盐按照重量比为6:3:2的比例设置；
增韧剂2份，该增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；
PE蜡3份；
聚四氟乙烯6份；
含硫有机锡盐类热稳定剂2份；
表面改性剂0.5份，该表面改性剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅按照1:1的重量比配制而成；
轻质碳酸钙粉15份；
增塑剂2份。
上述PVC管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤：将PVC树脂100份、阻燃剂0.5份、增韧剂2份、聚四氟乙烯6份、表面改性剂0.5份、轻质碳酸钙粉15份、增塑剂2份按照上述配比放入高速混合机中，加热至85℃，搅拌30分钟；
步骤：在118℃的温度条件下加入含硫有机锡盐类热稳定剂2份进行搅拌并且加温到105℃后再加入PE 3份蜡搅拌均匀冷却至 60℃出料；
步骤：将预混好的反应物料加入到挤出机中，在180℃的温度下依次经过熔融、塑化、混合等过程从机头连续挤出物料，获得所述PVC管材。
实施例二：
一种PVC管材，包括以下重量份的原料：
PVC树脂100份；
阻燃剂1份，该阻燃剂为有机硅、纳米氢氧化镁、磷酸盐按照重量比为6:3:2的比例设置；
增韧剂2份，该增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；
PE蜡3份；
聚四氟乙烯6份；
含硫有机锡盐类热稳定剂2份；
表面改性剂1份，该表面改性剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅按照1:1的重量比配制而成；
轻质碳酸钙粉15份；
增塑剂2份。
本实施例中PVC管材的制备方法同上述所述的实施例一的制备方法。
实施例三：
一种PVC管材，包括以下重量份的原料：
PVC树脂100份；
阻燃剂2份，该阻燃剂为有机硅、纳米氢氧化镁、磷酸盐按照重量比为6:3:2的比例设置；
增韧剂4份，该增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；
PE蜡3份；
聚四氟乙烯6份；
含硫有机锡盐类热稳定剂3份；
表面改性剂1.5份，该表面改性剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅按照1:1的重量比配制而成；
轻质碳酸钙粉20份；
增塑剂2.5份。
本实施例中PVC管材的制备方法同上述所述的实施例一的制备方法。
实施例四：
一种PVC管材，包括以下重量份的原料：
PVC树脂100份；
阻燃剂4份，该阻燃剂为有机硅、纳米氢氧化镁、磷酸盐按照重量比为6:3:2的比例设置；
增韧剂4份，该增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；
PE蜡2.5份；
聚四氟乙烯5.5份；
含硫有机锡盐类热稳定剂3份；
表面改性剂1.5份，该表面改性剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅按照1:1的重量比配制而成；
轻质碳酸钙粉20份；
增塑剂2.5份。
本实施例中PVC管材的制备方法同上述所述的实施例一的制备方法。
实施例五：
一种PVC管材，包括以下重量份的原料：
PVC树脂100份；
阻燃剂8份，该阻燃剂为有机硅、纳米氢氧化镁、磷酸盐按照重量比为6:3:2的比例设置；
增韧剂6份，该增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；
PE蜡2份；
聚四氟乙烯5.5份；
含硫有机锡盐类热稳定剂4份；
表面改性剂2份，该表面改性剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅按照1:1的重量比配制而成；
轻质碳酸钙粉25份；
增塑剂2.8份。
本实施例中PVC管材的制备方法同上述所述的实施例一的制备方法。
实施例六：
一种PVC管材，包括以下重量份的原料：
PVC树脂100份；
阻燃剂8份，该阻燃剂为有机硅、纳米氢氧化镁、磷酸盐按照重量比为6:3:2的比例设置；
增韧剂8份，该增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；
PE蜡1份；
聚四氟乙烯3份；
含硫有机锡盐类热稳定剂4份；
表面改性剂2.5份，该表面改性剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅按照1:1的重量比配制而成；
轻质碳酸钙粉25份；
增塑剂3份。
本实施例中PVC管材的制备方法同上述所述的实施例一的制备方法。
表1 PVC管材物料组分与含量表
基本性能测试
对于本发明中按照实施例一至实施例六中的配方制备的PVC管材的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率、热收缩率性能进行测试。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种PVC管材，其特征在于，所述管材包括以下重量配比的原料：
PVC树脂 75～110份；
阻燃剂 0.5～10份；
增韧剂 2～8份；
PE蜡 1～3份；
聚四氟乙烯 3～6份；
含硫有机锡盐类热稳定剂 2～4份；
表面改性剂 0.5～2.5份；
轻质碳酸钙粉 15～25份；
增塑剂 2～3份。
2.根据权利要求1所述的一种PVC管材，其特征在于，所述阻燃剂包括纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁与有机硅、磷酸盐中的一种或多种复配而成。
3.根据权利要求2所述的一种PVC管材，其特征在于，所述阻燃剂为有机硅、纳米氢氧化镁、磷酸盐按照重量份为6:3:2的比例设置。
4.根据权利要求1所述的一种PVC管材，其特征在于，所述管材包括以下重量配比的原料：
PVC树脂 100份；
阻燃剂 0.5～8份；
增韧剂 2～8份；
PE蜡 1～3份；
聚四氟乙烯 3～6份；
含硫有机锡盐类热稳定剂 2～4份；
表面改性剂 0.5～2.5份；
轻质碳酸钙粉 15～25份；
增塑剂 2～3份。
5.根据权利要求1或4所述的一种PVC管材，其特征在于，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、MIS、EVA中的一种或多种复合而成。
6.根据权利要求1或4所述的一种PVC管材，其特征在于，所述增塑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙中的一种或多种复配而成。
7.根据权利要求1或4所述的一种PVC管材，其特征在于，所述表面改性剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅中的一种或多种复合而成。
8.一种PVC管材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤：将PVC树脂、阻燃剂、增韧剂、聚四氟乙烯、表面改性剂、轻钙粉、增塑剂按照配比放入高速混合机中，加热至75～85℃，搅拌30分钟；
步骤：在115～120℃的温度条件下加入有机锡热稳定剂进行搅拌并且加温到 105～110℃后再加入PE蜡搅拌均匀冷却至 60℃出料；
步骤：将预混好的反应物料加入到挤出机中，在170～190℃的温度条件下依次经过熔融、塑化、混合等过程从机头连续挤出物料，获得所述PVC管材。
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