CN107556662B - 一种采用abs作为改性剂的pvc给水管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用ABS作为改性剂的PVC给水管,包括PVC管体,所述PVC管体包括以下重量份原料制备而成:聚氯乙烯树脂95‑105份、ABS树脂1‑2份、沉淀硫酸钡1‑2份和稳定剂2‑5份,所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为0.5‑20μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为0.5‑5m2/g。本发明的采用ABS作为改性剂的PVC给水管具有仅需添加少量ABS即可显著增加管材的拉伸屈服强度的优点。

Description

一种采用ABS作为改性剂的PVC给水管
技术领域
本发明涉及管道技术,特别涉及一种采用ABS作为改性剂的PVC给水管。
背景技术
PVC给水管是以卫生级聚氯乙烯树脂为主要原料,添加定量的稳定剂、润滑剂、填充剂、增色剂等,经塑料挤出机挤出成型和注塑机注塑成型,通过冷却、固化、定型、检验、包装等工序生产出的一种给水用管材。
现有技术中的PVC给水管,其常见的改性剂主要有氯化聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯类(ACR)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接支共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。其中,CPE因原料成本较低而较为常见。已知丙烯酸酯类(ACR)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接支共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)用于改性PVC树脂,可较好的提高PVC的拉伸屈服强度、断裂伸长率、简支梁冲击强度以及热稳定性(200℃)。然而,由于现有技术中PVC给水管中添加丙烯酸酯类(ACR)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接支共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中的任意一种原料的有效含量一般不少于10重量份(以PVC树脂为100重量份为参照),并且丙烯酸酯类(ACR)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接支共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)原料的成本均较高,因而,现有技术中,由于成本的约束,丙烯酸酯类(ACR)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接支共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)作为抗冲击改性剂无法广泛应用于PVC给水管中。
现有技术中亟需找到一种办法,以将ABS改性剂广泛应用于改性PVC给水管中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种采用ABS作为改性剂的的PVC给水管,通过大幅降低ABS改性剂的含量以有效控制成本,进而实现ABS改性剂在PVC给水管中广泛应用。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种采用ABS作为改性剂的PVC给水管,包括PVC管体,所述PVC管体包括以下重量份原料制备而成:聚氯乙烯树脂95-105份、ABS树脂1-2份、沉淀硫酸钡1-2份和稳定剂2-5份,所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为0.5-20μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为0.5-5m2/g。
本发明的有益效果在于:
通过在聚氯乙烯树脂中加入沉淀硫酸钡,沉淀硫酸钡作为填充改性剂,由于ABS与聚氯乙烯树脂混合后的共混体系显示为半相容的混合体系,即显示为海岛结构,而本发明的上述沉淀硫酸钡可与ABS一起溶于聚氯乙烯树脂中,一方面,沉淀硫酸钡可与ABS和聚氯乙烯树脂混合后形成的海岛结构相互作用,另一方面,本发明的上述沉淀硫酸钡设计(线性平均粒径和比表面积),使得沉淀硫酸钡具有适宜的颗粒大小,该颗粒大小使得沉淀硫酸钡具有适宜的刚性,进而沉淀硫酸钡进入ABS和聚氯乙烯树脂混合后形成的海岛结构之后,可显著增加管材的拉伸屈服强度,因而不需要通过增加ABS的份量来增强管材的性能。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式予以说明。
本发明最关键的构思在于:设计上述沉淀硫酸钡与ABS树脂共用,二者联用,从而在保证管材性能的前提下降低ABS的使用份量。
本发明提供一种采用ABS作为改性剂的PVC给水管,包括PVC管体,所述PVC管体包括以下重量份原料制备而成:聚氯乙烯树脂95-105份、ABS树脂1-2份、沉淀硫酸钡1-2份和稳定剂2-5份,所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为0.5-20μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为0.5-5m2/g。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:
通过在聚氯乙烯树脂中加入沉淀硫酸钡,沉淀硫酸钡作为填充改性剂,由于ABS与聚氯乙烯树脂混合后的共混体系显示为半相容的混合体系,即显示为海岛结构,而本发明的上述沉淀硫酸钡可与ABS一起溶于聚氯乙烯树脂中,一方面,沉淀硫酸钡可与ABS和聚氯乙烯树脂混合后形成的海岛结构相互作用,另一方面,本发明的上述沉淀硫酸钡设计(线性平均粒径和比表面积),使得沉淀硫酸钡具有适宜的颗粒大小,该颗粒大小使得沉淀硫酸钡具有适宜的刚性,进而沉淀硫酸钡进入ABS和聚氯乙烯树脂混合后形成的海岛结构之后,可显著增加管材的拉伸屈服强度,因而不需要通过增加ABS的份量来增强管材的性能。
进一步的,所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为15-20μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为3-5m2/g。
由上述描述可知,优选的,上述线性平均粒径与比表面积的配合设计,对管材的拉伸屈服强度性能具有优异的增强作用。
进一步的,所述稳定剂为复合铅盐稳定剂、稀土复合稳定剂、钙锌复合稳定剂、硬脂酸钙和有机锡稳定剂中的至少一种。
进一步的,所述稳定剂为硬脂酸钙和有机锡稳定剂按照1:3-5的质量比值进行混合后的混合物。
由上述描述可知,采用上述硬脂酸钙和有机锡稳定剂按照1:3-5的质量比值进行混合后的混合物作为稳定剂,是对于ABS与沉淀硫酸钡联合使用作为原料的针对性的设计,可以针对性地提高共混后的海岛结构的稳定性,进而提高管材的稳定性。
进一步的,所述PVC管体的制备原料还包括润滑剂1-5份。
进一步的,所述润滑剂为金属皂类润滑剂和环氧大豆油的混合物。
进一步的,所述金属皂类润滑剂和环氧大豆油的含量比值为1:3。
进一步的,所述金属皂类润滑剂为硬脂酸钙。
由上述描述可知,优选的,润滑剂为金属皂类润滑剂和环氧大豆油的混合物,更为优选的,金属皂类润滑剂为硬脂酸钙,金属皂类润滑剂和环氧大豆油的含量比值为2-3:0.1-0.5。由于PVC是极性分子,润滑剂中极性基团的极性即含量就决定了其与PVC的相容度,极性越接近PVC,与PVC的相容度越好,内润滑作用越强,反之,润滑剂和PVC的相容度越低,就会向表面迁移,起界面润滑作用。根据上述原理,本发明通过金属皂类润滑剂和环氧大豆油的混合物作为润滑剂,一方面,金属皂类润滑剂为外润滑剂,同时兼具作为热稳定剂,可与上述复合热稳定剂协同作用,保证非常良好的热稳定性能,另一方面,环氧大豆油属于环氧类增塑剂,环氧大豆油与PVC的相溶性很好,挥发性低,迁移性小,上述非常小分量的环氧大豆油的加入,与金属皂类润滑剂混合后,可以同时获得较好的外润滑和内润滑的作用。上述润滑剂的设计尤其适合非标型材。
本发明的实施例一为:
本实施例的采用ABS作为改性剂的PVC给水管,包括PVC管体,所述PVC管体包括以下重量份原料制备而成:聚氯乙烯树脂95份、ABS树脂1份、沉淀硫酸钡1份、稳定剂2份和润滑剂1份,所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为0.5μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为0.5m2/g。所述稳定剂为硬脂酸钙和有机锡稳定剂按照1:3的质量比值进行混合后的混合物。
本实施例的PVC给水管的制备方法可以采用现有技术中的PVC管材的制备方法,例如,可采用双螺杆挤出机和相应大小模具进行生产制备。双螺杆挤出机的工艺参数可采用现有技术中常用的工艺进行。
本发明的实施例二为:
本实施例的采用ABS作为改性剂的PVC给水管,包括PVC管体,所述PVC管体包括以下重量份原料制备而成:聚氯乙烯树脂105份、ABS树脂2份、沉淀硫酸钡2份、稳定剂5份和润滑剂5份,所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为20μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为5m2/g。所述稳定剂为硬脂酸钙和有机锡稳定剂按照5的质量比值进行混合后的混合物。
本发明的实施例三为:
本实施例的采用ABS作为改性剂的PVC给水管,包括PVC管体,所述PVC管体包括以下重量份原料制备而成:聚氯乙烯树脂100份、ABS树脂1.5份、沉淀硫酸钡1.5份、稳定剂3份和润滑剂3份,所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为10μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为2m2/g。所述稳定剂为硬脂酸钙和有机锡稳定剂按照1:4的质量比值进行混合后的混合物。
本发明的实施例四为:
本实施例的采用ABS作为改性剂的PVC给水管,与实施例一相同,唯一不同的是:所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为15μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为3m2/g。
本发明的实施例五为:
本实施例的采用ABS作为改性剂的PVC给水管,与实施例一相同,唯一不同的是:所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为19μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为4.5m2/g。
本发明的实施例六为:
本实施例的采用ABS作为改性剂的PVC给水管,与实施例一相同,唯一不同的是:所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为18μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为4m2/g。
性能测试
1、采用双螺杆挤出机和相应大小的模具进行工艺生产,以制备获得实施例一至实施例六的PVC给水管的PVC管体,并且按照GB/T 10002.1标准分别对其进行外观、不透光性、落锤冲击试验、二氯甲烷浸渍试验和液压实验的测试。
外观、不透光性、落锤冲击试验、二氯甲烷浸渍试验和液压实验的测试结果参见下表1。
表1
Figure BDA0001430491490000051
Figure BDA0001430491490000061
2、将实施例一至实施例六的PVC给水管的PVC管体分别进行拉伸屈服强度、断裂伸长率和简支梁冲击强度的测试。
同时,将实施例一中的ABS树脂和沉淀硫酸钡替换为10重量份的ABS树脂,其他均与实施例一相同,作为对比例1;将实施例一中的沉淀硫酸钡删去,其他均与实施例一相同,作为对比例2;将实施例一中的ABS树脂和沉淀硫酸钡替换为15重量份的沉淀硫酸钡,其他均与实施例一相同,作为对比例3;对比例1-3分别与实施例一至实施例六的PVC给水管的PVC管体同时进行拉伸屈服强度、断裂伸长率和简支梁冲击强度的测试。
测试结果见表2。
表2
Figure BDA0001430491490000062
根据表1-2可知,本发明的PVC给水管的PVC管体的拉伸屈服强度、断裂伸长率和简支梁冲击强度均明显高于对比例1,且各性能符合GB/T 10002.1标准要求。
综上所述,本发明提供的采用ABS作为改性剂的PVC给水管具有仅需添加少量ABS即可显著增加管材的拉伸屈服强度的优点。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种采用ABS作为改性剂的PVC给水管,包括PVC管体,其特征在于,所述PVC管体包括以下重量份原料制备而成:聚氯乙烯树脂95-105份、ABS树脂1-2份、沉淀硫酸钡1-2份和稳定剂2-5份,所述沉淀硫酸钡的线性平均粒径为15-19μm,所述沉淀硫酸钡的比表面积为3-4.5m2/g;所述稳定剂为复合铅盐稳定剂、稀土复合稳定剂、钙锌复合稳定剂、硬脂酸钙和有机锡稳定剂中的至少一种;所述PVC管体的制备原料还包括润滑剂1-5份,所述润滑剂为硬脂酸钙和环氧大豆油的混合物,硬脂酸钙和环氧大豆油的含量比值为2-3:0.1-0.5。
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