CN107603056B - 硬质pvc材料组合物及其制备方法、用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硬质PVC材料组合物及其制备方法、用途，由包括以下质量份的各原料制备而成：PVC100份，稳定剂0.5‑20份，增塑剂0‑10份，加工助剂0.5‑10份，改质剂0.5‑10份，润滑剂0.1‑5份，填料1‑30份，色料0‑5份；其中，所述PVC中，PVC新料与PVC回收料的重量分数之比为(7‑10)：1。与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：本发明通过在PVC中加入回收料，并对新料与回收料的比例进行优化，不仅降低了成本，更重要的是实现了硬度的提升。

Description

硬质PVC材料组合物及其制备方法、用途

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，特别是涉及一种硬质PVC材料组合物及其制备方法、用途。

背景技术

目前，冷却塔广泛应用于空调冷却系统、冷冻系列、电炉、注塑、制革、发电、汽轮机、铝型材加工、空压机、工业水冷却等领域。其作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气中。且冷却塔中水的冷却过程，主要在填料中进行，冷却塔的冷却效果很大程度上取决于填料的热交换性能。而常用金属作为冷却塔填料，但金属填料具有容易受潮生锈、成本高、笨重、安装不便、容易结垢、清洗不便等缺点。

PVC填料绿色环保、低碳，成为发展趋势，特殊耐高温冷却水处理PVC材料已成为替代金属材料的最佳选择，受到各国关注。相比金属填料，PVC填料热力性能好，气流阻力小，刚性好，耐热性好，耐寒好，耐候阻燃性好，其具有价格低廉、容易成型、质轻、安装方便、防腐蚀、清洗后可重复使用，冷却效果好，亲水性能强等优点。冷却塔填料用PVC硬质材料以其优异的综合性能、较低的价格、质轻等特点，在国民经济和生活中的作用越来越重要，具有广阔的发展前景。

但是目前的硬质PVC材料成本较高，硬度也有待改进。

发明内容

基于此，有必要针对硬质PVC材料成本高、硬度不足等问题，本发明的首要目的是提供一种成本低、硬度强的硬质PVC材料。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一个目的是提供一种硬质PVC材料组合物，由包括以下质量份的各原料制备而成：

其中，所述PVC中，PVC新料与PVC回收料的重量分数之比为(7-10)：1。

在其中一些实施例中，所述硬质PVC材料组合物由包括以下质量份的各原料制备而成：

其中，所述PVC中，PVC新料与PVC回收料的重量分数之比为9：1。

在其中一些实施例中，所述PVC为SG-5、S-65、HG-800、DG-800、TL-800、 TL-1000、S-1007、S-1008中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述稳定剂为有机锡稳定剂、钙锌复合稳定剂、镁铝锌复合稳定剂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述增塑剂为环氧大豆油、TOTM(偏苯三酸三辛酯)、 DOTP(对苯二甲酸二辛酯)增塑剂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述加工助剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸类加工助剂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述改质剂为MBS、ACR、ABS中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、N，N'-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸、硬脂酸丁酯、多元醇酸酯中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述填料为钛白粉、滑石粉、碳酸钙中的至少一种。

本发明的另一个目的是提供一种硬质PVC材料组合物的制备方法，包括如下步骤：

混合所述PVC、稳定剂、加工助剂、改质剂、润滑剂、填料、色料，得混合物料；

所述混合物料经螺杆挤出机中经剪切预塑化后挤出，挤出料经开炼机中塑化，再压延机压片成型，拉伸机引出、冷却定型、收卷，即得所述硬质PVC材料组合物。

在其中一些实施例中，所述的混合采用的设备为热搅拌机，所述混合的时间为5-10min。

在其中一些实施例中，所述螺杆挤出机为星行螺杆挤出机；所述螺杆挤出机的温度为150-180℃。

在其中一些实施例中，所述开炼机中塑化的温度为130-160℃。

本发明的另一目的是提供一种所述硬质PVC材料组合物在制备冷却塔填料中的用途。

本发明的再一目的是提供一种冷却塔填料，含有上述的硬质PVC材料组合物。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过在PVC中加入回收料，并对新料与回收料的比例进行优化，不仅降低了成本，更重要的是实现了硬度的提升。

进一步地，本发明还对PVC的种类进行优化，最终实现了产品耐热性能、耐寒性能的兼顾。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的硬质PVC材料组合物及其制备方法、用途作进一步详细的说明。

本发明实施例提供的硬质PVC材料组合物的制备方法，包括如下步骤：

混合所述PVC、稳定剂、加工助剂、改质剂、润滑剂、填料、色料，得混合物料；

所述混合物料经螺杆挤出机中经剪切预塑化后挤出，挤出料经开炼机中塑化，再压延机压片成型，拉伸机引出、冷却定型、收卷，即得所述硬质PVC材料组合物。

上述制备方法中:混合采用的设备为热搅拌机，混合的时间为5-10min；螺杆挤出机为星行螺杆挤出机，螺杆挤出机的温度为150-180℃；开炼机中塑化的温度为130-160℃。在该制备方法，所采用的设备及参数均是发明人基于硬质 PVC材料组合物的配方特性筛选而来。

本发明实施例提供的硬质PVC材料组合物可用于制备冷却塔填料，所得冷却塔填料能够将需要冷却的热水溅散成水滴并形成水膜，以增加水和空气的接触面积和接触时间，即增加水和空气的热交换强度。在制备冷却塔填料的过程中，可以将硬质PVC材料组合物经热压成型或吸塑成型为不同形状，如S波形、斜交错形、台阶式梯形、六角蜂窝形、斜折波形等，以达到加强散热的作用。

本发明实施例所述的PVC回收料例如生产现场边角料、品质异常剔除料、泄车前后产生异常料等。

实施例1-7

实施例1提供了一种硬质PVC材料组合物及其制备方法、用途，具体地：

根据表1所示质量份数称取各种原料；

将PVC、热稳定剂、增塑剂、加工助剂、改质剂、润滑剂、填料和色料加之热搅拌机中充分混合5-10min，得混合物料；

所述混合物料经温度150-180℃星行螺杆挤出机，剪切预塑化后挤出，在温度130-160℃开炼机进一步塑化，再压延机压片成型，拉伸机引出、冷却定型、收卷，即得到PVC硬质材料组合物。

本实施例提供的PVC硬质材料组合物可用于制备冷却塔填料。

实施例2-7分别提供给一种硬质PVC材料组合物及其制备方法、用途，采用的制备方法及用途与实施例1相同，变化之处仅在于采用的硬质PVC材料组合物原料配方不同，具体请参见表1。

表1

实施例8-9

实施例8、、实施例9是实施例1的变化例，变化之处仅在于硬质PVC材料组合物的原料配方，具体见下表2所示。

表2

对比例1-4

对比例1-4是实施例8的对比例，对比之处仅在于配方不同，具体参见表3。

性能测试

对上述各例的性能进行测试，测试指标及测试方法包括：

光泽度值测试：采用科仕佳光电仪器研究所生产的光泽度计，测试角度为 60°，型号为WGG60-E4，测试PVC硬质材料组合物，其方法符合ASTM-D523-89 规范。光泽度值越低代表PVC硬质材料组合物的成型效果和立体感越好。

加热收缩测试：采用日本TOYOSEIKI公司生产的烘箱，型号为STD-45，测试PVC硬质材料组合物，其方法符合GB/T 12027-2004规范。加热收缩值越低代表PVC硬质材料组合物加热成型时变化越小和成型效果更好。

耐寒强度测试：采用中国台湾泰骐公司生产的耐寒试验机，型号为TL-60，测试PVC硬质材料组合物，其方法符合ASTM D1790-2014。耐寒强度分数越高代表PVC 硬质材料组合物耐低温强度越好。

耐冲击强度测试：采用宏信公司自制的耐冲击试验机，型号为 VF-40DCA-10，测试PVC硬质材料组合物，其方法符合宏信冲击强度的检测规范。耐冲击分数越高代表PVC硬质材料组合物的耐冲击拍打强度越好。

硬度值测试：采用日本TELOCK公司生产的硬度计，型号为GS-702N，测试PVC硬质材料组合物，其方法符合ASTM D 2240D，硬度值越大说明PVC硬质材料组合物硬度越高。

热变形温度测试：采用日本YASUDA SEIKI公司生产的热变形维卡温度测定仪，型号为148-HDPC-3，测试PVC硬质材料组合物，其方法符合ASTM D648-2016 规范。热变形温度越高代表PVC硬质材料组合物耐热性越好。

维卡温度测试：用日本YASUDA SEIKI公司生产的热变形维卡温度测定仪，型号为148-HDPC-3，测试PVC硬质材料组合物，其方法符合ASTM D1525-2009。维卡温度越高代表PVC硬质材料组合物受热时尺寸稳定性越好和耐热变形能力越好。

测试结果见表4、5。

表4实施例产品的性能测试数据

表5对比例产品的性能测试数据

根据上述实施例及检测数据可知：

本发明实施例提供的产品配方，在如下原料及含量范围内均可实现本发明的效果：PVC100份，稳定剂0.5-20份，增塑剂0-10份，加工助剂0.5-10份，改质剂0.5-10份，润滑剂0.1-5份，填料1-30份，色料0-5份；其中，所述 PVC中，PVC新料与PVC回收料的重量分数之比为(7-10)：1。

进一步地，通过比较实施例1-7、实施例8-9可知，实施例1-7提供的配方产品在效果上整体优于实施例8-9，说明本发明的组合物配方存在优选方案。

通过实施例8与对比例1-4的比较可知，实施例8的效果整体优于对比例 1-4，这说明对于本发明组合物配方，PVC的种类及其组分之间的配比对于本发明是至关重要的，如果超出了本申请的限定，将会显著影响本发明效果的实现。

整体上来讲，本技术方案产品热力性能好，刚性好，耐热性好，耐寒好，其具有价格低廉、容易成型、质轻、安装方便、防腐蚀、清洗后可重复使用，冷却效果好，亲水性能强等优点。当用于制备冷却塔填料时，以其优异的综合性能、较低的价格、质轻等特点，在国民经济和生活中的作用越来越重要，具有广阔的发展前景。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种硬质PVC材料组合物，其特征在于，由包括以下质量份的各原料制备而成：

其中，所述PVC中，PVC新料与PVC回收料的重量分数之比为(7-10)：1；

所述PVC为SG-5、S-65、HG-800、DG-800、TL-800、TL-1000、S-1007、S-1008中的至少一种；所述加工助剂为丙烯酸树脂、甲基丙烯酸类加工助剂中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的硬质PVC材料组合物，其特征在于，由包括以下质量份的各原料制备而成：

其中，所述PVC中，PVC新料与PVC回收料的重量分数之比为9：1。

3.根据权利要求1或2所述的硬质PVC材料组合物，其特征在于，所述稳定剂为有机锡稳定剂、钙锌复合稳定剂、镁铝锌复合稳定剂中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的硬质PVC材料组合物，其特征在于，所述增塑剂为环氧大豆油、TOTM、DOTP增塑剂中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的硬质PVC材料组合物，其特征在于，所述改质剂为MBS、ACR、ABS中的至少一种；所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、N，N'-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸、硬脂酸丁酯、多元醇酸酯中的至少一种；所述填料为钛白粉、滑石粉、碳酸钙中的至少一种。

6.一种根据权利要求1至5任一项所述硬质PVC材料组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

混合所述PVC、稳定剂、加工助剂、改质剂、润滑剂、填料、色料，得混合物料；

所述混合物料经螺杆挤出机中经剪切预塑化后挤出，挤出料经开炼机中塑化，再压延机压片成型，拉伸机引出、冷却定型、收卷，即得所述硬质PVC材料组合物。

7.根据权利要求6所述硬质PVC材料组合物的制备方法，其特征在于，所述的混合采用的设备为热搅拌机，所述混合的时间为5-10min；所述螺杆挤出机为星形螺杆挤出机，所述螺杆挤出机的温度为150-180℃；所述开炼机中塑化的温度为130-160℃。

8.一种根据权利要求1至5任一项所述硬质PVC材料组合物在制备冷却塔填料中的用途。

9.一种冷却塔填料，其特征在于，含有权利要求1至5任一项所述的硬质PVC材料组合物。