CN108822425A - Pvc-u管材及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PVC‑U管材，包含以下重量份的原料：PVC树脂90‑120份；复合抗冲改性剂1‑15份；耐候改性剂0.1‑2份；聚碳酸酯0.5‑5份；有机锡稳定剂0.2‑2份；润滑剂0.5‑2份；所述复合抗冲改性剂由纳米二氧化硅和氯乙烯‑丙烯酸丁酯共聚物混合制备而成。上述PVC‑U管材韧性好、耐压、耐老化，可用于制备压力管道。

Description

PVC-U管材及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及塑料材料领域，特别是涉及PVC-U管材及其制备方法与应用。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是目前产量仅次于聚乙烯(PE)的第二大通用塑料，其广泛应用于各个行业中，而PVC的硬制品(PVC-U)占据了总产量的60％，有着广阔的发展空间。PVC-U通常指未增塑的PVC管道，根据不同用途及各种相关标准来选择管材的配方和设计。
随着PVC-U在压力管道中的应用于推广，其缺点也逐渐显现出来，主要表现为脆性大，受撞击易碎，额定压力下管路试水试验经常出现局部开裂，塑化均一度、韧性差，耐老化性能也有待提高，使PVC-U的应用受到了限制。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种韧性好、塑化均一度高、耐老化性能好的PVC-U管材及其制备方法。
本发明提供一种PVC-U管材。
具体技术方案为：
一种PVC-U管材，包含以下重量份的原料：
所述复合抗冲改性剂由纳米二氧化硅和氯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物混合制备而成。
在其中一个实施例中，所述纳米二氧化硅与氯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的重量比为1：(0.5-3)。
在其中一个实施例中，所述耐候改性剂由紫外线吸收剂、含硫抗氧剂和受阻胺类光稳定剂混合制备而成。
在其中一个实施例中，所述紫外线吸收剂选自钛白粉；及/或
所述含硫抗氧剂选自2,2’-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]；及/或
所述受阻胺类光稳定剂选自双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
在其中一个实施例中，所述有机锡稳定剂选自硫酸甲基锡。
在其中一个实施例中，所述润滑剂选自石蜡和硬脂酸。
在其中一个实施例中，所述原料还包括色粉，所述色粉选自碳黑、酞菁绿、酞菁蓝和单偶氮红中的一种或几种。
本发明还提供上述PVC-U管材的制备方法，包括以下步骤：
将所述PVC树脂、复合抗冲改性剂、耐候改性剂、聚碳酸酯、有机锡稳定剂和润滑剂进行热混，充分混融，得混合物；
将所述混合物进行冷混，将冷混后的混合物挤出成型，即得。
在其中一个实施例中，所述热混的温度为90-120℃，所述冷混的温度为 50-65℃。
本发明还提供一种压力管道，包括上述PVC-U管材。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
上述PVC-U管材，添加了由纳米二氧化硅和氯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物混合制备而成的复合抗冲改性剂，上述复合抗冲改性剂为具有规整核壳结构的复合粒子，可通过化学键牢固地与PVC树脂键合，并可吸收一部分冲击能量，提高产品PVC-U的韧性、耐冲击性和耐压性，并提高其延伸率，改善因热胀冷缩引起的破裂问题。无机相均匀分散于有机相中，得到的产品塑化均一度高。同时，耐候改性剂能够配合抗冲改性剂，提高PVC-U管材的耐老化、耐腐蚀性，解决 PVC-U产品在空气中存储时间长，褪色老化等问题，提高管材的使用寿命。搭配阻燃聚碳酸酯和有机锡热稳定剂，所得PVC-U管材质量稳定，耐温度范围广，外观光滑，输送阻力小，可用于压力管道中，符合ISO及ASTM质量标准，也符合国家对卫生性能的要求。
进一步地，钛白粉、2,2’-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯] 和双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配使用，防老化性能较好。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的PVC-U管材及制备方法作进一步详细的说明。
以下具体实施方式中所有原料均来源于市售。
实施例1
本实施例提供一种PVC-U管材及制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将4.8份纳米二氧化硅和3.2份氯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物混合搅拌，得复合抗冲改性剂。
将0.1份钛白粉、0.2份2,2’-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]和0.2份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯混合搅拌，得耐候改性剂。
步骤3：将0.62份色粉搅拌均匀，先投入储存罐中。
步骤4：采用自动计量的方式，称取100份PVC树脂、8份复合抗冲改性剂、0.5份耐候改性剂、0.42份硫酸甲基锡、0.6份石蜡、0.6份硬脂酸和2.1份聚碳酸酯。
步骤5：计量完成后，将各原料排入热混机中混到105℃，使原料充分混融，确保原料的稳定性，得混合物。
步骤6：热混后，将混合物排入冷混机中，冷混到60℃，防止原料因热量蓄积而劣化。
步骤7：将冷混后的混合物按常规工艺挤出成型，即得。
实施例2-5
参照实施例1的PVC-U管材的制备方法，按照表1中的各原料及其用量，制备实施例2-5的PVC-U管材。
表1
对比例1
本对比例提供一种PVC-U管材，与实施例1基本相同，区别在于，未加入纳米二氧化硅。
对比例2
本对比例提供一种PVC-U管材，与实施例1基本相同，区别在于，将氯乙烯-丙烯酸丁酯替换为氯化聚乙烯(CPE)。
性能测试1：
对实施例1-5和对比例1-2的PVC-U管材的力学进行性能测试，测试标准如表2所示。
表2
实施例1-5和对比例1-2的测试结果如表3所示。
表3
由表2、3可知，实施例1-4的PVC-U管材的耐冲击性、韧性和耐压性能优异，受温度的影响小，高低温均表现出较高的机械性能，且塑化均一度高，说明不易局部破裂。
实施例5的PVC-U管材的机械性能稍弱，当复合抗冲改性剂中纳米二氧化硅与氯乙烯-丙烯酸丁酯的重量比为1:5时，对PVC-U管材的机械性能提高不显著。
对比例1和2中，PVC-U管材的韧性和塑化均一度均较差。
性能测试2
对实施例1-5的PVC-U管材的耐老化性能进行测试，测试方法参照 GB/T16422.2-1997塑料实验室光源暴露试验方法第2部分:氙弧灯(ISO 4892 -2:1994,IDT)。老化面为管材的可视面，测试三次取平均值。耐候试验时间分别为4 000h(M级)和6 000h(S级)，结果如表4所示。
评价标准为：颜色变化ΔE≤5[ΔE是总色差值]。
表4
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
ΔE(4000h) 4.13 3.96 4.09 3.44 4.68
ΔE(6000h) 4.26 4.45 4.37 4.13 4.75
由表4可知，实施例1-5的PVC-U管材的耐老化性能优异。
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本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 (10)

1.一种PVC-U管材，其特征在于，包含以下重量份的原料：
所述复合抗冲改性剂由纳米二氧化硅和氯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物混合制备而成。
2.根据权利要求1所述的PVC-U管材，其特征在于，所述纳米二氧化硅与氯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的重量比为1：(0.5-3)。
3.根据权利要求1所述的PVC-U管材，其特征在于，所述耐候改性剂由紫外线吸收剂、含硫抗氧剂和受阻胺类光稳定剂混合制备而成。
4.根据权利要求3所述的PVC-U管材，其特征在于，所述紫外线吸收剂选自钛白粉；及/或
所述含硫抗氧剂选自2,2’-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]；及/或
所述受阻胺类光稳定剂选自双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
5.根据权利要求1-4任一项所述的PVC-U管材，其特征在于，所述有机锡稳定剂选自硫酸甲基锡。
6.根据权利要求1-4任一项所述的PVC-U管材，其特征在于，所述润滑剂由石蜡和硬脂酸混合制备而成。
7.根据权利要求1-4任一项所述的PVC-U管材，其特征在于，所述原料还包括色粉，所述色粉选自碳黑、酞菁绿、酞菁蓝和单偶氮红中的一种或几种。
8.一种权利要求1-6任一项所述的PVC-U管材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述PVC树脂、复合抗冲改性剂、耐候改性剂、聚碳酸酯、有机锡稳定剂和润滑剂进行热混，充分混融，得混合物；
将所述混合物进行冷混，将冷混后的混合物挤出成型，即得。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述热混的温度为90-120℃，所述冷混的温度为50-65℃。
10.一种压力管道，包括权利要求1-7任一项所述PVC-U管材。
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