CN111171475A - 一种硬质聚氯乙烯管材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种硬质聚氯乙烯管材料及制备方法，涉及高分子材料领域。本申请所述的一种硬质聚氯乙烯管材料，以重量份计，包括：100重量份的PVC树脂；1‑6重量份的稳定剂；1‑6重量份的抗冲击改性剂；10‑40重量份的填充剂；1‑6重量份的加工助剂；1‑3重量份的润滑剂；0.5‑2重量份的色粉；2‑6重量份的硅酮粉。本申请通过在聚氯乙烯树脂中添加高硅氧量和高分子量的硅酮粉，可以作为耐磨剂使用，且硅酮与硅酮之间的摩擦系数比较小，分散性均匀，润滑性佳，能够显著提高聚氯乙烯的表面光滑性。

Description

一种硬质聚氯乙烯管材料及其制备方法

技术领域

本申请涉及高分子材料技术领域，特别涉及到一种硬质聚氯乙烯管材料及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，简称PVC)是五大通用塑料之一，其产品广泛用于包装材料、人造革、塑料制品等软制品和异型材、板材、管材等硬质品中。PVC材料具有良好的阻燃性、抗紫外线、耐强酸强碱腐蚀等物理性能，硬质品更具有良好的抗冲击性能。另外，聚氯乙烯是氯碱工业重要的耗氯产品，其耗氯量约占氯气总产量的25％以上，原材料廉价易得,所以PVC在国民经济发展和日常生活中占有重要的地位，应用于生活的各个方面。

随着国民生活水平的提高，人们对于装修的需求更加多样化，智能化、简便化。以PVC为基材制造的线管如同血脉，是装修重要的材料。在装修的过程中，暗装的线管进行掩埋前，先进行电线的穿插，一根线管中往往有多根电线，另外线管的内壁不光滑给Z字形穿线造成了很大的困扰，增加的了穿线的难度的同时降低了安装效率。

发明内容

本申请的目的是提供一种硬质聚氯乙烯管材料及其制备方法，制得的聚氯乙烯材料用于制备聚氯乙烯管内壁超光滑，解决施工过程中穿线难的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：一种硬质聚氯乙烯管材料，以重量份计，包括：100重量份的PVC树脂；1-6重量份的稳定剂；1-6重量份的抗冲击改性剂；10-40重量份的填充剂；1-6重量份的加工助剂；1-3重量份的润滑剂；0.5-2重量份的色粉；2-6重量份的硅酮粉，其中，硅酮粉的硅氧量为71-85％，分子量为800000。

在上述技术方案中，本申请实施例通过在聚氯乙烯树脂中添加高硅氧量(71％-85％)和高分子量(800,000)的硅酮粉，可以作为耐磨剂使用，且硅酮与硅酮之间的摩擦系数比较小，分散性均匀，润滑性佳，能够显著提高聚氯乙烯的表面光滑性。

进一步地，根据本申请实施例，其中，热稳定剂为钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、铅盐稳定剂中的一种或多种的组合。

进一步地，根据本申请实施例，其中，抗冲改性剂为CPE和ACR中的一种或两种复配。

进一步地，根据本申请实施例，其中，填充剂为碳酸钙、碳酸锌或碳酸镁中的一种或多种的组合。

进一步地，根据本申请实施例，其中，碳酸钙为活性轻质碳酸钙、纳米碳酸钙或重质碳酸钙中的一种或多种的组合。

进一步地，根据本申请实施例，其中，加工助剂为为ACR或者DOP中的一种或者两者复配。

进一步地，根据本申请实施例，其中，润滑剂为润滑剂G-16、润滑剂G60、硬脂酸、硬脂酸钙、OPE蜡、PE蜡中的一种或者几种复配。

进一步地，根据本申请实施例，其中，色粉为二氧化钛。

为了实现上述目的，本申请实例还公开了一种用于制备上述的一种硬质聚氯乙烯管材料的制备方法，包括以下步骤：

取料，按比例称取PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装。

挤出机温度：一段175-180℃，二段190-205℃，三段185-190℃，四段185-190℃；机头温度205-225℃，挤出温度低于普通线管工艺。

上述的种硬质聚氯乙烯管材料可以用于制备硬质聚氯乙烯管，可以用于电线电缆行业。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：本申请通过在聚氯乙烯树脂中添加高硅氧量和高分子量的硅酮粉，可以作为耐磨剂使用，且硅酮与硅酮之间的摩擦系数比较小，分散性均匀，润滑性佳，能够显著提高聚氯乙烯的表面光滑性。采用本技术方案制得的聚氯乙烯管内壁超光滑，能够降低穿线的阻力，提高施工人员的工作效率，降低施工强度。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

本申请公开了一种硬质聚氯乙烯管材料，具有较高的表面光滑度，包括PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉。本申请通过在PVC树脂中添加高硅氧量和高分子量的硅酮粉，可以作为耐磨剂使用，且硅酮与硅酮之间的摩擦系数比较小，分散性均匀，润滑性佳，能够显著提高聚氯乙烯的表面光滑性。

在上述技术方案中，相对于100重量份的PVC树脂，热稳定剂的含量为1-6重量份。在本申请中，热稳定剂可以选用钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、铅盐稳定剂中的一种或多种的组合，优选用钙锌热稳定剂。热稳定剂的添加能够提高PVC树脂的稳定性，防止PVC树脂在生产制备过程中降解。

相对于100重量份的PVC树脂，抗冲击改性剂的含量为1-6重量份。其中，抗冲击改性剂优选采用CPE(氯化聚乙烯)和ACR(丙烯酸树脂)中的一种或两种复配，均为白色粉末，能够提高产品的抗冲击性能。

相对于100重量份的PVC树脂，填充剂的含量为10-40重量份。在本申请中，填充剂可以选用碳酸钙、碳酸锌或碳酸镁中的一种或多种的组合，优选采用碳酸钙。填充剂的添加，技能提高本申请所述的一种硬质聚氯乙烯管材料的刚性，也能够降低其他原料的添加量，进而降低成本。在本申请中，填充剂的粒径为20微米-50微米。

相对于100重量份的PVC树脂，加工助剂的含量为1-6重量份。其中，加工助剂可以选用ACR(丙烯酸树脂)或者DOP(邻苯二甲酸二辛酯)中的一种或者两者复配，能够提高产品的加工流动性。

相对于100重量份的PVC树脂，润滑剂的添加量为1-3重量份。在本申请中，润滑剂可以选用润滑剂G-16、润滑剂G60、硬脂酸、硬脂酸钙、OPE蜡、PE蜡中的一种或者几种复配，达到提高产品的加工性的目的。

在上述技术方案中，通过硅酮粉与加工助剂和润滑剂的调节，能够使本申请所述的一种硬质聚氯乙烯管材料达到优异的润滑平衡，提高PVC树脂的加工流动性和脱模性。进一步的，能够降低扭矩，减小设备磨损，充模容易，降低制品的不良率；同时能够明显降低摩擦系数，提高滑爽性，改善表面光泽，增进表面丝质触感，具有良好的稳定性和非迁移性。

相对于100重量份的PVC树脂，色粉的添加量为0.5-2重量份，主要起到着色作用。例如，在本申请中可以具体添加二氧化钛使最终产品呈现白色。

相对于100重量份的PVC树脂，硅酮粉的添加量为2-6重量份。在本申请中添加硅酮粉，能够以成核的结构包覆在高分子材料(即PVC树脂)里面的，其分子间的作用力强于高分子和无机物，另一端是高分子与烷烃的结合，在界面层起承上启下的作用，一边拉住无机物，一边融合高分子，改善树脂和无机物之间的浸润效果及增加其表面的亲和力。不仅高硅氧量和高分子量的硅酮粉可以作为耐磨剂使用，而且硅酮与硅酮之间的摩擦系数比较小，分散性越均匀，润滑性越佳，能够显著提高本申请所述的一种硬质聚氯乙烯管材料的表面光滑性。具体地，本申请中的硅酮粉的硅氧量为71-85％，分子量为800000，添加这样高硅氧量和高分子量的硅酮粉，可以作为耐磨剂使用，且硅酮与硅酮之间的摩擦系数比较小，分散性均匀，润滑性佳，能够显著提高聚氯乙烯的表面光滑性。

基于相同的发明构思，本申请还公开了一种硬质聚氯乙烯管材料的制备方法，包括以下步骤：

取料，按比例称取100重量份的PVC树脂、1-6重量份的热稳定剂、1-6重量份的抗冲击改性剂、10-40重量份的填充剂、1-6重量份的加工助剂、1-3重量份的润滑剂、0.5-2重量份的色粉和2-6重量份的硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装。

下面列举一些实施例对本申请进行具体说明，但本申请不限于这些实施例。

在这些实施例中，各组分的原料来源如表1所示。

表1

【实施例1】

按比例称取100重量份的PVC树脂、5重量份的钙锌热稳定剂、2.5重量份的CPE、20重量份的碳酸钙、4重量份的ACR、0.5重量份的G-16和1重量份的硬脂酸的混合物、1重量份的二氧化钛和2重量份的硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装，制得产品。

【实施例2】

按比例称取100重量份的PVC树脂、6重量份的钙锌热稳定剂、4重量份的CPE、10重量份的碳酸钙、2重量份的ACR、2重量份的G60和1重量份的硬脂酸钙的混合物、1重量份的二氧化钛和3重量份的硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装，制得产品。

【实施例3】

按比例称取100重量份的PVC树脂、4重量份的钙锌热稳定剂、1重量份的CPE和1重量份的ACR的混合物、30重量份的碳酸钙、6重量份的DOP、3重量份的PE蜡、1重量份的二氧化钛和4重量份的硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装，制得产品。

【实施例4】

按比例称取100重量份的PVC树脂、3重量份的钙锌热稳定剂、3重量份的CPE和3重量份的ACR的混合物、15重量份的碳酸钙、1重量份的DOP、1重量份的G-16、1重量份的G60和1重量份的硬脂酸的混合物、1重量份的二氧化钛和5重量份的硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装，制得产品。

【实施例5】

按比例称取100重量份的PVC树脂、2重量份的钙锌热稳定剂、6重量份的CPE、40重量份的碳酸钙、2重量份的ACR和4重量份的DOP的混合物、1.5重量份的G60和1.5重量份的硬脂酸钙的混合物、1重量份的二氧化钛和6重量份的硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装，制得产品。

【实施例6】

按比例称取100重量份的PVC树脂、1重量份的钙锌热稳定剂、5重量份的CPE、25重量份的碳酸钙、5重量份的DOP、1重量份的硬脂酸钙和2重量份的PE蜡的混合物、1重量份的二氧化钛和4重量份的硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装，制得产品。

【实施例7】

按比例称取100重量份的PVC树脂、5重量份的钙锌热稳定剂、2.5重量份的CPE、35重量份的碳酸钙、2.5重量份的ACR、1重量份的硬脂酸钙、1重量份的二氧化钛和4重量份的硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装，制得产品。

【对比例1】

按比例称取100重量份的PVC树脂、4重量份的钙锌热稳定剂、4重量份的CPE、20重量份的碳酸钙、3重量份的ACR和3重量份的DOP的混合物、1重量份的G-16和1重量份的G60的混合物、1重量份的二氧化钛和1重量份的硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装，制得产品。

【对比例2】

按比例称取100重量份的PVC树脂、5重量份的钙锌热稳定剂、3重量份的CPE、20重量份的碳酸钙、3重量份的ACR、1重量份的G-16和2重量份的硬脂酸的混合物、1重量份的二氧化钛；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装，制得产品。

【对比例3】

按比例称取100重量份的PVC树脂、6重量份的钙锌热稳定剂、2重量份的CPE和2重量份的ACR的混合物、20重量份的碳酸钙、4重量份的DOP、2重量份的硬脂酸和2重量份的硬脂酸钙的混合物、1重量份的二氧化钛；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装，制得产品。

这些实施例及对比例中的各组分含量(以重量份计)如表2所示。

表2

下面对上述实施例及对比例进行性能测试，测试结果汇总到表3，测试方法如下：

拉伸强度(MPa)：基于ISO 527进行测定；

冲击强度(KJ/m²)：基于GB/T 1843-2008进行测定；

摩擦系数：基于GB/T 10006-1988进行测定；

表3

	拉伸强度/MPa	冲击强度/KJ/m<sup>2</sup>	摩擦系数
				实施例1	42	63	0.53
实施例2	51	75	0.49
				实施例3	60	55	0.42
实施例4	45	78	0.34
				实施例5	62	90	0.25
实施例6	58	79	0.44
				实施例7	45	53	0.47
对比例1	61	73	0.55
				对比例2	49	65	0.60
对比例3	50	71	0.58

本申请实施例通过在聚氯乙烯树脂中添加高硅氧量和高分子量的硅酮粉，可以作为耐磨剂使用，且硅酮与硅酮之间的摩擦系数比较小，分散性均匀，润滑性佳，能够显著提高聚氯乙烯的表面光滑性。采用本技术方案制得的聚氯乙烯管内壁超光滑，能够降低穿线的阻力，提高施工人员的工作效率，降低施工强度。

尽管上面对本申请说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本申请，但是本申请不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本申请精神和范围内，一切利用本申请构思的申请创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种硬质聚氯乙烯管材料，其特征在于，以重量份计，包括：

其中，所述硅酮粉的硅氧量为71-85％，分子量为800000。

2.根据权利要求1所述的一种硬质聚氯乙烯管材料，其中，所述热稳定剂为钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、铅盐稳定剂中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的一种硬质聚氯乙烯管材料，其中，所述抗冲改性剂为CPE和ACR中的一种或两种复配。

4.根据权利要求1所述的一种硬质聚氯乙烯管材料，其中，所述填充剂为碳酸钙、碳酸锌或碳酸镁中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求4所述的一种硬质聚氯乙烯管材料，其中，所述碳酸钙为活性轻质碳酸钙、纳米碳酸钙或重质碳酸钙中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求1所述的一种硬质聚氯乙烯管材料，其中，所述加工助剂为为ACR或者DOP中的一种或者两者复配。

7.根据权利要求1所述的一种硬质聚氯乙烯管材料，其中，所述润滑剂为润滑剂G-16、润滑剂G60、硬脂酸、硬脂酸钙、OPE蜡、PE蜡中的一种或者几种复配。

8.根据权利要求1所述的一种硬质聚氯乙烯管材料，其中，所述色粉为二氧化钛。

9.一种用于制备权利要求1-8中的任一项所述的一种硬质聚氯乙烯管材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

取料，按比例称取PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉；

混料，将PVC树脂、热稳定剂、抗冲击改性剂、填充剂、加工助剂、润滑剂、色粉和硅酮粉投入混料机混合；

挤出，将得到的混合物加入双螺杆挤出机中混炼，挤出料条经过水槽冷却，通过切粒机切粒，烘干机烘干，包装。

10.一种硬质聚氯乙烯管，采用权利要求1-8所述的一种硬质聚氯乙烯管材料制成。