CN111303562A - 一种含有磷石膏的pvc管材及其制备方法 - Google Patents

一种含有磷石膏的pvc管材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有磷石膏的PVC管材，包括以下重量份数的组分：PVC树脂：95‑130份；氯化聚乙烯：6‑11份；稳定剂：6‑11份；光亮润滑剂：3‑8份；色粉：0.5‑1.2份；磷石膏：125‑160份；硬脂酸：0.6‑1.2份；羧甲基纤维素：0.5‑1.4份；生石灰：3‑6份；增韧剂：3‑9份；青蒿：5‑9份；将上述原料经过混合后挤出成型、定型，然后切割包装得到含有磷石膏的PVC管材。通过增韧剂提高产品的拉伸性能，利用生石灰去除磷石膏中所含水分，增强增韧剂的效果，提高PVC树脂粘结力，进一步增强产品的拉伸屈服强度。

Description

一种含有磷石膏的PVC管材及其制备方法
技术领域
本发明属于管材生产领域，具体涉及一种含有磷石膏的PVC管材及其制备方法。
背景技术
磷石膏是一种生产磷肥、磷酸的固体废弃物，为粉状材料，几乎没有可塑性，主要成分是CaS04·2H20和Na2SiF6，此外，磷石膏中还含有砷、银、钡、镉、铬、铅、汞和硒等元素，以及残存的磷酸、硫酸和氢氟酸。堆放磷石膏不仅占用了大量土地，而且造成环境污染，因此有必要寻求磷石膏的合理利用途径，以实现磷肥工业的可持续发展和磷石膏的高度利用。
目前，为了提高磷石膏的资源化利用，解决磷石膏堆放存在的污染问题，磷石膏被应用在水泥工业、建筑材料、化肥工业和农业，其中建筑材料多用于生产石膏板材和石膏砌块。由于磷石膏本身可塑性差、硬度低等性质，产品重量往往较大，运输成本高，大大限制了磷石膏在工业上的应用。
为了提高磷石膏的利用率，尝试使用磷石膏为原料生产管材，尤其是含有磷石膏的PVC管材，可以通过原料性能互补，弥补磷石膏的不足，进而提高磷石膏的利用率。
虽然利用磷石膏生产PVC管材已经取得一定成果，然而，在实际生产中，由于磷石膏本身含有50％-60％的水分，大大降低其他原料的粘结能力，导致含有磷石膏的管材韧性较差，拉伸强度不够高，影响产品的性能和应用，要消除磷石膏对其他原料的影响，需将磷石膏所含水分降至低于5％，一般使用前先将磷石膏进行煅烧，煅烧温度为240-300℃，由于磷石膏中的部分水是通过分子键连接的，目前的煅烧温度难以打断分子之间的连接，只能将磷石膏的水分降至7％-9％，若要达到要求，还要进一步改善煅烧设备，使煅烧温度不低于800℃，但是这种方法不仅需要大量成本投入，而且煅烧的耗能增加，降低企业效益。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种含有磷石膏的PVC管材，解决磷石膏中存在大量水分而影响其他原料之间的粘结力，降低产品拉伸性能的问题。
本发明采用的技术方案是：
一种含有磷石膏的PVC管材，包括以下重量份数的组分：
PVC树脂：95-130份；氯化聚乙烯：8-13份；稳定剂：6-11份；光亮润滑剂：3-8份；色粉：0.5-1.2份；磷石膏：125-160份；硬脂酸：0.6-1.2份；羧甲基纤维素：0.5-1.4份；生石灰：3-6份；增韧剂：3-9份；青蒿：5-9份。
作为本发明所述的一种含有磷石膏的PVC管材的一种优选方案，包括以下重量份数的组分：
PVC树脂：130份；氯化聚乙烯：13份；稳定剂：11份；光亮润滑剂：8份；色粉：1.2份；磷石膏：160份；硬脂酸：1.2份；羧甲基纤维素：1.4份；生石灰：6份；增韧剂：9份；青蒿：9份。
作为本发明所述的一种含有磷石膏的PVC管材的一种优选方案，包括以下重量份数的组分：
PVC树脂：95份；氯化聚乙烯：10份；稳定剂：8份；光亮润滑剂：7份；色粉：0.8份；磷石膏：125份；硬脂酸：0.9份；羧甲基纤维素：1.1份；生石灰：5份；增韧剂：7份；青蒿：8份。
进一步的，所述稳定剂优选钙锌复合热稳定剂，无毒、环保，适用于管材生产。
进一步的，所述青蒿为新鲜青蒿全草，青蒿药效充足。
一种含有磷石膏的PVC管材的制备方法，包括以下工艺流程：
(1)原料准备：将青蒿烘干磨成600-800目的粉末备用，将磷石膏进行煅烧后磨成1100-1300目的粉末备用；
(2)原料混合：将步骤(1)的青蒿和磷石膏以及其他原料投入混料系统进行均匀混合，然后吹入干料仓；
(3)挤出成型：将步骤(2)的原料经过挤出机机头塑化后进入喷淋定径箱，并通过定径套在管材外壁喷淋定径箱内抽真空，喷淋水后冷却成型，得到管材；
(4)包装：步骤(3)所得管材经过牵引机输送，通过计量装置控制的行星据切割后，对管材进行扩口，打包得到成品。
进一步的，一种含有磷石膏的PVC管材的制备方法，所述挤出机挤出温度为180-210℃，为适宜的塑化温度。
相较现有技术，本发明的有益效果是：
(1)使用生石灰有效去除磷石膏的水分，通过化学反应打破分子之间的连接键，生石灰与水生成氢氧化钙，将煅烧后磷石膏中的水分含量由7％降至低于5％，提高PVC树脂粘结力，增强原料之间的塑性，提高产品的拉伸性能，并且使用生石灰避免提高煅烧温度等其他条件导致的高成本投入，简化工艺，增加企业效益；
(2)添加增韧剂解决磷石膏可塑性差的问题，增强原料的粘黏力，并且利用生石灰消除水分过多对增韧剂的影响；
(3)通过添加生石灰和增韧剂使产品硬度降低10％-20％，降低脆性，增大韧性，提高承载强度，以免产品硬度过大容易脆裂。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明作详尽解释，以便于本领域专业技术人员更好地理解。
本发明所用的增韧剂采用购自东莞市常平锦康塑胶助剂的聚氯乙烯增韧剂。
实施例1
一种含有磷石膏的PVC管材，包括以下重量份数的组分：
PVC树脂：130份；氯化聚乙烯：13份；钙锌复合热稳定剂：11份；光亮润滑剂：8份；色粉：1.2份；磷石膏：160份；硬脂酸：1.2份；羧甲基纤维素：1.4份；生石灰：6份；增韧剂：9份；新鲜青蒿：9份。
一种含有磷石膏的PVC管材的制备方法，包括以下工艺流程：
(1)原料准备：将青蒿烘干磨成600目的粉末备用，将磷石膏进行煅烧后磨成1100目的粉末备用；
(2)原料混合：将步骤(1)的青蒿和磷石膏以及其他原料投入混料系统进行均匀混合，然后吹入干料仓；
(3)挤出成型：将步骤(2)的原料经过挤出机机头塑化，挤出机温度保持180℃-210℃，然后进入喷淋定径箱，并通过定径套在管材外壁喷淋定径箱内抽真空，喷淋水后冷却成型，得到管材；
(4)包装：步骤(3)所得管材经过牵引机输送，通过计量装置控制的行星据切割后，对管材进行扩口，打包得到成品。
实施例2
一种含有磷石膏的PVC管材，包括以下重量份数的组分：
PVC树脂：95份；氯化聚乙烯：10份；钙锌复合热稳定剂：8份；光亮润滑剂：7份；色粉：0.8份；磷石膏：125份；硬脂酸：0.9份；羧甲基纤维素：1.1份；生石灰：5份；增韧剂：7份；新鲜青蒿：8份。
一种含有磷石膏的PVC管材的制备方法，包括以下工艺流程：
(1)原料准备：将青蒿烘干磨成600目的粉末备用，将磷石膏进行煅烧后磨成1100目的粉末备用；
(2)原料混合：将步骤(1)的青蒿和磷石膏以及其他原料投入混料系统进行均匀混合，然后吹入干料仓；
(3)挤出成型：将步骤(2)的原料经过挤出机机头塑化，挤出机温度保持180℃-210℃，然后进入喷淋定径箱，并通过定径套在管材外壁喷淋定径箱内抽真空，喷淋水后冷却成型，得到管材；
(4)包装：步骤(3)所得管材经过牵引机输送，通过计量装置控制的行星据切割后，对管材进行扩口，打包得到成品。
实施例3
一种含有磷石膏的PVC管材，包括以下重量份数的组分：
PVC树脂：130份；氯化聚乙烯：8份；钙锌复合热稳定剂：6份；光亮润滑剂：3份；色粉：0.5份；磷石膏：125份；硬脂酸：0.6份；羧甲基纤维素：0.5份；生石灰：3份；增韧剂：3份；新鲜青蒿：5份。
一种含有磷石膏的PVC管材的制备方法，包括以下工艺流程：
(1)原料准备：将青蒿烘干磨成600目的粉末备用，将磷石膏进行煅烧后磨成1100目的粉末备用；
(2)原料混合：将步骤(1)的青蒿和磷石膏以及其他原料投入混料系统进行均匀混合，然后吹入干料仓；
(3)挤出成型：将步骤(2)的原料经过挤出机机头塑化，挤出机温度保持180℃-210℃，然后进入喷淋定径箱，并通过定径套在管材外壁喷淋定径箱内抽真空，喷淋水后冷却成型，得到管材；
(4)包装：步骤(3)所得管材经过牵引机输送，通过计量装置控制的行星据切割后，对管材进行扩口，打包得到成品。
实施例4
一种含有磷石膏的PVC管材，包括以下重量份数的组分：
PVC树脂：95份；氯化聚乙烯：10份；钙锌复合热稳定剂：8份；光亮润滑剂：4份；色粉：0.8份；磷石膏：160份；硬脂酸：1.2份；羧甲基纤维素：1.2份；生石灰：6份；增韧剂：9份；新鲜青蒿：9份。
一种含有磷石膏的PVC管材的制备方法，包括以下工艺流程：
(1)原料准备：将青蒿烘干磨成600目的粉末备用，将磷石膏进行煅烧后磨成1100目的粉末备用；
(2)原料混合：将步骤(1)的青蒿和磷石膏以及其他原料投入混料系统进行均匀混合，然后吹入干料仓；
(3)挤出成型：将步骤(2)的原料经过挤出机机头塑化，挤出机温度保持180℃-210℃，然后进入喷淋定径箱，并通过定径套在管材外壁喷淋定径箱内抽真空，喷淋水后冷却成型，得到管材；
(4)包装：步骤(3)所得管材经过牵引机输送，通过计量装置控制的行星据切割后，对管材进行扩口，打包得到成品。
对比例1
以如下原料生产PVC管材：
PVC树脂：130份；氯化聚乙烯：13份；钙锌复合热稳定剂：11份；光亮润滑剂：8份；色粉：1.2份；磷石膏：160份；硬脂酸：1.2份；羧甲基纤维素：1.4份；增韧剂：9份；新鲜青蒿：9份。
生产工艺流程如下：
(1)原料准备：将青蒿烘干磨成600目的粉末备用，将磷石膏进行煅烧后磨成1100目的粉末备用；
(2)原料混合：将步骤(1)的青蒿和磷石膏以及其他原料投入混料系统进行均匀混合，然后吹入干料仓；
(3)挤出成型：将步骤(2)的原料经过挤出机机头塑化，挤出机温度保持180℃-210℃，然后进入喷淋定径箱，并通过定径套在管材外壁喷淋定径箱内抽真空，喷淋水后冷却成型，得到管材；
(4)包装：步骤(3)所得管材经过牵引机输送，通过计量装置控制的行星据切割后，对管材进行扩口，打包得到成品。
对比例2
PVC树脂：130份；氯化聚乙烯：13份；钙锌复合热稳定剂：11份；光亮润滑剂：8份；色粉：1.2份；磷石膏：160份；硬脂酸：1.2份；羧甲基纤维素：1.4份；生石灰：6份；新鲜青蒿：9份。
生产工艺流程如下：
(1)原料准备：将青蒿烘干磨成600目的粉末备用，将磷石膏进行煅烧后磨成1100目的粉末备用；
(2)原料混合：将步骤(1)的青蒿和磷石膏以及其他原料投入混料系统进行均匀混合，然后吹入干料仓；
(3)挤出成型：将步骤(2)的原料经过挤出机机头塑化，挤出机温度保持180℃-210℃，然后进入喷淋定径箱，并通过定径套在管材外壁喷淋定径箱内抽真空，喷淋水后冷却成型，得到管材；
(4)包装：步骤(3)所得管材经过牵引机输送，通过计量装置控制的行星据切割后，对管材进行扩口，打包得到成品。
对比例3
以如下原料生产PVC管材：
PVC树脂：130份；氯化聚乙烯：13份；钙锌复合热稳定剂：11份；光亮润滑剂：8份；色粉：1.2份；磷石膏：160份；硬脂酸：1.2份；羧甲基纤维素：1.4份；新鲜青蒿：9份。
生产工艺流程如下：
(1)原料准备：将青蒿烘干磨成600目的粉末备用，将磷石膏进行煅烧后磨成1100目的粉末备用；
(2)原料混合：将步骤(1)的青蒿和磷石膏以及其他原料投入混料系统进行均匀混合，然后吹入干料仓；
(3)挤出成型：将步骤(2)的原料经过挤出机机头塑化，挤出机温度保持180℃-210℃，然后进入喷淋定径箱，并通过定径套在管材外壁喷淋定径箱内抽真空，喷淋水后冷却成型，得到管材；
(4)包装：步骤(3)所得管材经过牵引机输送，通过计量装置控制的行星据切割后，对管材进行扩口，打包得到成品。
将上述实施例1-4与对比例1-3生产得到的PVC管材进行物理性能测试，得到以下结果：
Figure BDA0002451018520000091
根据试验结果可以看出：本发明生产的PVC管材具有较好的物理机械性能，通过在生产原料中添加生石灰和增韧剂，能增强产品的拉伸屈服强度，提高PVC管材的韧性和抗冲击性能，降低刚度，以免刚度过大导致管材脆裂，通过对对比例1-3所得产品检测可以看出，增韧剂可以进一步提高产品拉伸强度，利用生石灰去除水分可以增强增韧剂的使用效果，因此，在以磷石膏为原料生产PVC管材时，添加增韧剂和生石灰，能有效去除磷石膏所含水分，增强原料之间的粘结力，增大产品拉伸强度，并且降低生产成本，提高经济效益。
以上所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种含有磷石膏的PVC管材，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
PVC树脂：95-130份；氯化聚乙烯：8-13份；稳定剂：6-11份；光亮润滑剂：3-8份；色粉：0.5-1.2份；磷石膏：125-160份；硬脂酸：0.6-1.2份；羧甲基纤维素：0.5-1.4份；生石灰：3-6份；增韧剂：3-9份；青蒿：5-9份。
2.根据权利要求1所述的一种含有磷石膏的PVC管材，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
PVC树脂：130份；氯化聚乙烯：13份；稳定剂：11份；光亮润滑剂：8份；色粉：1.2份；磷石膏：160份；硬脂酸：1.2份；羧甲基纤维素：1.4份；生石灰：6份；增韧剂：9份；青蒿：9份。
3.根据权利要求1所述的一种含有磷石膏的PVC管材，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
PVC树脂：95份；氯化聚乙烯：10份；稳定剂：8份；光亮润滑剂：7份；色粉：0.8份；磷石膏：125份；硬脂酸：0.9份；羧甲基纤维素：1.1份；生石灰：5份；增韧剂：7份；青蒿：8份。
4.根据权利要求1所述的一种含有磷石膏的PVC管材，其特征在于：所述稳定剂优选钙锌复合热稳定剂。
5.根据权利要求1所述的一种含有磷石膏的PVC管材，其特征在于：所述青蒿为新鲜青蒿全草。
6.根据权利要求1-5所述的一种含有磷石膏的PVC管材的制备方法，其特征在于，包括以下工艺流程：
(1)原料准备：将青蒿烘干磨成600-800目的粉末备用，将磷石膏进行煅烧后磨成1100-1300目的粉末备用；
(2)原料混合：将步骤(1)的青蒿和磷石膏以及其他原料投入混料系统进行均匀混合，然后吹入干料仓；
(3)挤出成型：将步骤(2)的原料经过挤出机机头塑化后进入喷淋定径箱，并通过定径套在管材外壁喷淋定径箱内抽真空，喷淋水后冷却成型，得到管材；
(4)包装：步骤(3)所得管材经过牵引机输送，通过计量装置控制的行星据切割后，对管材进行扩口，打包得到成品。
7.根据权利要求6所述的一种含有磷石膏的PVC管材的制备方法，其特征在于：所述挤出机挤出温度为180-210℃。
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