CN112194896B - 一种用于制备分集水器的聚砜树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备分集水器的聚砜树脂，包括以下重量分数的原料：PPSU 30～50份，PSU 50～70份，4‑氯二苯砜0.01～0.1份，稳定剂0.5～1.5份，DOP 1～3份。本发明还公开了聚砜树脂的制备方法：先将原料混炼，通过挤出机挤出成型，用造粒机造粒得到聚砜颗粒，再将聚砜颗粒烘去水分。以及利用聚砜树脂制备分集水器的方法：将聚砜树脂加入到挤出机挤出成型，得到聚砜分集水器。本发明通过对原料进行共混，降低了纯PPSU管材的吸水率及加工温度，同时保证机械性能基本不变；降低了分集水器的成本，改进了原料在熔融状态下的流动性，提高了加工性，加快了挤出速度，提高了产量。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物加工技术领域，具体涉及方法一种用于制备分集水器的聚砜树脂及其制备方法。
背景技术
地暖供热作为一种新的供暖方式，因其环保节能、供热均匀、体感舒适、清洁美观、可以集中供暖也可以独立供暖等优点，已得到大力普及。市场上的分水器种类繁多，主要的分水器产品有铜分水器、不锈钢分水器和铜塑料分水器等。铜分水器和不锈钢分水器在使用过程中易出现锈蚀、漏水开裂等质量问题。而市场上的塑料分集水器材料大多采用PPR或PB等塑料，为了保证分集水器的耐温和耐压性，分集水器的各部件壁厚均比较厚，既笨重又浪费资源。所以需要用性能更好更稳定的材料来制备分集水器。
聚砜类树脂是一种高性能工程塑料，由于他们具有耐热性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒和阻燃等性能，使其在电子、电器、机械、汽车、医疗器具、食品加工及不沾涂料等领域均得到了广泛的应用。PPSU，学名：聚亚苯基砜树脂。纯PPSU管材可以满足耐压以及耐介质方面的要求，但由于树脂本身结构中大量砜基的存在导致材料极易快速吸水达到饱和。吸水饱和后的PPSU管材长期耐压能力明显下降，同时无法实现管路的热熔焊接。且PPSU一般为改性联苯聚醚砜，加工温度较高，加工条件苛刻；并且成本较高。但PPSU刚性和韧性好，耐温、耐热氧化，抗蠕变性能优良，所以还是目前性能非常好的一种特种塑料。为了克服PPSU制备成产品存在的问题，需要对原料进行共混，一方面降低产品成本，还能降低加工温度，降低产品的吸水率。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种用于制备分集水器的聚砜树脂及其制备方法。本发明通过对原料进行共混，降低了纯PPSU管材的吸水率及加工温度，降低了分集水器的成本，保持了分集水器良好的性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种用于制备分集水器的聚砜树脂，包括以下重量分数的原料：
PPSU30～50份，PSU50～70份，4-氯二苯砜0.01～0.1份，稳定剂0.5～1.5份，DOP1～3份。
优选的，包括以下重量分数的原料：
PPSU40份，PSU60份，4-氯二苯砜0.05份，稳定剂1.0份，DOP2份。
优选的，所述PPSU的重均分子量为7～10万，熔融指数为10～30g/10min(365℃，5kg)。
优选的，所述PSU的重均分子量为7～8万，熔融指数为20±3g/10min(343℃，5kg)。
优选的，所述稳定剂为硬脂酸盐。所述硬脂酸盐选自硬脂酸锌，硬脂酸钙或硬脂酸镁中的一种。
本发明的第二方面，提供上述的聚砜树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量分数称取原料，将原料加入混炼机混炼，混炼完毕将混炼后的原料加入挤出机，挤出后冷却造粒，得到聚砜颗粒；
(2)将聚砜颗粒烘干至其含水量低于0.05％。
优选的，步骤(1)中，所述混炼温度为230～280℃，混炼时间为0.5～1h。
优选的，步骤(1)中，所述挤出机的温度为230～280℃。
本发明的第三方面，提供上述的聚砜树脂在制备分集水器中的应用，包括以下步骤：
将烘干后的聚砜颗粒加入挤出机的料筒中，设定挤出机料筒温度为230～280℃、模具温度为300～330℃、口模温度为320～340℃、定径套温度为60～100℃，聚砜颗粒熔融后经挤出机挤出，冷却定型得到聚砜分集水器。
优选的，所述挤出机的主机转速为4～10rpm，压缩比为1.2～1.8，挤出速度350～500mm/h。
优选的，所述聚砜分集水器的直径为10～32mm。
说明：本发明制备的分集水器为分集水器的主干，分集水器的其他配件可通过焊接等方式与主干进行连接。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过对原料进行共混，降低了纯PPSU管材的吸水率及加工温度，同时保证机械性能基本不变。
(2)本发明通过加入成本较低的PSU降低了分集水器的成本，同时保持了分集水器的耐热性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性等性能。
(3)本发明通过配方的改进，改进了原料在熔融状态下的流动性，提高了加工性，加快了挤出速度，提高了产量。
附图说明
图1为聚砜分集水器的工艺流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
实施例1：
(1)取PPSU40kg，PSU60kg，4-氯二苯砜0.05kg，硬脂酸镁1.0kg，DOP2kg，将原料加入混炼机混炼，混炼温度为230～280℃，混炼时间为0.5h，混炼完毕将混炼后的原料加入挤出机230～280℃，挤出后形成圆条，冷却定型，经造粒机进行造粒，得到聚砜颗粒。
(2)将聚砜颗粒烘干至其含水量为0.03％；
(3)将烘干后的聚砜颗粒加入挤出机的料筒中，设定挤出机的主机转速为8rpm，压缩比为1.6，螺杆长径比为1:25。挤出机四个区温度分别为：常温、230℃、265℃、280℃；模具一、二区和口模区温度分别为：305℃、320℃、340℃；定径套温度为：60℃。挤出速度为420mm/h，聚砜颗粒熔融后经挤出机挤出，冷却定型得到聚砜分集水器主体，直径为26mm。
实施例2
(1)取PPSU50kg，PSU50kg，4-氯二苯砜0.1kg，硬脂酸锌0.5kg，DOP3kg，将原料加入混炼机混炼，混炼温度为230～280℃，混炼时间为0.5h，混炼完毕将混炼后的原料加入挤出机230～280℃，挤出后形成圆条，冷却定型，经造粒机进行造粒，得到聚砜颗粒。
(2)将聚砜颗粒烘干至其含水量为0.04％；
(3)将烘干后的聚砜颗粒加入挤出机的料筒中，设定挤出机的主机转速为8rpm，压缩比为1.6，螺杆长径比为1:25。挤出机四个区温度分别为：常温、230℃、265℃、280℃；模具一、二区和口模区温度分别为：305℃、320℃、340℃；定径套温度为：60℃。挤出速度为420mm/h，聚砜颗粒熔融后经挤出机挤出，冷却定型得到聚砜分集水器主体，直径为26mm。
实施例3
(1)取PPSU30kg，PSU70kg，4-氯二苯砜0.01kg，硬脂酸镁1.5kg，DOP1kg，将原料加入混炼机混炼，混炼温度为230～280℃，混炼时间为1h，混炼完毕将混炼后的原料加入挤出机230～280℃，挤出后形成圆条，冷却定型，经造粒机进行造粒，得到聚砜颗粒。
(2)将聚砜颗粒烘干至其含水量为0.05％；
(3)将烘干后的聚砜颗粒加入挤出机的料筒中，设定挤出机的主机转速为5rpm，压缩比为1.6，螺杆长径比为1:25。挤出机四个区温度分别为：常温、230℃、265℃、280℃；模具一、二区和口模区温度分别为：305℃、320℃、340℃；定径套温度为：60℃。挤出速度为360mm/h，聚砜颗粒熔融后经挤出机挤出，冷却定型得到聚砜分集水器主体，直径为32mm。
对比例1
将烘干后含水量在0.03％的PPSU颗粒，装入挤出机的料筒中，设定挤出机料筒四个区温度分别为：常温、265℃、290℃、305℃；模具一、二区和口模区温度分别为：335℃、350℃、365℃；定径套温度为：60℃。设定挤出机主机转速为6rpm。将PPSU颗粒经挤出机熔融后经机头挤入模具中，挤出速度为320mm/h，经挤出机挤出，冷却定型得到PPSU分集水器主体，直径为26mm。
对比例2
将烘干后含水量在0.05％的PPSU颗粒，装入挤出机的料筒中，设定挤出机料筒四个区温度分别为：常温、265℃、290℃、305℃；模具一、二区和口模区温度分别为：335℃、350℃、365℃；定径套温度为：60℃。设定挤出机主机转速为5rpm。将PPSU颗粒经挤出机熔融后经机头挤入模具中，挤出速度为300mm/h，经挤出机挤出，冷却定型得到PPSU分集水器主体，直径为32mm。
试验例
对实施例1～3和试验例1～2制备的分集水器主体依据《GB/T29730-2013冷热水用分集水器》标准进行机械强度测试、气密性和压力强度测试，所得结果见表1。
表1性能测试结果
由表1可知，实施例1～3制备的分集水器其机械性能略低于对比例1～2，但基本能保持一致，但吸水率远好于对比例1～2，吸水率降低使产品的耐压能力上升。所以实施例1～2制备的分集水器无论在气密性还是抗压性上都远好于纯PPSU管材，同时还能保持PPSU的优异性能。适于工业化生产分集水器，还能降低产品成本，改善工艺加工性能。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于制备分集水器的聚砜树脂，其特征在于，包括以下重量分数的原料：
PPSU 40份，PSU 60份，4-氯二苯砜 0.05份，稳定剂1.0份，DOP 2份；
所述PPSU 的重均分子量为7～10万，熔融指数为10～30g/10min，365℃，5kg；
所述PSU 的重均分子量为7～8万，熔融指数为20±3g/10min，343℃，5kg；
所述稳定剂为硬脂酸盐。
2.权利要求1所述的聚砜树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量分数称取原料，将原料加入混炼机混炼，混炼完毕将混炼后的原料加入挤出机，挤出后冷却造粒，得到聚砜颗粒；
（2）将聚砜颗粒烘干至其含水量低于0.05％。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述混炼温度为230～280℃，混炼时间为0.5~1h。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述挤出机的温度为230～280℃。
5.权利要求1所述的聚砜树脂在制备分集水器中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
将烘干后的权利要求1聚砜树脂加入挤出机的料筒中，设定挤出机料筒温度为230～280℃、模具温度为300～330℃、口模温度为320～340℃、定径套温度为60～100℃，聚砜颗粒熔融后经挤出机挤出，冷却定型得到聚砜分集水器。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述挤出机的主机转速为4～10rpm，压缩比为1.2~1.8，挤出速度350~500mm/h。
7.根据权利要求5 所述的应用，其特征在于，所述聚砜分集水器的直径为10~32mm。
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