CN112321964A - 高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚氯乙烯管材技术领域，具体涉及一种高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管及其制备方法。所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管，由以下重量份数的原料组成：PVC100份，低密度聚乙烯20‑50份，抗冲改性剂10‑15份，润滑剂4‑6份，二氧化钛母料5‑8份，红磷母料8‑12份，轻质碳酸钙12‑16份，环氧大豆油2‑4份。本发明的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管，采用聚氯乙烯和聚乙烯复配，并对无机助剂进行改性，提高了管材的阻燃性和耐老化性，同时保证管材的力学性能优异；本发明还提供其制备方法。

Description

高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯管材技术领域，具体涉及一种高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管及其制备方法。
背景技术
PVC管材已成为人们日常生活中不可缺少的一部分，每个建筑都有它的身影，作为新型材料管材，其良好的特性深受人们的青睐。PVC通信管采用优质PVC改性材料一次挤出成型，具有质轻，强度高、柔韧性好、耐腐蚀、阻燃、绝缘性能良好，内壁光滑，摩擦系数小等特点，抗腐蚀，耐老化，埋地使用寿命长达50年以上。
但是，现有的PVC通信管一般通过加入各种助剂来达到相应的优异性能，助剂的大量加入会降低管材的力学性能，同时，一些无机助剂与聚氯乙烯相容性差，随着管材使用时间的增加，助剂会迁移到管材表面，使管材的性能下降。
专利CN111423672A中公开了一种耐老化PVC通信管及其制备方法，包括以下重量份原料：PVC 90-110份、ABS 5-12份、改性填料15-25份、热稳定剂2-3份、超细碳酸钙12-16份、加工助剂ACR 1-2份、环氧大豆油2-4份、石蜡0.2-0.4份、紫外线吸收剂0.5-1份，所述改性填料以石墨烯包裹的碳纤维为载体，在载体上负载了铋掺杂的纳米氧化锌。其制备得到的耐老化PVC通信管，通过在基体材料中添加改性填料以对其进行改性，能够减缓PVC脱HCL反应，使得通信管的耐老化性能更好。
专利CN111548578A中公开了一种抗氧化PVC通信管及其制备方法，包括以下重量份原料：PVC 110-120份、CPVC 10-12份、增塑剂8-10份、抗氧化添加剂5-8份、稳定剂2-4份、外润滑剂0.5-1份、内润滑剂0.5-1份、加工助剂ACR401 1-2份、紫外线吸收剂0.5-1份，所述抗氧化添加剂以改性二氧化钛为核心，核心外包覆了聚苯胺壳层，所述聚苯胺壳层外负载有抗氧化微胶囊，所述抗氧化微胶囊是以咖啡酸/铁离子络合物为囊芯，聚氨酯为囊皮。其制备得到的抗氧化PVC通信管，通过抗氧化添加剂的添加，使得制备得到的PVC通信管具有良好的短期、长期抗氧化性能。
以上专利虽然对无机助剂进行了一定改性，但是改性所用原料与主体树脂原料不同，与主体树脂的相容性不佳，且助剂的加入同时对管材的其他性能造成影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管，采用聚氯乙烯和聚乙烯复配，并对无机助剂进行改性，提高了管材的阻燃性和耐老化性，同时保证管材的力学性能优异；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管，由以下重量份数的原料组成：
Figure BDA0002753042460000021
抗冲改性剂为CPE、抗冲ACR或MBS中的一种。
润滑剂由外润滑剂和内润滑剂按质量比0.8-1.2:1复合，外润滑剂为高级脂肪酸，内润滑剂为高级脂肪醇。
二氧化钛母料为二氧化钛与低密度聚乙烯按质量比2-5:100制备得到。
红磷母料为红磷与低密度聚乙烯按质量比2-5:100制备得到。
本发明所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PVC和低密度聚乙烯在100-120℃温度下熔融，加入抗冲改性剂、润滑剂、轻质碳酸钙和环氧大豆油，搅拌均匀，经双螺杆挤出机造粒，得到主料；
(2)将主料、二氧化钛母料和红磷母料混合均匀，经双螺杆挤出机挤出，得到高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管。
步骤(1)中，双螺杆造粒机的工艺条件为：一区160℃，二区170℃，三区180℃，四区190℃，五区200℃，转速为40-50r/min。
步骤(2)中，双螺杆挤出机混合挤出时工艺参数为：一区175℃，二区185℃，三区190℃，四区195℃，转速为20-25r/min。
二氧化钛母料的制备方法如下：
(1)将纳米二氧化钛和轻质碳酸钙按质量比1:10加入单硬脂酸甘油酯中，搅拌均匀后进行干燥，得到混合粉体；
(2)将混合粉体与低密度聚乙烯按照质量比20-50:100混合，经双螺杆挤出机造粒，得到二氧化钛母料。
红磷母料的制备方法如下：
(1)将红磷和轻质碳酸钙按质量比1:10加入单硬脂酸甘油酯中，搅拌均匀后进行干燥，得到混合粉体；
(2)将混合粉体与低密度聚乙烯按照质量比20-50:100混合，经双螺杆挤出机造粒，得到红磷母料。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
本发明采用聚氯乙烯和聚乙烯复配，并对无机助剂进行改性，将二氧化钛和红磷与聚乙烯混合制成母粒，与主体树脂共同挤出，提高了管材的阻燃性和耐老化性，同时保证管材的力学性能优异；本发明还提供其制备方法。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
实施例1-3中，二氧化钛母料的制备方法如下：
(1)将纳米二氧化钛和轻质碳酸钙按质量比1:10加入单硬脂酸甘油酯中，搅拌均匀后进行干燥，得到混合粉体；
(2)将混合粉体与低密度聚乙烯按照质量比40:100混合，经双螺杆挤出机造粒，得到二氧化钛母料，双螺杆造粒机的工艺条件为：一区160℃，二区170℃，三区180℃，四区190℃，五区200℃，转速为40-50r/min。
红磷母料的制备方法如下：
(1)将红磷和轻质碳酸钙按质量比1:10加入单硬脂酸甘油酯中，搅拌均匀后进行干燥，得到混合粉体；
(2)将混合粉体与低密度聚乙烯按照质量比40:100混合，经双螺杆挤出机造粒，得到红磷母料，双螺杆造粒机的工艺条件为：一区160℃，二区170℃，三区180℃，四区190℃，五区200℃，转速为40-50r/min。
实施例1
按以下重量份数的原料制备高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管：
Figure BDA0002753042460000031
Figure BDA0002753042460000041
制备方法如下：
(1)将PVC和低密度聚乙烯在110℃温度下熔融，加入抗冲改性剂、润滑剂、轻质碳酸钙和环氧大豆油，搅拌均匀，经双螺杆挤出机造粒，双螺杆造粒机的工艺条件为：一区160℃，二区170℃，三区180℃，四区190℃，五区200℃，转速为40-50r/min，得到主料；
(2)将主料、二氧化钛母料和红磷母料混合均匀，经双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机混合挤出时工艺参数为：一区175℃，二区185℃，三区190℃，四区195℃，转速为20-25r/min，得到高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管。
实施例2
按以下重量份数的原料制备高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管：
Figure BDA0002753042460000042
制备方法与实施例1相同。
实施例3
按以下重量份数的原料制备高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管：
Figure BDA0002753042460000043
Figure BDA0002753042460000051
制备方法与实施例1相同。
对比例1
按以下重量份数的原料制备高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管：
Figure BDA0002753042460000052
制备方法如下：
(1)将PVC和低密度聚乙烯在110℃温度下熔融，加入抗冲改性剂、润滑剂、二氧化钛、轻质碳酸钙和环氧大豆油，搅拌均匀，经双螺杆挤出机造粒，双螺杆造粒机的工艺条件为：一区160℃，二区170℃，三区180℃，四区190℃，五区200℃，转速为40-50r/min，得到主料；
(2)将主料和红磷母料混合均匀，经双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机混合挤出时工艺参数为：一区175℃，二区185℃，三区190℃，四区195℃，转速为20-25r/min，得到高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管。
对比例2
按以下重量份数的原料制备高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管：
Figure BDA0002753042460000053
Figure BDA0002753042460000061
制备方法如下：
(1)将PVC和低密度聚乙烯在110℃温度下熔融，加入抗冲改性剂、润滑剂、红磷、轻质碳酸钙和环氧大豆油，搅拌均匀，经双螺杆挤出机造粒，双螺杆造粒机的工艺条件为：一区160℃，二区170℃，三区180℃，四区190℃，五区200℃，转速为40-50r/min，得到主料；
(2)将主料和二氧化钛母料混合均匀，经双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机混合挤出时工艺参数为：一区175℃，二区185℃，三区190℃，四区195℃，转速为20-25r/min，得到高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管。
将各实施例和对比例制备的聚氯乙烯复合通信管进行性能测试，阻燃性的测定方法按照GB/T2406《塑料导燃烧性能试验方法氧指数法》测定。抗压性能、拉伸性能测定方法按照JG3050《建筑用绝缘电工套管及配件》6.4章节规定的方法测定。测试结果如表1所示。
表1各实施例和对比例制备的聚氯乙烯复合通信管性能测试结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
氧指数 52 48 56 47 38
抗压强度，N 1860 1746 1825 1684 1633
断裂伸长率，％ 64 72 69 56 52
拉伸强度，MPa 385 417 406 359 324
50℃加速老化30天 无变化 无变化 无变化 变黄变硬 变黄变硬

Claims (10)

1.一种高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：
Figure FDA0002753042450000011
2.根据权利要求1所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管，其特征在于：抗冲改性剂为CPE、抗冲ACR或MBS中的一种。
3.根据权利要求1所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管，其特征在于：润滑剂由外润滑剂和内润滑剂按质量比0.8-1.2:1复合，外润滑剂为高级脂肪酸，内润滑剂为高级脂肪醇。
4.根据权利要求1所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管，其特征在于：二氧化钛母料为二氧化钛与低密度聚乙烯按质量比2-5:100制备得到。
5.根据权利要求1所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管，其特征在于：红磷母料为红磷与低密度聚乙烯按质量比2-5:100制备得到。
6.一种权利要求1-5任一项所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将PVC和低密度聚乙烯在100-120℃温度下熔融，加入抗冲改性剂、润滑剂、轻质碳酸钙和环氧大豆油，搅拌均匀，经双螺杆挤出机造粒，得到主料；
(2)将主料、二氧化钛母料和红磷母料混合均匀，经双螺杆挤出机挤出，得到高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管。
7.根据权利要求6所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，双螺杆造粒机的工艺条件为：一区160℃，二区170℃，三区180℃，四区190℃，五区200℃，转速为40-50r/min。
8.根据权利要求6所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，双螺杆挤出机混合挤出时工艺参数为：一区175℃，二区185℃，三区190℃，四区195℃，转速为20-25r/min。
9.根据权利要求6所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管的制备方法，其特征在于：二氧化钛母料的制备方法如下：
(1)将纳米二氧化钛和轻质碳酸钙按质量比1:10加入单硬脂酸甘油酯中，搅拌均匀后进行干燥，得到混合粉体；
(2)将混合粉体与低密度聚乙烯按照质量比20-50:100混合，经双螺杆挤出机造粒，得到二氧化钛母料。
10.根据权利要求6所述的高阻燃耐老化聚氯乙烯复合通信管的制备方法，其特征在于：红磷母料的制备方法如下：
(1)将红磷和轻质碳酸钙按质量比1:10加入单硬脂酸甘油酯中，搅拌均匀后进行干燥，得到混合粉体；
(2)将混合粉体与低密度聚乙烯按照质量比20-50:100混合，经双螺杆挤出机造粒，得到红磷母料。
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