CN113071125B - 一种高性能pvc-o管材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高性能PVC‑O管材的制备方法，将PVC树脂、改性剂、加工助剂、无机填料、复合润滑剂、热稳定剂按配比混合；通过挤出机挤出成型，牵引PVC‑U管坯通过真空加热装置，使得PVC‑U管材处于高弹性状态；将PVC‑U管坯在100℃‑130℃的温度范围内加热15‑20分钟，分别使轴向和径向的拉伸取向速率为170‑220mm/mim，拉伸取向倍率达到1.5‑2.5倍，对PVC‑U管坯进行轴向和径向的双轴取向拉伸；冷却定型；极大地增强了轴向的拉伸强度和径向的冲击强度。

Description

一种高性能PVC-O管材的制备方法
技术领域
本发明涉及PVC管材的生产制造领域，尤其涉及一种高性能 PVC-O管材的制备方法。
背景技术
双轴取向聚氯乙烯(PVC-O)是PVC管的最新进化形式，通过特殊的取向加工工艺制造的管材，将采用挤出方法生产的PVC-U管材进行轴向拉伸和径向拉伸，使管材中的PVC长链分子在双轴向规整排列，获得高强度、高韧性、高抗冲、抗疲劳的新型PVC管材。现有的PVC-O 生产方法是通过对PVC-U管材的周向拉伸和径向扩张实现，在拉伸过程中，对于物料温度的控制及拉伸速度的配合对于管材的轴向和径向强度有较大的影响，因此需要对现有PVC-O管材生产工艺进行进一步的改进，得到更高性能的PVC-O管材。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的高性能PVC-O管材的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高性能PVC-O管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料调配，将以下重量份的原料按照配比充分混合，原料包括SG-5型PVC树脂100份、ACR改性剂10-15份、ACR加工助剂 3-4份、无机填料6-8份、复合润滑剂0.6-0.8份、热稳定剂1-1.5 份；
步骤2、挤出牵引，将混合后的原料加入挤出机内，通过挤出机挤出成型，获得PVC-U管坯，并使用牵引机对PVC-U管坯进行牵引；
步骤3、真空加热，牵引PVC-U管坯通过真空加热装置，使得PVC-U 管材处于高弹性状态；
步骤4、双轴取向拉伸，将PVC-U管坯在100℃-130℃的温度范围内加热15-20分钟，分别使轴向和径向的拉伸取向速率为 170-220mm/mim，拉伸取向倍率达到1.5-2.5倍，对PVC-U管坯进行轴向和径向的双轴取向拉伸；
步骤5、对拉伸后的PVC-O管材进行冷却定型，之后一次进行切割、扩口的操作。
优选地，步骤1中的原料包括SG-5型PVC树脂100份、ACR改性剂12份、ACR加工助剂3.5份、无机填料8份、复合润滑剂0.8 份、热稳定剂1.3份。
优选地，所述复合润滑剂为硬脂酸钙与聚乙烯蜡的共混物。
优选地，所述热稳定剂为有机锡羧酸酯。
优选地，步骤4中，加热温度为110-120℃。
优选地，步骤4中，轴向和径向的拉伸取向速率为200-210mm/mim。
优选地，步骤4中，拉伸取向倍率为1.8-2.3倍。
与现有技术相比，本发明通过改进PVC-O管材的原料配比，并且将PVC-O管材的生产工艺参数进行多次试验并改进，在PVC-O管材制备过程中，通过对双轴取向拉伸过程中的加热温度、拉伸取向速率以及拉伸取向倍率进行改进，极大地增强了轴向的拉伸强度和径向的冲击强度。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
本发明提供了一种高性能PVC-O管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料调配，将以下重量份的原料按照配比充分混合，原料包括SG-5型PVC树脂100份、ACR改性剂10-15份、ACR加工助剂 3-4份、无机填料6-8份、复合润滑剂0.6-0.8份、热稳定剂1-1.5 份。
优选地，SG-5型PVC树脂100份、ACR改性剂12份、ACR加工助剂3.5份、无机填料8份、复合润滑剂0.8份、热稳定剂1.3份。其中，复合润滑剂可以采用硬脂酸钙与聚乙烯蜡的共混物；热稳定剂可以选用有机锡羧酸酯。
步骤2、挤出牵引，将混合后的原料加入挤出机内，通过挤出机挤出成型，获得PVC-U管坯，并使用牵引机对PVC-U管坯进行牵引；
步骤3、真空加热，牵引PVC-U管坯通过真空加热装置，使得PVC-U 管材处于高弹性状态；
步骤4、双轴取向拉伸，将PVC-U管坯在100℃-130℃的温度范围内加热15-20分钟，分别使轴向和径向的拉伸取向速率为 170-220mm/mim，拉伸取向倍率达到1.5-2.5倍，对PVC-U管坯进行轴向和径向的双轴取向拉伸；
优选地，加热温度为110-120℃；轴向和径向的拉伸取向速率为 200-210mm/mim；拉伸取向倍率为1.8-2.3倍。
步骤5、对拉伸后的PVC-O管材进行冷却定型，之后一次进行切割、扩口的操作。
具体实施例1，分别沿轴向和径向在PVC-U管坯上取样，在加热温度120℃、加热时间20分钟、拉伸取向速率为200mm/min的条件下进行1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5 倍率的拉伸取向，对拉伸取向后的管材样品测试轴向拉伸强度和径向冲击强度，测试结果如表1所示。
Figure BDA0002957255520000041
表1拉伸取向倍率对轴向拉伸强度和径向冲击强度的影响
由上表的测试结果可以得出结论，随着拉伸取向倍率的增加， PVC-O管材的轴向拉伸强度逐渐增加、径向冲击强度先增加后减小，当拉伸取向倍率在1.9-2.1，尤其是2.0和2.1时，轴向拉伸强度和径向冲击强度均达到较好的结果。
具体实施例2，分别沿轴向和径向在PVC-U管坯上取样，在加热温度120℃、加热时间20分钟、拉伸倍率为2.0时进行拉伸取向速率为170、180、190、200、210mm/min的拉伸，对拉伸取向后的管材样品测试轴向拉伸强度和径向冲击强度，测试结果如表2所示。
Figure BDA0002957255520000042
Figure BDA0002957255520000051
表2拉伸取向速率对轴向拉伸强度和径向冲击强度的影响
由上表的测试结果可以得出结论，随着拉伸取向速率的增加， PVC-O管材的轴向拉伸强度逐渐增加、径向冲击强度先增加后减小，当拉伸取向速率在200-210mm/min时，轴向拉伸强度和径向冲击强度均达到较好的结果。
具体实施例3，分别沿轴向和径向在PVC-U管坯上取样，在加热时间20分钟、拉伸倍率为2.0时、拉伸取向速率为200mm/min时进行加热温度为90、100、110、120、130、140℃的拉伸，对拉伸取向后的管材样品测试轴向拉伸强度和径向冲击强度，测试结果如表3所示。
Figure BDA0002957255520000052
表3加热温度对轴向拉伸强度和径向冲击强度的影响
由上表的测试结果可以得出结论，随着温度的增加，PVC-O管材的轴向拉伸强度先增加后减小、径向冲击强度先增加后减小，当温度在110-120℃时，轴向拉伸强度和径向冲击强度均达到较好的结果。
本发明通过改进PVC-O管材的原料配比，并且将PVC-O管材的生产工艺参数进行多次试验并改进，在PVC-O管材制备过程中，通过对双轴取向拉伸过程中的加热温度、拉伸取向速率以及拉伸取向倍率进行改进，极大地增强了轴向的拉伸强度和径向的冲击强度。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (4)

1.一种高性能PVC-O管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、原料调配，将以下重量份的原料按照配比充分混合，原料包括SG-5型PVC树脂100份、ACR改性剂10-15份、ACR加工助剂3-4份、无机填料6-8份、复合润滑剂0.6-0.8份、热稳定剂1-1.5份；
步骤2、挤出牵引，将混合后的原料加入挤出机内，通过挤出机挤出成型，获得PVC-U管坯，并使用牵引机对PVC-U管坯进行牵引；
步骤3、真空加热，牵引PVC-U管坯通过真空加热装置，使得PVC-U管材处于高弹性状态；
步骤4、双轴取向拉伸，将PVC-U管坯在110-120℃的温度范围内加热15-20分钟，分别使轴向和径向的拉伸取向速率为200-210mm/mim，拉伸取向倍率达到1.8-2.3倍，对PVC-U管坯进行轴向和径向的双轴取向拉伸；
步骤5、对拉伸后的PVC-O管材进行冷却定型，之后一次进行切割、扩口的操作。
2.如权利要求1所述的高性能PVC-O管材的制备方法，其特征在于：步骤1中的原料包括SG-5型PVC树脂100份、ACR改性剂12份、ACR加工助剂3.5份、无机填料8份、复合润滑剂0.8份、热稳定剂1.3份。
3.如权利要求1所述的高性能PVC-O管材的制备方法，其特征在于：所述复合润滑剂为硬脂酸钙与聚乙烯蜡的共混物。
4.如权利要求1所述的高性能PVC-O管材的制备方法，其特征在于：所述热稳定剂为有机锡羧酸酯。
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