CN114539687B - 一种硬聚氯乙烯排污管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，公开了一种硬聚氯乙烯排污管材及其制备方法。本发明的硬聚氯乙烯排污管材，按重量份数计，包括以下组分：聚氯乙烯50‑200份，芳香乙烯‑腈基乙烯共聚物10‑30份，硅灰石5‑25份，热稳定剂0.1‑5份，润滑剂0.1‑5份，加工助剂0‑5份。本发明的硬聚氯乙烯排污管材中，通过添加有空间位阻和强极性基团的芳香乙烯和腈基乙烯共聚物，与聚氯乙烯共混增加分子间作用力，抑制链段滑移，提高耐热性能；通过添加针状结构的硅灰石，减少聚氯乙烯的热降解作用；各组分间协同作用，提高聚合物体系的力学性能和热稳定性能。本发明的制备方法工艺简单，生产效率高、成本低，应用范围广。

Description

一种硬聚氯乙烯排污管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种硬聚氯乙烯排污管材及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)由氯乙烯单体通过自由基聚合而成，可通过添加适当的助剂制得满足不同用途的硬制品和软制品。PVC具有强度高、耐腐蚀、难燃、绝缘、透明以及与范围广泛的各种塑料添加剂相容性好等独特性质，被广泛应用于管材管件制品。高性能硬聚氯乙烯(PVC-UH)管材采用最小要求强度大于或等于25MPa的PVC混配料为原料，经挤出成型，并具有一体成型的钢骨架密封圈承口结构，其相较于普通的硬聚氯乙烯(PVC-U)管材而言，提高并增加了管材的性能指标要求。
然而，PVC树脂为强极性聚合物，其分子间作用力较大，从而导致了PVC软化温度和熔融温度较高，一般需要160℃-210℃才能加工；另外在高温环境下，PVC分子内含有的取代氯基容易导致PVC树脂脱氯化氢反应，从而引起PVC的降解反应，所以PVC对热极不稳定。随着热降解程度的加深，PVC树脂的颜色由白色变为黄色、棕色、褐色直到黑，且制品的物理力学性能逐渐下降，直至失去使用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种硬聚氯乙烯排污管材及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
本发明提供一种硬聚氯乙烯排污管材，按重量份数计，包括以下组分：
聚氯乙烯50-200份，芳香乙烯-腈基乙烯共聚物10-30份，硅灰石5-25份，热稳定剂0.1-5份，润滑剂0.1-5份，加工助剂0-5份。
本发明的硬聚氯乙烯排污管材中，通过添加有空间位阻和强极性基团的芳香乙烯和腈基乙烯共聚物，与聚氯乙烯共混增加分子间作用力，抑制链段滑移，提高耐热性能；通过添加针状结构的硅灰石，减少聚氯乙烯的热降解作用；各组分间协同作用，提高聚合物体系的力学性能和热稳定性能。
作为本发明所述的硬聚氯乙烯排污管材的优选实施方式，按重量份数计，包括以下组分：
聚氯乙烯80-150份，芳香乙烯-腈基乙烯共聚物15-20份，硅灰石5-15份，热稳定剂1-2份，润滑剂0.5-2份，加工助剂0-5份。
作为本发明所述的硬聚氯乙烯排污管材的优选实施方式，所述聚氯乙烯的平均聚合度为500-5000。优选的，所述聚氯乙烯的平均聚合度为700-1500。
作为本发明所述的硬聚氯乙烯排污管材的优选实施方式，所述硅灰石的长径比为(3-20)：1，D50为3-20μm。优选的，所述硅灰石的长径比为(8-10)：1，D50为8-10μm。
作为本发明所述的硬聚氯乙烯排污管材的优选实施方式，所述芳香乙烯为苯乙烯和/或甲基苯乙烯；所述腈基乙烯为丙烯腈和/或甲基丙烯腈。
作为本发明所述的硬聚氯乙烯排污管材的优选实施方式，所述热稳定剂为酚类热稳定剂、胺类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂中的至少一种。热稳定剂能够防止或抑制聚合物在成型加工时由于受热、摩擦、剪切力等物理作用和使用过程中受热、氧、光的作用而引起分解。
作为本发明所述的硬聚氯乙烯排污管材的优选实施方式，所述润滑剂为金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂和酰胺类润滑剂中的至少一种。
本发明另提供一种所述的硬聚氯乙烯排污管材的制备方法，包括以下步骤：
按所述重量份数取所述聚氯乙烯、芳香乙烯-腈基乙烯共聚物、硅灰石、热稳定剂、润滑剂、加工助剂，于200-220℃熔融共混，挤出，即成。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的硬聚氯乙烯排污管材中，通过添加有空间位阻和强极性基团的芳香乙烯和腈基乙烯共聚物，与聚氯乙烯共混增加分子间作用力，抑制链段滑移，提高耐热性能；通过添加针状结构的硅灰石，减少聚氯乙烯的热降解作用；各组分间协同作用，提高聚合物体系的力学性能和热稳定性能。本发明的制备方法工艺简单，生产效率高、成本低，应用范围广。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法所述；所述聚氯乙烯购自天津大沽化工厂；所述硅灰石购自冯家山硅灰石有限公司；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例的硬聚氯乙烯排污管材所用的原材料说明如下，但不限于这些材料：
聚氯乙烯1：DG-800T，平均聚合度为751～850；
聚氯乙烯2：DG-1000K，平均聚合度为981～1080；
聚氯乙烯3：DG-1300，平均聚合度为1221～1380；
硅灰石1：WFB5，长径比＝4:1，D50＝5μm；
硅灰石2：WFC10，长径比＝8:1，D50＝8.1μm；
硅灰石3：WFB10，长径比＝10:1，D50＝9.1μm；
硅灰石4：WFB15，长径比＝13:1，D50＝15.1μm。
实施例1-14的硬聚氯乙烯排污管材的组分(重量份数)如表1所示。
表1实施例的硬聚氯乙烯排污管材的组分
Figure BDA0003510521000000031
Figure BDA0003510521000000041
上述实施例的硬聚氯乙烯排污管材的制备方法为：
按所述重量份数取所述聚氯乙烯、芳香乙烯-腈基乙烯共聚物、硅灰石、热稳定剂、润滑剂、加工助剂，加入到高速混料机中，在转速为600-1000r/min，于200-220℃熔融共混，混合完毕，冷却，转入螺杆挤出机挤出模压成型，即得。
取实施例1-14的产品制成试样，按照GB/T 1633-2000测试维卡软化温度；按GB/T8804.2-2003测试拉伸强度；按照GB/T 1843-2008测试悬臂梁缺口冲击强度。
表2实施例的硬聚氯乙烯排污管材性能检测结果
Figure BDA0003510521000000042
由表2可知，实施例1-10的硬聚氯乙烯排污管材的维卡软化温度、弯曲强度、拉伸强度、冲击强度高。
与实施例1相比，实施例11的硬聚氯乙烯排污管材中，未添加芳香乙烯-腈基乙烯共聚物，使得试样的维卡软化温度、弯曲强度、拉伸强度、冲击强度均低于实施例1。实施例12和13的硬聚氯乙烯排污管材中，分别采用长径比＝4:1，D50＝5μm和长径比＝13:1，D50＝15.1μm的硅灰石，使得试样的维卡软化温度、弯曲强度、拉伸强度、冲击强度高稍低于实施例1。实施例14的硬聚氯乙烯排污管材中，未添加硅灰石，使得试样的维卡软化温度稍低于实施例1，弯曲强度、拉伸强度、冲击强度高均低于实施例1。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种硬聚氯乙烯排污管材，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
聚氯乙烯100份，苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯腈15份，硅灰石5-15份，热稳定剂1-2份，润滑剂0.5-2份，加工助剂0-5份；
所述硅灰石的长径比＝8:1，D50＝8.1μm。
2.根据权利要求1所述的硬聚氯乙烯排污管材，其特征在于，所述聚氯乙烯的平均聚合度为500-5000。
3.根据权利要求2所述的硬聚氯乙烯排污管材，其特征在于，所述聚氯乙烯的平均聚合度为700-1500。
4.根据权利要求1所述的硬聚氯乙烯排污管材，其特征在于，所述热稳定剂为酚类热稳定剂、胺类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的硬聚氯乙烯排污管材，其特征在于，所述润滑剂为金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂和酰胺类润滑剂中的至少一种。
6.一种权利要求1-5任一项权利要求所述的硬聚氯乙烯排污管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按所述重量份数取所述聚氯乙烯、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯腈、硅灰石、热稳定剂、润滑剂、加工助剂，于200-220℃熔融共混，挤出，即成。
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