CN114736472A - 一种高效流动阻隔析出助剂及由其制备的pvc-u注塑管件料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效流动阻隔析出助剂及由其制备的PVC‑U注塑管件料，涉及塑料管材加工技术领域。本发明提供了一种高效流动阻隔析出助剂，包括二元氯醋树脂、气相SiO2和偶联剂，本发明还提供了一种低析出高维卡PVC‑U注塑管件料，所述PVC‑U注塑管件料按质量份数计，包括如下组分：PVC树脂100份、所述高效流动阻隔析出助剂5～20份、钙锌稳定剂4～7份、钛白粉0.3～2份、碳酸钙15～30份、聚乙烯蜡0.2～0.8份、氧化聚乙烯蜡0.1～1份、硬脂酸0.2～2份、ACR抗冲剂2～4份，颜料0.2～1份。通过二元氯醋树脂、气相SiO2和偶联剂的配合使用，使得本发明制备的PVC‑U注塑管件料具有抗析出效果好、维卡高、注塑管件产品颜色细腻鲜艳的优点。
Description
技术领域
本发明涉及塑料管材加工技术领域，尤其涉及一种高效流动阻隔析出助剂及由其制备的PVC-U注塑管件料。
背景技术
PVC材料因其物理力学性能优异、耐化学腐蚀、强度高、绝缘性好、使用寿命长、成本低廉、同时因其氯含量高还具有自熄阻燃性能，被广泛应用于电力电缆、电子电器、市政工程、建筑建材等领域。
硬质聚氯乙烯(PVC-U)通用管材、管件是国家建设部于九十年代开始推广使用的一种产品，与镀锌钢管材、铸铁管件相比有质轻、价廉、耐腐蚀，流速快和安装方便等优点，是理想的建筑给水管换代产品。但是随着目前人类对材料的安全和环保性能要求越来越高，目前市场上供应普通的PVC-U注塑管件其材料的含铅及耐温性能已经很难满足当前人们的实际使用需求。
目前市场供应的PVC-U注塑管件料配方一般以SG8型或SG7型PVC为主体树脂，添加了部分液体或固体增塑剂以增加流动性、改善PVC-U管件材料的加工性能，以铅盐稳定剂作为热稳定剂使用。因此，生产的PVC-U注塑管件料的维卡软化温度普遍在74℃左右，也有部分PVC-U管件采用环保钙锌稳定剂，但析出性一直是个较难克服的课题。在阳光直晒较强、环境温度较高的使用场合，过低的维卡软化温度容易造成管件变形无法安装。特别是有颜色的PVC-U管件吸热更快，相比白色管件更容易变形。采用钙锌稳定剂的PVC-U管件材料注塑加工时，模具表面的冷凝析出物较多，会对管件外观或标识清晰度有较大影响。
有鉴于此，本发明特提供一种高效流动阻隔析出助剂及由其制备的PVC-U注塑管件料，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有PVC注塑管件料易析出、低维卡易变形的问题，提供一种高效流动阻隔析出助剂。所述高效流动阻隔析出助剂，包括二元氯醋树脂、气相SiO2和偶联剂。
采用上述方案，二元氯醋树脂具有良好的相容性，在PVC树脂中起增塑剂与流动剂的作用，能够减少增塑剂等加工改性剂的使用，降低了成本；气相SiO2具有高流动性和小尺寸效应，使材料表面更加致密细腻，色彩鲜艳，提升了产品外观质量，气相SiO2的物理层状结构能够在产品表面形成一层物理阻隔层，从而降低材料组分中小分子物的析出。
进一步地，所述二元氯醋树脂、气相SiO2和偶联剂三者的质量比为2000～4000:400:2～5。
进一步地，所述二元氯醋树脂与气相SiO2的质量比为10:1。
进一步地，所述气相SiO2与偶联剂的质量比为100:1。
进一步地，所述高效流动阻隔析出助剂由二元氯醋树脂、气相SiO2和偶联剂按照质量比加入高低速机中，混合、冷却制得。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本发明的另一目的在于提供所述高效流动阻隔析出助剂在制备PVC-U注塑管件料中的应用。
本发明的再一目的在于提供一种低析出高维卡PVC-U注塑管件料，所述PVC-U注塑管件料按质量份数计，包括如下组分：PVC树脂100份、所述高效流动阻隔析出助剂5～20份、钙锌稳定剂4～7份、钛白粉0.3～2份、碳酸钙15～30份、聚乙烯蜡0.2～0.8份、氧化聚乙烯蜡0.1～1份、硬脂酸0.2～2份、ACR抗冲剂2～4份，颜料0.2～1份。
进一步地，所述PVC-U注塑管件料按质量份数计，包括如下组分：PVC SG5树脂100份、所述高效流动阻隔析出助剂8～20份、钙锌稳定剂4～7份、钛白粉0.3～2份、碳酸钙15～30份、聚乙烯蜡0.2～0.8份、氧化聚乙烯蜡0.1～1份、硬脂酸0.2～2份、ACR抗冲剂2～4份，颜料0.2～1份。
采用上述方案，主要利用二元氯醋树脂的高流动性和高相容性改善PVC SG5树脂的加工性能，解决主料PVC SG5树脂流行性差，光泽度差的问题；另外，助剂中的二元氯醋树脂中酯基的引入能有效吸附配方中的增塑剂，屏蔽小分子析出；气相SiO2粒径小，比表面积大，注塑过程中能够在管件表面形成一层物理阻隔层，减小材料中不溶小分子的析出，减少模具的污染，改善管件品质，本发明制备的PVC-U注塑管件料中采用钙锌环保配方的同时解决了析出问题。
本发明的还一目的在于提供添加了所述高效流动阻隔析出助剂的低析出高维卡PVC-U注塑管件料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将所有组分按配比混合，先在高速预混机中于125～135℃混合，然后转入低速混合机中于45～60℃混合，最后在双螺杆挤出机中于160～185℃下进行熔融共混挤出造粒，即可制得低析出高维卡PVC-U注塑管件料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明开发了一种高阻隔高流动加工助剂，通过添加这种高效流动阻隔析出助剂，并配合钙锌环保配方，制成了低析出高维卡PVC-U注塑管件料，所制备的PVC-U注塑管件料具有抗析出效果好、维卡高、注塑管件产品颜色细腻鲜艳的优点。
(2)二元氯醋树脂的高流动性和高相容性能够改善PVC SG5树脂的加工性能，解决主料PVC SG5树脂流行性差，光泽度差的问题；另外，二元氯醋树脂中酯基的引入能有效吸附配方中的增塑剂，屏蔽小分子析出；气相SiO2在注塑过程中能够在管件表面形成一层物理阻隔层，减小材料中不溶小分子的析出，减少模具的污染。
(3)本发明制备工艺简单、成本低廉、便于大规模推广应用；此外，可填补现有市场空白、扩展氯醋材料的应用领域，具有重大的经济和社会意义。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种低析出高维卡PVC-U注塑管件料，具体的组分和制备过程如下：
按照以下质量份数比进行称量混合得到混合料：PVC SG5树脂100份、高效流动阻隔析出助剂8份、钙锌热稳定剂5.5份、钛白粉0.3份、碳酸钙15份、聚乙烯蜡0.2份、氧化聚乙烯蜡0.6份、硬脂酸0.8份、ACR抗冲剂2.5份、颜料0.35份，然后将该混合料在高速预混机中混合6分钟左右至135℃，接着转入低速混合机中于60℃混合4分钟左右，随后将其加入到挤出机的料斗中，在双螺杆挤出机中于135℃下进行熔融共混挤出造粒制得低析出高维卡PVC-U注塑管件料。其中，高效流动阻隔析出助剂由质量比为2000:200:2的二元氯醋树脂、气相SiO2和硅烷偶联剂组成。
实施例2
一种低析出高维卡PVC-U注塑管件料，具体的组分和制备过程如下：
按照以下质量份数比进行称量混合得到混合料：PVC SG5树脂100份、高效流动阻隔析出助剂12份、钙锌热稳定剂6份、钛白粉1份、碳酸钙20份、聚乙烯蜡0.8份、氧化聚乙烯蜡0.2份、硬脂酸0.2份、ACR抗冲剂4.0份、颜料0.2份，然后将该混合料在高速预混机中混合6分钟左右至125℃，接着转入低速混合机中于45℃混合4分钟左右，随后将其加入到挤出机的料斗中，在双螺杆挤出机中于185℃下进行熔融共混挤出造粒制得低析出高维卡PVC-U注塑管件料。其中，高效流动阻隔析出助剂由质量比为2500:400:2的二元氯醋树脂、气相SiO2和硅烷偶联剂组成。
实施例3
一种低析出高维卡PVC-U注塑管件料，具体的组分和制备过程如下：
按照以下质量份数比进行称量混合得到混合料：PVC SG5树脂100份、高效流动阻隔析出助剂5份、钙锌热稳定剂7份、钛白粉2份、碳酸钙25份、聚乙烯蜡0.4份、氧化聚乙烯蜡0.1份、硬脂酸1.5份、ACR抗冲剂3.0份、颜料1.0份，然后将该混合料在高速预混机中混合6分钟左右至130℃，接着转入低速混合机中于50℃混合4分钟左右，随后将其加入到挤出机的料斗中，在双螺杆挤出机中于160℃下进行熔融共混挤出造粒制得低析出高维卡PVC-U注塑管件料。其中，高效流动阻隔析出助剂由质量比为3500:400:3的二元氯醋树脂、气相SiO2和硅烷偶联剂组成。
实施例4
一种低析出高维卡PVC-U注塑管件料，具体的组分和制备过程如下：
按照以下质量份数比进行称量混合得到混合料：PVC SG5树脂100份、高效流动阻隔析出助剂20份、钙锌热稳定剂4份、钛白粉1.5份、碳酸钙30份、聚乙烯蜡0.6份、氧化聚乙烯蜡1份、硬脂酸2.0份、ACR抗冲剂2.0份、颜料0.7份，然后将该混合料在高速预混机中混合6分钟左右至125℃，接着转入低速混合机中于55℃混合4分钟左右，随后将其加入到挤出机的料斗中，在双螺杆挤出机中于175℃下进行熔融共混挤出造粒制得低析出高维卡PVC-U注塑管件料。其中，高效流动阻隔析出助剂由质量比为2000:400:5的二元氯醋树脂、气相SiO2和硅烷偶联剂组成。
实施例5
本实施例提供的低析出高维卡PVC-U注塑管件料，具体的组分和制备过程同实施例1，不同之处在于：其中的高效流动阻隔析出助剂为10份。
实施例6
本实施例提供的低析出高维卡PVC-U注塑管件料，具体的组分和制备过程同实施例1，不同之处在于：其中的高效流动阻隔析出助剂为15份。
实施例7
本实施例提供的低析出高维卡PVC-U注塑管件料，具体的组分和制备过程同实施例1，不同之处在于：其中的高效流动阻隔析出助剂为20份。
对比例1
PVC树脂采用SG8型树脂，利用固体酯类增塑剂代替实施例1中的高效流动阻隔析出助剂，其它组分和制备过程与实施例1相同，其中固体酯类增塑剂的型号为深圳市三胜化工有限公司生产的
S70。
对比例2
利用固体酯类增塑剂代替实施例1中的高效流动阻隔析出助剂，其它组分和制备过程与实施例1相同，其中固体酯类增塑剂的型号为深圳市三胜化工有限公司生产的
S70。
试验例1实施例1、实施例5-7、对比例1-2制备的PVC-U注塑管件料性能指标测试
计算实施例1、实施例5-7、对比例1-2制备的PVC-U注塑管件料的密度，以及测试其维卡温度、拉伸屈服强度和析出时间，具体结果见表1。
表1实施例1、实施例5-7、对比例1-2制备的PVC-U注塑管件料性能指标测试结果
注：析出时间以管件料生产排水管件时logo凹模被析出物填平计算。
由表1数据可知，随着PVC-U混配料中高效流动阻隔析出助剂添加份数的增多，实施例1、实施例5-7制备的PVC-U注塑管件料的密度、维卡温度、拉伸屈服强度逐渐降低。并且随着高效流动阻隔析出助剂添加份数的增加，清理析出物的间隔时间先延长后缩短。与PVCSG5树脂相比，PVC SG8树脂用于PVC管材时，材料的流动性更好，但维卡温度较低，与对比例1相比，实施例1、实施例5-7制备的PVC-U注塑管件料的密度相差不大，然而维卡温度和拉伸屈服强度明显较高，清理析出物的间隔时间大幅延长；与对比例2相比，实施例1中将固体酯类增塑剂替换为本发明提供的高效流动阻隔析出助剂，实施例1制备的PVC-U注塑管件料的维卡温度显著高于对比例2，并且清理析出物的间隔时间相较于对比例2显著延长，说明本发明提供的高效流动阻隔析出助剂及其制备的PVC-U注塑管件料抗析出效果好、维卡高。其中综合性能和成本等各项因素，较为优异的配方为实施例6制备的PVC-U注塑管件料。
实施例2-4同样进行了上述性能测试，得到的结果与实施例1类似，且实施例1-7的PVC-U注塑管件料所制得的注塑管件产品的颜色细腻鲜艳。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种高效流动阻隔析出助剂，其特征在于，包括二元氯醋树脂、气相SiO2和偶联剂。
2.根据权利要求1所述的一种高效流动阻隔析出助剂，其特征在于，所述二元氯醋树脂、气相SiO2和偶联剂三者的质量比为2000～4000:400:2～5。
3.根据权利要求2所述的一种高效流动阻隔析出助剂，其特征在于，所述高效流动阻隔析出助剂由二元氯醋树脂、气相SiO2和偶联剂按照质量比加入高低速机中，混合、冷却制得。
4.根据权利要求1所述的高效流动阻隔析出助剂，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
5.一种如权利要求1～4任一所述的高效流动阻隔析出助剂在制备PVC-U注塑管件料中的应用。
6.一种低析出高维卡PVC-U注塑管件料，其特征在于，按质量份数计，包括如下组分：PVC树脂100份、权利1～4任一所述的高效流动阻隔析出助剂5～20份、钙锌稳定剂4～7份、钛白粉0.3～2份、碳酸钙15～30份、聚乙烯蜡0.2～0.8份、氧化聚乙烯蜡0.1～1份、硬脂酸0.2～2份、ACR抗冲剂2～4份，颜料0.2～1份。
7.一种如权利要求6所述的低析出高维卡PVC-U注塑管件料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所有组分按配比混合，先在高速预混机中于125～135℃混合，然后转入低速混合机中于45～60℃混合，最后在双螺杆挤出机中于160～185℃下进行熔融共混挤出造粒，即可制得低析出高维卡PVC-U注塑管件料。
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