专利名称：一种高性能聚氯乙烯合金管材及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高性能聚氯乙烯合金管材及其制备工艺，属于聚氯乙烯管材技术领域。
背景技术：
塑料管材具有不腐蚀、卫生性能好、易于安装等特点，在我国得到了大力推广，替代传统的镀锌铁管已是大势所趋。塑料给水管材按材料分主要包括PVC、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等，由于PVC管道与其它聚烯烃管道相比具有强度高、阻燃性能好、高环刚度、价格较低等优点，得到广泛的应用。硬质PVC管材低温韧性差，耐磨性差，在运输、装卸过程中容易出现划痕、暗伤，形成应力集中导致管材容易在试压和使用过程中破裂，缩短了管材使用寿命；抗冲改性聚氯·乙烯管材具有一定的低温韧性，但耐负压能力较硬质PVC管材低，也没有解决硬质PVC管材耐磨性差的缺点，适用范围受到限制。本发明PVC合金管材除了应用于供水、排水、还可以应用于石油输送、矿砂输送及要求耐老化及耐磨性能较高的特殊领域。该管材实现了更高水平的刚韧平衡，强度更高、韧性更好。低温脆化点在-30°C。其耐磨性能按照QB/T2668-2004《超高分子量聚乙烯管材》试验结果为O. 5%，已接近超高分子量聚乙烯标准。
发明内容
针对现有产品的不足，本发明提供了一种高性能聚氯乙烯合金管材及其制备工艺，该管材具有高强度、高韧性、耐低温、耐老化及耐磨性能。本发明是通过以下技术方案实现的一种高性能聚氯乙烯合金管材，由以下重量份比的原料制成聚氯乙烯树脂100份、粉末状氟橡胶10 50份、稳定剂O. 2 10. O份、纳米级助剂I 20份、加工助剂O. 2 10. O份、润滑剂O. I 10份、着色剂O. 01-5份，所述纳米级助剂为纳米级碳酸钙或/和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。所述的高性能聚氯乙烯合金管材，优选由以下重量份比的原料制成聚氯乙烯树脂100份、粉末状氟橡胶20-30份、稳定剂O. 5 5. O份、纳米级助剂2 8份、加工助剂O. 2 4. O份、润滑剂I. I 3份、着色剂O. 01-0. 3份。所述的纳米级助剂优选为纳米级碳酸钙和ABS的混合物。上述的粉末状氟橡胶为氟素橡胶，实施例中的氟素橡胶选用华夏神舟牌氟素橡胶。上述的稳定剂为有机锡稳定剂或/和钙锌稳定剂。所述加工助剂为丙烯酸酯类核-壳结构共聚物，优选ACR。所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸、微晶蜡、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的任一种或几种。所述着色剂为炭黑或/和钛白粉。
上述高性能聚氯乙烯合金管材的制备工艺，包括步骤如下a)按配方量称取各原料，将聚氯乙烯树脂、粉末状氟素橡胶、稳定剂、纳米级助剂、加工助剂、润滑剂、着色剂在90 120°C混合均匀，并在该温度范围内保持10-30分钟；b)将上述混合物放入冷混机中冷却至25 45°C，打入干燥料仓；c)将干燥料仓中的混合料用锥形双螺杆挤出管材，工艺参数选择如下机身温度150 200°C，合流芯温度180 150°C，机头温度170 220 ;主机转速10 90转/分，喂料转速10 90转/分；d)挤出的管材经真空定径、冷却成型；e)定长切割、扩口、包装。本发明用的PVC树脂为SG-5型树脂，各项性能指标要求为表观密度^ O. 4g/ml ;粘数107-118ml/g ;挥发份O. 5%。稳定剂是指能改善PVC热稳定性的助剂，其作用是在管材生产过程中防止或抑制脱出氯化氢，同时在制品的使用过程中保持足够热稳定性，延长使用寿命。纳米级助剂其作用是提高管材韧性和强度。加工助剂其作用是促进塑化，提高管材强度和韧性。着色剂其作用是满足管材不透光和颜色的需要，使制品美观，提高耐候性。本发明的高性能合金管材使用了采用了氟橡胶、纳米级助剂、加工助剂协同增韧增强的方法，氟橡胶能够提供管材优异的低温韧性和耐老化性能，纳米级助剂和加工助剂能提高管材韧性和强度。在氟橡胶、纳米级助剂、加工助剂协同增强增韧作用下，管材耐磨性更好。通过本发明得到的制品不但强度高、韧性好、耐低温、耐磨擦，耐老化，而且制品表面富有弹性，光亮柔和，感官更好。此外，本发明所提出的制备方法，与普通PVC管材加工工艺过程相同，工艺简单，无需添置辅助设备。本发明高性能聚氯乙烯合金管材性能典型值可见实施方式中表I及表二，从中不 难看出，较之现有管材，本发明高性能聚氯乙烯合金管材确有实质性改进。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明实施例I一种高性能聚氯乙烯合金管材，由以下重量份比的原料制成PVC 100千克，有机锡稳定剂O. 5千克，氟素橡胶10千克，ABS 2千克，ACR 2千克，纳米碳酸钙3千克，硬脂酸钙O. 4千克，石蜡O. 4千克，OPE蜡O. I千克，炭黑O. 01千克，钛白粉O. 4千克。制备工艺a)按配方量称取各原料，将聚氯乙烯树脂、粉末状氟素橡胶、稳定剂、纳米级助剂、加工助剂、润滑剂、着色剂在100°c混合均匀，并在该温度范围内保持20分钟；b)将上述混合物放入冷混机中冷却至25 °C，打入干燥料仓；c)将干燥料仓中的混合料用锥形双螺杆挤出管材，工艺参数选择如下机身温度150 200°C，合流芯温度180 150°C，机头温度170 220 ;主机转速10 90转/分，喂料转速10 90转/分；d)挤出的管材经真空定径、冷却成型；e)定长切割、扩口、包装。
实施例2-5配方见表I，制备方法同实施例I。各组分的用量按千克计,如表I所示表I
权利要求
1.一种高性能聚氯乙烯合金管材，其特征是，由以下重量份比的原料制成聚氯乙烯树脂100份、粉末状氟橡胶10 50份、稳定剂O. 2 10. O份、纳米级助剂I 20份、加工助剂O. 2 10. O份、润滑剂O. I 10份、着色剂O. 01-5份，所述纳米级助剂为纳米级碳酸钙或/和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
2.根据权利要求I所述的高性能聚氯乙烯合金管材，其特征是，由以下重量份比的原料制成聚氯乙烯树脂100份、粉末状氟橡胶20-30份、稳定剂O. 5 5. O份、纳米级助剂2 8份、加工助剂O. 2 4. O份、润滑剂I. I 3份、着色剂O. 01-0. 3份。
3.根据权利要求I或2所述的高性能聚氯乙烯合金管材，其特征是，所述的纳米级助剂为纳米级碳酸钙和ABS的混合物。
4.根据权利要求I或2所述的高性能聚氯乙烯合金管材，其特征是，所述的粉末状氟橡胶为氟素橡胶。·
5.根据权利要求I或2所述的高性能聚氯乙烯合金管材，其特征是，所述的稳定剂为有机锡稳定剂或/和钙锌稳定剂。
6.根据权利要求I或2所述的高性能聚氯乙烯合金管材，其特征是，所述加工助剂为丙烯酸酯类核-壳结构共聚物。
7.根据权利要求I或2所述的高性能聚氯乙烯合金管材，其特征是，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸、微晶蜡、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的任一种或几种。
8.根据权利要求I或2所述的高性能聚氯乙烯合金管材，其特征是，所述着色剂为炭黑或/和钦白粉。
9.权利要求I或2所述的高性能聚氯乙烯合金管材的制备工艺，其特征是，包括步骤如下 a)按配方量称取各原料，将聚氯乙烯树脂、粉末状氟素橡胶、稳定剂、刚性粒子、加工助齐U、润滑剂、着色剂在90 120°C混合均匀，并在该温度范围内保持10-30分钟； b)将上述混合物放入冷混机中冷却至25 45°C，打入干燥料仓； c)将干燥料仓中的混合料用锥形双螺杆挤出管材，工艺参数选择如下机身温度150 200°C，合流芯温度180 150°C，机头温度170 220 ;主机转速10 90转/分，喂料转速10 90转/分； d)挤出的管材经真空定径、冷却成型； e)定长切割、扩口、包装。
全文摘要
本发明涉及一种高性能聚氯乙烯合金管材及其制备工艺，由以下重量份比的原料制成聚氯乙烯树脂100份、粉末状氟橡胶10～50份、稳定剂0.2～10.0份、纳米级助剂1～20份、加工助剂0.2～10.0份、润滑剂0.1～10份、着色剂0.01-5份，所述纳米级助剂为纳米级碳酸钙或/和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；用锥形双螺杆挤出机挤出成型。本发明的高性能合金管材使用了采用了氟橡胶、纳米级助剂、加工助剂协同增韧增强的方法，氟橡胶能够提供管材优异的低温韧性和耐老化性能，纳米级助剂和加工助剂能提高管材韧性和强度。在氟橡胶、纳米级助剂、加工助剂协同增强增韧作用下，管材耐磨性更好。
文档编号C08L27/06GK102898752SQ201210409918
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者刘建龙, 侯典军, 潘光岩, 李伟, 马保磊 申请人:山东群升伟业塑胶科技有限公司