一种pvc给水用管及其制备方法
技术领域
1.本发明属于高分子复合材料领域，特别涉及一种给水用管。
背景技术：
2.聚氯乙烯(pvc)具有耐腐蚀性强，阻燃性好、机械强度高、质地轻、适温性能和水密性好等诸多优点，因此被广泛地应用于管材、地膜、电气工程材料、防腐蚀材料、建筑工业材料等方面，目前约70％的pvc管材用于排水/给水等建筑领域。
3.pvc给水管是以卫生级聚氯乙烯树脂为主要原料，添加定量的稳定剂、润滑剂、填充剂、增色剂等，经塑料挤出机挤出成型和注塑机注塑成型，通过冷却、固化、定型、检验、包装等工序生产出的一种给水用管材。
4.但pvc管最大的缺陷在于低温抗冲击性能较差，这极大地限制了pvc管材的应用，如在我国北方地区使用时，冬天极易发生脆裂，因而很有必要一种新型的低温增韧的pvc管材以满足人们的需求。
技术实现要素：
5.本发明主要解决的技术问题是提供一种是提供一种种pvc给水用管及其制备方法，该给水用管低温抗冲击性能强，机械性能佳，耐腐蚀性强，且制造工艺简单，能够利用原有的制造设备或装置，不需要增加额外的设备投入，更容易推广应用。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：本发明提供了一种pvc给水用管，包括聚氯乙烯、稳定剂、开口剂、抗冲击增韧剂、光亮剂、增强填料和颜料；
7.上述各组分的重量份数如下：所述聚氯乙烯200-300、稳定剂5-15份、开口剂3-12份、抗冲击增韧剂5-30份、增强填料8-30份和颜料4-12。
8.进一步地说，所述增强填料采用以下重量份数的原料制备得到：纳米级硬脂酸钙3-6份、水100-150份和纳米级碳酸钙0.03-1份。
9.进一步地说，所述纳米级硬脂酸钙和所述纳米级碳酸钙的颗粒的粒径为500-5000nm。
10.进一步地说，所述抗冲击增韧剂包括基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯共聚物(mbs)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(abs)和丙烯腈与丁二烯无规共聚物(nbr)，且三者的重量比为1：1-2：1-2。
11.进一步地说，所述稳定剂为钙锌稳定剂。
12.进一步地说，所述开口剂选自单甘脂、硬脂酸、氧化聚乙烯和聚乙烯蜡中的至少一种。
13.进一步地说，所述颜料为炭黑或群青。
14.本发明还提供了一种所述的pvc给水用管的制备方法，包括如下步骤：
15.s1.按配料量将比例投入到塑料热混合机内，然后依次加入聚氯乙烯、稳定剂、开口剂、抗冲击增韧剂、光亮剂、增强填料和颜料，在塑料热混合机内充分混合，当温度达到
100-120℃时，将混合料投入至冷搅机内进行冷却，将其冷却至35℃以下；
16.s2.把上述已冷却的混合料投入到塑料挤出成形机中进行挤出成形加工，并将挤出成形加工后的管材送至冷却水箱中进行冷却定型；
17.s3.将冷却定型后的管材用牵引机从冷却水箱中牵出；
18.s4.将管材送至切割机中，按工艺要求切割出一定长度的管材后，即得所述给水用管。
19.进一步地说，所述给水用管的壁厚为3.45-4.00mm，周向六个点的平均壁厚为3.55mm；
20.密度为1.39-1.45kg/m3，环刚度sn4≥4kn/n2且sn8≥8kn/n2。
21.进一步地说，维卡软化温度大于80℃；纵向回缩率≤5％。
22.本发明的有益效果是：
23.本发明包括聚氯乙烯、稳定剂、开口剂、抗冲击增韧剂、光亮剂、增强填料和颜料，其中抗冲击增韧剂选用基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯共聚物、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物和丙烯腈与丁二烯无规共聚物，各组分配比合理，且增强填料采用纳米级颗粒，该给水用管低温抗冲击性能强，机械性能佳，耐腐蚀性强；
24.且制造工艺简单，能够利用原有的制造设备或装置，不需要增加额外的设备投入，更容易推广应用。
25.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
27.一种pvc给水用管，包括聚氯乙烯、稳定剂、开口剂、抗冲击增韧剂、光亮剂、增强填料和颜料；
28.上述各组分的重量份数如下：所述聚氯乙烯200-300、稳定剂5-15份、开口剂3-12份、抗冲击增韧剂5-30份、增强填料8-30份和颜料4-12。
29.所述增强填料采用以下重量份数的原料制备得到：纳米级硬脂酸钙3-6份、水100-150份和纳米级碳酸钙0.03-1份。
30.所述纳米级硬脂酸钙和所述纳米级碳酸钙的颗粒的粒径为500-5000nm。
31.所述抗冲击增韧剂包括基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯共聚物(mbs)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(abs)和丙烯腈与丁二烯无规共聚物(nbr)，且三者的重量比为1：1-2：1-2。
32.所述稳定剂为钙锌稳定剂。
33.所述开口剂选自单甘脂、硬脂酸、氧化聚乙烯和聚乙烯蜡中的至少一种。
34.所述颜料为炭黑或群青。
35.具体的实施例如下所述：
36.实施例1：一种pvc给水用管，包括以下重量份的原料：所述聚氯乙烯200、稳定剂8
份、开口剂9份、抗冲击增韧剂15份、增强填料30份和颜料4。
37.所述增强填料采用以下重量份数的原料制备得到：纳米级硬脂酸钙3份、水100份和纳米级碳酸钙0.03份。
38.所述纳米级硬脂酸钙和所述纳米级碳酸钙的颗粒的粒径为500nm。
39.所述抗冲击增韧剂包括基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯共聚物(mbs)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(abs)和丙烯腈与丁二烯无规共聚物(nbr)，且三者的重量比为1：1：1。
40.所述稳定剂为钙锌稳定剂。
41.所述开口剂选自单甘脂。
42.所述颜料为炭黑。
43.实施例2：一种pvc给水用管，包括以下重量份的原料：所述聚氯乙烯300、稳定剂5份、开口剂3份、抗冲击增韧剂30份、增强填料8份和颜料10。
44.所述增强填料采用以下重量份数的原料制备得到：纳米级硬脂酸钙6份、水120份和纳米级碳酸钙0.06份。
45.所述纳米级硬脂酸钙和所述纳米级碳酸钙的颗粒的粒径为1000nm。
46.所述抗冲击增韧剂包括基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯共聚物(mbs)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(abs)和丙烯腈与丁二烯无规共聚物(nbr)，且三者的重量比为1：2：1。
47.所述稳定剂为钙锌稳定剂。
48.所述开口剂选自硬脂酸。
49.所述颜料群青。
50.实施例3：一种pvc给水用管，包括以下重量份的原料：所述聚氯乙烯250、稳定剂15份、开口剂6份、抗冲击增韧剂25份、增强填料15份和颜料12。
51.所述增强填料采用以下重量份数的原料制备得到：纳米级硬脂酸钙4份、水130份和纳米级碳酸钙0.07份。
52.所述纳米级硬脂酸钙和所述纳米级碳酸钙的颗粒的粒径为2000nm。
53.所述抗冲击增韧剂包括基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯共聚物(mbs)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(abs)和丙烯腈与丁二烯无规共聚物(nbr)，且三者的重量比为1：1.2：1.5。
54.所述稳定剂为钙锌稳定剂。
55.所述开口剂选自氧化聚乙烯。
56.所述颜料为群青。
57.实施例4：一种pvc给水用管，包括以下重量份的原料：所述聚氯乙烯220、稳定剂6份、开口剂12份、抗冲击增韧剂20份、增强填料20份和颜料8。
58.所述增强填料采用以下重量份数的原料制备得到：纳米级硬脂酸钙5份、水140份和纳米级碳酸钙0.09份。
59.所述纳米级硬脂酸钙和所述纳米级碳酸钙的颗粒的粒径为3500nm。
60.所述抗冲击增韧剂包括基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯共聚物(mbs)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(abs)和丙烯腈与丁二烯无规共聚物(nbr)，且三者的重量比为1：
1.8：1.3。
61.所述稳定剂为钙锌稳定剂。
62.所述开口剂选自氧化聚乙烯和聚乙烯蜡，二者重量比为1：1。
63.所述颜料为炭黑。
64.实施例5：一种pvc给水用管，包括以下重量份的原料：所述聚氯乙烯280、稳定剂12份、开口剂7份、抗冲击增韧剂10份、增强填料25份和颜料6。
65.所述增强填料采用以下重量份数的原料制备得到：纳米级硬脂酸钙3份、水150份和纳米级碳酸钙1份。
66.所述纳米级硬脂酸钙和所述纳米级碳酸钙的颗粒的粒径为5000nm。
67.所述抗冲击增韧剂包括基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯共聚物(mbs)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(abs)和丙烯腈与丁二烯无规共聚物(nbr)，且三者的重量比为1：1.5：1.5。
68.所述稳定剂为钙锌稳定剂。
69.所述开口剂选自硬脂酸、氧化聚乙烯和聚乙烯蜡，三者重量比为1：2：1。
70.所述颜料为群青。
71.上述实施例中所述的pvc给水用管的制备方法，包括如下步骤：
72.s1.按配料量将比例投入到塑料热混合机内，然后依次加入聚氯乙烯、稳定剂、开口剂、抗冲击增韧剂、光亮剂、增强填料和颜料，在塑料热混合机内充分混合，当温度达到100-120℃时，将混合料投入至冷搅机内进行冷却，将其冷却至35℃以下；
73.s2.把上述已冷却的混合料投入到塑料挤出成形机中进行挤出成形加工，并将挤出成形加工后的管材送至冷却水箱中进行冷却定型；
74.s3.将冷却定型后的管材用牵引机从冷却水箱中牵出；
75.s4.将管材送至切割机中，按工艺要求切割出一定长度的管材后，即得所述给水用管。
76.本实施例中，所述给水用管的壁厚为3.45-4.00mm，周向六个点的平均壁厚为3.55mm；密度为1.39-1.45kg/m3，环刚度sn4≥4kn/n2且sn8≥8kn/n2。
77.维卡软化温度大于80℃；纵向回缩率≤5％。
78.且经落锤冲击试验，给水管合格；落锤冲击试验的试验条件为：用冷水浸泡给水用管3-6小时，0.8kg的重锤从高度1m处落下至给水用管，给水用管物开裂和变形。
79.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。