高耐压耐磨pvc软管材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，按重量份计，包括如下组分：100份PVC、5?8份抗磨改性剂、3?5份热稳定剂、20?35份环保增塑剂、3?5润滑剂、5?8增韧剂、5?8耐寒剂、1?3份颜料和1?2份抗氧剂。相应的，本发明还提供了该PVC软管材料的制备方法，与现有技术相比，所制得的高耐压耐磨软管材料在拉伸强度、冲击强度、耐压强度，同时热老化稳定性和耐磨性均有所提高和改善，适用于洗车高压管或其它水管耐压输送领域。
【专利说明】
高耐压耐磨PVC软管材料及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及PVC材料技术领域，具体涉及高耐压耐磨PVC软管材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前市场上常用的洗车高压管，都是以橡胶为基材，中间通过缠绕一层钢丝网状 结构作为加强层。这种洗车管特点是：能耐6MPA以上高压，抗拉强、耐油、耐腐蚀性好等优 点，被广泛应用于高压洗车和耐高压设备输送流体介质等领域。然而，一直以来，由于橡胶 材料本身的局限性，在使用过程中容易老化产生龟裂现象、耐磨性能不够理想等，降低了洗 车高压管的使用寿命。而且采用了钢丝作为加强层，加重管身重量，增加了管身硬度，在实 际使用过程中，增加了操作工人的劳动强度。同时采用了橡胶材料作为基材，与PVC材料相 比较，生产成本较高。
[0003] PVC管材因具有优良的化学稳定性，卓越的电绝缘性和良好的柔软性和着色性，可 以用来代替橡胶管、聚乙烯管材，用以输送液体，也用作电缆套管及电线绝缘管等，应用十 分广泛。然而随着科技水平的快速发展，对PVC管材的性能要求愈来愈高。目前市场上的PVC 管材存在着耐磨性不好、抗拉强度低，韧性差的缺点，导致管材的耐压性能差，大大限制了 其使用范围。
[0004] 针对PVC管材的改进，中国专利CN201410447823.9中公开了一种高强高韧PVC管材 及其制备方法，由下列重量份的原料制成:SG-3型PVC 65-85、双酚A型氰酸酯树脂15-20、硫 化铅2-4、环己烷-1，2-二梭酸二异壬酯10-15,硼酸铝晶须14-18,聚醚酞亚胺16-22,氯丁 橡胶10-15,硅镁土 15-20,钛酸钡12-16、浮石粉5-10、甘油三乙酸基蓖麻醇酸酯10-15、山嵛 酸酰胺3-5、泥炭蜡4-6、二月桂酸二正辛基锡1.5-2.5、对甲苯亚磺酸锌1-2、亚磷酸三壬基 苯酯2-3、4, 4，-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚）1-2、助剂4.5-6.5。并获得了一种且具有良 好的耐老化性、耐磨性、耐腐蚀性等性能的高强高韧PVC管材。但是该发明中含有硫化铅重 金属有毒物质;此外还添加了氯丁橡胶，成本相对较高;并且助剂中含有铟、钼等稀有金属 元素，同时还包括有玫瑰精油，这都将进一步提高该软管的成本。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明提供了高耐压耐磨PVC软管材料，通过对现有PVC树脂进行 复合改性，获得了一种具有耐高压、抗磨、重量轻、抗老化、管身柔软的PVC软管材料，不含橡 胶、玫瑰精油，具有较低的生产成本，特别适用于洗车高压管或其它水管耐压输送领域。
[0006] 为了实现本发明的技术目的，本发明采用如下技术方案。
[0007] 高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，按重量份计，包括如下组分：100份 PVC、5-8份抗磨改性剂、3-5份热稳定剂、20-35份环保增塑剂、3-5润滑剂、5-8增韧剂、5-8耐 寒剂、1-3份颜料和1-2份抗氧剂。
[0008] 优选的，高耐压耐磨PVC软管材料，按重量份计，包括如下组分：100份PVC、5-8份的 碳酸钙晶须、3-5份复合钙锌热稳定剂、20-35份ACR增塑剂、3-5润滑剂、5-8增韧剂、5-8耐寒 剂、1 -3份颜料和1 -2份抗氧剂。
[0009] PVC的聚合度对制品的力学性能有很大影响，提高PVC的聚合度可使拉伸强度、冲 击强度、断裂强度、断裂伸长率等力学性能得到改善，但是PVC聚合度过高时，将会导致塑化 时间的延长，树脂的可加工性能降低，因此本发明中PVC树脂聚合度为1000~1300,优选SG-3 型PVC树脂。
[0010]优选的，所述抗磨改性剂为ELVAL0Y741 (美国杜邦公司生产）、碳酸钙晶须、硫酸钡 晶须中的至少一种，均为市售产品。优选的，所述碳酸钙晶须或硫酸钡晶须的长度为10~50μ m，直径为0 · 05~Ιμπι。
[0011] 优选的，所述热稳定剂是复合妈锌热稳定剂、稀土热稳定剂、有机锡热稳定剂、环 氧大豆油中的至少一种，均为市售产品。复合钙锌稳定剂具有优异的热稳定性、耐硫化污 染，减慢反应，保持化学平衡，降低表而张力，防止光、热分解或氧化分解等作用，从而提高 PVC的稳定性，防止PVC在溶解过程中发生分解。稀土热稳定剂在塑料中起到净化杂质作用， 可促使PVC聚合度增加，使产品结构致密，强度和稳定性得到改善。有机锡热稳定剂具有突 出的抑制PVC软管制品加工时的前期着色性能，卓越的耐紫外线和长期稳定性，具有良好的 流动性，加工时色泽保持性好，制品透明性佳，特别是其光热稳定性非常优异，并能有效的 保持二次加工的再循环使用性。环氧大豆油与PVC树脂相容性好，挥发性低、迀移性小，具有 优良的热稳定性和光稳定性。
[0012] 优选的，所述环保增塑剂是DINCH(巴斯夫）、FL-30(巴斯夫）、乙酰柠檬酸三丁酯、 合成植物酯、聚酯增塑剂中至少一种，均可市售。聚酯增塑剂一方面可以提高PVC制品的耐 热性和稳定性，另一方面也可以改善PVC制品的脆性，提尚其初性。
[0013] 优选的，所述润滑剂是PA20(日本钟渊化学生产）、P551A(日本钟渊化学生产）、AC-316A(美国霍尼韦尔生产）、AC-629A(美国霍尼韦尔生产）中至少的一种。
[0014]优选的，所述增韧剂为ACR(丙烯酸酯类共聚物）、MBS(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯 乙烯）、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）、CPE(氯化聚乙烯）、UM300(日本钟渊化学生产）、M-HT (台塑集团生产）中的至少一种。由于PVC树脂属脆性材料，其冲击强度、低温冲击强度等冲 击性能不好，通过在PVC生产过程中，添加增韧剂，可以增加 PVC制品的硬度，改善其抗冲击 性，所述增韧剂均为市售产品。
[0015] 优选的，所述耐寒剂是DBS(葵二酸二丁酯）、D0S(葵二酸二辛酯）、D0A(己二酸二辛 酯）中至少一种，均为市售产品。
[0016] 优选的，所述颜料为群青、酞青蓝、坚固红3BL、二氧化钛、焚光绿、增白剂、玫瑰红、 金光红、永固黄、永固紫、永固桃红FBBA、环保柠檬黄、翠蓝、耐晒红中的一种。事实上，颜料 的选择对本发明材料的性能并无太大影响，根据消费者的需求和喜好适量添加即可。
[0017] 优选的，所述的抗氧剂为抗氧剂1076、1010、168、1098中的至少一种，均可市售。
[0018] 特别的，本发明中复合钙锌热稳定剂和增韧改性剂ACR的良好的相容性以及与 CaC03晶须的偶联作用，使PVC树脂在加工中塑化均匀，塑化温度低，PVC软管制品具备较好 的热稳定性、耐冲击性能，提高了PVC软管制品的耐热老化和耐冲击强度。
[0019] 相应的，本发明还提供了该高耐压耐磨软管材料的制备方法，包括如下步骤： 1)按配方将内管和外管原料分别在热混机中进行混合均匀； 2 )分别经双螺杆机造粒机挤出、造粒； 3) 第一挤出机挤出PVC内管体，塑化，冷却定型，牵引； 4) 内管体表面缠绕聚酯纤维，加热烘干； 5) 第二挤出机挤出外管体，抽真空成型机头加强粘合，塑化，冷却定型、牵引，表面涂覆 耐磨(聚氨酯)涂层，计量、卷曲、包装。
[0020]本发明的有益效果是:本发明提供了一种耐高温PVC增强软管，相应的还提供了该 PVC软管的制备方法，与现有技术相比，具有如下优点。
[0021] 1.通过采用环保增塑剂，改善了PVC制品的热稳定性，提高了其耐热老化能力，同 时更加环保健康，所制得的PVC制品符合国家行业标准的要求。
[0022] 2.通过加入碳酸钙晶须，降低了 PVC软管制品的生产成本，同时还可以起到提高 PVC软管制品的强度和韧性、提高其热稳定性的作用。
[0023] 3.通过加入热稳定剂，提高PVC软管制品的热稳定性，并且利用复合钙锌热稳定剂 和增韧改性剂ACR的良好的相容性以及与CaC0 3的偶联作用，使PVC树脂在加工中塑化均匀， 塑化温度低，PVC软管制品具备较好的热稳定性能、耐冲击性能。
[0024] 4.通过采用增韧改性剂对PVC软管制品进行改性，提高了其抗冲击强度、抗拉强度 和断裂伸长率，获得了一种拉伸强度、抗冲击强度和断裂伸长率良好的PVC软管制品。
【具体实施方式】
[0025] 为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对发明作详细的说明。
[0026] 实施例1 高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，按重量份计，包括如下组分：100份SG-3型 PVC、5份长度为ΙΟμπι、直径为Ο.?μπι的碳酸钙晶须、3份复合钙锌热稳定剂、35份乙酰柠檬酸 三丁酯、3份ΡΑ20、5份ACR、5份DOS耐寒剂、1份二氧化钛和1份抗氧剂1076。
[0027] 实施例2 高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，按重量份计，包括如下组分：100份SG-3型 PVC、8份长度为20μπι、直径为0.5μπι的硫酸钡晶须、8份复合钙锌热稳定剂、20份合成植物酯、 5份ΡΑ551A、8份CPE、8份DBS耐寒剂、3份颜料和2份抗氧剂1010。
[0028] 实施例3 高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，按重量份计，包括如下组分：100份SG-3型 PVC、6份长度为50μπι、直径为Ιμπι的碳酸钙晶须、4份有机锡热稳定剂、25份DINCH、4份AC-316Α、6份EVA、5份D0A耐寒剂、1份颜料和1份抗氧剂168。
[0029] 实施例4 高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，按重量份计，包括如下组分：100份SG-3型 PVC、5份长度为35μπι、直径为0 · 05μπι的碳酸钙晶须、3份稀土热稳定剂、32份聚酯增塑剂、5份 AC-629A、6份Μ-ΗΤ (台塑集团生产）、6份D0A和DBS耐寒剂、1份颜料和1份抗氧剂1098。
[0030] 实施例5 高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，按重量份计，包括如下组分：100份SG-3型 PVC、6份ELVAL0Y741 (美国杜邦公司生产）、3份环氧大豆油、28份合成植物酯、3份AC-316A、5 份UM-300(日本钟渊化学生产）、7份D0A耐寒剂、1份颜料和1份抗氧剂168。
[0031] 实施例6 高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，按重量份计，包括如下组分：100份SG-3型 PVC、5份长度为ΙΟμπι、直径为Ο.?μπι的碳酸钙晶须、3份复合钙锌热稳定剂、32份乙酰柠檬酸 三丁酯、3份ΡΑ20、5份ACR和MBS、5份DOS耐寒剂、1份二氧化钛和1份抗氧剂1076。
[0032] 实施例7 高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，按重量份计，包括如下组分:100份PVC、5份 长度为30μπι、直径为Ο.?μπι的碳酸钙晶须、4份复合钙锌热稳定剂、35份乙酰柠檬酸三丁酯、3 份ΡΑ20、5份ACR、5份DOS耐寒剂、1份二氧化钛和1份抗氧剂1010。
[0033] 对比例1(热稳定剂过量） 高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，按重量份计，包括如下组分:100份PVC、5份 长度为30μπι、直径为Ο.?μπι的碳酸钙晶须、30份复合钙锌热稳定剂、35份乙酰柠檬酸三丁酯、 3份ΡΑ20、5份ACR、5份DOS耐寒剂、1份二氧化钛和1份抗氧剂1010。
[0034] 实施例1-7和对比例1中的高耐压耐磨软管材料的制备方法如下： 1)按配方将内管和外管原料分别在热混机中进行混合均匀； 2 )分别经双螺杆机造粒机挤出、造粒； 3) 第一挤出机挤出PVC内管体，塑化，冷却定型，牵引； 4) 内管体表面缠绕聚酯纤维，加热烘干； 5) 第二挤出机挤出外管体，抽真空成型机头加强粘合，塑化，冷却定型、牵引，表面涂覆 耐磨PU涂层，计量、卷曲、包装。
[0035] 对实施例1-7以及对比例1中所得PVC制品进行性能检测，结果如表1所示。
[0036] 表1实施例1-7和对比例1中软管性能检测结果
热老化测试:将制得的PVC制品在热老化箱内进行老化，条件为80 °C下老化72小时，对 其老化后的拉伸强度和冲击强度进行测试。
[0037] 耐磨测试:将制得的PVC制品分别压成3mm薄片，于耐磨测试仪上，在相同条件下进 行刮磨(300次），刮磨前后的磨损量变化。
[0038] 耐压测试:将制得的PVC制品取10m，在相同条件下进行耐压测试。
[0039] 根据表中数据可以明显看出，本发明提供的高耐压耐磨软管材料，具有较好的拉 伸强度、冲击强度、耐压强度，同时热老化稳定性和耐磨性较好。实施例1-7较对比例1而言， 虽然对比例1中掺入了较多的热稳定剂，具有较优异的热稳定性能，但是该软管材料在拉伸 强度、耐压强度以及耐磨性上的性能均出现劣化，表明本发明中各组分之间相互影响，单一 增加某一组分进行改善性能并不能实现。
[0040] 实施例1、实施例6、实施例7与实施例2-5相比，实施例1、实施例6、实施例7无论在 拉伸强度、冲击强度、耐压强度、热稳定性能和耐磨性能方面均优于实施例2-5,尤其是热稳 定性能方面和冲击强度方面。这也是这些技术方案中采用复合钙锌热稳定剂和增韧改性剂 ACR的良好的相容性以及与CaC03的偶联作用，使PVC树脂在加工中塑化均匀，塑化温度低， PVC软管制品具备较好的热稳定性能、耐冲击性能。
[0041]实施例1-7与市售橡胶管材料进行比较，橡胶管在耐压强度上要略优于本发明，冲 击强度二者基本相当，但是本发明所制备的PVC制品在拉伸强度、热稳定性能和耐磨性能上 具有明显的提高。本发明提供的高耐压耐磨软管材料，具有较好的拉伸强度、冲击强度、耐 压强度，同时热老化稳定性和耐磨性较好的优点，适用于洗车高压管或其它水管耐压输送 领域。
[0042]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该 了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的 技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 高耐压耐磨PVC软管材料，包括内管和外管，其特征在于，按重量份计，包括如下组 分：100份PVC、5-8份抗磨改性剂、3-5份热稳定剂、20-35份环保增塑剂、3-5润滑剂、5-8增韧 剂、5-8耐寒剂、1-3份颜料和1-2份抗氧剂。2. 根据权利要求1所述的高耐压耐磨PVC软管材料，其特征在于：所述PVC的聚合度为 1000~1300〇3. 根据权利要求1所述的高耐压耐磨PVC软管材料，其特征在于：所述抗磨改性剂为 ELVALOY741、碳酸钙晶须、硫酸钡晶须中的至少一种。4. 根据权利要求1或2所述的高耐压耐磨PVC软管材料，其特征在于：按重量份计，所述 内管或外管包括如下组分:100份PVC、5-8份的碳酸钙晶须、3-5份复合钙锌热稳定剂、20-35 份ACR增塑剂、3-5润滑剂、5-8增韧剂、5-8耐寒剂、1-3份颜料和1-2份抗氧剂。5. 根据权利要求1所述的高耐压耐磨PVC软管材料，其特征在于:所述热稳定剂是复合 钙锌热稳定剂、有机锡热稳定剂、稀土热稳定剂、环氧大豆油中的至少一种。6. 根据权利要求1所述的高耐压耐磨PVC软管材料，其特征在于：所述环保增塑剂是 DINCH、FL-30、乙酰柠檬酸三丁酯、合成植物酯、聚酯增塑剂中至少一种。7. 根据权利要求1或2所述的高耐压耐磨PVC软管材料，其特征在于：所述润滑剂是 卩八20、？551厶、厶(：-316厶、厶(：-629厶中至少的一种。8. 根据权利要求1或2所述的高耐压耐磨PVC软管材料，其特征在于:所述增韧剂是ACR、 MBS、CPE、EVA、UM300、M-HT 中至少一种。9. 根据权利要求1或2所述的高耐压耐磨PVC软管材料，其特征在于:所述耐寒剂是DBS、 DOS、DOA中至少一种。10. 根据权利要求1-9中的任一项所述的高耐压耐磨PVC软管材料的制备方法，其特征 在于，包括如下步骤： 1)按配方将内管和外管原料分别在热混机中进行混合均匀； 2 )分别经双螺杆机造粒机挤出、造粒； 3) 第一挤出机挤出PVC内管体，塑化，冷却定型，牵引； 4) 内管体表面缠绕聚酯纤维，加热烘干； 5) 第二挤出机挤出外管体，抽真空成型机头加强粘合，塑化，冷却定型、牵引，表面涂覆 耐磨PU涂层，包装。
【文档编号】C08L33/04GK105906980SQ201610410500
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】梁锦豪
【申请人】开平市宝来塑胶制品有限公司