高抗冲击pvc管的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高抗冲击PVC管，包括以下重量份的组分制成：PVC树脂100份、钛白粉5～10份、CPE 0.1～0.3份、ACM 0.1～0.3份。与现有技术相比，本发明在PVC基体中添加了钛白粉以及ACM，可大大拉伸强度和抗冲击强度大大，高温稳定性也有所提高。
【专利说明】
高抗冲击PVC管
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种PVC管，具体涉及高抗冲击PVC管。
【背景技术】
[0002] 早在1950年代，国外就对PVC(聚氯乙烯)管进行了研究和开发，并将PVC管广泛用 于室内外给水管道中。1960年以来，我国开始在给水工程中使用PVC管，PVC管物理性能优 良，具有良好的耐腐蚀性、化学稳定性和耐燃性等，且价格低廉。PVC分子间作用力很强，受 到低温冲击力之后材料产生变形，分子结构容易被破坏，导致PVC管耐冲击性能差，尤其是 低温冲击性能特别差。PVC的熔化温度与分解温度很接近，相差不到5°C，若将其直接用于产 品加工成型，会在熔融状态时直接分解，热稳定性较差。PVC材料的不耐高温以及抗冲击性 能差的缺点在一定程度上限定了 PVC树脂在工程结构构件等方面的应用。为了提高PVC树脂 的抗冲击性能，常规方法是向PVC基体中加入增韧剂，增韧剂会降低PVC分子间作用力，因此 能提高PVC复合材料的抗冲击强度。但增塑剂的加入量难以精准把握，增塑剂是低分子化合 物，若添加量不够，增塑剂不能很好地溶于基体，会发生析出反应，且在加工过程中析出的 增塑剂会受热挥发，反过来降低PVC材料韧性;若加入过多增塑剂，复合材料的分子间作用 力进一步减少，使其强度刚度大幅下降。解决热稳定性差的方法一般是采用添加稳定剂，提 高PVC树脂的高温稳定性，防止高温降解。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种高抗冲击PVC管，该给水管通过在PVC基体中 加入复合改性材料，大大增强拉伸强度和抗冲击强度，高温稳定性也有所提高。
[0004] 本发明提供的技术方案是一种高抗冲击PVC管，包括以下重量份的组分制成:PVC 树脂100份、钛白粉5~10份、CPE 0.1~0.3份、ACM 0.1~0.3份。
[0005] 钛白粉，即为Ti02，具有耐高温性能，钛白粉晶粒表面存在以化学键方式结合的羟 基和通过物理方式吸附的水分，所以，钛白粉是亲水的，但它在水性体系中并不能自动分 散，而在非水性体系中分散更加困难。钛白粉与PVC不相溶，钛白粉与PVC直接混合，会产生 粘接性能较差的界面。ACM为轻度氯化的HDPE和丙烯酸酯的互穿共聚物，存在一定数量的氯 原子，其组成轻度氯化HDPE和丙烯酸酯壳层共同作用，使ACM在结构上与PVC接近，并且具有 相同的极性基团，两者相容性良好。另外丙烯酸酯的核壳结构，壳层影响橡胶相的分散和与 PVC界面的粘接力，可作为钛白粉与PVC的中间介质，且轻度氯化HDPE与PVC相容性良好，因 此，ACM PVC体系的相容性较好。在轻度氯化HDPE和丙烯酸酯核壳类聚合物的综合作用下， ACM与钛白粉/PVC界面形成网络结构，因此在保持强度的基础上较大程度提高PVC复合材料 韧性。另一方面，钛白粉是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造，钛白粉的格 子构造同ACM与钛白粉/PVC界面形成的网络结构发生互穿，形成彼此之间更加稳固连接的 物理网络，大幅提高复合材料的强度和韧性。
[0006] CPE (氯化聚乙烯）与PVC相容性较好，CPE与钛白粉+PVC的界面形成物理交联的网 络;钛白粉是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造，钛白粉的格子构造会与 CPE与钛白粉+PVC的界面的物理交联网络相互穿插，形成粘接牢固的界面。CPE作为弹性体， 起到中间介质作用，在受力状态下，能使破裂的初级粒子和次级粒子形成剪切带，通过应力 集中作用分散冲击能，大幅提升复合材料冲击强度。CPE与钛白粉+PVC界面的微缓冲区，相 容性良好，分子间产生相互作用，提高界面之间的粘结力，CPE在基体中形成物理网络，且与 钦白粉的格子结构相互穿插，能够大幅提尚复合材料断裂伸长率。
[0007] CPE与ACM两种弹性体同时添加，与PVC相容性极好，形成稳固的网络结构，而钛白 粉的格子构造又与上述稳定的网络结构发生互穿，使得在很少量的CPE和ACM的添加量的情 况下，也具有极佳的强度和韧性。
[0008] 由于钛白粉和CPE、ACM的添加改变了PVC的内部结构，形成了稳固的网络结构，从 而使得复合材料在200°C的高温条件下不容易分解。
[0009] 作为优选，各组分的重量份为:PVC树脂100份、钛白粉6~8份、CPE 0.1~0.15份、 ACM 0.1~0.15 份。
[0010] 为了进一步增强热稳定性，还包括0.1~10重量份的稳定剂。
[00?1 ]所述稳定剂为稀土稳定剂或妈锌稳定剂。所述稀土稳定剂为硬脂酸稀土、脂肪酸 稀土、水杨酸稀土、柠檬酸稀土。所述钙锌稳定剂为常用的液体钙锌稳定剂。
[0012] 所述PVC树脂的聚合度为800~2000。
[0013]本发明的高抗冲击PVC管的制备方法如下：
[0014] 1)将PVC树脂、钛白粉、CPE、ACM、稳定剂(有就加，没有就不加），在高速搅拌机中预 混，冷却，得到预混料；
[0015] 2)将预混料用转矩流变仪在160~180°C，转速40~80rpm的条件下熔融混合2~ lOmin，得到复合材料。
[0016] 3)将复合材料送入双螺杆挤出机，螺杆转速为100~120rpm，机筒温度设置:供料 段160~175°C，塑化段170~180°C，机头温度为180~195°C出料，即为高抗冲击PVC管。
[0017] 与现有技术相比，本发明在PVC基体中添加了钛白粉以及CPE、ACM，可大大拉伸强 度和抗冲击强度大大，高温稳定性也有所提高。
【具体实施方式】
[0018] 以下具体实施例对本发明作进一步阐述，但不作为对本发明的限定。
[0019] 实施例1
[0020] 配方:聚合度为800的PVC树脂100份、钛白粉5份、CPE 0.1份、ACM 0.1份。
[0021 ] 1)将PVC树脂、钛白粉、CPE、ACM，在高速搅拌机中预混，冷却，得到预混料；
[0022] 2)将预混料用转矩流变仪在160°C，转速40rpm的条件下熔融混合2~lOmin，得到 复合材料。
[0023] 3)将复合材料送入双螺杆挤出机，螺杆转速为lOOrpm，机筒温度设置:供料段160 °C，塑化段170°C，机头温度为180°C，出料，即为高抗冲击PVC管。
[0024] 实施例2
[0025] 配方:聚合度为2000的PVC树脂100份、钛白粉10份、CPE 0.3份、ACM 0.3份。
[0026] 1)将PVC树脂、钛白粉、CPE、ACM，在高速搅拌机中预混，冷却，得到预混料；
[0027] 2)将预混料用转矩流变仪在180°C，转速80rpm的条件下熔融混合1 Omin，得到复合 材料。
[0028] 3)将复合材料送入双螺杆挤出机，螺杆转速为120rpm，机筒温度设置:供料段175 °C，塑化段180°C，机头温度为195°C，出料，即为高抗冲击PVC管。
[0029] 实施例3
[0030] 配方:聚合度为1500的PVC树脂100份、钛白粉6份、CPE 0.15份、ACM 0.15份。
[0031] 1)将PVC树脂、钛白粉、CPE、ACM、硬脂酸稀土，在高速搅拌机中预混，冷却，得到预 混料；
[0032] 2)将预混料用转矩流变仪在170°C，转速60rpm的条件下熔融混合8min，得到复合 材料。
[0033] 3)将复合材料送入双螺杆挤出机，螺杆转速为11 Orpm，机筒温度设置:供料段170 °C，塑化段175°C，机头温度为190°C，出料，即为高抗冲击PVC管。
[0034] 实施例4
[0035] 配方:聚合度为1000的PVC树脂100份、钛白粉8份、CPE 0.12份、ACM 0.15份。
[0036] 1)将PVC树脂、钛白粉、CPE、ACM、液体钙锌稳定剂，在高速搅拌机中预混，冷却，得 到预混料；
[0037] 2)将预混料用转矩流变仪在160°C，转速80rpm的条件下熔融混合2min，得到复合 材料。
[0038] 3)将复合材料送入双螺杆挤出机，螺杆转速为120rpm，机筒温度设置:供料段160 °C，塑化段180°C，机头温度为180°C，出料，即为高抗冲击PVC管。
[0039] 对照例1
[0040] 配方:聚合度为1000的PVC树脂100份、ACM 0.12份。
[0041 ] 1)将PVC树脂、钛白粉、ACM、液体钙锌稳定剂，在高速搅拌机中预混，冷却，得到预 混料；
[0042] 2)将预混料用转矩流变仪在160°C，转速80rpm的条件下熔融混合2min，得到复合 材料。
[0043] 3)将复合材料送入双螺杆挤出机，螺杆转速为120rpm，机筒温度设置:供料段160 °C，塑化段180°C，机头温度为180°C，出料，即为改性PVC给水管。
[0044] 对照例2
[0045] 配方:聚合度为1000的PVC树脂100份、CPE 0.12份。
[0046] 1)将PVC树脂、钛白粉、ACM、液体钙锌稳定剂，在高速搅拌机中预混，冷却，得到预 混料；
[0047] 2)将预混料用转矩流变仪在160°C，转速80rpm的条件下熔融混合2min，得到复合 材料。
[0048] 3)将复合材料送入双螺杆挤出机，螺杆转速为120rpm，机筒温度设置:供料段160 °C，塑化段180°C，机头温度为180°C，出料，即为改性PVC给水管。
[0049] 对照例3
[0050] 配方:聚合度为1000的PVC树脂100份、ACM 0.12份、CPE 0.12份。
[0051 ] 1)将PVC树脂、钛白粉、ACM、液体钙锌稳定剂，在高速搅拌机中预混，冷却，得到预 混料；
[0052] 2)将预混料用转矩流变仪在160°C，转速80rpm的条件下熔融混合2min，得到复合 材料。
[0053] 3)将复合材料送入双螺杆挤出机，螺杆转速为120rpm，机筒温度设置:供料段160 °C，塑化段180°C，机头温度为180°C，出料，即为改性PVC给水管。
[0054] 将实施例1~4以及对照例1~3的给水管进行性能检测，结果见下表：
[0055]
【主权项】
1. 高抗冲击PVC管，其特征在于:包括以下重量份的组分制成:PVC树脂100份、钛白粉5 ~10份、CPE 0.1~0.3份、ACM 0.1~0.3份。2. 根据权利要求1所述的高抗冲击PVC管，其特征在于:各组分的重量份为:PVC树脂100 份、钛白粉6~8份、CPE 0.1~0.15份、ACM 0.1~0.15份。3. 根据权利要求1或2所述的高抗冲击PVC管，其特征在于:还包括0.1~10重量份的稳 定剂。4. 根据权利要求3所述的高抗冲击PVC管，其特征在于:所述稳定剂为稀土稳定剂或钙 锌稳定剂。5. 根据权利要求1或2所述的的高抗冲击PVC管，其特征在于:所述PVC树脂的聚合度为 800~2000。
【文档编号】B29C47/92GK105968657SQ201610598731
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】韦俊有
【申请人】广西金盛科技发展有限公司