一种塑料管材及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种塑料管材及其制备方法，它由下列重量份的原料配制加工而成：10-150份PVC树脂、2-3份钙锌稳定剂、1-3份钛白粉、2-3份氢氧化铝、1-2份石墨烯微片、0.5-1份纳米碳酸钙、0.2-0.3份石蜡、0.1-0.3份抗紫外线剂。本发明该塑料管材的制备方法包括以下步骤：(1)按组成原料的重量份称取上述各原料，先在100-110℃下的热混机中热混，再在30-40℃的冷混机中冷混；(2)将混合好的料送入螺杆挤出机，螺杆转速为20～30r/min，料筒温度150-175℃，模具温度140-160℃，口模温度150-210℃；(3)经模具挤出后，过定径箱，真空冷却定径；（4）喷印标识定长切割；（5）检验包装入库。它具有成本低廉、安全可靠、阻燃性能好，能够有效防止细菌在供水管道中滋生。
【专利说明】一种塑料管材及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种管材，尤其涉及一种塑料管材及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 以前，国内建筑用冷水管基本上采用镀锌钢管，但据水质检测数据表明，导致自来 水"红水"或"黑水"水质恶化的主要原因是建筑用水管的锈饰问题严重。为保证供水质量， 建设部规定自2000年6月起，在建筑供水工程中禁止使用镀锌钢管，可用塑料管、塑料金属 复合管等。塑料管材作为化学建材的重要组成部分，以其优越的性能、卫生、环保、低耗等为 广大用户所广泛接受，主要有UPVC排水管，UPVC给水管，铝塑复合管，聚乙烯（PE)给水管 材等。塑料管材是高科技复合而成的化学建材，而化学建材是继钢材、木材、水泥之后，当代 新兴的第四大类新型建筑材料。塑料管材与传统的金属管和水泥管相比，具有水流损失小、 节能、节材、保护生态、竣工便捷等优点，广泛应用于建筑给排水、城镇给排水以及燃气管等 领域，成为新世纪城建管网的主力军；又具有重量轻，一般仅为金属管的1/6-1/10,有较好 的耐腐蚀性，抗冲击和抗拉强度，塑料管内表面比铸铁管光滑的多、摩擦系数小、流体阻力 小、可降低输水能耗5%以上，综合节能好，制造能耗又降低75%，运输方便，安装简单，使用 寿命长达30-50年。塑料管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，具有节能节 材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应 用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑 业、市政、工业和农业领域。近年来，生活饮用水质量问题逐渐被人们所重视。目前市场上 的饮用水供水管材多为普通塑料管材，虽然能够达到卫生和健康的基本要求，但对水质中 存在的细菌既不能抑制其生长，也不能将其杀灭，并且在经过长期使用后，管材内表面会附 着、滋生微生物，当管道中水流缓慢或水暂时存留时，细菌会附着在管壁并经过一段时期的 繁殖可形成一层菌膜，从而导致水质下降。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题在于提供一种成本低廉、安全可靠、阻燃性能好，能够在 供水管道中有效防止细菌滋生的塑料管材。
[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种塑料管材，它由下列重量份的原料制备而成： 10-150份PVC树脂、2-3份钙锌稳定剂、1-3份钛白粉、2-3份氢氧化铝、1-2份石墨烯微 片、0. 5-1份纳米碳酸钙、0. 2-0. 3份石蜡、0. 1-0. 3份抗紫外线剂。
[0005] 本发明还提供了该塑料管材的制备方法，包括以下步骤：（1)按组成原料的重量 份称取上述各原料，先在100-1KTC下的热混机中热混，再在30-40°C的冷混机中冷混；（2) 将混合好的料送入螺杆挤出机，螺杆转速为20?30r/min，料筒温度150-175°C，模具温 度140-160°C，口模温度150-2KTC;(3)经模具挤出后，过定径箱，真空冷却定径；（4)喷印 标识定长切割；（5)检验包装入库。
[0006] 本发明中各原料组分：PVC树脂是一个极性非结晶性高聚物，分子之间有较强的 作用力，是一个坚硬而脆的材魁;抗冲击强度较低。相对其他的塑料而言PVC的耐老化性能 优良，冲击强度和韧性较高，价格低廉，适合做排水管等各种建筑用管材。钙锌稳定剂通常 分为：固体钙锌稳定剂与液体钙锌稳定剂。钙锌稳定剂由钙盐、锌盐、润滑剂、抗氧剂等为 主要组分采用特殊复合工艺而合成。它不但可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂， 而且具有相当好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力。实践证明，在PVC树脂制品中， 加工性能好，热稳定作用相当于铅盐类稳定剂，是一种良好的无毒稳定剂。钙锌稳定剂外观 主要呈白色粉状、片状、膏状。钙锌复合热稳定剂是一种环保高效多功能液体钙锌复合热稳 定剂。热稳定性和透明性优良，用于PVC制品时不会产生表面析出及迁移现象，与抗热油、 环氧甲酯、环氧大豆油并用效果更佳。适用于PVC浆液加工，广泛应用于搪塑、涂塑、浸塑等 PVC加工工艺。该产品不仅具有很好的相容性和对粘度的控制性，而且能提供很好的初期着 色性和保色性。该产品已证实是一种优良的热稳定剂。相溶性好、挥发性低、迁移性小、抗 光性佳，适用于软质管材、造粒、压延膜、玩具、输送带、广告布、壁纸等PVC制品行业。钛白 粉为白色粉末。质地柔软的无嗅无味的白色粉末，遮盖力和着色力强，溶点1560?1580°C。 钛白粉广泛用作油漆、纸张、橡胶、塑料、搪瓷、玻璃、化妆品、油墨、水彩和油彩的颜料，还可 用于冶金、无线电、陶瓷、电焊条。氢氧化铝是铝的氢氧化物。是一种碱，由于又显一定的酸 性，不溶于水和醇，能溶于无机酸和碱溶液。可以作为一种填充型阻燃剂，氢氧化铝在无 机阻燃添加剂中的用量最大、应用最广。单独使用时，用量一般在40%?60%。氢氧化铝作 为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体。适用于热固性 塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料、矿用运输带、矿用导风筒涂覆布、胶管、地毯、橡皮衬垫、 PVC电线电缆料、电线电缆护套、建筑材料、阻尼膏、阻尼板、电子等，可赋予制品阻燃、消烟、 抗静电等特性。石墨烯微片是指碳层数多于10层、厚度在5-100纳米范围内超薄的石墨烯 层状堆积体。石墨烯微片保持了石墨原有的平面型碳六元环共轭晶体结构，具有优异的机 械强度、导电、导热性能，以及良好的润滑、耐高温和抗腐蚀特性。石墨烯微片具有良好的导 热性能，经改性后的PA66体现出良好的热传导性能。能提高塑胶的导热及散热性能，塑胶 导电及抗静电改性，增强塑胶的强度，改善塑胶的耐磨、润滑性能及耐腐蚀性。纳米碳酸钙 又称超微细碳酸钙。标准的名称即超细碳酸钙。纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业 主要应用于高档塑料制品。可改善塑料母料的流变性，提高其成型性。用作塑料填料具有增 韧补强的作用，提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量，热变形温度和尺寸稳定性，同时还赋 予塑料滞热性。其主要应用范围：PVC型材，管材；PVC薄膜(压延膜)的生产，造鞋业制造(如 PVC鞋底及装饰用贴片）等。话合用于工稈塑料改件、PP、PE、PA、PC，。其应用特性：由于 活性纳米碳酸钙表面亲油疏水，与树脂相容性好，能有效提高或调节制品的刚、韧性、光洁 度以及弯曲强度；改善加工性能，改善制品的流变性能、尺寸稳定性能、耐热稳定性具有填 充及增强、增韧的作用，能取代部分价格昂贵的填充料及助剂，减少树脂的用量，从而降低 产品生产成本，提高市场竞争力。石蜡是固态高级烷烃混合物的俗名，可由天然或人造石油 的含蜡馏分用冷榨或溶剂脱蜡、发汗等方法制得，为白色、无味的蜡状固体，碳原子数约为 18?30。一般分为全精炼石蜡、半精炼石蜡和粗石蜡三种。石蜡用途广泛，将纸张浸入石 蜡后可制取有良好防水性能的蜡纸；石蜡加入棉纱后，可使纺织品柔软、光滑而有弹性。液 体石蜡的种类很多，其润滑效果也各不相同。在挤出加工中初期润滑效果良好，热稳定性也 较好。但因相溶性差，用量过多时制品易发粘。聚乙烯蜡指分子量为1500-25000的低分子 量聚乙烯或部分氧化的低分子量聚么遥。其呈颗粒状、白色粉末、块状以及乳白色蜡状。具 有优良的流动性、电性能、脱模性。抗紫外线剂主要用途：可有效地吸收波长为270-380纳 米的紫外光，主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、不饱和树脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚 乙烯、ABS树脂、环氧树脂和纤维素树脂等；特别适用于无色透明和浅色制品中；为强吸收 力，高性能紫外线吸收剂。其突出特点：超强的紫外线吸收能力；有效防止紫外线对皮肤的 伤害及致癌性，大幅度提高产品的抗老化性能。几乎不吸收可见光，是无色透明和浅色制 品的首选紫外线吸收剂；不易燃、不腐蚀、贮存稳定性好；和多种高聚物相容性良好，兼具 长效抗氧、抗黄变作用性能，可与一般抗氧剂并用具有极高的安全性。
[0007] 与现有技术相比，本发明取得的有益效果是：该塑料管材由于采用了抗紫外线剂 能提高耐老化性能，阻燃剂的应用能使阻燃性能更好，能提高材料的分解温度和燃烧残留 率，并有效地抑制聚氯乙烯主链裂解，增强材料的热稳定性，钙锌稳定剂应用不仅提高了产 品的卫生性能，而且降低了生产成本，由于该塑料管材具有光滑的内壁、超低的摩擦系数极 难使污物附着，从而有效改善水质。它具有成本低廉、安全可靠、阻燃性能好，能够有效防止 细菌在供水管道中滋生。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0009] 实施例1:一种塑料管材，它由下列重量份的原料制备而成：10份PVC树脂、2份钙 锌稳定剂、1份钛白粉、2份氢氧化铝、1份石墨烯微片、0. 5份纳米碳酸钙、0. 2份石蜡、0. 1 份抗紫外线剂。
[0010] 该塑料管材的制备方法，包括以下步骤：（1)按组成原料的重量份称取上述各原 料，先在100-1KTC下的热混机中热混，再在30-40°C的冷混机中冷混；（2)将混合好的料送 入螺杆挤出机，螺杆转速为20?30r/min，料筒温度150-175°C，模具温度140-160°C，口 模温度150-2KTC; (3)经模具挤出后，过定径箱，真空冷却定径；（4)喷印标识定长切割； (5)检验包装入库。
[0011] 该方法制成的塑料管材的检验结果如下：
【权利要求】
1. 一种塑料管材，它由下列重量份的原料制备而成：10-150份PVC树脂、2-3份钙锌 稳定剂、1_3份钛白粉、2-3份氢氧化错、1-2份石墨烯微片、0. 5_1份纳米碳酸|丐、0. 2-0. 3 份石蜡、0.1-0. 3份抗紫外线剂。
2. 如权利要求1所述的塑料管材，它由下列重量份的原料制备而成：10份PVC树脂、2 份钙锌稳定剂、1份钛白粉、2份氢氧化铝、1份石墨烯微片、0. 5份纳米碳酸钙、0. 2份石蜡、 〇. 1份抗紫外线剂。
3. 如权利要求1所述的塑料管材，它由下列重量份的原料制备而成：80份PVC树脂、 2. 5份钙锌稳定剂、2份钛白粉、2. 5份氢氧化铝、1. 5份石墨烯微片、0. 75份纳米碳酸钙、 0. 25份石蜡、0. 2份抗紫外线剂。
4. 如权利要求1所述的塑料管材，它由下列重量份的原料制备而成：150份PVC树脂、 3份钙锌稳定剂、3份钛白粉、3份氢氧化铝、2份石墨烯微片、1份纳米碳酸钙、0.3份石 蜡、0.3份抗紫外线剂。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的塑料管材的制备方法，包括以下步骤：（1)按 组成原料的重量份称取上述各原料，先在l〇〇-ll〇°C下的热混机中热混，再在30-40°C的 冷混机中冷混；（2)将混合好的料送入螺杆挤出机，螺杆转速为20?30r/min，料筒温度 150-175°C，模具温度140-160°C，口模温度150-2KTC ;(3)经模具挤出后，过定径箱，真空 冷却定径；（4)喷印标识定长切割；（5)检验包装入库。
【文档编号】F16L9/127GK104405963SQ201410666351
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】蒋彦涛, 李小朋 申请人:河南中喷天润实业有限公司