一种纤维增强高抗冲pvc-u管材及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于PVC-U管材生产领域，尤其涉及一种由纤维增强的高抗冲PVC-U管材 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 硬质聚氯乙烯PVC管材（PVC-U管材）即为常用的输水管材，其主要成份为聚氯乙 烯，另外加入增塑剂、抗老化剂等辅料来增加其耐热性、韧性、延展性、静液压强度等性能， 由于它的拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、隔热等性能均较好，且价格也较低廉，还具有质 轻、光洁、美观、水阻小、组配灵活、安装省时省力、耐酸、耐碱、耐腐蚀性、强度高等优点，受 到了广大用户的青睐。
[0003] 但是，在实际使用过程中，硬质PVC管材常常会出现静液压试验和落锤冲击试验 不能同时达标的现象。大多数企业生产的PVC管材或者是承压合格而落锤冲击性能不合 格，或者是落锤冲击性能合格而承压性能不合格。由于硬质PVC管材的这两项指标不合格 引起了许多节水工程中使用的PVC管材出现了"爆管"现象。PVC管材的落锤冲击不合格必 然导致管材在搬运的过程中或安装的过程中由于受到石子砂粒的刮磨而出现破裂，静液压 性能不合格导致PVC管材在通水时因无法满足水压而破裂。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种由纤维增强的高抗冲PVC管材，产品的静 液压试验和落锤冲击试验可同时达标，且具有低廉的成本。
[0005] 本发明所要解决的另一个技术问题是提供该PVC管材的制备方法。
[0006] 为了实现上述技术目的，本发明提供了如下的技术方案：
[0007] 首先制备纤维增强PVC母料，其特征在于：它由下述重量份的原料制成：PVC树脂 50份，钙锌稳定剂1?2份，轻质碳酸钙5?20份，硬脂酸0. 2?0. 6份，PE蜡0. 4?1. 2 份，ACR抗冲剂0. 5?1. 5份，氯化聚乙烯0. 4?1份，经偶联剂改性的短切纤维10?25 份。
[0008] 所述PVC树脂为SG-5型。
[0009] 所述钙锌稳定剂为水滑石体系或沸石体系的固体钙锌稳定剂。
[0010] 所述轻质碳酸钙的细度要求大于400目。
[0011] 所述偶联剂为甲氧基型硅烷偶联剂，使用时将其与甲醇配制1:5?20的溶液后对 短切纤维进行表面改性。
[0012] 所述短切纤维长度为5?20mm的玻璃纤维或植物纤维。
[0013] 如上所述纤维增强PVC母料的制备方法，包括如下步骤：
[0014] (1)为了使纤维与树脂基体具有良好的相容性，需对短切纤维进行改性。首先将甲 氧基型硅烷偶联剂与甲醇按照一定比例配制成溶液置于喷壶中，称取一定量的短切纤维， 硅烷偶联剂溶液从喷壶中以雾状喷出，均匀喷至短切纤维表面，保证短切纤维充分浸润，最 后将浸润纤维置于烘箱中烘干即得偶联剂改性短切玻纤，烘箱要求具有排气装置，纤维烘 干气体需及时排出；
[0015] (2)按照比例称量各种原料；
[0016] (3)将各组分投入混料机中以30?80转/分钟的速率搅拌均勾，得到絮状的混 合料，将混合料在双辊塑炼机上塑炼，双辊塑炼机前辊的温度设定为150?200°C，后辊的 温度设定为120?180°C，通过调整双辊间距及转速，得到不连续的薄片状纤维增强PVC母 料，母料的具体要求为：树脂初步塑化，纤维在母料中均匀分散、无明显团聚。
[0017] 纤维增强高抗冲PVC-U管材，其组成原料的重量份为：PVC树脂100份、短切纤维 增强PVC母料25?35份，钙锌稳定剂1?3份，轻质碳酸钙10?40份，硬脂酸0. 5?1 份，PE蜡1?2份，以上各组分特征与上述短切纤维增强PVC母料中组分特征相同。
[0018] 上述纤维增强PVC-U管材的制备方法，包括如下步骤：
[0019] (1)按按配比称量各种原料；
[0020] (2)将各组分投入高速混合机中以100?120转/分钟的速率搅拌均勾，得到混合 料；设定机筒加热温度并开始加热，当所述混合料温度达到85?95°C时，放入低速冷混搅 拌机中以20?40转/分钟的速率冷混搅拌，当混合料的温度达到35?45°C时，卸料，并投 入螺旋杆挤出机中，在机筒加热温度为150?200°C、口模温度为150?200°C、螺杆转速为 5?30转/分钟、加料转速为5?50转/分钟的条件下，按常规方法依次进行挤出加工成 型、真空定形、冷却、牵引、最后进一步冷却至室温后根据所需的长度切断并进行管材扩口 即得。
[0021] 本发明具有以下有益效果：
[0022] (1)本发明将短切纤维制成纤维增强PVC母料加入到PVC管材中，明显增强的管材 的抗冲强度及静液压强度，提高了管材的综合性能。
[0023] (2)短切纤维价格低于PVC树脂价格，短切纤维的加入，可适当降低PVC树脂的含 量，即降低管材的原料成本，提升产品的市场竞争力。
【具体实施方式】
[0024] 结合实施例对本发明做进一步详述：
[0025] 首先按照以下步骤制备纤维增强PVC母料：
[0026] (1)将200克KH-550型硅烷偶联剂与甲醇按照1 :12的比例配制成溶液，置于喷 壶中，称取30千克长度为5?8_的短切竹纤维，配制好的2600克硅烷偶联剂溶液从喷壶 中以雾状喷出，均匀喷至短切纤维表面，保证短切纤维充分浸润，最后将浸润纤维置于烘箱 中烘干即得偶联剂改性短切玻纤；
[0027] (2)称取SG-5型PVC树脂50千克，水滑石体系钙锌稳定剂1. 5千克，500目轻质 碳酸钙15千克，硬脂酸0. 5千克，PE蜡0. 6千克，ACR抗冲剂1千克，氯化聚乙烯0. 5千克， 经偶联剂改性的短切纤维22千克。
[0028] (3)将各组分投入混料机中以50转/分钟的速率搅拌均匀，得到絮状的混合料， 将混合料在双辊塑炼机上塑炼，双辊塑炼机前辊的温度设定为180 °C，后辊的温度设定为 160°C，通过调整双辊间距及转速，得到不连续的薄片状纤维增强PVC母料。
[0029] 下面采用上述纤维纤维增强PVC母料作为原料生产纤维增强高抗冲PVC-U管材。
[0030] 实施例一
[0031] (1)称取SG-5型PVC树脂100千克、短切纤维增强PVC母料30千克，水滑石体系 钙锌稳定剂2千克，500目轻质碳酸钙20份，硬脂酸0. 5千克，PE蜡1千克。
[0032] (2)将各组分投入高速混合机中以120转/分钟的速率搅拌均匀，得到混合料；设 定机筒加热温度并开始加热，当所述混合料温度达到90°C时，放入低速冷混搅拌机中以40 转/分钟的速率冷混搅拌，当混合料的温度达到35°C时，卸料，并投