专利名称：一种改性upvc塑料管材及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改性的UPVC塑料管材及其制备工艺。
人们常用UPVC塑料制做管材，它具有加工容易、粘接方便、造价低、刚性好、耐腐蚀等优点，但由于UPVC本身的分子结构特点，它的玻璃化温度为87℃，在常温下表现为碎性大，耐低温性差，耐候性差，易开裂，用于给水管道的管材破裂事例很多；因此人们将PVC树脂与各种增韧剂共混改性，使抗冲性能得到提高，但是相应的刚性下降，拉伸强度降低，损失了PVC本身的优点，即使加入多种增韧剂(如EVA、CPE、NBR、MBS等)，其综合性能也未显著改变。为了使UPVC塑料既能保证刚性、拉伸强度，又具有很好的低温抗冲性、耐候性(环境开裂)，是本发明要解决的问题。
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种既具有很好的低温抗冲性、耐候性，又具有很好的刚性和拉伸强度的改性UPVC塑料管材。
本发明的又一目的在于提供一种改性UPVC塑料管材的制备工艺。
本发明的目的是通过下述方案实现的一种改性UPVC塑料，它含有(按重量份计)PVC树脂50-90份，PE树脂8-30份，丙烯酸树脂0.5-5份，工程塑料5-20份，增韧剂2-15份，增容剂2-5份，稳定剂1.8-5份，润滑剂0.5-3份，填充剂10-32.5份，活性纳米材料0.5-5份。
所述的工程塑料可以为ABS、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺的任意一种或两种以上的混合物。
所述的增韧剂可以为氯化聚乙烯、丁腈橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的任意一种或两种以上的混合物。
所述的增容剂可以为甲基丙烯酸-丁苯弹性体接枝共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、EPDM、马来酸酐接枝聚烯烃共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物的任意一种或两种以上的混合物。
所述的稳定剂可以为有机锡稳定剂、复合铅稳定剂、稀土稳定剂、单体铅盐金属皂稳定剂的任意一种。
所述的润滑剂可以为硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡的任意一种。
所述的填充剂可以为碳酸钙、滑石粉、高岭土的任意一种或两种以上的混合物。
所述的活性纳米材料可以为二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙的任意一种。
制备本发明的一种改性UPVC塑料的制备工艺，其步骤依序为a、取填充剂、润滑剂，按照常规工艺制成活性填充剂，备用；b、取1/3量的PVC树脂，加入活性填充剂、丙烯酸树脂、增韧剂、增容剂、稳定剂、活性纳米材料、PE树脂、工程塑料，搅拌均匀，再加入剩余的PVC树脂，在100-110℃的温度下混合捏合；c、将上述混合物冷却至30-40℃；d、将上述混合物置入超锥形双螺杆挤出机中采用下列工艺参数制作塑料管材模头压缩比S1∶S2=1∶10-36口模直径与模头平直部分长度比为D∶L=1∶2-8机筒温度输送段175-190℃压缩段170-185℃熔融段170-190℃计量段165-185℃合流芯165-185℃机 头175-195℃口 模190-210℃。
本发明采用了科学的配方和合理的选择材料，通过加入PE树脂、工程塑料、活性纳米材料、高含量填充剂、增韧剂等多种助剂，使制成的UPVC塑料管材的耐侯性、抗冲性、拉伸强度及刚性得到全面提高，采用活性填充剂进行填充，使之形成强有力的化学键或亲合力，即使在高填充情况下，也能保证较高的物理性能。对用本发明改性UPVC塑料原料制成的Φ110×3.2mm塑料管材进行国标测试，结果为缺口冲击强度＞110Kj/m2；0℃时试验，落锤重量3kg，冲击高度2m，100％通过，比国标GB/T5836.1-92、GB/T10002.1-96的UPVC管材的落锤冲击标准高6倍；拉伸强度＞52.9Mpa，优于该国标中拉伸屈服应力合格品40Mpa的要求；维卡软化＞90℃，优于该国标80-82℃的要求；0℃爆破压力＞8.86Mpa，优于国标GB/T10002.1-96标准中42Mpa的诱导环应力(20℃)8.4Mpa要求，此外，环刚度、硬度也有较大提高。
为了便于理解与实施，下面结合实施例对本发明进行更进一步的说明。
实施例1
取碳酸钙100kg，滑石粉100kg，硬脂酸10kg，按照常规工艺进行活化处理，制成活性填充剂，备用；取PVC树脂200kg，加入丙烯酸树脂10kg，氯化聚乙烯9kg，丁腈橡胶9kg，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物7kg，甲基丙烯酸-丁苯弹性体接枝共聚物40kg，有机锡稳定剂20kg，活性纳米材料二氧化钛10kg，PE树脂100kg，干燥的ABS 200kg和备用的活性填充剂，搅拌均匀，再加入400kg的PVC树脂，在100℃的温度下混合捏合；然后，将上述混合物冷却至30℃；将上述混合物置入超锥形双螺杆挤出机中挤出成型，工艺参数为模头压缩比S1∶S2=1∶22口模直径与模头平直部分长度比为D∶L=1∶2机筒温度输送段190℃压缩段185℃熔融段190℃计量段185℃合流芯165℃机 头175℃口 模210℃。
实施例2取碳酸钙159kg，石蜡8kg，按照常规工艺进行活化处理，制成活性填充剂，备用；取PVC树脂300kg，加入丙烯酸树脂10kg，氯化聚乙烯11kg，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10kg，甲基丙烯酸醋-丁二烯-苯乙烯共聚物9kg，乙烯-丙烯酸酯共聚物15kg，乙烯-醋酸乙烯共聚物15kg，单体铅盐金属皂稳定剂20kg，活性纳米材料二氧化硅12kg，PE树脂80kg，聚碳酸酯25kg，聚甲醛25kg和备用的活性填充剂，搅拌均匀，再加入600kg的PVC树脂；在110℃的温度下混合捏合；然后，将上述混合物冷却至35℃；将上述混合物置入超锥形双螺杆挤出机中挤出成型，工艺参数为模头压缩比S1∶S2=1∶10口模直径与模头平直部分长度比为D∶L=1∶8机筒温度输送段175℃压缩段170℃熔融段170℃
计量段165℃合流芯185℃机 头195℃口 模205℃。
实施例3取碳酸钙80kg，高岭土65kg，聚乙烯蜡5kg，按照常规工艺进行活化处理，制成活性填充剂，备用；取PVC树脂250kg，加入丙烯酸树脂50kg，丁腈橡胶25kg，甲基丙烯酸醋-丁二烯-苯乙烯共聚物25kg，甲基丙烯酸-丁苯弹性体接枝共聚物10kg，乙烯-丙烯酸酯共聚物10kg，EPDM 10kg，马来酸酐接枝聚烯烃共聚物10kg，乙烯-醋酸乙烯共聚物10kg，稀土稳定剂18kg，活性纳米材料二氧化钛5kg，PE树脂150kg，聚酰胺50kg和备用的活性填充剂，搅拌均匀，再加入500kg的PVC树脂；在110℃的温度下混合捏合；然后，将上述混合物冷却至30℃；将上述混合物置入超锥形双螺杆挤出机中挤出成型，工艺参数为模头压缩比S1∶S2=1∶15口模直径与模头平直部分长度比为D∶L=1∶4机筒温度输送段190℃压缩段180℃熔融段175℃计量段170℃合流芯170℃机 头185℃口 模195℃。
实施例4取碳酸钙110kg，滑石粉100kg，高岭土115kg，硬脂酸25kg，按照常规工艺进行活化处理，制成活性填充剂，备用；取PVC树脂230kg，加入丙烯酸树脂5kg，氯化聚乙烯35kg，丁腈橡胶45kg，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物35kg，甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物35kg，商品EPDM 10kg，马来酸酐接枝聚烯烃共聚物10kg，乙烯-丙烯酸酯共聚物5kg，复合铅稳定剂45kg，活性纳米材料碳酸钙30kg，PE树脂200kg，ABS 30kg，聚甲醛25kg，聚酰胺25kg和备用的活性填充剂，搅拌均匀，再加入470kg的PVC树脂；在105℃的温度混合捏合；然后，将上述混合物冷却至40℃；将上述混合物置入超锥形双螺杆挤出机中挤出成型，工艺参数为模头压缩比S1∶S2=1∶36口模直径与模头平直部分长度比为D∶L=1∶6机筒温度输送段185℃压缩段178℃熔融段175℃计量段165℃合流芯180℃机 头192℃口 模210℃。
实施例5取碳酸钙80kg，滑石粉79kg，硬脂酸10kg，按照常规工艺进行活化处理，制成活性填充剂，备用；取PVC树脂170kg，加入丙烯酸树脂15kg，氯化聚乙烯30kg，甲基丙烯酸-丁苯弹性体接枝共聚物15kg，乙烯-醋酸乙烯共聚物15kg，有机锡稳定剂35kg，活性纳米材料二氧化硅12kg，PE树脂150kg，ABS 25kg，聚碳酸酯25kg，聚甲醛25kg，聚酰胺25kg和备用的活性填充剂，搅拌均匀，再加入330kg的PVC树脂；在100℃的温度混合捏合；然后，将上述混合物冷却至35℃；将上述混合物置入超锥形双螺杆挤出机中挤出成型，工艺参数为模头压缩比S1∶S2=1∶30口模直径与模头平直部分长度比为D∶L=1∶5机筒温度输送段188℃压缩段185℃熔融段175℃计量段165℃合流芯170℃机 头185℃口 模200℃。
实施例6取高岭土100kg，石蜡30kg，按照常规工艺进行活化处理，制成活性填充剂，备用；取PVC树脂260kg，加入丙烯酸树脂40kg，丁腈橡胶20kg，乙烯-丙烯酸醋共聚物20kg，稀土稳定剂50kg，活性纳米材料碳酸钙50kg，PE树脂300kg，聚碳酸酯50kg，聚甲醛50kg，聚酰胺50kg和备用的活性填充剂，搅拌均匀，再加入540kg的PVC树脂；在110℃的温度混合捏合；然后，将上述混合物冷却至40℃；将上述混合物置入超锥形双螺杆挤出机中挤出成型，工艺参数为模头压缩比S1∶S2=1∶18口模直径与模头平直部分长度比为D∶L=1∶3机筒温度输送段185℃压缩段180℃熔融段175℃计量段170℃合流芯170℃机 头180℃口 模190℃。
在上述的几个实施例中，还可以根据用户的需求，酌量加入着色剂(如群青、钛青蓝、二氧化钛、碳黑等)，便于生产不同颜色的塑料管材。
本发明塑料管材的刚度、硬度及拉伸强度等各项指标都有较大程度的提高，经测试，其综合性能与普通的PVC/ACR/增韧剂、PVC/多种增韧剂、PVC/增韧剂/纳米材料的UPVC塑料管材的综合性能相比有很大的提高。
权利要求
1.一种改性UPVC塑料管材，它含有(按重量份计)PVC树脂50-90份，PE树脂8-30份，丙烯酸树脂0.5-5份，工程塑料5-20份，增韧剂2-15份，增容剂2-5份，稳定剂1.8-5份，润滑剂0.5-3份，填充剂10-32.5份，活性纳米材料0.5-5份。
2.按照权利要求1所述的一种改性UPVC塑料管材，其特征在于，所述组分的含量为(按重量份计)PVC树脂60-80份，PE树脂10-20份，丙烯酸树脂1-4份，工程塑料8-15份，增韧剂2.5-5份，增容剂2.5-4份，稳定剂2-4.5份，润滑剂0.8-2.5份，填充剂14.5-20份，活性纳米材料1-3份。
3.按照权利要求1所述的一种改性UPVC塑料管材，其特征在于，所述组分的含量为(按重量份计)PVC树脂50份，PE树脂15份，丙烯酸树脂1.5份，工程塑料10份，增韧剂3份，增容剂3份，稳定剂3.5份，润滑剂1份，填充剂15.9份，活性纳米材料1.2份。
4.按照权利要求1所述的一种改性UPVC塑料管材，其特征在于，所述的工程塑料为ABS、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺的任意一种或两种以上的混合物。
5.按照权利要求1所述的一种改性UPVC塑料管材，其特征在于，所述的增韧剂为氯化聚乙烯、丁腈橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的任意一种或两种以上的混合物。
6.按照权利要求1所述的一种改性UPVC塑料管材，其特征在于，所述的增容剂为甲基丙烯酸-丁苯弹性体接枝共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、EPDM、马来酸酐接枝聚烯烃共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物的任意一种或两种以上的混合物。
7.按照权利要求1所述的一种改性UPVC塑料管材，其特征在于，所述的稳定剂为有机锡稳定剂、复合铅稳定剂、稀土稳定剂、单体铅盐金属皂稳定剂的任意一种。
8.按照权利要求1所述的一种改性UPVC塑料管材，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡的任意一种。
10.按照权利要求1所述的一种改性UPVC塑料管材，其特征在于，所述的填充剂为碳酸钙、滑石粉、高岭土的任意一种或两种以上的混合物。
11.按照权利要求1所述的一种改性UPVC塑料管材，其特征在于，所述的活性纳米材料为二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙的任意一种。
12.按照权利要求1-11所述的任意一种改性UPVC塑料管材的制备工艺，其步骤依序为a、取填充剂、润滑剂，按照常规工艺制成活性填充剂，备用；b、取1/3量的PVC树脂，加入活性填充剂、丙烯酸树脂、增韧剂、增容剂、稳定剂、活性纳米材料、PE树脂、工程塑料，搅拌均匀，再加入剩余的PVC树脂，在100-110℃的温度下混合捏合；c、将上述混合物冷却至30-40℃；d、将上述混合物置入超锥形双螺杆挤出机中采用下列工艺参数制作塑料管材模头压缩比S1∶S2=1∶10-36口模直径与模头平直部分长度比为D∶L=1∶2-8机筒温度输送段175-190℃压缩段170-185℃熔融段170-190℃计量段165-185℃合流芯165-185℃机 头175-195℃口 模190-210℃。
全文摘要
本发明提供了一种改性UPVC塑料管材及其制备工艺,它含有PVC树脂50—90份,PE树脂8—30份,丙烯酸树脂0.5—5份,工程塑料5—20份,增韧剂2—15份,增容剂2—5份,稳定剂1.8—5份,润滑剂0.5—3份,填充剂10—32.5份,活性纳米材料0.5—5份,经过混料、高温捏合、冷却等工序制成改性UPVC塑料原料,然后用该原料制成塑料管材,其刚度、抗冲性、耐候性、拉伸强度等性能均超过现有的UPVC塑料管材。
文档编号B29C47/38GK1304958SQ00123968
公开日2001年7月25日 申请日期2000年10月26日 优先权日2000年10月26日
发明者王永选, 于好兴, 黄学伦, 王锡臣, 黄志诚, 张双全 申请人:招远市海星塑料厂