高延伸率管材专用料组合物及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子聚合材料领域，主要涉及一种高延伸率管材专用料组合物，是由以下重量份的组分制成的：PVC树脂、MBS‑561、热稳定剂、抗老剂、润滑剂、填料、加工助剂ACR及钛白粉组成。采用本发明专利技术制备的管材在保留PVC‑U较高拉伸强度的同时大幅提高了PVC管材的延伸率，其延伸率能够达到180~210%，具有延伸率高，抗冲击性能好，加工性能好等优点。并且冲击强度亦有较大幅度提高，能够有效抵抗地基沉陷、点载荷及抗震性能。

【技术实现步骤摘要】
高延伸率管材专用料组合物及其制备方法
本专利技术属于一种高延伸率管材专用料组合物，属于树脂加工应用领域。
技术介绍
PVC-U管是目前常用的塑料管道，具有重量轻，耐腐蚀，安装维护方便，价格较低等优点。在用作给排水管网工程建设方面，PVC-U管材比PE管材具有使用寿命长的优点，而且PVC的理论长期强度也高于PE的长期强度（PVC≥25MPa，PE≥10MPa）。但是使用过程中发现PVC-U脆性较大，受冲击时易受伤，冲击强度低，抗开裂性能差。在这种情况下，高抗冲击PVC-M管材应运而生，PVC-M管材在保持PVC-U管材的弹性模量的同时，提高了管材的柔韧性，其韧性介于PVC-U和PE之间。良好的韧性提高了管材抗水锤和点载荷的能力，方便搬运、运输和提高管道运行的安全性。然而，目前国内PVC-M管材虽然韧性较高，但延伸率普遍不高，一般在70~130%，在一些对韧性要求较高的领域如抗地基沉陷、防震等仍旧达不到要求。中国专利CN1654530A硬质聚氯乙烯高抗冲专用树脂的简支梁冲击强度33.2kJ/m2，拉伸强度38.6MPa，断裂伸长率也只有116%。加入增塑剂可以增加伸长率，但增塑剂作为低分子化合物将大大降低材料的力学性能，在硬制品中很少使用或不用。目前国内PVC-M管材市场上迫切需求一种延伸率达到200%以上的管材，以满足抗地基沉陷、防震等领域的需要。MBS-561与现有MBS改性剂相比其特点为，MBS-561用于非透明制品，具有优异的抗冲击性能。MBS-561组分中丁二烯相含量高达80%以上，丁二烯橡胶颗粒平均粒径可达150nm。同时，MBS-561中提高树脂折光指数的苯乙烯含量又很少。MBS-561在PVC树脂中达到适宜的用量，分散聚结形成“海-岛”结构后，当材料受到外面施加的拉伸应力时，海岛结构中大而多的丁二烯橡胶颗粒就会被迫发生形变，阻止PVC树脂基体的破坏，由于丁二烯具有很高的延伸性能，保证了改性后的PVC-M管材基体不仅具有优异的抗冲击性能，还具有较高的延伸率。专利技术人经研究发现MBS-561与其它MBS抗冲剂改性剂相比，使用MBS-561改性的PVC管材的延伸率和抗冲击性能有大幅度提高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种延伸率能够达到180%~210%冲击强度能够达到91.6~104.6kJ/m2的高延伸率管材组合物。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该高延伸率管材专用料组合物，其特征在于：所述的高延伸率管材专用料组合物包括下列组份（重量份）：PVC树脂：100份、热稳定剂：1.0~1.5份，改性剂MBS-561：8.0~13.0份、加工助剂ACR：3.0~6.0份，复合防老剂：0.5~1.5份、润滑剂：1.5~2.5份、填料：5.0~10.0份，钛白粉0.5~1.5份。所述的PVC树脂为中石化齐鲁分公司氯碱厂生产的管材专用料PVCQS-1050P。所述的热稳定剂为专门用于管材的有机锡稳定剂2903。所述的MBS-561为抗冲改性剂。MBS-561与其它MBS抗冲剂改性剂相比，MBS-561改性的PVC-M管材具有更高的延伸率。MBS-561是在粒子设计概念基础上合成的功能高分子材料，是通过乳液接枝聚合制得的甲基苯烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元聚合物，亚微观形态上具有典型的核-壳结构，粒子的核心是经过轻度交联具有低剪切摸量的丁苯橡胶核，主要起到提高聚合物冲击韧性的作用。外壳是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯接枝形成的硬壳层，壳层中甲基丙烯酸甲酯的主要作用是提高其与PVC树脂的相容性，使MBS-561能够在PVC树脂的机体中均匀分散；苯乙烯主要是提高MBS-561的折光指数以使MBS-561拥有与PVC树脂相近的折光指数，故MBS-561是典型的粒子分散型增韧改性剂。它与PVC两相之间是半相容的，即与PVC树脂具有较好的界面相容性，又在PVC树脂/MBS-561体系中保持粒子形状完整。MBS-561加入量少时，在PVC树脂中分散性良好呈球状颗粒，形不成分散型“海-岛”结构，起不到传递冲击能的作用，材料增韧效果不好。随着MBS-561加入量增加，分散的颗粒逐渐聚结起来形成海岛结构。当材料受到外力冲击时,MBS-561中的橡胶核是应力集中点，使其产生形变，并在周围诱发银纹和剪切带，通过银纹和剪切带分散和吸收冲击能量，形成了材料从脆性断裂向韧性断裂的转变，从而达到增韧目的。MBS-561用于非透明制品，具有优异的抗冲击性能。MBS-561组分中丁二烯相含量高达80%以上，丁二烯橡胶颗粒平均粒径可达150nm。同时，MBS-561中提高树脂折光指数的苯乙烯含量又很少。MBS-561在PVC树脂中达到适宜的用量，分散聚结形成海岛结构后，当材料受到外面施加的拉伸应力时，海岛结构中大而多的丁二烯橡胶颗粒就会被迫发生形变，阻止PVC树脂基体的破坏，由于丁二烯具有很高的延伸性能，保证了改性后的PVC-M管材基体不仅具有优异的抗冲击性能，还具有较高的延伸率。所述的抗老剂为防老剂1010、橡胶防老剂264、抗氧剂DLDTP中任意两种或两种以上混合物。不同类型的防老剂和抗氧剂混合可以产生协同效应，延长了本专利技术高延伸率管材的使用寿命。所述的润滑剂为硬脂酸盐、石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡中任何两种或两种以上混合物。在密封的环境内，湿度增大、温度升高和缺氧条件下，添加硬脂酸的PVC管材表面易发生霉变，出现严重变色和局部黑斑的现象。因此，本专利技术所述的润滑剂中不选用硬脂酸。所述填料为活性碳酸钙，白度较高，可以减少钛白粉的用量，降低生产成本。所述的加工助剂ACR，优选ACR401。加工助剂ACR的重要作用是促进PVC的塑化，缩短塑化时间，提高熔体塑化的均匀性，降低塑化温度。加工助剂ACR和MBS-561同为预定弹性体型冲击改性剂，属于核-壳结构的聚合物，两者相容性良好，并且与PVC树脂是良好的相容体。当同时使用ACR和MBS-561时，对PVC树脂抗冲击性的改进具有协同效应。CPE、EVA、NBR为非预定弹性体型冲击改性剂，属于网状聚合物。与ACR和MBS-561改性机理不同，非预定弹性体型冲击改性剂改性机理是以溶剂化作用机理对塑料进行改性。因此，非预定弹性体型冲击改性剂必须形成一个包覆树脂的网状结构，它与PVC树脂不是十分好的相容体。因此在本专利技术的配方中不选用CPE、EVA、NBR等非预定弹性体型冲击改性剂。所述的钛白粉为着色剂。本专利技术的制备工艺，按如下工序进行：a)将上述特征的PVC树脂、热稳定剂、MBS-561、抗老剂、润滑剂、填料、加工助剂及钛白粉按一定比例称取，放入高速混合机搅拌混合。高速混合机搅拌转速为1200～1500转/分，搅拌时间10~15分钟，搅拌温度为90~110℃。b)将上述混合物放入低速冷却混合机搅拌混合。低速冷却混合机搅拌转速为70~90转/分，搅拌温度为30~40℃。c)混合完成放料即得高延伸率管材专用料。与现有技术相比，本专利技术的高延伸率管材专用料组合物所具有的有益效果是：采用本专利技术生产的PVC-M管材在保留PVC-U较高拉伸强度的同时大幅提高了PVC管材的延伸率，其延伸率能够达到170~210%，并且拉伸强度和冲击强度值都很高，其中拉伸强度可达46.6MPa，冲击强度值可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高延伸率管材专用料组合物，其特征在于，由下列重量份的组分制成的：PVC树脂：100份热稳定剂：1.0~1.5份MBS‑561：8.0~13.0份抗老剂：0.5~1.5份润滑剂：1.5~2.5份填料：5.0~10.0份加工助剂ACR：3.0~6.0份钛白粉：0.5~1.5份。

【技术特征摘要】
1.一种高延伸率管材专用料组合物，其特征在于，由下列重量份的组分制成的：PVC树脂：100份热稳定剂：1.0~1.5份MBS-561：8.0~13.0份抗老剂：0.5~1.5份润滑剂：1.5~2.5份填料：5.0~10.0份加工助剂ACR：3.0~6.0份钛白粉：0.5~1.5份。2.根据权利要求1所述的高延伸率管材专用料组合物，其特征在于，由下列重量份的组分制成的：PVCQS-1050P：100份热稳定剂2903：1.5份MBS-561：13.0份抗老剂：1.2份润滑剂：2.0份填料：5.0份ACR401：6.0份钛白粉：0.5份。3.根据权利要求1或2所述的高延伸率管材专用料组合物，其特征在于：所述的抗老剂为防老剂1010、橡胶防老剂264、抗氧剂DLDTP中任意两种或两种以上混合物。4.根据权利要求1或2所述的高延伸率管材专用料组合物，其特征在于：所述润滑剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹明瑞，
申请(专利权)人：佛山瑞箭体育器材有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44