用于双轴取向的CPVC预制管及其生产方法、CPVC-O管材及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管生产方法，包括如下步骤：A、按照如下质量份数比例量取原材料：氯化聚氯乙烯100份，热稳定剂4～6份，外润滑剂1～2份，内润滑剂2～3份，加工助剂0.5～1.2份，着色剂0.1～0.3份；B、混料；C、将共混后的原料经平双螺杆挤出机由模具挤出成型。本发明专利技术还公开了由该方法制得的用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管和用该预制管进行CPVC‑O管材生产方法以及由该方法制得的CPVC‑O管材。本发明专利技术的优点是：首次成功实现了氯化聚氯乙烯管材双轴取向成型加工，首次成功生产出CPVC‑O管材，首次成功生产出能够用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管。

CPVC prefabricated pipe for biaxial orientation and its production method, cpvc-o pipe and its production method

【技术实现步骤摘要】
用于双轴取向的CPVC预制管及其生产方法、CPVC-O管材及其生产方法
本专利技术涉及聚合物成型加工
，尤其是一种氯化聚氯乙烯管材成型工艺。
技术介绍
氯化聚氯乙烯(CPVC)是由PVC树脂氯化改性制得，是一种新型工程塑料。由于CPVC具有优异的耐老化、耐腐蚀和高阻燃性等特点，用其做成的管板注塑件在建筑行业被广泛应用，特别适用于高层建筑的上下水管、中央空调的热水管道及电缆护套等方面。公开号为CN101670064A的专利文献公开了一种在线双轴取向聚氯乙烯(PVC)承压管材的生产工艺，实现了聚氯乙烯(PVC)管材的双轴取向加工，采用该方法生产出的PVC-O管材兼有更好的强度和韧度，因此一方面可以采用高的设计应力明显的节约材料，另外一方面可以应用在更高要求的的领域，承受更高的的压力等级，更高的冲击负载和疲劳负载等。目前该方法已经基本实现产业化生产，具有显著的社会效益和经济效益。但是，氯化聚氯乙烯(CPVC)的双轴取向加工难度远远大于聚氯乙烯(PVC)管材的双轴取向加工难度，同样的双轴取向加工方式却不能够应用于对氯化聚氯乙烯(CPVC)的双轴取向加工。公开号为CN105255079A的专利文献公开了一种氯化聚氯乙烯管材的制备方法，实现了氯化聚氯乙烯管材的挤出成型生产。但是，采用该方法挤出的氯化聚氯乙烯管材无法进行双轴取向加工。实践表明，氯化聚氯乙烯管材在双轴取向过程中极容易出现高分子材料被破坏，分子链被拉断，管材局部出现白化现象，应力阶梯式下降，或产生松弛现象，在拉伸的过程中分子链产生蠕动使分子回复至原来的卷曲状态等一系列问题，另外氯化聚氯乙烯的拉伸强度较大，在取向时对拉杆以及牵引机的要求比较高。这种种原因导致到目前为止都没有关于氯化聚氯乙烯(CPVC)成功实现双轴取向加工生产出CPVC-O管材的公开报道。
技术实现思路
为实现采用双轴取向加工出CPVC-O管材，本专利技术提供了一种用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管生产方法。本专利技术所采用的技术方案是：用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管生产方法，包括如下步骤：A、按照如下质量份数比例量取原材料：B、混料；C、将共混后的原料经平双螺杆挤出机由模具挤出成型，螺杆压缩比为3～4，减速机速比为18～50；挤出机机身各段温度为：一段150～160℃，二段160～170℃，三段150～160℃；合流芯温度为145～155℃；内加热温度为170～180℃；模具各段温度为：一段145～155℃，二段160～170℃，三段165～175℃；主机真空度≥-0.08Mpa；主机电流为45～55A；主机扭矩为35～55％；熔压为10～12Mpa；熔温为170～180℃；喂料扭矩为2～7％；牵引比为1.15～1.25。专利技术人认为，导致CPVC管材无法进行双轴取向加工的原因主要是CPVC的加工温度比PVC高，熔体粘度更大，流动性差，在粘流态下它的流动单元仍为初级粒子，粒子间相互作用差，传热作用差，易发生熔体破裂，在压出的过程中剪切速率大，产生更多的热量，从而使能够用于双轴取向的CPVC预制管的挤出难度比PVC预制管更大；并且，由于CPVC的维卡软化温度高，拉升强度高，从而进一步增加了取向的难度。专利技术人认为，CPVC-O管之所以生产难度大，其根本原因还不在于预制管的挤出难度上，而是如何使挤出的CPVC预制管能够用于双轴拉伸取向，即，挤出的CPVC预制管难以进行双轴拉伸取向。针对上述问题，在本专利技术中专利技术人公开了一种专用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管的生产方法。在本专利技术中，专利技术人提供的原料配方使CPVC能在更高温度下进行塑化，并减小了物料与物料之间还有物料与设备之间的摩擦力，从而降低CPVC树脂熔体的粘度，同时增加了CPVC树脂的韧性，显著改善了其扯断伸长率低的问题。由于CPVC树脂的塑化较快，本专利技术挤出机螺杆选用平双型螺杆，压缩比应小于生产PVC-O螺杆20％左右，同时增加减速机的速比，从而降低口模处的剪切速率。另一方面，专利技术人结合上述配方对挤出工艺参数进行了重新设定，实验表明上述原料配方在本专利技术的挤出工艺参数下可以进一步减少CPVC熔体的粘度，从而解决CPVC熔体容易破裂的问题，并显著改善了预制管在受到双轴拉伸时的性能表现，使得采用本专利技术的方法制得的CPVC预制管能够在更高的温度和更高的拉伸强度下取向成型。实验表明，采用该方法生产的预制管能够顺利进行双轴取向加工，成功生产出了CPVC-O管材。更佳的，所述混料步骤具体为：将各原料在高速混料机中在102～112℃混合均匀，并在该温度范围内保持5～10分钟；然后将上述混合物搅拌完成后冷却至40～55℃时放入到冷混料机中并保持该温度范围混合5～10分钟。更佳的，所述热稳定剂选自有机锡，硬脂酸钙和硬脂酸锌中的一种或任意几种的混合。更佳的，所述外润滑剂选自高温石蜡、PE蜡和氧化聚乙烯蜡中的一种或任意几种的混合。更佳的，所述内润滑剂选自硬脂酸、褐煤蜡中的一种或两种。更佳的，所述加工助剂选自CPE、MBS、ABS、钛白粉和抗冲型ACR中的一种或任意几种的混合。本专利技术还公开了一种用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管，该预制管即是由上述用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管生产方法所制得。本专利技术还公开了一种CPVC-O管材生产方法，该方法即是对上述的用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管进行双轴取向。具体取向过程中，设计取向倍率为轴向1.15～1.25倍，环向1.75～1.85倍，以满足管性能和经济性需要；取向温度为内外壁85～110℃，扩张体气压为0.2～0.6Mpa，以满足管材分子链拉伸和取向的要求。由于CPVC树脂的维卡软化点较高，所以CPVC-O取向温度相较于PVC-O的取向温度更高，控制难度更大，取向过程中需注意保持各区温度的稳定均一。由于CPVC树脂具有较高的拉伸强度，在取向时增加气压并要注意保证其稳定性，牵引机和拉杆应当有较好的拉力和强度，以保证取向的成功。更佳的，上述CPVC-O管材生产方法还包括制作密封圈型或粘接型承口的步骤；承插段锥度为0°10′～0°30′，有效承插深度为管材公称外径的0.4～0.6倍，以满足密封性要求。本专利技术还公开了一种CPVC-O管材，该CPVC-O管材即是由上述的CPVC-O管材生产方法所制得。本专利技术的有益效果是：1)首次成功实现了氯化聚氯乙烯管材双轴取向成型加工，首次成功生产出CPVC-O管材，首次成功生产出能够用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管。2)实验表明，采用本专利技术的方法生产出的同等压力等级的CPVC-O管材的壁厚仅为CPVC管材的47％，从而大幅降低了原材料的用量，极大地降低了材料成本；同时相对于普通CPVC管提高了管道承压能力。3)由于CPVC相对于PVC密度更小且维卡软化温度更高，从而使本专利技术的CPVC-O管材比PVC-O管材质量更轻、更耐高温。4)与PVC-O管材相比，由于高分子材料有应力取向，相反的它也有应力松弛性(高分子材料的应力恢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管生产方法，包括如下步骤：/nA、按照如下质量份数比例量取原材料：/n

【技术特征摘要】
1.用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管生产方法，包括如下步骤：
A、按照如下质量份数比例量取原材料：



B、混料；
C、将共混后的原料经平双螺杆挤出机由模具挤出成型，螺杆压缩比为3～4，减速机速比为18～50；挤出机机身各段温度为：一段150～160℃，二段160～170℃，三段150～160℃；合流芯温度为145～155℃；内加热温度为170～180℃；模具各段温度为：一段145～155℃，二段160～170℃，三段165～175℃；主机真空度≥-0.08Mpa；主机电流为45～55A；主机扭矩为35～55％；熔压为10～12Mpa；熔温为170～180℃；喂料扭矩为2～7％；牵引比为1.15～1.25。


2.根据权利要求1所述的用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管生产方法，其特征在于：所述混料步骤具体为：将各原料在高速混料机中在102～112℃混合均匀，并在该温度范围内保持5～10分钟；然后将上述混合物搅拌完成后冷却至40～55℃时放入到冷混料机中并保持该温度范围混合5～10分钟。


3.根据权利要求1或2所述的用于双轴取向的氯化聚氯乙烯预制管生产方法，其特征在于：所述热稳定剂选自有机锡，硬脂酸钙和硬脂酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳司晨，邹同歆，杨建中，熊志勋，许宏斌，吕宗浩，李玉强，
申请(专利权)人：宜宾天亿新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51