一种高抗压的PVC引排水管材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种高抗压的PVC引排水管材及其制备方法和应用。该PVC引排水管材，由如下重量份数的组分组成：PVC树脂100份；碳酸钙10～20份；纳米二氧化硅1～5份；脂环族环氧基硅烷偶联剂1～2份；稳定剂1～8份；润滑剂2～5份；抗冲改性剂0～1份；钛白粉0～5份；加工助剂0～1份。本发明专利技术选用脂环族环氧基硅烷偶联剂和纳米二氧化硅对碳酸钙进行混合法改性处理，大大增强了PVC管的力学性能，特别是抗压性能，且成本低，利于推广应用。利于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高抗压的PVC引排水管材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于PVC管材
，具体涉及一种高抗压的PVC引排水管材及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]现如今管道灌溉技术正逐步取代明渠输水灌溉，农用PVC引排水管在其中起到了重要作用，但是农用PVC引排水管在灌溉管路中要进行埋地，埋地暗管在农业机具和车辆等高外荷载的作用下容易发生变形破损，因此开发出一种高抗压、环刚度优越的的农用PVC引排水管是现在PVC引排水管发展重要方向。
[0003]碳酸钙在热塑性塑料中具有高白度、对机械部件磨损小、降低收缩、增加韧性及弹性模量、冲击强度和改进稳定性和抗老化性等优点，且价格便宜，使用范围广泛。目前市场上PVC引排水管还是以添加碳酸钙来作为管道的常规无机填料，或者选用价格昂贵的填料来增强管道力学性能。但是碳酸钙表面亲水疏油、表面能高、颗粒间极易团聚，常用的方法是对碳酸钙进行表面活化，使其性质从亲水性向疏水性转变，但是常规的硅烷偶联剂表面处理碳酸钙的效果不理想，导致管材抗压性能下降。过多填充价格昂贵的填料又会导致产品成本过高，难以有效的推广。
[0004]因此，开发一种力学性能特别是抗压性能优异，成本低，易于推广应用的PVC管材具有重要的研究意义和应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的PVC引排水管抗压性能不佳，成本高，不利于推广应用的缺陷或不足，提供一种高抗压的PVC引排水管材。本专利技术选用脂环族环氧基硅烷偶联剂和纳米二氧化硅对碳酸钙进行混合法改性处理，大大增强了PVC管的力学性能(冲击强度、拉伸强度、环刚度、断裂伸长率等)，特别是抗压性能，且成本低，利于推广应用。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述高抗压的PVC引排水管材的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供上述高抗压的PVC引排水管材在管道灌溉方面中的应用。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种高抗压的PVC引排水管材，由如下重量份数的组分组成：
[0010][0011]纳米二氧化硅可以使塑料变得更加致密，能提高其强度、韧性、防水性能和抗老化性能，但如果大量填充纳米二氧化硅，则成本较高，无法广泛应用在PVC引排水管上。
[0012]本专利技术的专利技术人尝试利用碳酸钙和纳米二氧化硅来作为填料，但研究发现，如直接选用纳米二氧化硅，二氧化硅因为其目数高易团聚，无法实现较均匀的分散，同时碳酸钙表面亲水疏油也无法避免的团聚，对管材抗压性能的改善效果不大。如选用常规的硅烷偶联剂(例如A
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150乙稀基三氯硅烷、A
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171乙稀基三甲氧基硅烷等)对纳米二氧化硅和碳酸钙进行改性处理，虽然硅烷偶联剂能够有效的表面处理纳米二氧化硅，使其分散均匀。但对于一般的硅烷偶联剂，羟基数过少，和碳酸钙表面作用较小，仍无法避免碳酸钙的团聚，管材的抗压性能也不佳。
[0013]经过多次试验发现，选用脂环族环氧基硅烷偶联剂和纳米二氧化硅对碳酸钙进行混合法改性处理，可以使得纳米二氧化硅、碳酸钙分散均匀，大大提高了抗压性能，其主要原因可能是：脂环族环氧基硅烷偶联剂与纳米二氧化硅表面结合效果好，并且脂环族环氧基硅烷偶联剂的环氧基是直接连接在环己基上，环氧基开环后能与PVC树脂能形成更紧密的刚性分子结构，可提高三者脂环族环氧基硅烷偶联剂、纳米二氧化硅和PVC树脂之间的结合、粘接和相容程度，最终形成空间网状结构，在高温混炼过程中，碳酸钙颗粒在空间网状结构内剧烈活动，减少了碳酸钙颗粒间团聚的现象，当受到外力冲击时，能形成更微小的空穴吸收能量，增强PVC管的抗压性能。
[0014]本专利技术提供的PVC引排水管材利用碳酸钙、纳米二氧化硅和脂环族环氧基硅烷偶联剂的协同作用，大大增强了PVC管的抗压性能，且成本低，利于推广应用。
[0015]优选地，高抗压的PVC引排水管材由如下重量份数的组分组成：
[0016][0017]优选地，所述脂环族环氧基硅烷偶联剂为KH
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566、A
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186或KH
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1771中的一种或几种。
[0018]优选地，所述稳定剂为钙锌类稳定剂。
[0019]钙锌类稳定剂具有良好的热稳定性、光稳定性、透明性和着色力。
[0020]更为优选地，所述钙锌类稳定剂为JCS
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108A、JCS
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108B、JCS
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315A中的一种或几种。
[0021]优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡或硬脂酸中的一种或几种。
[0022]润滑剂能够降低PVC加工过程中分子之间及其与加工设备之间的摩擦，从而改善树脂的流动性，提高制品的透明度及光洁度。
[0023]优选地，所述抗冲改性剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物(MBS类)或氯化聚乙烯(CPE)中的一种或几种。
[0024]更为优选地，所述甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物为LB
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564、B
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564或MBS
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66中的一种或几种。
[0025]更为优选地，所述氯化聚乙烯为CPE
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135A、CPE
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135B或CPE
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140B中的一种或几种。
[0026]优选地，钛白粉为金红石型钛白粉或锐钛型钛白粉。
[0027]金红石型钛白粉或锐钛型钛白粉结构致密，比较稳定，光学活性小，有较高的遮盖力和消色力，提高管材的白度和耐候性。
[0028]优选地，所述加工助剂为丙烯酸酯类化合物。
[0029]更为优选地，所述丙烯酸酯类化合物为LPA40、PA20或K400P中的一种或几种。
[0030]上述高抗压的PVC引排水管材的制备方法，包括如下步骤：将PVC树脂、碳酸钙、纳米二氧化硅、脂环族环氧基硅烷偶联剂、稳定剂、润滑剂、抗冲改性剂、钛白粉和加工助剂混合，干燥后热混，冷混，造粒，成型。
[0031]具体地，包括如下步骤：将PVC树脂、碳酸钙、纳米二氧化硅、脂环族环氧基硅烷偶联剂、稳定剂、润滑剂、抗冲改性剂、钛白粉和加工助剂于105～110℃下进行干燥处理，烘干水分，再经高速混合机(热混机)进行混合，热混至120～130℃，然后排入低速混合机(冷混机)中冷却，冷混到40～45℃出料，最后在挤出机中进行造粒，所得粒料再挤出成型。
[0032]上述高抗压的PVC引排水管材在管道灌溉方面中的应用也在本专利技术的保护范围
内。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0034]本专利技术选用脂环族环氧基硅烷偶联剂和纳米二氧化硅对碳酸钙进行混合法改性处理，大大增强了PVC管的力学性能(冲击强度、拉伸强度、环刚度、断裂伸长率等)，特别是抗压性能，且成本低，利于推广应用。
具体实施方式
[0035]下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高抗压的PVC引排水管材，其特征在于，由如下重量份数的组分组成：2.根据权利要求1所述高抗压的PVC引排水管材，其特征在于，由如下重量份数的组分组成：3.根据权利要求1所述高抗压的PVC引排水管材，其特征在于，所述脂环族环氧基硅烷偶联剂为KH
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566、A
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186或KH
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1771中的一种或几种。4.根据权利要求1所述高抗压的PVC引排水管材，其特征在于，所述稳定剂为钙锌类稳定剂。5.根据权利要求1所述高抗压的PVC引排水管材，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡或硬脂酸中的一种或几种。6.根据权利要求1所述高抗压的PVC引排水管...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟龙兴，陈凯，杨森林，
申请(专利权)人：湖南联塑科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：