一种抗压耐高温CPVC管件及其成型工艺制造技术

本发明专利技术属于CPVC成型技术领域，具体涉及一种抗压耐高温CPVC管件及其成型工艺。本发明专利技术的抗压耐高温CPVC管件的成型工艺包括以下步骤：将CPVC树脂、丁腈橡胶、添加剂加热并进行预混；将预混的物料转移至混炼设备中进行混炼；将混炼后的物料转移至挤出机中，经加热塑化后从管状口模挤出，得到CPVC管件。且混炼温度为165

A compression and high temperature resistant CPVC pipe fitting and its forming process

【技术实现步骤摘要】
一种抗压耐高温CPVC管件及其成型工艺


[0001]本专利技术属于CPVC成型
，具体涉及一种抗压耐高温CPVC管件及其成型工艺。

技术介绍

[0002]CPVC是氯化聚氯乙烯的缩写，也叫过氯乙烯。CPVC具有制造方便来源广泛的优点，通过对聚氯乙烯(PVC)树脂进行氯化反应可以制得，因此也可以认为CPVC是聚氯乙烯树脂的一种重要改性品种。
[0003]CPVC分子链的结构简单，不含有复杂的活性基团，而且其分子结构中含氯量极高，理论上最高可达73％，常规可达60
‑
70％，因而具有良好的阻燃性能。此外，CPVC材料还具有较好的绝缘性能，因此在电力行业具有广泛的应用前景。例如，CPVC材料常用于制造埋地高压电力电缆保护管。
[0004]但与此同时，CPVC在生产过程中由于经过氯化反应，反应时除了发生正常的取代反应，也会引发一些副反应，在CPVC分子链中引入不稳定氯、不饱和双键、头
‑
头结构等，导致CPVC材料的热稳定性下降，同时导致CPVC材料的脆性提高。正是由于上述原因，纯CPVC材料制得的管件耐热性能仍有不足。为此，现实中常通过添加碳酸钙、蒙脱土等无机改性添加剂来进一步提高耐热性能，然而该方法对耐热性能的提升比较有限，并且随着无机改性添加剂含量的提高，CPVC材料的延展性进一步下降，脆性进一步增大，导致CPVC管道受压后容易脆性开裂，失去其保护作用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是要提供一种既具有较高的热稳定性又能承受较大的压力且韧性优异不会脆性开裂的CPVC管道，可以较好地适应埋地高压电力电缆保护管等应用场景。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供的技术方案包括组成和工艺两个方面。
[0007](1)组成
[0008]组成包括CPVC树脂、丁腈橡胶和添加剂，其中添加剂包括热稳定剂甲基锡、协效助剂4
‑
乙氧基苯甲酸乙酯、内润滑剂、外润滑剂和加工助剂。较优选地，内润滑剂为硬脂酸或单硬脂酸甘油酯；外润滑剂为OP蜡；加工助剂为ACR201。
[0009]较佳地，上述各成分的配比按照重量计为：
[0010][0011]上述组成中，CPVC树脂作为主体，其占比远高于其他组分，从而在制得成品后能够较好地保留CPVC树脂本身所具有的良好特性，例如耐化学腐蚀、绝缘、阻燃、低烟雾等。
[0012]丁腈橡胶是为了提升CPVC树脂的韧性而添加的增韧剂，其与CPVC树脂具有较好的相容性。根据网络增韧机理，丁腈橡胶可以和CPVC树脂构成双连续的互穿网络结构，互穿网络受到冲击时产生形变，从而起到吸能缓冲的作用。因此，随着丁腈橡胶添加量的提升，CPVC树脂的韧性随之改善，主要表现为断裂伸长率的显著提高。同时，丁腈橡胶的添加也会降低材料的熔体黏度，优化加工特性。然而，丁腈橡胶的添加量应严格控制，随着丁腈橡胶含量的增加，CPVC树脂基体的连续性受到影响，成型后刚性明显减弱，主要表现为拉伸强度降低。
[0013]甲基锡是一种烷基烯热稳定剂，具有良好的安全性和兼容性。由于甲基锡结构中除金属外还具有烷基，因此相较于纯无机化合物稳定剂具有更好的相容性。此外，甲基锡中锡含量较高，因此其提高热稳定性的能力相对于其他烷基烯更强。
[0014]4‑
乙氧基苯甲酸乙酯在本方案中是配合丁腈橡胶使用的一种协效助剂。由于在CPVC树脂中添加丁腈橡胶，韧性的提高和刚性的下降是伴随产生的，并且在初始添加阶段刚性的下降相较于韧性的提高更加明显，这使得丁腈橡胶的添加非常难以权衡。本专利技术研究表明，在CPVC树脂体系中如存在少量协效助剂4
‑
乙氧基苯甲酸乙酯，可以较好地解决上述矛盾，特别是在丁腈橡胶添加量较少的阶段，其改善效应尤其明显。
[0015]内润滑剂和外润滑剂均是改善体系润滑特性的助剂，良好的润滑特性可以避免物料在加工过程中粘附在设备表面，同时降低设备的负载，避免剪切过热造成CPVC分解。本专利技术使用OP蜡作为外润滑剂，OP蜡是一种部分皂化的酯蜡，主要发挥的是外润滑作用，改善聚合物熔体与加工设备金属表面的摩擦，同时也有一定程度的内润滑作用。本专利技术使用硬脂酸或单硬脂酸甘油酯作为内润滑剂，与CPVC有良好的相容性，可以起到降低CPVC分子间内聚力的作用，缓解内摩擦生热，提高流动性。
[0016]加工助剂ACR201是一种丙烯酸酯类改性助剂，有助于加快熔融，缩短塑化时间，并使产品成型后表面具有良好的光泽度。
[0017](2)成型工艺
[0018]本专利技术的提供的成型工艺可用于制造抗压耐高温CPVC管件，包括以下步骤：
[0019]步骤1：将CPVC树脂、丁腈橡胶、添加剂加热并进行预混；
[0020]步骤2：将预混的物料转移至混炼设备中进行混炼；
[0021]步骤3：将混炼后的物料转移至挤出机中，经加热塑化后从管状口模挤出，得到
CPVC管件。
[0022]步骤1中，预混温度应控制在55
‑
115℃范围内。具体的预混过程可采用以下方案，将高速混合机的温度设置为55
‑
65℃，加入CPVC树脂和甲基锡，搅拌6
‑
8min；将高速混合机的温度升高至100
‑
115℃，加入丁腈橡胶、4
‑
乙氧基苯甲酸乙酯、加工助剂，继续搅拌15
‑
20min；再加入内润滑剂、外润滑剂，继续搅拌5
‑
10min后冷却至55
‑
65℃。
[0023]步骤2中，混炼温度不应超出165
‑
190℃的范围。具体来讲，可以采用双辊开炼机作为混炼设备，设置双辊开炼机前辊温度为185
‑
190℃，后辊温度为180
‑
185℃，混炼时间为6
‑
8min。
[0024]步骤3中，物料挤出过程所处的温度应控制在180
‑
210℃范围内，具体地，挤出机筒一区温度为：200
‑
210℃，二区温度为：195
‑
205℃，三区温度为：185
‑
195℃，四区温度为：180
‑
185℃，五区温度为：180
‑
185℃；口模一区温度为：195
‑
205℃，二区温度为：190
‑
195℃，三区温度为：180
‑
190℃。挤出机机头压力为：1.8
‑
2.5MPa；牵引速度为：0.07
‑
0.1m/s。
[0025]有益效果：与现有技术相比，采用本专利技术提供的成型工艺制得的CPVC管件，在热稳定性、抗拉性、延伸性、抗冲击性方面表现出优异的综合性能，受热不易分解，受拉不易撕裂，受压不易脆性压裂，兼具优良的刚性和韧性，具有十分可观的应用前景，例如可以用作埋地高压电力电缆保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗压耐高温CPVC管件的成型工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将CPVC树脂、丁腈橡胶、添加剂加热并进行预混；步骤2：将预混的物料转移至混炼设备中进行混炼；步骤3：将混炼后的物料转移至挤出机中，经加热塑化后从管状口模挤出，得到CPVC管件；步骤1中，预混温度为55
‑
115℃，添加剂包括热稳定剂甲基锡、协效助剂4
‑
乙氧基苯甲酸乙酯、内润滑剂、外润滑剂和加工助剂；步骤2中，混炼温度为165
‑
190℃；步骤3中，物料挤出过程所处的温度为180
‑
210℃，物料挤出过程所处的压力为1.8
‑
2.5MPa。2.根据权利要求1所述的抗压耐高温CPVC管件的成型工艺，其特征在于：步骤1中所使用的物料按照重量计包括以下组分：CPVC树脂
ꢀꢀꢀꢀ
1000份丁腈橡胶
ꢀꢀꢀꢀ
30
‑
60份甲基锡
ꢀꢀꢀꢀ
10
‑
154
‑
乙氧基苯甲酸乙酯
ꢀꢀꢀꢀ2‑
6份内润滑剂
ꢀꢀꢀꢀ3‑
5份外润滑剂
ꢀꢀꢀꢀ3‑
5份加工助剂
ꢀꢀꢀꢀ
18
‑
25份。3.根据权利要求2所述的抗压耐高温CPVC管件的成型工艺，其特征在于：内润滑剂为硬脂酸或单硬脂酸甘油酯；外润滑剂为OP蜡；加工助剂为ACR201。4.根据权利要求2所述的抗压耐高温CPVC管件的成型工艺，其特征在于：步骤1的预混过程为：将高速混合机的温度设置为55<...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡成云，
申请(专利权)人：华亚工业塑胶太仓有限公司，
类型：发明
国别省市：