高抗冲供水管件粒料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高抗冲供水管件粒料及其制备方法，该高抗冲供水管件粒料由ＰＶＣ树脂和共混在该ＰＶＣ树脂中的添加剂所组成的共混体系；所述的添加剂包括增韧剂、稳定剂、润滑剂、填充剂、加工助剂和钛白粉；上述稳定剂是有机锡稳定剂和环氧大豆油；上述各成分以重量计的含量如下：ＰＶＣ树脂１００份、增韧剂３．５～１１份、两种稳定剂的全体２～４份、润滑剂１．５～３．５份、填充剂４～１２份、加工助剂１．５～６份、钛白粉０～０．５份。由本发明专利技术的粒料生产的供水管件外观好、韧性好，抗冲击强度高达６８ｋＪ／ｍ２以上，维卡热变形温度大于７２℃，并且在０℃冷冻６０分钟后，从１０米高处自由坠落，不会发生开裂现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高分子复合材料及其制备方法，具体涉及一种高抗冲供水管件粒 料及其制备方法。
技术介绍
目前最常用的塑料供水管件为UPVC (或称PVC-U)管，它具有重量轻、耐腐蚀、水流 阻力小、施工安装方便、维护能耗低的优点，并且价格较低。但是存在脆性大，抗冲击性差的 缺点，不适宜在冬天或低温下施工，影响PVC-U管材的推广使用。中国专利文献CN1624040A公开了一种给水用UPVC管件粒料及其制备方法，包括 PVC树脂、热稳定剂、加工助剂、抗冲改性剂、润滑剂以及着色剂。中国专利文献CN15559781A公开了一种建筑给水用硬质聚氯乙烯管件及其制造 方法，其包括聚氯乙烯树脂、稳定剂、润滑剂、丙烯酸酯树脂以及纳米材料。目前提高UPVC管的抗冲性能的主要方法是采用高分子增韧剂或者无机纳米材料 改性。常用的增韧剂有氯化聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、 乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(P0E)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 (ABS)等。但是这些单独改性的方法对抗冲性能提高不明显，抗冲击强度(缺口)一般也只 能达到4 8 kj/m2。而目前通过对PVC的改性，生产出高抗冲击PVC-M管道，而且得到普遍使用。如英 国、澳大利亚、巴西、南非等国家都采用了高抗冲击PVC-M管道。中国专利文献CN101508813A (申请号为200910300939. 9)公开了一种PVC-M供 水管件专用料及其制备方法，该专用料包括PVC树脂75份、增韧剂2. 7 8. 5份、热稳定剂 1. 6 2. 8份、润滑剂1. 2 2. 8份、填充剂3 10份、加工助剂1. 2 4. 3份。由于该配 方采用的热稳定剂为单一的有机锡稳定剂，一方面这样会使得PVC熔体的粘度增大，从而 导致熔体流动性较差，使得PVC注塑成型加工困难，而且影响注塑制品表面的光泽度，另一 方面单独使用有机锡稳定剂还增加了生产成本。另外，该配方中的填充剂为经硅胶偶联剂处理的碳酸钙，一方面本领域公知的硅 胶为硅酸的水凝剂，为无机物，不可能作为偶联剂，也与说明书中所描述的“分子量在5000 左右，分子一端含有极性基团”相矛盾。虽然说明书中记载了“硅胶偶联剂分子一端含有极 性基团，但“硅胶偶联剂”不是本领域公知的材料，仍然不清楚其所述的极性基团为何种基 团，不清楚极性基团是如何改性硅胶而制得硅胶偶联剂的，从而无法判断其结构和组成。可 见，说明书中没有记载硅胶偶联剂的组成、结构、制备方法和来源等，本领域技术人员无法 确定其为何种物质(摘自该专利技术专利申请的第三次审查意见通知书原文)。另一方面，即便 该硅胶偶联剂能起到偶联剂的作用，但其重量占碳酸钙重量高达7% 15%，既增加了生产 成本，而且过多的偶联剂也会破坏PVC熔体的流动性，从而增加注塑成成型加工的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述问题，提供一种热稳定性好、成本低、易注塑成型加工的 。由该粒料生产的供水管件具有较高的抗冲击强度和维 卡热变形温度。实现本专利技术一种目的的技术方案是一种高抗冲供水管件粒料，是由PVC树脂和 共混在该PVC树脂中的添加剂所组成的共混体系；所述的添加剂包括增韧剂、稳定剂、润滑 剂、填充剂、加工助剂和钛白粉；上述稳定剂有两种，它们是有机锡稳定剂和环氧大豆油，并 在共混体系中形成复合稳定剂体系；上述各成分以重量计的含量如下PVC树脂100份、增韧剂3. 5 11份、两种稳定剂的全体2 4份、润滑剂1. 5 3. 5 份、填充剂4 12份、加工助剂1. 5 6份、钛白粉0 0. 5份。所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，或者为氯化聚乙烯。所述两种稳定剂中的有机锡稳定剂与环氧大豆油的重量比为1 1 6 1。所述润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡。所述填充剂为改性微米级碳酸钙，该改性微米级碳酸钙来源于经过硅烷偶联剂处 理的微米级碳酸钙，经过硅烷偶联剂处理的微米级碳酸钙中的微米级碳酸钙与硅烷偶联剂 的重量比为100 1 100 3。所述加工助剂为丙烯酸酯类共聚物，也即ACR树脂。所述有机锡稳定剂为甲基硫醇锡或有机锡热稳定剂。所述的硅烷偶联剂为液态物质，是基本结构为Y-Si-(0R)3的有机大分子化合物， 其中的OR基团是烷氧基，Y基团是有机官能基团，所述有机官能基团为氨基、或者甲基丙酰 氧基、或者乙烯基；所述的微米级碳酸钙是指平均粒径为5 100微米的轻质碳酸钙。改性微米级碳酸钙的制作方法是将微米级碳酸钙与硅烷偶联剂按照100 1 100 3的重量比倒入转速为800转/分钟 1000转/分钟的高速混合机中混合，混合时 间为5min lOmin，直至混合所产生的摩擦热使得物料的温度达到125°C 135°C，然后出 料冷却即可。实现本专利技术另一种目的的技术方案是一种高抗冲供水管件粒料的制备方法，具 有以下步骤①将粉状微米级碳酸钙与液态硅烷偶联剂按照100 1 100 3的重量比 倒入转速为800转/分钟 1000转/分钟高速混合机中混合，混合时间为5min lOmin， 直至混合所产生的摩擦热使得物料的温度达到125°C 135°C，然后出料冷却，即得到作为 填充剂的粉状改性微米级碳酸钙，待用。②按照如下重量份的配比称取粉状PVC树脂、粉状 增韧剂、液态有机锡稳定剂、液态环氧大豆油、润滑剂、粉状加工助剂、钛白粉以及步骤①制 得的填充剂，待用；所述的粉状增韧剂为粉状的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯_苯乙烯共聚物 或者粉状的氯化聚乙烯；所述的润滑剂为粉状硬脂酸或粉状聚乙烯蜡；所述的粉状加工助 剂为粉状丙烯酸酯类共聚物，也即粉状ACR树脂；各成分的重量份配比为PVC树脂100份、 增韧剂3. 5 11份、两种稳定剂的全体2 4份、润滑剂1. 5 3. 5份、加工助剂1. 5 6 份、钛白粉0 0. 5份、填充剂4 12份；所述两种稳定剂中的有机锡稳定剂与环氧大豆油 的重量比为1 1 6 1。③将PVC树脂倒入转速为800转/分钟 1000转/分钟的高 速捏合机中混合至85°C 95°C，再将有机锡稳定剂和环氧大豆油倒入高速混合机中继续 混合，接着将增韧剂、润滑剂、加工助剂、钛白粉以及填充剂倒入高速混合机中继续混合，直5至混合所产生的摩擦热使得混合物料的温度达到115°C 120°C后出料，再将混合物料送 入到冷却搅拌器中冷却至40°C 50°C。④将冷却后的混合物料送入到已经加热至设定温 度的双螺杆挤出机中，混合物料在经过双螺杆挤出机的过程中，一方面受热而逐渐软化而 成为熔融状态，另一方面在运动中各种成分进一步均勻混合，最后由模头成条状挤出，挤 出的同时采用热切方式造粒即可；所设定的挤出模头温度为160°C至170°C。 上述步骤①中的微米级碳酸钙是指平均粒径为5 100微米的轻质碳酸钙；步骤 ①中的硅烷偶联剂为液态物质，是基本结构为Y-Si-(0R)3的有机大分子化合物，其中的OR 基团是烷氧基，Y基团是有机官能基团，所述有机官能基团为氨基、或者甲基丙酰氧基、或者 乙火布o 上述步骤②中的液态有机锡稳定剂为液态甲基硫醇锡或液态有机锡热稳定剂。液 态有机锡热稳定剂为上海智强塑料助剂有限公司生产的商品代号为CS-80的复合热稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗冲供水管件粒料，其特征在于：是由ＰＶＣ树脂和共混在该ＰＶＣ树脂中的添加剂所组成的共混体系；所述的添加剂包括增韧剂、稳定剂、润滑剂、填充剂、加工助剂和钛白粉；上述稳定剂有两种，它们是有机锡稳定剂和环氧大豆油，并在共混体系中形成复合稳定剂体系；上述各成分以重量计的含量如下：　　ＰＶＣ树脂１００份、增韧剂３．５～１１份、两种稳定剂的全体２～４份、润滑剂１．５～３．５份、填充剂４～１２份、加工助剂１．５～６份、钛白粉０～０．５份；　　所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物，或者为氯化聚乙烯；　　所述两种稳定剂中的有机锡稳定剂与环氧大豆油的重量比为１∶１～６∶１；　　所述润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡；　　所述填充剂为改性微米级碳酸钙，该改性微米级碳酸钙来源于经过硅烷偶联剂处理的微米级碳酸钙，经过硅烷偶联剂处理的微米级碳酸钙中的微米级碳酸钙与硅烷偶联剂的重量比为１００∶１～１００∶３；　　所述加工助剂为丙烯酸酯类共聚物，也即ＡＣＲ树脂。

【技术特征摘要】
一种高抗冲供水管件粒料，其特征在于是由PVC树脂和共混在该PVC树脂中的添加剂所组成的共混体系；所述的添加剂包括增韧剂、稳定剂、润滑剂、填充剂、加工助剂和钛白粉；上述稳定剂有两种，它们是有机锡稳定剂和环氧大豆油，并在共混体系中形成复合稳定剂体系；上述各成分以重量计的含量如下PVC树脂100份、增韧剂3.5～11份、两种稳定剂的全体2～4份、润滑剂1.5～3.5份、填充剂4～12份、加工助剂1.5～6份、钛白粉0～0.5份；所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯 丁二烯 苯乙烯共聚物，或者为氯化聚乙烯；所述两种稳定剂中的有机锡稳定剂与环氧大豆油的重量比为1∶1～6∶1；所述润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡； 所述填充剂为改性微米级碳酸钙，该改性微米级碳酸钙来源于经过硅烷偶联剂处理的微米级碳酸钙，经过硅烷偶联剂处理的微米级碳酸钙中的微米级碳酸钙与硅烷偶联剂的重量比为100∶1～100∶3；所述加工助剂为丙烯酸酯类共聚物，也即ACR树脂。2.根据权利要求1所述的高抗冲供水管件粒料，其特征在于所述有机锡稳定剂为甲 基硫醇锡或有机锡热稳定剂。3.根据权利要求1所述的高抗冲供水管件粒料，其特征在于所述的硅烷偶联剂为液 态物质，是基本结构为Y-Si-(OR) 3的有机大分子化合物，其中的OR基团是烷氧基，Y基团是 有机官能基团，所述有机官能基团为氨基、或者甲基丙酰氧基、或者乙烯基；所述的微米级 碳酸钙是指平均粒径为5 100微米的轻质碳酸钙。4.根据权利要求1至3之一所述的高抗冲供水管件粒料，其特征在于改性微米级碳 酸钙的制作方法是将微米级碳酸钙与硅烷偶联剂按照100 1 100 3的重量比倒入 转速为800转/分钟 1000转/分钟的高速混合机中混合，混合时间为5min lOmin，直 至混合所产生的摩擦热使得物料的温度达到125°C 135°C，然后出料冷却即可。5.5、一种权利要求1所述的高抗冲供水管件粒料的制备方法，其特征在于具有以下步骤①将粉状微米级碳酸钙与液态硅烷偶联剂按照100 1 100 3的重量比倒入转速 为800转/分钟 1000转/分钟高速混合机中混合，混合时间为5min lOmin，直至混合 所产生的摩擦热使得物料的温度达到125°C 135°C，然后出料冷却，即得到作为填充剂的 粉状改性微米级碳酸钙，待用；②按照如下重量份的配比称取粉状PVC树脂、粉状增韧剂、液态有机锡稳定剂、液态环 氧大豆油、润滑剂、粉状加工助剂、钛白粉以及步骤①制得的填充剂，待用；所述的粉状增韧剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：周健，
申请(专利权)人：江苏技术师范学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]