一种高抗冲性聚氯乙烯管材及其制备方法技术

一种高抗冲性聚氯乙烯管材，其特征在于它包括下列以重量份数计的组份：PVC树脂100份，热稳定剂1.0～3.0份，润滑剂2.3～3.2份，填充剂0～8份，增韧剂8～11.5份，着色剂0.2～0.7份，ASA树脂2～4份。该管材既具有PVC-U管材的高强度，拉伸强度可达45～48MPa，屈服强度可达45～48MPa，又具有很好的抗冲击性能，简支梁缺口冲击强度在73～100kJ/m2间，并且其柔韧性亦有改善：断裂伸长率达到146.1～166.8％。同时还具有良好的耐压性能及耐候性。在液压试验中本发明专利技术的PVC管材无破裂、无渗漏，如用于水管网的铺设，可保证给水管网的漏损率在5％以下，优于现有PVC管材。

【技术实现步骤摘要】

，属于高分子材料领域，具体涉及一种高强度、高抗冲量的聚氯乙烯管材及其 制备方法。
技术介绍
目前，PVC-U管道是市场份额最大的塑料管道，占塑料管道近70%的份额。PVC-U给水管材是给水管材市场领域中应用最为广泛的品种之一，但由于PVC-U管材的脆性较大，在运输、安装、施工等过程中容易破裂。所以近年来国内PVC生产企业陆续开始生产高抗冲的聚氯乙烯管材(即PVC-M管材)，PVC-M管材除具有普通PVC-U管材的特点外，还具有优异的韧性和抗冲击性能，与普通PVC-U管材相比，PVC-M管材的抗冲击性能显著提高，能更好地抵抗管材安装和运输过程中产生的轻微划伤、点载荷和地基的不均匀下降；PVC-M管材可以有效的抵抗水锤，减少管线在运营过程中的破坏；耐环境应力开裂能力显著提高，能有效抵抗安装和运输过程中对管材的外力冲击，防止快速开裂现象的发生；输水能力强、使用寿命长，该种管材在国外已有十几年成功使用经验，在英国、荷兰、南非、澳大利亚、新西兰、德国、日本等国都有广泛应用，其中在澳大利亚、南非等国的塑料给水管网中，聚氯乙烯高抗冲管道目前占有90 %的市场份额。在我国，政府对给水的安全性也给予了高度重视，要求加快推广新型塑料管材应用，保证给水管网的漏损率在5 %以下。这为聚氯乙烯高抗冲管材的应用提供了良好的机遇。
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，提供一种既具有PVC-U管材的高强度，又具有很好的抗冲击性能，同时还具有良好的耐压性能及耐候性的高抗冲性聚氯乙烯管材及其制备方法。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是该高抗冲性聚氯乙烯管材，其特征在于，包括下列以重量份数计的组份=PVC树脂100份，热稳定剂I. O 3. O份，润滑剂2.3 3. 2份，填充剂O 8份，增韧剂8 11. 5份，着色剂O. 2 O. 7份，ASA树脂2 4份。优选的，以重量份数计算，上述高抗冲性聚氯乙烯管材组分包括PVC树脂100份，有机锡稳定剂I. 2 I. 5份，润滑剂2. 7 3. 2份，填充剂2 6份，增韧剂9 11. 5份，着色剂O. 21 O. 63份，ASA树脂2 4份。本专利技术中为提高PVC的抗氧化性能，避免在室外长期使用时变黄、变脆，在配方中还添加有O. 01 O. 014份的抗氧剂。具体的，所述的抗氧剂为抗氧剂1010(四季戊四醇酯)和DLTP (硫代二丙酸双月桂酯)。优选的，所述的PVC树脂的平均聚合度为1000。优选齐鲁石化公司生产的QS-1050P型管材专用树脂。本专利技术的所述的热稳定剂选用有机锡稳定剂，有机锡稳定剂可以选用甲基锡、月桂酸二丁基锡、硫酸二丁基锡或硫酸二辛基锡稳定剂。润滑剂选取硬脂酸钙、石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡中的任意四种或四种以上。填充剂选用活性轻质碳酸钙或纳米碳酸钙。增韧剂选用MBS(甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯的三元共聚物)和/或抗冲型ACR (丙烯酸酯类抗冲改性剂)。 着色剂选用炭黑和/或钛白粉。本专利技术还公开了一种高抗冲性聚氯乙烯管材的制备方法，其特征在于包括以下步骤I、将各配料组分按比例放入高速混合机中逐渐加热升温，并在转速1000 2000r/min下充分搅拌，当混合物料温度达到120 125°C时，将混合物料输送至低速混合机中，在室温下继续搅拌，转速为450 500r/min，待混合物料温度降至40 50°C时出料；2、将步骤I所得混合物物料在螺杆挤出机上挤出成型，牵引、冷却、真空定型即得高抗冲性聚氯乙烯管材，工艺条件为机头温度180 215°C，机身温度170 185°C，主机转速15rpm,喂料转速25rpm,主机电流56. O 60A,牵引速度为2. 5 2. 8m/min。本专利技术是将通用塑料PVC和工程塑料ASA树脂共混改性，ASA树脂作为改性剂，在100份的PVC树脂中掺加2 4份，用量不大，起到提高材料刚性、促进塑化的作用。通过多次对比实验，确定原料、加工助剂和最佳配方，选择适宜的加工工艺而制成的新型耐候、高抗冲击性能和良好加工性能的PVC改性材料。所述技术方案中所用到的ASA树脂为无定型三元共聚物，是丙烯腈(A)、苯乙烯(S)和丙烯酸酯(A)的三元共聚物，为饱和主链结构，不含双键，大分子链中的羰基和腈基具备较强的耐紫外线能力，而苯环是典型的稳定结构，很难发生光化学反应，因此，ASA树脂具有极强的耐紫外线能力，颜色稳定、耐候性优。由于ASA树脂结构中引入了丙烯酸酯橡胶，使其共聚物具有极好的抗冲击性，尤其是低温抗冲击性能优良；ASA树脂结构中含有腈基，因此具有极强的耐化学腐蚀性；在加工过程中热稳定性好，热变形温度可达92°C ；ASA树脂具有优异的耐候性能，同时该材料具有很好的力学性能。并且ASA树脂的溶解度参数δ为9. 6 9. 8，与PVC的溶解度参数十分接近，两者具有很好的相溶性，流变性能、热膨胀系数更加接近，理论分析二者相容性很好。采用ASA树脂作为PVC改性剂，能有效提高材料的刚性，且对材料的韧性影响较小，同时又可以改善组合物的加工性能，有效提高挤出管材的的耐压性能及耐候性。使管材既具有PVC-U管材的高强度，又具有很好的抗冲击性能。与现有技术相比，本专利技术的所具有的有益效果是该管材既具有PVC-U管材的高强度，拉伸强度可达45 48MPa，屈服强度可达45 48MPa又具有很好的抗冲击性能简支梁缺口冲击强度在73 100kJ/m2间，其柔韧性亦有改善断裂伸长率达到146. I 166. 8%，同时还具有良好的耐压性能及耐候性，实验证明本专利技术的PVC管材在落锤冲击试验和高速冲击试验中均有优异表现，产品全部合格，特别在液压试验(20°C，环应力38MPa，lh)中，本专利技术的PVC管材无破裂、无渗漏，而对比试验中的常用PVC管材在试验条件下表现出破裂、渗漏，不满足管材，特别是水管网用管材的使用要求。故本专利技术的PVC改性管材性能优异，如用于水管网的铺设，可保证给水管网的漏损率在5%以下，优于现有PVC管材。具体实施例方式实施例I高抗冲性聚氯乙烯管材组合物组分配方及管材制备方法如下按如下重量份配取各物料组分QS-1050p型pVC树脂100份、有机锡稳定剂(甲基锡)I. 2份、MBS增韧剂8. O份、ACR增韧剂I. O份、ASA树脂2份、硬脂酸钙O. 2份、聚乙烯蜡O. 6份、石蜡O. 9份、微晶蜡I. O份、钛白粉O. 2份、炭黑O. 01份、O. 005份的抗氧剂1010和O. 005份的DLTP、纳米碳酸钙2份。将上述物料按原料配比放入高速混合机中逐渐升温，并在转速1000 1200r/min下，充分搅拌10 15min。当混合物温度达到120 125°C时，将混合物料输送至低速混合机中在室温下继续搅拌，转速为450 500r/min，待搅拌到混合物料温度为40 50°C时出 料得混合物料。然后将该混合物料在双螺杆挤出机上挤出，经真空定径冷却成型得到规格为OllOmmX3. 4mmXl. OMPa的高抗冲性聚氯乙烯管材，具体工艺条件为机身温度CC ) 180 185，180 185，175 180，170 175，173 178机头温度CC ) 180 185，190 195，195 205，205 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗冲性聚氯乙烯管材，其特征在于它包括下列以重量份数计的组份：PVC树脂100份，热稳定剂1.0～3.0份，润滑剂2.3～3.2份，填充剂0～8份，增韧剂8～11.5份，着色剂0.2～0.7份，ASA树脂2～4份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张桦，王晶，张新华，李静，刘容德，贾小波，刘浩，桂俊杰，孙培培，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：