一種復合塑料管材及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種復合塑料管材及其制備工藝，原料為：氯化聚氯乙烯，聚丁烯，苯乙烯橡膠，交聯聚乙烯，中相對分子質量聚乙烯，縮醛樹脂，硅烷偶聯劑，增塑劑，穩定劑，潤滑劑，改性劑，氧化鑭；制備工藝：將氯化聚氯乙烯、聚丁烯、苯乙烯橡膠、交聯聚乙烯、中相對分子質量聚乙烯、縮醛樹脂物料攪拌清洗后干燥處理；投入料斗內攪拌混合，然后將硅烷偶聯劑、增塑劑、穩定劑、潤滑劑、改性劑、氧化鑭也投入料斗內攪拌合；經擠壓成型，制得塑料管材，經真空定徑、冷卻、牽引、退火、切割、包裝，即得。本發明制備的復合塑料管材化學性質均一、穩定，并且具有優秀的機械性能，極大地改善了氯化聚氯乙烯管材的加工性能。
【專利說明】
一種復合塑料管材及其制備工藝
技術領域
[0001] 本發明涉及高分子化合物的組合物領域，具體涉及一種復合塑料管材及其制備工 〇
【背景技術】
[0002] 塑料管材廣泛應用于流體輸送、氣體輸送、電線電纜護套管等城市建設、農業生 產、工業發展等重要的涉及國計民生的領域。
[0003] 氯化聚氯乙烯是聚氯乙烯的進一步氯化改性的產品，除了兼有聚氯乙烯的優良性 能外，還具有良好的耐腐蝕性、耐熱性、可溶性、阻燃性、機械強度等性能，因此，采用氯化聚 氯乙烯制備的塑料管材具有剛性高、耐內壓強度高、耐熱性好、耐腐蝕、阻燃性能好、線性膨 脹系數低等優點，被廣泛用于建筑、化工、冶金、造船、電器、紡織等領域，應用前景十分廣 闊。但是氯化聚氯乙烯塑料管材的加工難度較大，制約了氯化聚氯乙烯的生產和應用。
[0004] 中國專利CN201310388084.6公開了一種聚氯乙烯管材，由以下重量份的成分組 成:氯化聚氯乙烯樹脂60~80;聚碳酸酯20~30;碳酸鈣10~20;硬脂酸20~50;氯化聚乙烯 5~10;天然硬石膏10~20;亞磷酸酯1~2;石蠟1~2。但是該專利在制備塑料管材時添加碳 酸鈣和天然硬石膏等材料作為助劑，由于碳酸鈣、天然硬石膏的添加，增加了基體塑料與空 氣的接觸面積，使得制得的管材的熱穩定性下降，易燃燒、易老化，并且管材的加工難度較 大。
[0005] 中國專利CN201310457843.X公開了一種高硬度聚氯乙烯管材，由以下重量份的成 分組成:氯化聚氯乙烯樹脂50~80;有機錫20~30;碳酸鈣10~20;硬脂酸20~50;月桂酸二 丁基錫1~2;鈦白粉10~20;亞磷酸酯1~2;石蠟3~5。但是該專利在制備塑料管材的過程 中采用了含量較高的有機錫穩定劑，由于有機錫材料的成本較高，因此大大增加了所制塑 料管材的生產成本，提高了塑料管材的售價，且未解決管材加工難度大的問題。
[0006]因此，需要一種具有優秀性能指標的氯化聚氯乙烯塑料管材，并且塑料管材的成 本低、助劑性能優良，極大改善所制氯化聚氯乙稀的加工性能。

【發明內容】

[0007] 本發明針對上述問題，提供一種復合塑料管材及其制備工藝。
[0008] 本發明解決上述問題所采用的技術方案是：
[0009] -種復合塑料管材，制備復合塑料管材的原料及其質量百分數為:氯化聚氯乙烯 65%~75%，聚丁烯3%~8%，苯乙烯橡膠3%~7%，交聯聚乙烯3%~7%，中相對分子質 量聚乙烯3 %~6 %，縮醛樹脂2 %~5 %，硅烷偶聯劑0.5 %~1.5 %，增塑劑0.5 %~1 %，穩 定劑0.2 %~0.6 %，潤滑劑0.2 %~0.4 %，改性劑0.1 %~0.5 %，氧化鑭0.5 %~1 % ;
[0010] 其中中相對分子質量聚乙烯的分子量為4X105~6X105;增塑劑為鄰苯二甲酸二 仲辛酯;穩定劑為環氧大豆油;潤滑劑為硬脂酸鋅;改性劑為羥基磷酸酯。
[0011] 進一步地，制備復合塑料管材的原料及其質量百分數優化為:氯化聚氯乙烯68 % ~72 %，聚丁烯4%~6 %，苯乙烯橡膠4%~6 %，交聯聚乙烯4 %~6 %，中相對分子質量聚 乙烯4%~6%，縮醛樹脂3%~5%，硅烷偶聯劑0.7%~1.3%，增塑劑0.6%~0.8%，穩定 劑0 · 3 %~0 · 5 %，潤滑劑0 · 25 %~0 · 35 %，改性劑0 · 2 %~0 · 4 %，氧化鑭0 · 6 %~0 · 8 %。
[0012] 更進一步地，制備所述復合塑料管材的原料及其質量百分數進一步優化為:氯化 聚氯乙烯71%，聚丁烯5%，苯乙烯橡膠5%，交聯聚乙烯5%，中相對分子質量聚乙烯5%，縮 醛樹脂5 %，硅烷偶聯劑1.2 %，增塑劑0.8 %，穩定劑0.5 %，潤滑劑0.3 %，改性劑0.4 %，氧 化鑭0.8%。
[0013] 本發明的另一發明目的，在于提供一種上述復合塑料管材的制備工藝，包括以下 步驟：
[0014] 步驟S1，清洗:將所述質量百分數的氯化聚氯乙烯、聚丁烯、苯乙烯橡膠、交聯聚乙 烯、中相對分子質量聚乙烯、縮醛樹脂物料攪拌混合均勻，投入超聲波清洗機中清洗；
[0015] 步驟S2,干燥:然后經步驟S1處理過的物料轉移至真空干燥箱內干燥處理4h~8h;
[0016] 步驟S3,混料:將經步驟S2處理過的物料投入雙螺桿擠出機的料斗內，在60r/min ~100r/min的轉速下攪拌混合處理20min~40min，然后將所述質量百分數的硅烷偶聯劑、 增塑劑、穩定劑、潤滑劑、改性劑、氧化鑭也投入料斗內，先在60r/min~100r/min的轉速下 攪拌混合lOmin~15min，然后再在600r/min~800r/min的轉速下攪拌混合2h~5h;
[0017] 步驟S4,擠壓成型:將經步驟S3處理后的物料經雙螺桿擠出機擠壓成型，制得塑料 管材，經真空定徑、冷卻、牽引、退火、切割、包裝，制得所述復合塑料管材。
[0018] 進一步地，步驟S1中，清洗的時間為:30min~50min。
[0019] 進一步地，步驟S2中，干燥處理時的溫度范圍為:45 °C~55 °C。
[0020] 進一步地，步驟S4中，擠壓成型具體為:機身一區溫度為160°C~165°C，機身二區 溫度為165 °C~170 °C，機身三區溫度為170 °C~180 °C，機身四區溫度為180 °C~190 °C ;機頭 一區溫度為190°C~195°C，機頭二區溫度為195°C~200°C，機頭三區溫度為200°C~205°C， 機頭四區溫度為180 °C~190 °C ;雙螺桿擠出機的螺桿轉速為60r/min~70r/min。
[0021] 進一步地，步驟S4中，冷卻時冷卻水的溫度為10°C~15°C。
[0022] 進一步地，步驟S4中，牽引的速度為：120m/min~160m/min。
[0023] 進一步地，步驟S4中，退火具體為:退火溫度為:90°C~110°C，保溫2h~6h，退火完 成后以0.5°C/min~1.5°C/min的速度將管材降至室溫。
[0024]本發明的優點是：
[0025] 1.本發明制備的復合塑料管材化學性質均一、穩定，并且具有優秀的機械性能；
[0026] 2.本發明采用的原料具有成熟的市場來源、生產成本低、并且不含鉛等重金屬污 染助劑，有利于拓寬制得的塑料管材的應用領域；
[0027] 3.本發明制備塑料管材采用的量化的制備工藝簡單、易操作，擠出成型過程中，分 部位、分階段控制溫度，保證制備的塑料管材的化學性質均一、機械性能良好，極大地改善 了氯化聚氯乙烯管材的加工性能。
【具體實施方式】
[0028] 以下對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的 多種不同方式實施。
[0029] 實施例1
[0030] -種復合塑料管材，制備復合塑料管材的原料及其質量百分數為:氯化聚氯乙烯 65%，聚丁烯8%，苯乙烯橡膠7%，交聯聚乙烯7%，中相對分子質量聚乙烯5%，縮醛樹脂 4%，硅烷偶聯劑1.3 %，增塑劑0.7 %，穩定劑0.4%，潤滑劑0.4%，改性劑0.5 %，氧化鑭 0.7%;其中中相對分子質量聚乙烯的分子量為4X105;增塑劑為鄰苯二甲酸二仲辛酯;穩 定劑為環氧大豆油;潤滑劑為硬脂酸鋅;改性劑為羥基磷酸酯。
[0031] 實施例2
[0032] -種復合塑料管材，制備復合塑料管材的原料及其質量百分數為:氯化聚氯乙烯 75%，聚丁烯3%，苯乙烯橡膠3%，交聯聚乙烯3%，中相對分子質量聚乙烯6%，縮醛樹脂 5 %，硅烷偶聯劑1.5 %，增塑劑1 %，穩定劑0.6 %，潤滑劑0.4 %，改性劑0.5 %，氧化鑭1 % ; 其中中相對分子質量聚乙烯的分子量為6X105;增塑劑為鄰苯二甲酸二仲辛酯;穩定劑為 環氧大豆油;潤滑劑為硬脂酸鋅;改性劑為羥基磷酸酯。
[0033] 實施例3
[0034] -種復合塑料管材，制備復合塑料管材的原料及其質量百分數為:氯化聚氯乙烯 68%，聚丁烯7%，苯乙烯橡膠6%，交聯聚乙烯6%，中相對分子質量聚乙烯6%，縮醛樹脂 5 %，硅烷偶聯劑0.5 %，增塑劑0.5 %，穩定劑0.2 %，潤滑劑0.2 %，改性劑0.1 %，氧化鑭 0.5% ;其中中相對分子質量聚乙烯的分子量為4.5 X 105;增塑劑為鄰苯二甲酸二仲辛酯； 穩定劑為環氧大豆油;潤滑劑為硬脂酸鋅;改性劑為羥基磷酸酯。
[0035] 實施例4
[0036] -種復合塑料管材，制備復合塑料管材的原料及其質量百分數為:氯化聚氯乙烯 72%，聚丁烯6%，苯乙烯橡膠7%，交聯聚乙烯5%，中相對分子質量聚乙烯3%，縮醛樹脂 2 %，硅烷偶聯劑1.5 %，增塑劑1 %，穩定劑0.6 %，潤滑劑0.4 %，改性劑0.5 %，氧化鑭1 % ; 其中中相對分子質量聚乙烯的分子量為5.5 X 105;增塑劑為鄰苯二甲酸二仲辛酯;穩定劑 為環氧大豆油;潤滑劑為硬脂酸鋅;改性劑為羥基磷酸酯。
[0037] 實施例5
[0038] -種復合塑料管材，制備復合塑料管材的原料及其質量百分數為:氯化聚氯乙烯 71%，聚丁烯5%，苯乙烯橡膠5%，交聯聚乙烯5%，中相對分子質量聚乙烯5%，縮醛樹脂 5 %，硅烷偶聯劑1.2 %，增塑劑0.8 %，穩定劑0.5 %，潤滑劑0.3 %，改性劑0.4 %，氧化鑭 0.8%;其中中相對分子質量聚乙烯的分子量為5 X105;增塑劑為鄰苯二甲酸二仲辛酯;穩 定劑為環氧大豆油;潤滑劑為硬脂酸鋅;改性劑為羥基磷酸酯。
[0039] 實施例6
[0040] -種復合塑料管材的制備工藝，包括以下步驟：
[0041] 步驟S1，清洗:將所述質量百分數的氯化聚氯乙烯、聚丁烯、苯乙烯橡膠、交聯聚乙 烯、中相對分子質量聚乙烯、縮醛樹脂物料攪拌混合均勻，投入超聲波清洗機中清洗30min;
[0042] 步驟S2,干燥:然后經步驟S1處理過的物料轉移至真空干燥箱內，在溫度為45°C的 干燥處理4h;
[0043] 步驟S3，混料:將經步驟S2處理過的物料投入雙螺桿擠出機的料斗內，在60r/min 的轉速下攪拌混合處理20min，然后將所述質量百分數的硅烷偶聯劑、增塑劑、穩定劑、潤滑 劑、改性劑、氧化鑭也投入料斗內，先在60r/min的轉速下攪拌混合lOmin，然后再在600r/ min的轉速下攪拌混合2h;
[0044] 步驟S4,擠壓成型:將經步驟S3處理后的物料經雙螺桿擠出機擠壓成型，擠壓成型 具體為:機身一區溫度為160°C，機身二區溫度為165°C，機身三區溫度為170°C，機身四區溫 度為180°C ;機頭一區溫度為190°C，機頭二區溫度為195°C，機頭三區溫度為200°C，機頭四 區溫度為180°C;雙螺桿擠出機的螺桿轉速為60r/min，制得塑料管材;經真空定徑;溫度為 10°C的冷卻水循環冷卻;速度為120m/min的條件下牽引管材;再在溫度為90°C的條件下退 火處理，保溫2h，退火完成后以0.5°C/min的速度將管材降至室溫;切割;包裝；制得所述復 合塑料管材。
[0045] 實施例7
[0046] -種復合塑料管材的制備工藝，包括以下步驟：
[0047]步驟S1，清洗:將所述質量百分數的氯化聚氯乙烯、聚丁烯、苯乙烯橡膠、交聯聚乙 烯、中相對分子質量聚乙烯、縮醛樹脂物料攪拌混合均勻，投入超聲波清洗機中清洗50min;
[0048] 步驟S2,干燥:然后經步驟S1處理過的物料轉移至真空干燥箱內，在溫度為55°C的 干燥處理8h;
[0049] 步驟S3，混料:將經步驟S2處理過的物料投入雙螺桿擠出機的料斗內，在100r/min 的轉速下攪拌混合處理40min，然后將所述質量百分數的硅烷偶聯劑、增塑劑、穩定劑、潤滑 劑、改性劑、氧化鑭也投入料斗內，先在l〇〇r/min的轉速下攪拌混合15min，然后再在800r/ min的轉速下攪拌混合5h;
[0050] 步驟S4,擠壓成型:將經步驟S3處理后的物料經雙螺桿擠出機擠壓成型，擠壓成型 具體為:機身一區溫度為165°C，機身二區溫度為170°C，機身三區溫度為180°C，機身四區溫 度為190°C ;機頭一區溫度為195°C，機頭二區溫度為200°C，機頭三區溫度為205°C，機頭四 區溫度為190°C;雙螺桿擠出機的螺桿轉速為70r/min，制得塑料管材;經真空定徑;溫度為 15°C的冷卻水循環冷卻;速度為160m/min的條件下牽引管材;再在溫度為110°C的條件下退 火處理，保溫6h，退火完成后以1.5°C/min的速度將管材降至室溫;切割;包裝；制得所述復 合塑料管材。
[0051 ] 實施例8
[0052] 一種復合塑料管材的制備工藝，包括以下步驟：
[0053]步驟S1，清洗:將所述質量百分數的氯化聚氯乙烯、聚丁烯、苯乙烯橡膠、交聯聚乙 烯、中相對分子質量聚乙烯、縮醛樹脂物料攪拌混合均勻，投入超聲波清洗機中清洗40min;
[0054] 步驟S2,干燥:然后經步驟S1處理過的物料轉移至真空干燥箱內，在溫度為50°C的 干燥處理6h;
[0055] 步驟S3，混料:將經步驟S2處理過的物料投入雙螺桿擠出機的料斗內，在80r/min 的轉速下攪拌混合處理30min，然后將所述質量百分數的硅烷偶聯劑、增塑劑、穩定劑、潤滑 劑、改性劑、氧化鑭也投入料斗內，先在80r/min的轉速下攪拌混合12min，然后再在700r/ min的轉速下攪拌混合3.5h;
[0056] 步驟S4,擠壓成型:將經步驟S3處理后的物料經雙螺桿擠出機擠壓成型，擠壓成型 具體為:機身一區溫度為162°C，機身二區溫度為167°C，機身三區溫度為172°C，機身四區溫 度為185°C ;機頭一區溫度為192°C，機頭二區溫度為197°C，機頭三區溫度為202°C，機頭四 區溫度為185°C;雙螺桿擠出機的螺桿轉速為65r/min，制得塑料管材;經真空定徑;溫度為 12°C的冷卻水循環冷卻;速度為140m/min的條件下牽引管材;再在溫度為100°C的條件下退 火處理，保溫4h，退火完成后以1.0°C/min的速度將管材降至室溫;切割;包裝；制得所述復 合塑料管材。
[0057] 實驗例1
[0058]對實施例1~8所制的復合塑料管材的性能進行測試，測試結果如表1所示。
[0059] 其中縱向回縮率根據GB6671.3測試，測試溫度為（110 ± 2) °C。
[0060] 其中液壓試驗根據GB6111測試，短期：測試溫度為20°C，測試時間為lh，環應力為 16MPa;中長期:測試溫度為80°C，測試時間為48h，環應力為4.8MPa;長期:測試溫度為80°C， 測試時間為170h，環應力為4 · 2MPa。
[00611 其中落錘沖擊試驗:根據GB/T14152，測試溫度為0 °C。
[0062] 表1復合塑料管材的性能測試結果
[0063]
[0064] 以上僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人 員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、 等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種復合塑料管材，其特征在于，制備所述復合塑料管材的原料及其質量百分數為： 氯化聚氯乙烯65%~75%，聚丁烯3%~8%，苯乙烯橡膠3%~7%，交聯聚乙烯3%~7%， 中相對分子質量聚乙烯3 %~6%，縮醛樹脂2%~5 %，硅烷偶聯劑0.5 %~1.5%，增塑劑 0.5%~1 %，穩定劑0.2%~0.6%，潤滑劑0.2%~0.4%，改性劑0.1 %~0.5%，氧化鑭 0.5%~1% ; 其中所述中相對分子質量聚乙烯的分子量為4X105~6X105;所述增塑劑為鄰苯二甲 酸二仲辛酯;所述穩定劑為環氧大豆油；所述潤滑劑為硬脂酸鋅;所述改性劑為羥基磷酸 酯。2. 根據權利要求1所述的復合塑料管材，其特征在于，制備所述復合塑料管材的原料及 其質量百分數優化為:氯化聚氯乙烯68%~72%，聚丁烯4%~6%，苯乙烯橡膠4%~6%， 交聯聚乙烯4%~6%，中相對分子質量聚乙烯4%~6%，縮醛樹脂3%~5%，硅烷偶聯劑 0.7%~1.3%，增塑劑0.6%~0.8%，穩定劑0.3%~0.5%，潤滑劑0.25%~0.35%，改性 劑0.2%~0.4%，氧化鑭0.6%~0.8%。3. 根據權利要求2所述的復合塑料管材，其特征在于，制備所述復合塑料管材的原料及 其質量百分數進一步優化為:氯化聚氯乙烯71%，聚丁烯5%，苯乙烯橡膠5%，交聯聚乙烯 5 %，中相對分子質量聚乙烯5 %，縮醛樹脂5 %，硅烷偶聯劑1.2 %，增塑劑0.8 %，穩定劑 0.5 %，潤滑劑0.3 %，改性劑0.4 %，氧化鑭0.8 %。4. 一種如權利要求1~3中任一項所述的復合塑料管材的制備工藝，其特征在于，包括 以下步驟： 步驟S1，清洗:將所述質量百分數的氯化聚氯乙烯、聚丁烯、苯乙烯橡膠、交聯聚乙烯、 中相對分子質量聚乙烯、縮醛樹脂物料攪拌混合均勻，投入超聲波清洗機中清洗； 步驟S2，干燥:然后將經步驟S1處理過的物料轉移至真空干燥箱內干燥處理4h~8h; 步驟S3，混料：將經步驟S2處理過的物料投入雙螺桿擠出機的料斗內，在60r/min~ 100r/min的轉速下攪拌混合處理20min~40min，然后將所述質量百分數的硅烷偶聯劑、增 塑劑、穩定劑、潤滑劑、改性劑、氧化鑭也投入料斗內，先在60r/min~100r/min的轉速下攪 摔混合lOmin~15min，然后再在600r/min~800r/min的轉速下攬摔混合2h~5h; 步驟S4,擠壓成型：將經步驟S3處理后的物料經雙螺桿擠出機擠壓成型，制得塑料管 材，經真空定徑、冷卻、牽引、退火、切割、包裝，制得所述復合塑料管材。5. 根據權利要求4所述的制備工藝，其特征在于，步驟S1中，所述清洗的時間為：30min ~50min〇6. 根據權利要求4所述的制備工藝，其特征在于，步驟S2中，所述干燥處理時的溫度范 圍為：45°C ~55°C。7. 根據權利要求4所述的制備工藝，其特征在于，步驟S4中，所述擠壓成型具體為:機身 一區溫度為160°C~165°C，機身二區溫度為165°C~170°C，機身三區溫度為170°C~180°C， 機身四區溫度為180°C~190°C;機頭一區溫度為190°C~195°C，機頭二區溫度為195°C~ 200 °C，機頭三區溫度為200 °C~205 °C，機頭四區溫度為180 °C~190 °C ;雙螺桿擠出機的螺 桿轉速為60r/min~70r/min。8. 根據權利要求4所述的制備工藝，其特征在于，步驟S4中，所述冷卻時冷卻水的溫度 為 HTC ~15。。。9. 根據權利要求4所述的制備工藝，其特征在于，步驟S4中，所述牽引的速度為：120m/ min~160m/min〇10. 根據權利要求4所述的制備工藝，其特征在于，步驟S4中，所述退火具體為：退火溫 度為:90°C~110°C，保溫2h~6h，退火完成后以0.5°C/min~1.5°C/min的速度將管材降至 室溫。
【文檔編號】C08L23/06GK105838005SQ201610424403
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】潘海云
【申請人】潘海云