高抗沖擊pvc管的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高抗沖擊PVC管，包括以下重量份的組分制成：PVC樹脂100份、鈦白粉5～10份、CPE 0.1～0.3份、ACM 0.1～0.3份。與現有技術相比，本發明在PVC基體中添加了鈦白粉以及ACM，可大大拉伸強度和抗沖擊強度大大，高溫穩定性也有所提高。
【專利說明】
高抗沖擊PVC管
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種PVC管，具體涉及高抗沖擊PVC管。
【背景技術】
[0002] 早在1950年代，國外就對PVC(聚氯乙烯)管進行了研究和開發，并將PVC管廣泛用 于室內外給水管道中。1960年以來，我國開始在給水工程中使用PVC管，PVC管物理性能優 良，具有良好的耐腐蝕性、化學穩定性和耐燃性等，且價格低廉。PVC分子間作用力很強，受 到低溫沖擊力之后材料產生變形，分子結構容易被破壞，導致PVC管耐沖擊性能差，尤其是 低溫沖擊性能特別差。PVC的熔化溫度與分解溫度很接近，相差不到5°C，若將其直接用于產 品加工成型，會在熔融狀態時直接分解，熱穩定性較差。PVC材料的不耐高溫以及抗沖擊性 能差的缺點在一定程度上限定了 PVC樹脂在工程結構構件等方面的應用。為了提高PVC樹脂 的抗沖擊性能，常規方法是向PVC基體中加入增韌劑，增韌劑會降低PVC分子間作用力，因此 能提高PVC復合材料的抗沖擊強度。但增塑劑的加入量難以精準把握，增塑劑是低分子化合 物，若添加量不夠，增塑劑不能很好地溶于基體，會發生析出反應，且在加工過程中析出的 增塑劑會受熱揮發，反過來降低PVC材料韌性;若加入過多增塑劑，復合材料的分子間作用 力進一步減少，使其強度剛度大幅下降。解決熱穩定性差的方法一般是采用添加穩定劑，提 高PVC樹脂的高溫穩定性，防止高溫降解。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種高抗沖擊PVC管，該給水管通過在PVC基體中 加入復合改性材料，大大增強拉伸強度和抗沖擊強度，高溫穩定性也有所提高。
[0004] 本發明提供的技術方案是一種高抗沖擊PVC管，包括以下重量份的組分制成:PVC 樹脂100份、鈦白粉5~10份、CPE 0.1~0.3份、ACM 0.1~0.3份。
[0005] 鈦白粉，即為Ti02，具有耐高溫性能，鈦白粉晶粒表面存在以化學鍵方式結合的羥 基和通過物理方式吸附的水分，所以，鈦白粉是親水的，但它在水性體系中并不能自動分 散，而在非水性體系中分散更加困難。鈦白粉與PVC不相溶，鈦白粉與PVC直接混合，會產生 粘接性能較差的界面。ACM為輕度氯化的HDPE和丙烯酸酯的互穿共聚物，存在一定數量的氯 原子，其組成輕度氯化HDPE和丙烯酸酯殼層共同作用，使ACM在結構上與PVC接近，并且具有 相同的極性基團，兩者相容性良好。另外丙烯酸酯的核殼結構，殼層影響橡膠相的分散和與 PVC界面的粘接力，可作為鈦白粉與PVC的中間介質，且輕度氯化HDPE與PVC相容性良好，因 此，ACM PVC體系的相容性較好。在輕度氯化HDPE和丙烯酸酯核殼類聚合物的綜合作用下， ACM與鈦白粉/PVC界面形成網絡結構，因此在保持強度的基礎上較大程度提高PVC復合材料 韌性。另一方面，鈦白粉是一種多晶化合物，其質點呈規則排列，具有格子構造，鈦白粉的格 子構造同ACM與鈦白粉/PVC界面形成的網絡結構發生互穿，形成彼此之間更加穩固連接的 物理網絡，大幅提高復合材料的強度和韌性。
[0006] CPE (氯化聚乙烯）與PVC相容性較好，CPE與鈦白粉+PVC的界面形成物理交聯的網 絡;鈦白粉是一種多晶化合物，其質點呈規則排列，具有格子構造，鈦白粉的格子構造會與 CPE與鈦白粉+PVC的界面的物理交聯網絡相互穿插，形成粘接牢固的界面。CPE作為彈性體， 起到中間介質作用，在受力狀態下，能使破裂的初級粒子和次級粒子形成剪切帶，通過應力 集中作用分散沖擊能，大幅提升復合材料沖擊強度。CPE與鈦白粉+PVC界面的微緩沖區，相 容性良好，分子間產生相互作用，提高界面之間的粘結力，CPE在基體中形成物理網絡，且與 欽白粉的格子結構相互穿插，能夠大幅提尚復合材料斷裂伸長率。
[0007] CPE與ACM兩種彈性體同時添加，與PVC相容性極好，形成穩固的網絡結構，而鈦白 粉的格子構造又與上述穩定的網絡結構發生互穿，使得在很少量的CPE和ACM的添加量的情 況下，也具有極佳的強度和韌性。
[0008] 由于鈦白粉和CPE、ACM的添加改變了PVC的內部結構，形成了穩固的網絡結構，從 而使得復合材料在200°C的高溫條件下不容易分解。
[0009] 作為優選，各組分的重量份為:PVC樹脂100份、鈦白粉6~8份、CPE 0.1~0.15份、 ACM 0.1~0.15 份。
[0010] 為了進一步增強熱穩定性，還包括0.1~10重量份的穩定劑。
[00?1 ]所述穩定劑為稀土穩定劑或媽鋅穩定劑。所述稀土穩定劑為硬脂酸稀土、脂肪酸 稀土、水楊酸稀土、檸檬酸稀土。所述鈣鋅穩定劑為常用的液體鈣鋅穩定劑。
[0012] 所述PVC樹脂的聚合度為800~2000。
[0013]本發明的高抗沖擊PVC管的制備方法如下：
[0014] 1)將PVC樹脂、鈦白粉、CPE、ACM、穩定劑(有就加，沒有就不加），在高速攪拌機中預 混，冷卻，得到預混料；
[0015] 2)將預混料用轉矩流變儀在160~180°C，轉速40~80rpm的條件下熔融混合2~ lOmin，得到復合材料。
[0016] 3)將復合材料送入雙螺桿擠出機，螺桿轉速為100~120rpm，機筒溫度設置:供料 段160~175°C，塑化段170~180°C，機頭溫度為180~195°C出料，即為高抗沖擊PVC管。
[0017] 與現有技術相比，本發明在PVC基體中添加了鈦白粉以及CPE、ACM，可大大拉伸強 度和抗沖擊強度大大，高溫穩定性也有所提高。
【具體實施方式】
[0018] 以下具體實施例對本發明作進一步闡述，但不作為對本發明的限定。
[0019] 實施例1
[0020] 配方:聚合度為800的PVC樹脂100份、鈦白粉5份、CPE 0.1份、ACM 0.1份。
[0021 ] 1)將PVC樹脂、鈦白粉、CPE、ACM，在高速攪拌機中預混，冷卻，得到預混料；
[0022] 2)將預混料用轉矩流變儀在160°C，轉速40rpm的條件下熔融混合2~lOmin，得到 復合材料。
[0023] 3)將復合材料送入雙螺桿擠出機，螺桿轉速為lOOrpm，機筒溫度設置:供料段160 °C，塑化段170°C，機頭溫度為180°C，出料，即為高抗沖擊PVC管。
[0024] 實施例2
[0025] 配方:聚合度為2000的PVC樹脂100份、鈦白粉10份、CPE 0.3份、ACM 0.3份。
[0026] 1)將PVC樹脂、鈦白粉、CPE、ACM，在高速攪拌機中預混，冷卻，得到預混料；
[0027] 2)將預混料用轉矩流變儀在180°C，轉速80rpm的條件下熔融混合1 Omin，得到復合 材料。
[0028] 3)將復合材料送入雙螺桿擠出機，螺桿轉速為120rpm，機筒溫度設置:供料段175 °C，塑化段180°C，機頭溫度為195°C，出料，即為高抗沖擊PVC管。
[0029] 實施例3
[0030] 配方:聚合度為1500的PVC樹脂100份、鈦白粉6份、CPE 0.15份、ACM 0.15份。
[0031] 1)將PVC樹脂、鈦白粉、CPE、ACM、硬脂酸稀土，在高速攪拌機中預混，冷卻，得到預 混料；
[0032] 2)將預混料用轉矩流變儀在170°C，轉速60rpm的條件下熔融混合8min，得到復合 材料。
[0033] 3)將復合材料送入雙螺桿擠出機，螺桿轉速為11 Orpm，機筒溫度設置:供料段170 °C，塑化段175°C，機頭溫度為190°C，出料，即為高抗沖擊PVC管。
[0034] 實施例4
[0035] 配方:聚合度為1000的PVC樹脂100份、鈦白粉8份、CPE 0.12份、ACM 0.15份。
[0036] 1)將PVC樹脂、鈦白粉、CPE、ACM、液體鈣鋅穩定劑，在高速攪拌機中預混，冷卻，得 到預混料；
[0037] 2)將預混料用轉矩流變儀在160°C，轉速80rpm的條件下熔融混合2min，得到復合 材料。
[0038] 3)將復合材料送入雙螺桿擠出機，螺桿轉速為120rpm，機筒溫度設置:供料段160 °C，塑化段180°C，機頭溫度為180°C，出料，即為高抗沖擊PVC管。
[0039] 對照例1
[0040] 配方:聚合度為1000的PVC樹脂100份、ACM 0.12份。
[0041 ] 1)將PVC樹脂、鈦白粉、ACM、液體鈣鋅穩定劑，在高速攪拌機中預混，冷卻，得到預 混料；
[0042] 2)將預混料用轉矩流變儀在160°C，轉速80rpm的條件下熔融混合2min，得到復合 材料。
[0043] 3)將復合材料送入雙螺桿擠出機，螺桿轉速為120rpm，機筒溫度設置:供料段160 °C，塑化段180°C，機頭溫度為180°C，出料，即為改性PVC給水管。
[0044] 對照例2
[0045] 配方:聚合度為1000的PVC樹脂100份、CPE 0.12份。
[0046] 1)將PVC樹脂、鈦白粉、ACM、液體鈣鋅穩定劑，在高速攪拌機中預混，冷卻，得到預 混料；
[0047] 2)將預混料用轉矩流變儀在160°C，轉速80rpm的條件下熔融混合2min，得到復合 材料。
[0048] 3)將復合材料送入雙螺桿擠出機，螺桿轉速為120rpm，機筒溫度設置:供料段160 °C，塑化段180°C，機頭溫度為180°C，出料，即為改性PVC給水管。
[0049] 對照例3
[0050] 配方:聚合度為1000的PVC樹脂100份、ACM 0.12份、CPE 0.12份。
[0051 ] 1)將PVC樹脂、鈦白粉、ACM、液體鈣鋅穩定劑，在高速攪拌機中預混，冷卻，得到預 混料；
[0052] 2)將預混料用轉矩流變儀在160°C，轉速80rpm的條件下熔融混合2min，得到復合 材料。
[0053] 3)將復合材料送入雙螺桿擠出機，螺桿轉速為120rpm，機筒溫度設置:供料段160 °C，塑化段180°C，機頭溫度為180°C，出料，即為改性PVC給水管。
[0054] 將實施例1~4以及對照例1~3的給水管進行性能檢測，結果見下表：
[0055]
【主權項】
1. 高抗沖擊PVC管，其特征在于:包括以下重量份的組分制成:PVC樹脂100份、鈦白粉5 ~10份、CPE 0.1~0.3份、ACM 0.1~0.3份。2. 根據權利要求1所述的高抗沖擊PVC管，其特征在于:各組分的重量份為:PVC樹脂100 份、鈦白粉6~8份、CPE 0.1~0.15份、ACM 0.1~0.15份。3. 根據權利要求1或2所述的高抗沖擊PVC管，其特征在于:還包括0.1~10重量份的穩 定劑。4. 根據權利要求3所述的高抗沖擊PVC管，其特征在于:所述穩定劑為稀土穩定劑或鈣 鋅穩定劑。5. 根據權利要求1或2所述的的高抗沖擊PVC管，其特征在于:所述PVC樹脂的聚合度為 800~2000。
【文檔編號】B29C47/92GK105968657SQ201610598731
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月26日
【發明人】韋俊有
【申請人】廣西金盛科技發展有限公司