一種納米二氧化硅增韌pvc波紋管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本申請(qǐng)屬于PVC波紋管材料領(lǐng)域，尤其涉及一種納米二氧化硅增韌PVC波紋管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氯乙稀，英文簡(jiǎn)稱PVC(Polyvinylchloride)，是氯乙稀單體(vinyl chloridemonomer，簡(jiǎn)稱VCM)在過(guò)氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑;或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱之為氯乙烯樹(shù)脂。
[0003]工業(yè)生產(chǎn)的PVC分子量一般在5萬(wàn)?11萬(wàn)范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加;無(wú)固定熔點(diǎn)，80?85°C開(kāi)始軟化，130°C變?yōu)檎硰棏B(tài)，160?180°C開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài);有較好的機(jī)械性能，抗張強(qiáng)度60MPa左右，沖擊強(qiáng)度5?10kJ/m2;有優(yōu)異的介電性能。
[0004]PVC曾是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料，應(yīng)用非常廣泛。在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應(yīng)用。
[0005]PVC在19世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)過(guò)兩次，一次是Henri Victor Regnault在1835年，另一次是Eugen Baumann在1872年發(fā)現(xiàn)的。兩次機(jī)會(huì)中，這種聚合物都出現(xiàn)在被放置在太陽(yáng)光底下的氯乙稀的燒杯中，成為白色固體。20世紀(jì)初，俄國(guó)化學(xué)家I van Ostromis Iensky和德國(guó)Griesheim-Elektron公司的化學(xué)家Fritz Klatte同時(shí)嘗試將PVC用于商業(yè)用途，但困難的是如何加工這種堅(jiān)硬的，有時(shí)脆性的的聚合物。。
[0006]聚氯乙烯塑料制品應(yīng)用非常廣泛，但在七十年代中期，人們認(rèn)識(shí)到聚氯乙烯樹(shù)脂及制品中殘留的單體氯乙烯(VCM)是一種嚴(yán)重的致癌物質(zhì)，無(wú)疑在一定程度會(huì)影響聚氯乙烯的發(fā)展。不過(guò)人們已成功地通過(guò)汽車(chē)等途徑降低殘留的VCM，使聚氯乙烯樹(shù)脂中VCM會(huì)含量小于lOppm，達(dá)到衛(wèi)生級(jí)樹(shù)脂要求，擴(kuò)大了聚氯乙烯的應(yīng)用范圍。甚至可使樹(shù)脂中的VCM含量小于5ppm，加工后殘留的VCM極少。對(duì)人體基本無(wú)害，可用作食品藥包裝和兒童玩具等。
[0007]根據(jù)應(yīng)用范圍的不同，PVC可分為:通用型PVC樹(shù)脂、高聚合度PVC樹(shù)脂、交聯(lián)PVC樹(shù)月旨。通用型PVC樹(shù)脂是由氯乙烯單體在引發(fā)劑的作用下聚合形成的；高聚合度PVC樹(shù)脂是指在氯乙烯單體聚合體系中加入鏈增長(zhǎng)劑聚合而成的樹(shù)脂;交聯(lián)PVC樹(shù)脂是在氯乙烯單體聚合體系中加入含有雙烯和多烯的交聯(lián)劑聚合而成的樹(shù)脂。
[0008]聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經(jīng)取代反應(yīng)制成。由于其防火耐熱作用，聚氯乙烯被廣泛用于各行各業(yè)各式各樣產(chǎn)品:電線外皮、光纖外皮、鞋、手袋、袋、飾物、招牌與廣告牌、建筑裝潢用品、家倶、掛飾、滾輪、喉管、玩具(如有名的意大利“Rody”跳跳馬)、門(mén)簾、卷門(mén)、輔助醫(yī)療用品、手套、某些食物的保鮮紙、某些時(shí)裝等。而隨著人性化理念的普及，及新型和諧社會(huì)的構(gòu)成，設(shè)計(jì)一種強(qiáng)度高、耐沖擊的納米二氧化硅增韌PVC波紋管及其制備方法是非常必要的。
[0009]納米二氧化娃(英文名稱nano-silicon d1xide)是一種無(wú)機(jī)化工材料，俗稱白炭黑。由于是超細(xì)納米級(jí)，尺寸范圍在I?lOOnm，因此具有許多獨(dú)特的性質(zhì)，如具有對(duì)抗紫外線的光學(xué)性能，能提高其他材料抗老化、強(qiáng)度和耐化學(xué)性能。用途非常廣泛。納米級(jí)二氧化硅為無(wú)定形白色粉末，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染，微結(jié)構(gòu)為球形，呈絮狀和網(wǎng)狀的準(zhǔn)顆粒結(jié)構(gòu)，分子式和結(jié)構(gòu)式為Si02，不溶于水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]解決的技術(shù)問(wèn)題:
本申請(qǐng)針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種納米二氧化硅增韌PVC波紋管及其制備方法，解決現(xiàn)有PVC波紋管拉伸強(qiáng)度低、沖擊強(qiáng)度低、彎曲強(qiáng)度低等技術(shù)問(wèn)題。
[0011]技術(shù)方案:
一種納米二氧化硅增韌PVC波紋管，所述納米二氧化硅增韌PVC波紋管的原料按重量份數(shù)配比如下:PVClOO份;納米二氧化硅1-20份;納米碳酸鈣1-5份;鈦白粉2-8份;CPE8-12份；ACR5-25份;EVAl 1-15份;PS粒子2_6份;石蠟0.5_2.5份;抗氧劑1010為0.5-4.5份;硫醇銻3-7份;硬脂酸鉛4-8份。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述納米二氧化硅增韌PVC波紋管的原料按重量份數(shù)配比如下:PVC100份;納米二氧化硅5-15份;納米碳酸鈣2-4份;鈦白粉3_7份;CPE9-11份;ACR10-20份;EVA12-14份;PS粒子3-5份;石蠟1-2份;抗氧劑1010為1.5-3.5份;硫醇銻4-6份;硬脂酸鉛5-7份。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述納米二氧化硅增韌PVC波紋管的原料按重量份數(shù)配比如下:PVC100份;納米二氧化硅5份;納米碳酸鈣2份;鈦白粉3份;CPE9份;ACRlO份;EVA12份;PS粒子3份;石蠟I份;抗氧劑1010為1.5份;硫醇銻4份;硬脂酸鉛5份。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述納米二氧化硅增韌PVC波紋管的原料按重量份數(shù)配比如下:PVC100份；納米二氧化硅15份；納米碳酸鈣4份;鈦白粉7份；CPEll份；ACR20份;EVAl 4份;PS粒子5份;石蠟2份;抗氧劑11為3.5份;硫醇銻6份;硬脂酸鉛7份。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述納米二氧化硅增韌PVC波紋管的原料按重量份數(shù)配比如下:PVC100份；納米二氧化硅10份；納米碳酸鈣3份;鈦白粉5份；CPElO份；ACRl 5份;EVAl 3份;PS粒子4份;石蠟1.5份;抗氧劑11為2.5份;硫醇銻5份;硬脂酸鉛6份。
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述納米二氧化硅增韌PVC波紋管的制備方法，包括如下步驟:
第一步:按照重量份數(shù)配比稱取PVC、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、鈦白粉、CPE、ACR、EVA、PS粒子、CPE、抗氧劑11、硬脂酸鉛和硫醇銻；
第二步:將納米二氧化硅和納米碳酸鈣投入裝有攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)釜中，升溫至40-600C，攪拌5-25min，加入CPE和PS粒子，加熱至 100-120 °C，以300_500r/min轉(zhuǎn)速攪拌10-30min后加入PVC和其剩余原料，在80-100°C下混合30-70min，混合速度為100-120r/min;
第三步:混合均勻后投入雙螺桿擠出機(jī)，料筒溫度150-160°(:、155-165°(:、160-170°(:、165-175°(:、170-180°(:，螺桿溫度170-180°(:，機(jī)頭溫度170-180°(:、175-185°(:、180-190°(:、185-195°C、190-200°C，螺桿轉(zhuǎn)速 14-18r/min，投料轉(zhuǎn)速30-40 r/min，最后在 175_195°C和20-30MPa壓力下壓制成型。
有益效果: 本發(fā)明所述一種納米二氧化硅增韌PVC波紋管及其制備方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:1、產(chǎn)品強(qiáng)度高，拉伸強(qiáng)度80-100MPa，拉伸模量3800-4000MPa，肖氏硬度75-85D;2、沖擊強(qiáng)度85-105kJ/m2，熱變形溫度85-105°C;3、彎曲強(qiáng)度105-145MPa，彎曲模量3.5_5GPa ； 4、斷裂伸長(zhǎng)率175-200%，成本低廉，操作簡(jiǎn)單，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1:
按照重量份數(shù)配比稱取PVC100份;納米二氧化硅I份;納米碳酸鈣I份;鈦白粉2份;CPE8份;ACR5份;EVAl I份;PS粒子2份;石蠟0.5份;抗氧劑1010為0.5份;硫醇銻3份;硬脂酸鉛4份。
[0018]將納米二氧化硅和納米碳酸鈣投入裝有攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)釜中，升溫至40°C，攪拌5min，加入CPE和PS粒子，加熱至100°C，以300r/min轉(zhuǎn)速攪拌1min后加入PVC和其剩余原料，在80°C下混合30min，混合速度為100r/min。
[0019]混合均勻后投入雙螺桿擠出機(jī)，料筒溫度150°C、155°C、160°C、165°C、170°C，螺桿溫度 170°C，機(jī)頭溫度 170°C、175°C、180°C、185°C、190°C，螺桿轉(zhuǎn)速 14r/min，投料轉(zhuǎn)速30 r/min，最后在175°C和20MPa壓力下壓制成型。
[0020]產(chǎn)品強(qiáng)度高，拉伸強(qiáng)度80MPa，拉伸模量3800MPa，肖氏硬度75D;沖擊強(qiáng)度85kJ/m2，熱變形溫度85°C ；彎曲強(qiáng)度105MPa，彎曲模量3.5GPa;斷裂伸長(zhǎng)率175%。
實(shí)施例2:
按照重量份數(shù)配比稱取PVClOO份；納米二氧化硅20份；納米碳酸鈣5份;鈦白粉8份；CPEl 2份;ACR25份;EVAl 5份;PS粒子6份;石蠟2.5份;抗氧劑1010為4.5份;硫醇銻7份;硬脂酸鉛8份。
[0021]將納米二氧化硅和納米碳酸鈣投入裝有攪拌器和溫度計(jì)