抗沖擊改性劑、改性的聚氯乙烯管道及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗沖擊改性劑、改性的聚氯乙烯管道以及這種管道的制備方法。本發(fā)明抗沖擊改性劑對(duì)加工溫度不敏感，耐氣候性好，質(zhì)量穩(wěn)定；加入抗沖擊改性劑制備的聚氯乙烯管道具有很好的機(jī)械性能，解決了傳統(tǒng)聚氯乙烯管道抗沖擊性差的問題，對(duì)力學(xué)性能的提高具有一定的幫助。
【專利說明】
抗沖擊改性劑、改性的聚氯乙烯管道及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及管道材料領(lǐng)域，具體涉及一種抗沖擊改性劑、改性的聚氯乙烯管道及 這種改性管道的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PVC管道具有強(qiáng)度高、阻燃性能好、環(huán)剛度高、耐候性能優(yōu)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，因此在 我國得到迅速的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于建筑給排水、城鄉(xiāng)給排水、城市燃?xì)?、工業(yè)流體輸送、農(nóng)業(yè) 灌溉等建筑業(yè)、市政、工業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
[0003] PVC-U是PVC管材中的一種，除擁有PVC的常規(guī)優(yōu)點(diǎn)外，還具有質(zhì)輕、耐化學(xué)藥品優(yōu) 良、流體阻力小、電氣絕緣性佳等特點(diǎn)，但PVC-U屬脆性材料，容易發(fā)生快速開裂。管道的快 速開裂是指在管道偶然發(fā)生開裂時(shí)，裂紋以每秒幾百米的速度迅速增長，瞬間造成幾十米 甚至上千米管道破壞的大事故。針對(duì)此情況，目前已有人通過添加 CPE、ACR、MBS等抗沖擊改 性劑的方式改性聚氯乙烯，以改善PVC管道的開裂情況，但上述抗沖擊改性劑中，CPE改性 劑對(duì)加工溫度敏感、塑化速度慢;ACR改性劑質(zhì)量欠穩(wěn)定，價(jià)格也偏高;MBS改性劑耐氣候性 差。因此，開發(fā)出一種對(duì)加工溫度不敏感、耐氣候性好、質(zhì)量穩(wěn)定、效果好的抗沖擊改性劑顯 得十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種抗沖擊改性劑、改性的 聚氯乙烯管道及這種改性管道的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案之一:一種抗沖擊改性劑，通過以下步驟制備而得：（1)以1-5% 摩爾當(dāng)量甲苯磺酸為催化劑，通過控制2,2_二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙烷的用量比共聚 生成不同分子量的端羥基超支化聚合物，反應(yīng)式如下：
(2)以步驟(1)合成的端羥基超支化聚合物上的羥基為引發(fā)基團(tuán)，以2-8%摩爾當(dāng)量的辛 酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，制備以聚酯為核、聚己內(nèi)酯為臂的抗沖擊改性劑， 反應(yīng)式如下：
[0006] 優(yōu)選地，步驟（1)中2，2-二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙烷的用量摩爾比為1:1-4。 其中2,2_二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙烷的不同用量比得到的超支化聚合物見表1。
[0007] 表1超支化聚合物和抗沖擊改性劑的表征結(jié)果
優(yōu)選地，步驟(2)中端羥基超支化聚合物與己內(nèi)酯的用量摩爾比為1:1-3。不同用量比 得到的抗沖擊改性劑分子量見表2。
[0008]表2抗沖擊改性劑的表征結(jié)果
本發(fā)明的技術(shù)方案之二是提供一種采用上述抗沖擊改性劑改性的聚氯乙烯管道，包括 以下重量份的組分:穩(wěn)定劑4-6份、氯化聚乙烯8-11份、抗沖擊改性劑3-4份、硬脂酸1-2份、 蠟1-2份、PVC-5樹脂100份、輕鈣40-60份、活性重鈣70-80份、鈦白粉2-5份。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案之三是提供一種上述聚氯乙烯管道的制備方法，包括以下步 驟： (1) 抗沖擊改性劑的制備； (2) 混合:將PVC-5樹脂、輕鈣、活性重鈣、鈦白粉、抗沖擊改性劑、氯化聚乙烯、硬脂酸、 蠟、穩(wěn)定劑，按配方比例先后加入到高速混合機(jī)內(nèi)，經(jīng)物料與機(jī)械自摩擦，使物料升溫至設(shè) 定80-100°C，然后經(jīng)冷混機(jī)將物料降至40-50 °C，加入到擠出機(jī)的料斗中； (3) 擠出成型。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：相比現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的抗沖擊改性劑對(duì)加工溫度不敏感，耐 氣候性好，質(zhì)量穩(wěn)定;而且經(jīng)過本發(fā)明的抗沖擊改性劑改性的聚氯乙烯管道具有很好的機(jī) 械性能，解決了傳統(tǒng)聚氯乙烯管道抗沖擊性差的問題，對(duì)力學(xué)性能的提高具有一定的幫助。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 現(xiàn)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0012] 1、制備抗沖擊改性劑 實(shí)施例一 (1) 以2%摩爾當(dāng)量的甲苯磺酸為催化劑，通過控制2,2_二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙 烷的摩爾比為1:4,聚合生成數(shù)均分子量Mn為4900 g/mol的端羥基超支化聚合物； (2) 以合成的Mn為4900 g/mol的端羥基超支化聚合物上的羥基為引發(fā)基團(tuán)，以5%摩爾 當(dāng)量的辛酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，其中端羥基超支化聚合物與己內(nèi)酯的摩 爾比1: 3，制備以聚酯為核、聚己內(nèi)酯為臂的抗沖擊改性劑，其數(shù)均分子量Mn為27900 g/ mol 〇
[0013] 實(shí)施例二 (1) 以3%摩爾當(dāng)量的甲苯磺酸為催化劑，通過控制2,2_二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙 烷的摩爾比為1:2,共聚生成數(shù)均分子量Mn為3300 g/mol的端羥基超支化聚合物； (2) 以合成的Mn為3300 g/mol的端羥基超支化聚合物上的羥基為引發(fā)基團(tuán)，以3%摩爾 當(dāng)量的辛酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，其中端羥基超支化聚合物與己內(nèi)酯的摩 爾比1:2,制備以聚酯為核、聚己內(nèi)酯為臂的抗沖擊改性劑，其數(shù)均分子量Mn為14100 g/ mol 〇
[0014] 實(shí)施例三 (1) 以1%摩爾當(dāng)量的甲苯磺酸為催化劑，通過控制2,2_二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙 烷的摩爾比為1:1，共聚生成數(shù)均分子量Mn為1900 g/mol的端羥基超支化聚合物； (2) 以合成的Mn為1900 g/mol的端羥基超支化聚合物上的羥基為引發(fā)基團(tuán)，以2%摩爾 當(dāng)量的辛酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，其中端羥基超支化聚合物與己內(nèi)酯的摩 爾比1:1，制備以聚酯為核、聚己內(nèi)酯為臂的抗沖擊改性劑，其數(shù)均分子量Mn為9900 g/mol。 [0015]實(shí)施例四 (1) 以5%摩爾當(dāng)量的甲苯磺酸為催化劑，通過控制2,2_二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙 烷的摩爾比為1:4,共聚生成數(shù)均分子量Mn為4900 g/mol的端羥基超支化聚合物； (2) 以合成的Mn為4900 g/mol的端羥基超支化聚合物上的羥基為引發(fā)基團(tuán)，以6%摩爾 當(dāng)量的辛酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，其中端羥基超支化聚合物與己內(nèi)酯的摩 爾比1:1，制備以聚酯為核、聚己內(nèi)酯為臂的抗沖擊改性劑，其數(shù)均分子量Mn為13900 g/ mol 〇
[0016] 實(shí)施例五 (1) 以4%摩爾當(dāng)量的甲苯磺酸為催化劑，通過控制2,2_二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙 烷的摩爾比為1:2,共聚生成數(shù)均分子量Mn為3300 g/mol的端羥基超支化聚合物； (2) 以合成的Mn為3300 g/mol的端羥基超支化聚合物上的羥基為引發(fā)基團(tuán)，以7%摩爾 當(dāng)量的辛酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，其中端羥基超支化聚合物與己內(nèi)酯的摩 爾比1:3,制備以聚酯為核、聚己內(nèi)酯為臂的抗沖擊改性劑，其數(shù)均分子量Mn為21600 g/ mol 〇
[0017]實(shí)施例六 (1) 以3%摩爾當(dāng)量的甲苯磺酸為催化劑，通過控制2,2_二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙 烷的摩爾比為1:1，共聚生成數(shù)均分子量Mn為1900 g/mol的端羥基超支化聚合物； (2) 以合成的Mn為1900 g/mol的端羥基超支化聚合物上的羥基為引發(fā)基團(tuán)，以3%摩爾 當(dāng)量的辛酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，其中端羥基超支化聚合物與己內(nèi)酯的摩 爾比1:2,制備以聚酯為核、聚己內(nèi)酯為臂的抗沖擊改性劑，其數(shù)均分子量Mn為12400 g/ mol 〇
[0018] 實(shí)施例七 (1) 以5%摩爾當(dāng)量的甲苯磺酸為催化劑，通過控制2,2-二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙 烷的摩爾比為1:4,共聚生成數(shù)均分子量Mn為4900 g/mol的端羥基超支化聚合物； (2) 以合成的Mn為4900 g/mol的端羥基超支化聚合物上的羥基為引發(fā)基團(tuán)，以8%摩爾 當(dāng)量的辛酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，其中端羥基超支化聚合物與己內(nèi)酯的摩 爾比1:2,制備以聚酯為核、聚己內(nèi)酯為臂的抗沖擊改性劑，其數(shù)均分子量Mn為19300 g/ mol 〇
[0019] 實(shí)施例八 (1) 以3%摩爾當(dāng)量的甲苯磺酸為催化劑，通過控制2,2_二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙 烷的摩爾比為1:2,共聚生成數(shù)均分子量Mn為3300 g/mol的端羥基超支化聚合物； (2) 以合成的Mn為3300 g/mol的端羥基超支化聚合物上的羥基為引發(fā)基團(tuán)，以3%摩爾 當(dāng)量的辛酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，其中端羥基超支化聚合物與己內(nèi)酯的摩 爾比1:1，制備以聚酯為核、聚己內(nèi)酯為臂的抗沖擊改性劑，其數(shù)均分子量Mn為11500 g/ mol 〇
[0020] 實(shí)施例九 (1) 以2%摩爾當(dāng)量的甲苯磺酸為催化劑，通過控制2,2_二羥甲基丙酸和三羥基甲基丙 烷的摩爾比為1:1，共聚生成數(shù)均分子量Mn為1900 g/mol的端羥基超支化聚合物； (2) 以合成的Mn為1900 g/mol的端羥基超支化聚合物上的羥基為引發(fā)基團(tuán)，以4%摩爾 當(dāng)量的辛酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，其中端羥基超支化聚合物與己內(nèi)酯的摩 爾比1:3,制備以聚酯為核、聚己內(nèi)酯為臂的抗沖擊改性劑，其數(shù)均分子量Mn為18800 g/ mol 〇
[0021] 2、抗沖擊聚氯乙烯管道的配方準(zhǔn)備（以重量份計(jì)） 穩(wěn)定劑5份、氯化聚乙烯9份、上述任意實(shí)施例制備的抗沖擊改性劑4份、硬脂酸2份、蠟 1.5份、PVC-5樹脂100份、輕鈣50份、活性重鈣75份、鈦白粉3份。
[0022] 3、抗沖擊聚氯乙烯管道的的具體制備過程 將PVC-5樹脂、輕鈣、活性重鈣、鈦白粉、抗沖擊改性劑、氯化聚乙烯、硬脂酸、蠟、穩(wěn)定 劑，按配方比例先后加入到高速混合機(jī)內(nèi)，經(jīng)物料與機(jī)械自摩擦使物料升溫至80-100°C，然 后經(jīng)冷混機(jī)將物料降至40-50 °C，加入到擠出機(jī)的料斗。由于擠出機(jī)裝有定量加料裝置，使 擠出量與加料量能夠匹配，確保制備穩(wěn)定擠出。由于錐形螺桿的加料段具有較大的直徑，對(duì) 物料的傳熱面積和剪切速度比較大，有利于物料的塑化，計(jì)量段螺桿直徑小，減少了傳熱面 積和對(duì)熔體的剪切速度，使熔體在較低的溫度下擠出。螺桿在機(jī)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將PVC混合料 塑化推向機(jī)頭，從而達(dá)到壓實(shí)、熔融、混煉均勻的目的。加料裝置及螺桿驅(qū)動(dòng)裝置采用變頻 調(diào)速，可實(shí)現(xiàn)同步調(diào)速。經(jīng)壓實(shí)、熔融、混煉均化的PVC，有后續(xù)物料經(jīng)螺桿推向模頭，擠出模 頭是型材成型的關(guān)建部件。
[0023]以下通過兩個(gè)對(duì)比表，來具體說明本發(fā)明的抗沖擊聚氯乙烯管道的優(yōu)點(diǎn)，其中表 一為本發(fā)明的管道與傳統(tǒng)PVC管道的配方對(duì)比表;表二為本發(fā)明的管道與傳統(tǒng)PVC管道的管 材性能對(duì)比表。
[0024]表一：
從管材性能對(duì)比可以看出，采用本發(fā)明合成的新型抗沖擊改性劑可以很好的改善聚氯 乙烯管道的抗沖擊性能;符合沖擊強(qiáng)度GB/T 14152,拉伸強(qiáng)度GB/T 8804.1的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 抗沖擊改性劑，通過W下步驟制備而得摩爾當(dāng)量甲苯橫酸為催化劑，通 過控制2,2-二徑甲基丙酸和Ξ徑基甲基丙烷的用量比共聚生成不同分子量的端徑基超支 化聚合物，反應(yīng)式如下：(2)W步驟（1)合成的端徑基超支化聚合物上的徑基為引發(fā)基團(tuán)，W2-8%摩爾當(dāng)量的辛 酸亞錫為引發(fā)劑，引發(fā)己內(nèi)醋開環(huán)聚合，制備W聚醋為核、聚己內(nèi)醋為臂的抗沖擊改性劑， 反應(yīng)式如下：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗沖擊改性劑，其特征在于，步驟（1)中2,2-二徑甲基丙酸和 Ξ徑基甲基丙烷的用量摩爾比為1:1-4。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗沖擊改性劑，其特征在于，步驟(2)中端徑基超支化聚合物 與己內(nèi)醋的用量摩爾比為1:1-3。4. 采用權(quán)利要求1或2或3所述的抗沖擊改性劑改性的聚氯乙乙締管道，其特征在于，包 括W下重量份的組分:穩(wěn)定劑4-6份、氯化聚乙締8-11份、抗沖擊改性劑3-4份、硬脂酸1-2 份、蠟1 -2份、PVC-5樹脂100份、輕巧40-60份、活性重巧70-80份、鐵白粉2-5份。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚氯乙締管道的制備方法，包括W下步驟： (1) 抗沖擊改性劑的制備； (2) 混合:將PVC-5樹脂、輕巧、活性重巧、鐵白粉、抗沖擊改性劑、氯化聚乙締、硬脂酸、 蠟、穩(wěn)定劑，按配方比例先后加入到高速混合機(jī)內(nèi)，經(jīng)物料與機(jī)械自摩擦，使物料升溫至設(shè) 定80-100°C，然后經(jīng)冷混機(jī)將物料降至40-50 DC，加入到擠出機(jī)的料斗中； (3) 擠出成型。
【文檔編號(hào)】C08K3/26GK105968330SQ201610325107
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】丁祥, 鄧權(quán), 肖安國, 靳俊玲
【申請(qǐng)人】鄧權(quán)塑業(yè)科技（湖南）有限公司