一種炭黑增韌改性的pvc管材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種炭黑增韌改性的PVC管材，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成：聚氯乙烯樹脂、苯酚、8?10%的甲醛水溶液、氫氧化鋁、8?10%的醋酸水溶液、炭黑、磷酸三苯酯、丙烯酸（2?乙基己基）酯、氯乙烯、環(huán)氧油酸丁酯、過氧化二苯甲酰、聚乙烯、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟、二硫基乙酸異辛酯二甲基錫、十八烷基咪唑啉、聚乙二醇、適量的去離子水。本發(fā)明制得的PVC管材具有高強(qiáng)度和高韌性并重的特點(diǎn)，抗沖擊能力強(qiáng)，且產(chǎn)品組分價(jià)格低廉，市場競爭力大。
【專利說明】
一種炭黑増韌改性的PVC管材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及建筑材料，特別是涉及一種炭黑增韌改性的PVC管材及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002 ]聚氯乙烯(PVC)難燃、耐磨、抗化學(xué)腐蝕、氣體水汽低滲漏性好，具有優(yōu)良的力學(xué)性能，PVC制品透明性、電絕緣性、隔熱、消聲、消震性好，是性價(jià)比優(yōu)良的通用材料，在建筑領(lǐng)域被制成全塑窗框，得以廣泛應(yīng)用。但PVC材質(zhì)硬、塑性差、抗沖擊性及耐候性較差，屬硬脆材料，尤其低溫韌性差，為了在以塑代鋼的時(shí)代中滿足建筑行業(yè)對(duì)硬質(zhì)PVC制品的需求，不斷擴(kuò)大高沖擊強(qiáng)度塑料的應(yīng)用范圍，改善加工條件，克服PVC塑料低溫脆性和對(duì)缺口敏感性的缺點(diǎn)，多年來，PVC增韌改性的研究相當(dāng)活躍
高長全，王海燕在《高抗沖PVC管材的研究》一文中使用PVC樹脂，EVA、CPE、ACR等抗沖擊改性劑，有機(jī)錫穩(wěn)定劑、硬脂酸鈣、0ΡΕ、ΡΕ蠟、鈦白粉、碳黑等原料制備了一種改性的高抗沖擊PVC管材，并對(duì)其優(yōu)異的物理力學(xué)性能進(jìn)行測試、分析、評(píng)價(jià)。該管材具有相當(dāng)高的韌性，可在較為惡劣的環(huán)境下應(yīng)用，同時(shí)保留傳統(tǒng)PVC-U管材的高設(shè)計(jì)應(yīng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種炭黑增韌改性的PVC管材及其制備方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種炭黑增韌改性的PVC管材，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成:聚氯乙烯樹脂200份、苯酚8-10份、8-10%的甲醛水溶液40-50份、氫氧化鋁15_20份、8-10%的醋酸水溶液30-35份、炭黑15-20份、磷酸三苯酯8-10份、丙烯酸(2-乙基己基)酯5-8份、氯乙烯5-8份、環(huán)氧油酸丁酯2-3份、過氧化二苯甲酰1-2份、聚乙烯3-4份、硬脂酸鋅3-4份、聚乙烯蠟5-6份、二硫基乙酸異辛酯二甲基錫3-4份、十八烷基咪唑啉3-4份、聚乙二醇8-10份、適量的去咼子水。
[0005]所述的炭黑增韌改性的PVC管材，其特征在于，其由如下步驟制備而成:
(1)將苯酚和8-10%的甲醛水溶液混合，加熱并攪拌，使苯酚全部溶解;加入氫氧化鋁，70-90°C反應(yīng)S-1Oh，加入8-10%的醋酸水溶液，冷卻至室溫并進(jìn)行減壓脫水，得到液態(tài)混合物;加入炭黑和磷酸三苯酯，100-110°C攪拌反應(yīng)3-5h，干燥，得到活化炭黑；
(2)在聚合釜中加入相當(dāng)于氯乙烯重量份6-8倍的去離子水，脫氣后，將丙烯酸(2-乙基己基)酯、氯乙烯、環(huán)氧油酸丁酯加入預(yù)混罐進(jìn)行預(yù)混，并加熱到40°C，攪拌3-5h后，邊攪拌邊加入過氧化二苯甲酰，升高溫度至70-80 V開始聚合5-8h，加入聚乙烯，繼續(xù)攪拌2-3h得產(chǎn)物；
(3)將聚氯乙烯樹脂、活化炭黑、步驟(2)的產(chǎn)物，硬脂酸鋅加入混合機(jī)中進(jìn)行混合，然后加熱至75-85°C，攪拌3-4h;繼續(xù)對(duì)混合機(jī)內(nèi)的物料進(jìn)行攪拌，并依次加入聚乙烯蠟、熱穩(wěn)定劑二硫基乙酸異辛酯二甲基錫和抗靜電劑十八烷基咪唑啉進(jìn)行攪拌5-8h并且加溫到105-110°C后，再加入聚乙二醇攪拌2-3h后，冷卻至55°C出料;將預(yù)混好的料加入到擠出機(jī)中經(jīng)過熔融、塑化、混合等過程從機(jī)頭連續(xù)擠出物料，即為PVC管材物料；
(4)將PVC管材物料用錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，得到管坯，錐形雙螺桿擠出機(jī)模頭溫度180-195°C;管坯擠出后經(jīng)過空冷后進(jìn)入水冷定徑箱由定徑套確定管材的外徑尺寸，冷卻水的溫度15-20°C;管坯冷卻定型后經(jīng)切割成段，得到待取向管坯；
(5 )將待取向管坯浸入90-98 0C水浴環(huán)境中，水浴加熱3-6min，使管腔內(nèi)通入90-98 °C的熱水，用拉伸裝置將管坯進(jìn)行軸向拉伸，拉伸速率25-30mm/s;管坯拉伸的同時(shí)向管內(nèi)腔熱水施加壓力，熱水壓力為1.6-3.0MPa，通過管坯內(nèi)腔熱水的壓力使管坯沿徑向擴(kuò)脹，擴(kuò)脹的同時(shí)，用定徑套管來對(duì)脹大的管坯外徑進(jìn)行定徑，定徑后將管坯放在溫度為10-15°C的水浴中冷卻，冷卻時(shí)間為3-7min，聚氯乙烯管成型為成品。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用炭黑增韌改性聚氯乙烯樹脂，并對(duì)其活化，使炭黑均勻地分散在聚氯乙烯中，對(duì)于聚氯乙烯分子鏈的運(yùn)動(dòng)有阻礙作用，除了降低成本外，還可以提高材料的剛性和耐熱性，改善耐候性，增加尺寸穩(wěn)定和有利于擠出和定型，充分發(fā)揮PVC管材的低價(jià)優(yōu)勢及其優(yōu)良的力學(xué)性能;采用聚丙烯酸酯對(duì)聚乙烯樹脂擴(kuò)鏈支化，將氯乙烯單體直接接枝到聚丙烯酸酯乳膠粒彈性體表面上，增加丙烯酸酯在聚氯乙烯樹脂中的分散程度以及聚氯乙烯的分子量，達(dá)到對(duì)PVC增韌改性;本發(fā)明制得的PVC管材具有高強(qiáng)度和高韌性并重的特點(diǎn)，抗沖擊能力強(qiáng)，且產(chǎn)品原料價(jià)格低廉，市場競爭力大。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本實(shí)施例的炭黑增韌改性的PVC管材，其由如下重量份的原料制備而成:聚氯乙烯樹脂200份、苯酚10份、8%的甲醛水溶液50份、氫氧化鋁20份、10%的醋酸水溶液35份、炭黑20份、磷酸三苯酯10份、丙烯酸(2-乙基己基)酯8份、氯乙烯8份、環(huán)氧油酸丁酯3份、過氧化二苯甲酰2份、聚乙烯4份、硬脂酸鋅4份、聚乙烯蠟6份、二硫基乙酸異辛酯二甲基錫4份、十八烷基咪唑啉4份、聚乙二醇10份、適量的去離子水。
[0008]本實(shí)施例的的炭黑增韌改性的PVC管材，其由如下步驟制備而成:
(1)將苯酚和8%的甲醛水溶液混合，加熱并攪拌，使苯酚全部溶解;加入氫氧化鋁，90V反應(yīng)10h，加入10%的醋酸水溶液，冷卻至室溫并進(jìn)行減壓脫水，得到液態(tài)混合物;加入炭黑和磷酸三苯酯，110°c攪拌反應(yīng)5h，干燥，得到活化炭黑；
(2)在聚合釜中加入相當(dāng)于氯乙烯重量份8倍的去離子水，脫氣后，將丙烯酸(2-乙基己基)酯、氯乙烯、環(huán)氧油酸丁酯加入預(yù)混罐進(jìn)行預(yù)混，并加熱到40°C，攪拌5h后，邊攪拌邊加入過氧化二苯甲酰，升高溫度至80°C開始聚合Sh，加入聚乙烯，繼續(xù)攪拌3h得產(chǎn)物；
(3)將聚氯乙烯樹脂、活化炭黑、步驟(2)的產(chǎn)物，硬脂酸鋅加入混合機(jī)中進(jìn)行混合，然后加熱至85°C，攪拌4h;繼續(xù)對(duì)混合機(jī)內(nèi)的物料進(jìn)行攪拌，并依次加入聚乙烯蠟、熱穩(wěn)定劑二硫基乙酸異辛酯二甲基錫和抗靜電劑十八烷基咪唑啉進(jìn)行攪拌Sh并且加溫到110°C后，再加入聚乙二醇攪拌3h后，冷卻至55°C出料;將預(yù)混好的料加入到擠出機(jī)中經(jīng)過熔融、塑化、混合等過程從機(jī)頭連續(xù)擠出物料，即為PVC管材物料；
(4)將PVC管材物料用錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，得到管坯，錐形雙螺桿擠出機(jī)模頭溫度180°C;管坯擠出后經(jīng)過空冷后進(jìn)入水冷定徑箱由定徑套確定管材的外徑尺寸，冷卻水的溫度20°C;管坯冷卻定型后經(jīng)切割成段，得到待取向管坯；
(5)將待取向管還浸入980C水浴環(huán)境中，水浴加熱6min，使管腔內(nèi)通入98°C的熱水，用拉伸裝置將管還進(jìn)行軸向拉伸，拉伸速率30mm/s ；管還拉伸的同時(shí)向管內(nèi)腔熱水施加壓力，熱水壓力為3.0MPa，通過管坯內(nèi)腔熱水的壓力使管坯沿徑向擴(kuò)脹，擴(kuò)脹的同時(shí)，用定徑套管來對(duì)脹大的管坯外徑進(jìn)行定徑，定徑后將管坯放在溫度為15°C的水浴中冷卻，冷卻時(shí)間為7min，聚氯乙稀管成型為成品。
[0009]經(jīng)測試，本實(shí)施例的PVC管材，沖擊強(qiáng)度大于5KJ/V，拉伸強(qiáng)度大于60MPa，斷裂伸長率大于30%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種炭黑增韌改性的PVC管材，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成:聚氯乙烯樹脂200份、苯酚8-10份、8-10%的甲醛水溶液40-50份、氫氧化鋁15-20份、8-10%的醋酸水溶液30-35份、炭黑15-20份、磷酸三苯酯8-10份、丙烯酸(2-乙基己基)酯5-8份、氯乙烯5-8份、環(huán)氧油酸丁酯2-3份、過氧化二苯甲酰1-2份、聚乙烯3-4份、硬脂酸鋅3-4份、聚乙烯蠟5-6份、二硫基乙酸異辛酯二甲基錫3-4份、十八烷基咪唑啉3-4份、聚乙二醇8-10份、適量的去咼子水。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的炭黑增韌改性的PVC管材，其特征在于，其由如下步驟制備而成: (1)將苯酚和8-10%的甲醛水溶液混合，加熱并攪拌，使苯酚全部溶解;加入氫氧化鋁，70-90°C反應(yīng)S-1Oh，加入8-10%的醋酸水溶液，冷卻至室溫并進(jìn)行減壓脫水，得到液態(tài)混合物;加入炭黑和磷酸三苯酯，100-110°C攪拌反應(yīng)3-5h，干燥，得到活化炭黑； (2)在聚合釜中加入相當(dāng)于氯乙烯重量份6-8倍的去離子水，脫氣后，將丙烯酸(2-乙基己基)酯、氯乙烯、環(huán)氧油酸丁酯加入預(yù)混罐進(jìn)行預(yù)混，并加熱到40°C，攪拌3-5h后，邊攪拌邊加入過氧化二苯甲酰，升高溫度至70-80 V開始聚合5-8h，加入聚乙烯，繼續(xù)攪拌2-3h得產(chǎn)物； (3)將聚氯乙烯樹脂、活化炭黑、步驟(2)的產(chǎn)物，硬脂酸鋅加入混合機(jī)中進(jìn)行混合，然后加熱至75-85°C，攪拌3-4h;繼續(xù)對(duì)混合機(jī)內(nèi)的物料進(jìn)行攪拌，并依次加入聚乙烯蠟、熱穩(wěn)定劑二硫基乙酸異辛酯二甲基錫和抗靜電劑十八烷基咪唑啉進(jìn)行攪拌5-8h并且加溫到105-110°C后，再加入聚乙二醇攪拌2-3h后，冷卻至55°C出料;將預(yù)混好的料加入到擠出機(jī)中經(jīng)過熔融、塑化、混合等過程從機(jī)頭連續(xù)擠出物料，即為PVC管材物料； (4)將PVC管材物料用錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，得到管坯，錐形雙螺桿擠出機(jī)模頭溫度180-195°C;管坯擠出后經(jīng)過空冷后進(jìn)入水冷定徑箱由定徑套確定管材的外徑尺寸，冷卻水的溫度15-20°C;管坯冷卻定型后經(jīng)切割成段，得到待取向管坯； (5)將待取向管坯浸入90-98°C水浴環(huán)境中，水浴加熱3-6min，使管腔內(nèi)通入90-98°C的熱水，用拉伸裝置將管坯進(jìn)行軸向拉伸，拉伸速率25-30mm/s;管坯拉伸的同時(shí)向管內(nèi)腔熱水施加壓力，熱水壓力為1.6-3.0MPa，通過管坯內(nèi)腔熱水的壓力使管坯沿徑向擴(kuò)脹，擴(kuò)脹的同時(shí)，用定徑套管來對(duì)脹大的管坯外徑進(jìn)行定徑，定徑后將管坯放在溫度為10-15°C的水浴中冷卻，冷卻時(shí)間為3-7min，聚氯乙烯管成型為成品。
【文檔編號(hào)】C08K5/14GK106046624SQ201610635492
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月5日 公開號(hào)201610635492.0, CN 106046624 A, CN 106046624A, CN 201610635492, CN-A-106046624, CN106046624 A, CN106046624A, CN201610635492, CN201610635492.0
【發(fā)明人】陶善章, 譚中全, 陶碧波, 戴聲強(qiáng), 張春全
【申請(qǐng)人】安徽藍(lán)通科技股份有限公司