一種建筑排水用承壓pvc-u管材專用材料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域-高分子復(fù)合材料-高分子復(fù)合材料的加工改性技術(shù)，具體涉及一種建筑排水用承壓PVC-U管材專用材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，聚氯乙烯(PVC)管材一直是我國應(yīng)用里最大的塑料管材，目前已經(jīng)普及到建筑給水、建筑排水、埋地給水、埋地排水、工業(yè)和農(nóng)業(yè)用管等各個領(lǐng)域。PVC-U排水管具有較佳的物理化學(xué)性能，它內(nèi)壁光滑，比常規(guī)排水材料的摩擦阻力小，因此橫管安裝坡度較小，能夠提高建筑的室內(nèi)凈高。同時，它質(zhì)量較輕，方便安裝及維修，有利于施工單位節(jié)省開支、降低成本，縮短工程周期，也提高了建筑物的經(jīng)濟性。而特有的機械物理性能使其能正常使用達50年之久。因此，PVC-U排水管材則是近年來在房地產(chǎn)室內(nèi)外排水工程上運用最多的管材。
[0003]傳統(tǒng)的PVC-U管材雖然具有高模量、高強度且價格較低等優(yōu)點，但由于材料本身的性能缺陷曾出現(xiàn)了一系列的工程事故。一方面，不規(guī)范的搬運與施工導(dǎo)致給水用PVC-U管材在工程試水、管網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)低應(yīng)力、短期開裂漏水現(xiàn)場；另一方面，由于PVC-U管材剛而不韌，抗沖擊和抗開裂性能差，在受到外界大力沖擊時容易發(fā)生脆裂破壞。特別是在高層建筑中，由于PVC-U管材易受到水壓重力流和壓力流兩種狀態(tài)及污垢或雜質(zhì)堵塞作用，極易導(dǎo)致PVC-U管材脆裂破壞。
[0004]普通的PVC-U管材并不具備良好的承壓功能，因此嚴重限制了 PVC-U管材在高層建筑及特殊用途管材上的應(yīng)用。因此，研制一種建筑排水用承壓PVC-U管材專用材料，從而制備具備優(yōu)異抗壓、抗沖擊和抗開裂性能的PVC-U管材，對于提升我國中高端PVC-U產(chǎn)業(yè)有著積極的現(xiàn)實意義。
[0005]因此，一種建筑排水用承壓PVC-U管材專用材料，對于提高PVC-U附加值，減少和解決普通PVC-U管道易損壞、破損有著重要的作用，有著顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。目前，國內(nèi)研宄PVC管材專用材料已有相關(guān)報道，主要通過增強、增韌來實現(xiàn)，例如中國發(fā)明專利 CN102504434A、CN102516688A、CN102276944A、CN102863712A、CN101781430A、CN102982354A、CN101353465A 等。
[0006]但目前所制備的PVC管道專用配方均采用單一的無機填料或有機改性劑進行改性，雖然在一定程度上可提高PVC的韌性和抗沖擊性能，但往往效果不理想。例如，加入單一的無機納米粒子納米碳酸鈣，可同時實現(xiàn)對塑料的增強和增韌，但由于納米碳酸鈣粒子尺寸較小，容易團聚，團聚的納米碳酸鈣將不能發(fā)揮對塑料良好的增強和增韌作用，還可能引起塑料性能的下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)的PVC-U管材抗壓、易脆裂、抗沖性能較差等問題，研制一種高抗沖、抗壓的建筑排水用承壓PVC-U管材專用材料及制備方法，解決傳統(tǒng)PVC-U脆性等問題，從而提升PVC-U產(chǎn)業(yè)的整體水平，提高PVC產(chǎn)品的附加值。
[0008]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的。這種建筑排水用承壓PVC-U管材專用材料，該材料由下述重量份的原料組成:SG-5型PVC樹脂100份，復(fù)配型PVC樹脂熱穩(wěn)定劑3-7.5份，復(fù)配型無機納米粒子增韌母粒5-25份，潤滑劑0.4-1.2份；著色劑0.1-0.9份。
[0009]更進一步，所述的復(fù)配型PVC樹脂熱穩(wěn)定劑由下述重量份的原料組成:鈣/鋅熱穩(wěn)定劑:硬脂酸稀土 = 1:0.08-0.15 ;其中鈣/鋅熱穩(wěn)定劑優(yōu)選國產(chǎn)的CZ-601型。
[0010]更進一步，所述的潤滑劑由下述重量份的原料組成:氯化石蠟:硬脂酸=1:0.3-10
[0011]更進一步，所述的著色劑采用金紅石型鈦白粉，粒徑為0.4-5 μπι，T12含量^ 92%，亮度多92%。
[0012]更進一步，所述的復(fù)配型無機納米粒子增韌母粒由下述重量份的原料組成:醋酸乙烯含量為10-20 %的EVA材料(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)3.5-10份，插層有機蒙脫土0.5-5份，粒徑為60-100nm的輕質(zhì)碳酸鈣0.5-5份，2_8um的玻化微珠0.5-5份；所述的插層有機蒙脫土由單-十八烷基鹵化物、雙-十八烷基鹵化物或三-十八烷基鹵化物經(jīng)溶液插層而成。
[0013]本發(fā)明所述的建筑排水用承壓PVC-U管材專用材料的制備方法，該方法的步驟如下:按所述配方原料進行備料，將備料放入高速混料機中共混至100°c出料，冷混至40°C以下，加入單螺桿擠出機進行造粒，制得建筑排水用承壓PVC-U管材專用材料；所述的單螺桿擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為SO1rAiinAfjzF 6段溫度從加料口到機頭分別為163、171、175、175、178、178°C。
[0014]更進一步，所述的配方原料中復(fù)配型無機納米粒子增韌母粒的制備步驟如下:按下述重量份的原料進行備料:醋酸乙烯含量為10-20%的EVA材料3.5-10份，插層有機蒙脫土 0.5-5份，粒徑為60-100nm的輕質(zhì)碳酸鈣0.5-5份，2_8um的?；⒅?.5-5份；將所述的備料放入高速混料機中共混至60°C出料，再將混合物置于密煉機中進行密煉，密煉溫度為100-110°C，時間為5-8分鐘，即可制得復(fù)配型無機納米粒子增韌母粒。
[0015]本發(fā)明機理:本發(fā)明通過采用復(fù)配型無機納米粒子增韌母粒增韌改性PVC樹脂，采用蒙脫土、輕質(zhì)碳酸鈣和?；⒅槿N納米無機粒子協(xié)同增韌改性PVC樹脂，可有效降低單一無機粒子的團聚現(xiàn)象，提高樹脂的力學(xué)性能，其中蒙脫土經(jīng)插層改性可提高與聚合物間的界面相容性，進一步提升改性效果；EVA樹脂作為有機增韌劑改性PVC樹脂可一定程度提高樹脂的韌性，采用EVA包覆?；⒅?、蒙脫土及輕質(zhì)碳酸鈣形成海島結(jié)構(gòu)，制備復(fù)配型無機納米粒子增韌母粒，可有效提高PVC樹脂的韌性和抗沖擊性能；同時，復(fù)配型無機納米粒子增韌母粒所形成的海島結(jié)構(gòu)，可以進一步解決解決無機納米粒子易團聚等問題，提高無機粒子協(xié)同增韌劑的增韌效果；充分利用有機增韌劑與PVC樹脂的相容性，提高樹脂的柔韌性、抗沖擊性、填料相溶性等，從而有效制備建筑排水用承壓PVC-U管材專用材料，所制備的PVC專用材料具有優(yōu)良的抗沖性能，能應(yīng)用于建筑排水用承壓PVC-U管材的應(yīng)用中。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明PVC管材專用材料具有良好的物理化學(xué)性能，可用于制備建筑排水用承壓PVC-U管材，有效解決現(xiàn)有承壓PVC管材剛而不韌、抗沖擊和抗開裂性能差等問題，有效防止PVC管材受到外界大力沖擊時易脆裂破壞現(xiàn)象，適于管道系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0017]下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步闡述，實施例將幫助更好地理解本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅僅局限于下述實施例。
[0018]實施例1:
[0019]一種建筑排水用承壓PVC-U管材專用材料及制備方法，其配方按以下重量份組成，SG-5型PVC樹脂100份、復(fù)配型PVC樹脂熱穩(wěn)定劑(CZ-601型鈣/鋅熱穩(wěn)定劑:硬脂酸稀土為1:0.08)3份、復(fù)配型無機納米粒子增韌母粒8份、潤滑劑(氯化石蠟:硬脂酸=1:0.3)0.5份、著色劑(金紅石型鈦白粉，粒徑為I μπι)0.3份。
[0020]所述的復(fù)配型無機納米粒子增韌母粒由下述重量份的原料組成:EVA材料(醋酸乙烯含量為10 % ) 5份，插層有機蒙脫土 I份，輕質(zhì)碳酸鈣(粒徑為60nm) I份，?；⒅?3um) I份；所述的插層有機蒙脫土由單-十八烷基鹵化物經(jīng)溶