一種pvc-m抗沖擊耐低溫管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種PVC管材，特別是一種PVC-M抗沖擊耐低溫管材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PVC-Μ即改性聚氯乙烯管是PVC類管材產(chǎn)品的改性產(chǎn)品，PVC-Μ管是目前常用的塑 料給水管材，其具有重量輕、耐腐蝕、水流阻力小、施工安裝方便、維護(hù)能耗低的優(yōu)點(diǎn)，并且 價(jià)格較低。但是PVC-Μ管件的脆性較大、抗破裂沖擊性能差，在埋地安裝施工后受沖擊時(shí)易 受傷，沖擊強(qiáng)度較低，致使其長(zhǎng)期使用中易出現(xiàn)管道漏水，滲水，破裂，同時(shí)普通聚氯乙烯管 也不具備低溫使用性。所以，如何提高抗沖擊性、克服脆性、具備低溫使用性，對(duì)于PVC-Μ管 材來(lái)講是必須解決的技術(shù)問(wèn)題。
[0003] 目前主要通過(guò)加入CPE(氯化聚乙烯)、MBS(丁二烯和苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯共 聚物）來(lái)改善制品沖擊強(qiáng)度，但是CPE產(chǎn)品的抗沖擊性能提高有限，單純的添加CPE或MBS 仍無(wú)法滿足PVC-M管材及管件高強(qiáng)度、高抗沖的要求。
[0004] 本公司以前用的傳統(tǒng)碳酸鈣配方是由PVC樹(shù)脂，氯化聚乙烯，硬脂酸，800目碳酸 鈣，聚乙烯蠟，復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑組成。由于碳酸鈣及氯化聚乙烯本身的物理性能，制備得 管材只具備常溫下普通抗沖擊性能，并不能滿足高抗沖擊耐低溫管的使用需要。在專利 CN103834123A中，一種PVC-Μ管材料配方是使用PVC樹(shù)脂、鈣鋅穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、填充劑、偶 聯(lián)劑，只是在一定程度上提高了PVC管的韌性和伸張率，并沒(méi)有解決PVC-Μ管的高抗沖擊耐 低溫管的使用需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有高抗沖擊性、耐低溫的 PVC-Μ管及其制備方法。本發(fā)明在原有配方基礎(chǔ)上，加入粉煤灰與乙烯-醋酸乙烯共聚物， 通過(guò)粉煤灰替代碳酸鈣、乙烯-醋酸乙烯共聚物替代部分的CPE(氯化聚乙烯)，在一定的配 方配比和工藝條件下，制得PVC-Μ高抗沖耐低溫管。
[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是： 一種PVC-Μ抗沖擊耐低溫管，由以下質(zhì)量份的原料制成： PVC樹(shù)脂100份，氯化聚乙烯2-6份，乙烯-醋酸乙烯共聚物2-8份，硬脂酸1-3份，粉 煤灰1-10份，聚乙稀錯(cuò)1-8份，復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑1-8份。
[0007] 所述的粉煤灰中Si02占粉煤灰總質(zhì)量的55%~60%，A1 203占粉煤灰總質(zhì)量的 25%-30%，其中SiO#A1 203的質(zhì)量配比為1. 8~2.4。
[0008] 作為優(yōu)選：所述的粉煤灰中Si02占粉煤灰總質(zhì)量的58%，A1 203占粉煤灰總質(zhì)量的 27%，3丨02與A1 203的質(zhì)量配比為2. 0。
[0009] 所述的粉煤灰選自800~1000目的粉體， 作為優(yōu)選：所述的粉煤灰選自800目的粉體。
[0010] -種制備PVC-Μ抗沖擊耐低溫管的方法，包括以下步驟：稱取PVC樹(shù)脂100份，氯 化聚乙烯2-6份，乙烯-醋酸乙烯共聚物2-8份，硬脂酸1-3份，800~1000目粉煤灰1-10 份，聚乙烯蠟1-8份，復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑1-8份，使用高速捏合機(jī)將上述原料進(jìn)行攪拌混合，得 混合物，再將混合物加熱至115-125Γ，保持120~180秒，再冷卻至40~60°C，冷卻的混合物 在常溫18-25°C下放置8~12h，再用擠出機(jī)在160~210°C的擠出溫度下，轉(zhuǎn)速28-40r/min，擠 出成型，擠出成型后在10~22°C下冷卻，制得該管。
[0011] 所述的擠出溫度為：螺桿1段溫度160-180攝氏度，螺桿2段溫度160-190攝氏 度，螺桿3段溫度160-190攝氏度，螺桿4段溫度170-190攝氏度，合流芯溫度180-200攝 氏度，口模溫度180-210攝氏度。所述的螺桿是使用長(zhǎng)徑比為33~36:1的錐形雙螺桿。
[0012] 本文中所述的耐低溫是指該P(yáng)VC-M管可以在-10°C_0°C的低溫環(huán)境下使用。
[0013] 所述的粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來(lái)的細(xì)灰。粉煤灰是燃煤電廠排出 的主要固體廢物，我國(guó)火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為：Si02、A1203、FeO、Fe203、CaO、Ti02 等。粉煤灰是我國(guó)當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰 排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣；若排入水系會(huì)造成河 流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會(huì)對(duì)人體和生物造成危害。 PVC樹(shù)脂是一種極性非結(jié)晶性高聚物，分子之間有較強(qiáng)的作用力，是一個(gè)堅(jiān)硬而脆的材 料，抗沖擊強(qiáng)度較低。由于粉煤灰中主要成分為Si02、Al203，其中Si02占總質(zhì)量的55%~60%， A1203占總質(zhì)量的25%-30%，A1 203的硬度為8. 8,SiO2的硬度7,而碳酸鈣硬度一般小于7,粉 煤灰在塑料制品中能起到一種骨架作用，對(duì)塑料制品尺寸的穩(wěn)定性有很大的作用，還能提 高制品的硬度、表面光澤和表面平整性。一般來(lái)說(shuō)，填料顆粒的粒徑越小，分散均勻，則填充 材料的力學(xué)性能越好，但由于顆粒的粒徑越小，使其均勻分散就越困難，本發(fā)明通過(guò)分級(jí)選 取其中目數(shù)為800至1000目的粉體，在此顆粒條件下，通過(guò)高速捏合混料工藝能夠保證混 配均勻，達(dá)到最優(yōu)效果，起到高抗沖的效果。
[0014] 本配方同時(shí)加入了乙烯-醋酸乙烯共聚物，由于其具有良好的耐低溫性能，抗沖 擊韌性和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性，從而提高了整個(gè)體系的柔韌性、抗沖擊性、填料相溶性和熱密 封性能，由于該組分的加入，使本發(fā)明的生產(chǎn)的PVC-Μ管具有能在-10°C_0°C的低溫環(huán)境下 使用性，具有普通PVC管所不具備的低溫性能。
[0015] 有益效果 本發(fā)明通過(guò)對(duì)配方和工藝的改進(jìn)，在原有配方基礎(chǔ)上加入一定配比的粉煤灰和乙 烯-醋酸乙烯共聚物，由于粉煤灰中Si02、Al203的硬度和乙烯-醋酸乙烯共聚物本身的物理 性能，從而提高了管材的抗沖擊性能、拉伸強(qiáng)度、韌性和低溫使用性，有效的解決了PVC管 材沖擊強(qiáng)度低、易出現(xiàn)滲水、漏水、破裂，耐低溫的問(wèn)題。由于材料力學(xué)強(qiáng)度是由剛性和柔性 的結(jié)合而成的，聚氯乙烯材料本身有著較強(qiáng)的剛性，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物可以起到 增加柔性的作用，但是過(guò)度的柔性會(huì)造成管道變形，而過(guò)度的剛性則會(huì)造成管材易脆。本發(fā) 明通過(guò)加入合適配比的粉煤灰和乙烯-醋酸乙烯共聚物，優(yōu)化配方體系和工藝參數(shù)，從而 使PVC-Μ管達(dá)到最優(yōu)性能。本發(fā)明方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，