高耐壓耐磨pvc軟管材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，按重量份計，包括如下組分：100份PVC、5?8份抗磨改性劑、3?5份熱穩(wěn)定劑、20?35份環(huán)保增塑劑、3?5潤滑劑、5?8增韌劑、5?8耐寒劑、1?3份顏料和1?2份抗氧劑。相應的，本發(fā)明還提供了該PVC軟管材料的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，所制得的高耐壓耐磨軟管材料在拉伸強度、沖擊強度、耐壓強度，同時熱老化穩(wěn)定性和耐磨性均有所提高和改善，適用于洗車高壓管或其它水管耐壓輸送領(lǐng)域。
【專利說明】
高耐壓耐磨PVC軟管材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及PVC材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高耐壓耐磨PVC軟管材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場上常用的洗車高壓管，都是以橡膠為基材，中間通過纏繞一層鋼絲網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)作為加強層。這種洗車管特點是：能耐6MPA以上高壓，抗拉強、耐油、耐腐蝕性好等優(yōu) 點，被廣泛應用于高壓洗車和耐高壓設備輸送流體介質(zhì)等領(lǐng)域。然而，一直以來，由于橡膠 材料本身的局限性，在使用過程中容易老化產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象、耐磨性能不夠理想等，降低了洗 車高壓管的使用壽命。而且采用了鋼絲作為加強層，加重管身重量，增加了管身硬度，在實 際使用過程中，增加了操作工人的勞動強度。同時采用了橡膠材料作為基材，與PVC材料相 比較，生產(chǎn)成本較高。
[0003] PVC管材因具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，卓越的電絕緣性和良好的柔軟性和著色性，可 以用來代替橡膠管、聚乙烯管材，用以輸送液體，也用作電纜套管及電線絕緣管等，應用十 分廣泛。然而隨著科技水平的快速發(fā)展，對PVC管材的性能要求愈來愈高。目前市場上的PVC 管材存在著耐磨性不好、抗拉強度低，韌性差的缺點，導致管材的耐壓性能差，大大限制了 其使用范圍。
[0004] 針對PVC管材的改進，中國專利CN201410447823.9中公開了一種高強高韌PVC管材 及其制備方法，由下列重量份的原料制成:SG-3型PVC 65-85、雙酚A型氰酸酯樹脂15-20、硫 化鉛2-4、環(huán)己烷-1，2-二梭酸二異壬酯10-15,硼酸鋁晶須14-18,聚醚酞亞胺16-22,氯丁 橡膠10-15,硅鎂土 15-20,鈦酸鋇12-16、浮石粉5-10、甘油三乙酸基蓖麻醇酸酯10-15、山崳 酸酰胺3-5、泥炭蠟4-6、二月桂酸二正辛基錫1.5-2.5、對甲苯亞磺酸鋅1-2、亞磷酸三壬基 苯酯2-3、4, 4，-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚）1-2、助劑4.5-6.5。并獲得了一種且具有良 好的耐老化性、耐磨性、耐腐蝕性等性能的高強高韌PVC管材。但是該發(fā)明中含有硫化鉛重 金屬有毒物質(zhì);此外還添加了氯丁橡膠，成本相對較高;并且助劑中含有銦、鉬等稀有金屬 元素，同時還包括有玫瑰精油，這都將進一步提高該軟管的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供了高耐壓耐磨PVC軟管材料，通過對現(xiàn)有PVC樹脂進行 復合改性，獲得了一種具有耐高壓、抗磨、重量輕、抗老化、管身柔軟的PVC軟管材料，不含橡 膠、玫瑰精油，具有較低的生產(chǎn)成本，特別適用于洗車高壓管或其它水管耐壓輸送領(lǐng)域。
[0006] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0007] 高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，按重量份計，包括如下組分：100份 PVC、5-8份抗磨改性劑、3-5份熱穩(wěn)定劑、20-35份環(huán)保增塑劑、3-5潤滑劑、5-8增韌劑、5-8耐 寒劑、1-3份顏料和1-2份抗氧劑。
[0008] 優(yōu)選的，高耐壓耐磨PVC軟管材料，按重量份計，包括如下組分：100份PVC、5-8份的 碳酸鈣晶須、3-5份復合鈣鋅熱穩(wěn)定劑、20-35份ACR增塑劑、3-5潤滑劑、5-8增韌劑、5-8耐寒 劑、1 -3份顏料和1 -2份抗氧劑。
[0009] PVC的聚合度對制品的力學性能有很大影響，提高PVC的聚合度可使拉伸強度、沖 擊強度、斷裂強度、斷裂伸長率等力學性能得到改善，但是PVC聚合度過高時，將會導致塑化 時間的延長，樹脂的可加工性能降低，因此本發(fā)明中PVC樹脂聚合度為1000~1300,優(yōu)選SG-3 型PVC樹脂。
[0010]優(yōu)選的，所述抗磨改性劑為ELVAL0Y741 (美國杜邦公司生產(chǎn)）、碳酸鈣晶須、硫酸鋇 晶須中的至少一種，均為市售產(chǎn)品。優(yōu)選的，所述碳酸鈣晶須或硫酸鋇晶須的長度為10~50μ m，直徑為0 · 05~Ιμπι。
[0011] 優(yōu)選的，所述熱穩(wěn)定劑是復合媽鋅熱穩(wěn)定劑、稀土熱穩(wěn)定劑、有機錫熱穩(wěn)定劑、環(huán) 氧大豆油中的至少一種，均為市售產(chǎn)品。復合鈣鋅穩(wěn)定劑具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐硫化污 染，減慢反應，保持化學平衡，降低表而張力，防止光、熱分解或氧化分解等作用，從而提高 PVC的穩(wěn)定性，防止PVC在溶解過程中發(fā)生分解。稀土熱穩(wěn)定劑在塑料中起到凈化雜質(zhì)作用， 可促使PVC聚合度增加，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)致密，強度和穩(wěn)定性得到改善。有機錫熱穩(wěn)定劑具有突 出的抑制PVC軟管制品加工時的前期著色性能，卓越的耐紫外線和長期穩(wěn)定性，具有良好的 流動性，加工時色澤保持性好，制品透明性佳，特別是其光熱穩(wěn)定性非常優(yōu)異，并能有效的 保持二次加工的再循環(huán)使用性。環(huán)氧大豆油與PVC樹脂相容性好，揮發(fā)性低、迀移性小，具有 優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。
[0012] 優(yōu)選的，所述環(huán)保增塑劑是DINCH(巴斯夫）、FL-30(巴斯夫）、乙酰檸檬酸三丁酯、 合成植物酯、聚酯增塑劑中至少一種，均可市售。聚酯增塑劑一方面可以提高PVC制品的耐 熱性和穩(wěn)定性，另一方面也可以改善PVC制品的脆性，提尚其初性。
[0013] 優(yōu)選的，所述潤滑劑是PA20(日本鐘淵化學生產(chǎn)）、P551A(日本鐘淵化學生產(chǎn)）、AC-316A(美國霍尼韋爾生產(chǎn)）、AC-629A(美國霍尼韋爾生產(chǎn)）中至少的一種。
[0014]優(yōu)選的，所述增韌劑為ACR(丙烯酸酯類共聚物）、MBS(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯 乙烯）、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）、CPE(氯化聚乙烯）、UM300(日本鐘淵化學生產(chǎn)）、M-HT (臺塑集團生產(chǎn)）中的至少一種。由于PVC樹脂屬脆性材料，其沖擊強度、低溫沖擊強度等沖 擊性能不好，通過在PVC生產(chǎn)過程中，添加增韌劑，可以增加 PVC制品的硬度，改善其抗沖擊 性，所述增韌劑均為市售產(chǎn)品。
[0015] 優(yōu)選的，所述耐寒劑是DBS(葵二酸二丁酯）、D0S(葵二酸二辛酯）、D0A(己二酸二辛 酯）中至少一種，均為市售產(chǎn)品。
[0016] 優(yōu)選的，所述顏料為群青、酞青藍、堅固紅3BL、二氧化鈦、焚光綠、增白劑、玫瑰紅、 金光紅、永固黃、永固紫、永固桃紅FBBA、環(huán)保檸檬黃、翠藍、耐曬紅中的一種。事實上，顏料 的選擇對本發(fā)明材料的性能并無太大影響，根據(jù)消費者的需求和喜好適量添加即可。
[0017] 優(yōu)選的，所述的抗氧劑為抗氧劑1076、1010、168、1098中的至少一種，均可市售。
[0018] 特別的，本發(fā)明中復合鈣鋅熱穩(wěn)定劑和增韌改性劑ACR的良好的相容性以及與 CaC03晶須的偶聯(lián)作用，使PVC樹脂在加工中塑化均勻，塑化溫度低，PVC軟管制品具備較好 的熱穩(wěn)定性、耐沖擊性能，提高了PVC軟管制品的耐熱老化和耐沖擊強度。
[0019] 相應的，本發(fā)明還提供了該高耐壓耐磨軟管材料的制備方法，包括如下步驟： 1)按配方將內(nèi)管和外管原料分別在熱混機中進行混合均勻； 2 )分別經(jīng)雙螺桿機造粒機擠出、造粒； 3) 第一擠出機擠出PVC內(nèi)管體，塑化，冷卻定型，牽引； 4) 內(nèi)管體表面纏繞聚酯纖維，加熱烘干； 5) 第二擠出機擠出外管體，抽真空成型機頭加強粘合，塑化，冷卻定型、牽引，表面涂覆 耐磨(聚氨酯)涂層，計量、卷曲、包裝。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種耐高溫PVC增強軟管，相應的還提供了該 PVC軟管的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點。
[0021] 1.通過采用環(huán)保增塑劑，改善了PVC制品的熱穩(wěn)定性，提高了其耐熱老化能力，同 時更加環(huán)保健康，所制得的PVC制品符合國家行業(yè)標準的要求。
[0022] 2.通過加入碳酸鈣晶須，降低了 PVC軟管制品的生產(chǎn)成本，同時還可以起到提高 PVC軟管制品的強度和韌性、提高其熱穩(wěn)定性的作用。
[0023] 3.通過加入熱穩(wěn)定劑，提高PVC軟管制品的熱穩(wěn)定性，并且利用復合鈣鋅熱穩(wěn)定劑 和增韌改性劑ACR的良好的相容性以及與CaC0 3的偶聯(lián)作用，使PVC樹脂在加工中塑化均勻， 塑化溫度低，PVC軟管制品具備較好的熱穩(wěn)定性能、耐沖擊性能。
[0024] 4.通過采用增韌改性劑對PVC軟管制品進行改性，提高了其抗沖擊強度、抗拉強度 和斷裂伸長率，獲得了一種拉伸強度、抗沖擊強度和斷裂伸長率良好的PVC軟管制品。
【具體實施方式】
[0025] 為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例對發(fā)明作詳細的說明。
[0026] 實施例1 高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，按重量份計，包括如下組分：100份SG-3型 PVC、5份長度為ΙΟμπι、直徑為Ο.?μπι的碳酸鈣晶須、3份復合鈣鋅熱穩(wěn)定劑、35份乙酰檸檬酸 三丁酯、3份ΡΑ20、5份ACR、5份DOS耐寒劑、1份二氧化鈦和1份抗氧劑1076。
[0027] 實施例2 高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，按重量份計，包括如下組分：100份SG-3型 PVC、8份長度為20μπι、直徑為0.5μπι的硫酸鋇晶須、8份復合鈣鋅熱穩(wěn)定劑、20份合成植物酯、 5份ΡΑ551A、8份CPE、8份DBS耐寒劑、3份顏料和2份抗氧劑1010。
[0028] 實施例3 高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，按重量份計，包括如下組分：100份SG-3型 PVC、6份長度為50μπι、直徑為Ιμπι的碳酸鈣晶須、4份有機錫熱穩(wěn)定劑、25份DINCH、4份AC-316Α、6份EVA、5份D0A耐寒劑、1份顏料和1份抗氧劑168。
[0029] 實施例4 高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，按重量份計，包括如下組分：100份SG-3型 PVC、5份長度為35μπι、直徑為0 · 05μπι的碳酸鈣晶須、3份稀土熱穩(wěn)定劑、32份聚酯增塑劑、5份 AC-629A、6份Μ-ΗΤ (臺塑集團生產(chǎn)）、6份D0A和DBS耐寒劑、1份顏料和1份抗氧劑1098。
[0030] 實施例5 高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，按重量份計，包括如下組分：100份SG-3型 PVC、6份ELVAL0Y741 (美國杜邦公司生產(chǎn)）、3份環(huán)氧大豆油、28份合成植物酯、3份AC-316A、5 份UM-300(日本鐘淵化學生產(chǎn)）、7份D0A耐寒劑、1份顏料和1份抗氧劑168。
[0031] 實施例6 高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，按重量份計，包括如下組分：100份SG-3型 PVC、5份長度為ΙΟμπι、直徑為Ο.?μπι的碳酸鈣晶須、3份復合鈣鋅熱穩(wěn)定劑、32份乙酰檸檬酸 三丁酯、3份ΡΑ20、5份ACR和MBS、5份DOS耐寒劑、1份二氧化鈦和1份抗氧劑1076。
[0032] 實施例7 高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，按重量份計，包括如下組分:100份PVC、5份 長度為30μπι、直徑為Ο.?μπι的碳酸鈣晶須、4份復合鈣鋅熱穩(wěn)定劑、35份乙酰檸檬酸三丁酯、3 份ΡΑ20、5份ACR、5份DOS耐寒劑、1份二氧化鈦和1份抗氧劑1010。
[0033] 對比例1(熱穩(wěn)定劑過量） 高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，按重量份計，包括如下組分:100份PVC、5份 長度為30μπι、直徑為Ο.?μπι的碳酸鈣晶須、30份復合鈣鋅熱穩(wěn)定劑、35份乙酰檸檬酸三丁酯、 3份ΡΑ20、5份ACR、5份DOS耐寒劑、1份二氧化鈦和1份抗氧劑1010。
[0034] 實施例1-7和對比例1中的高耐壓耐磨軟管材料的制備方法如下： 1)按配方將內(nèi)管和外管原料分別在熱混機中進行混合均勻； 2 )分別經(jīng)雙螺桿機造粒機擠出、造粒； 3) 第一擠出機擠出PVC內(nèi)管體，塑化，冷卻定型，牽引； 4) 內(nèi)管體表面纏繞聚酯纖維，加熱烘干； 5) 第二擠出機擠出外管體，抽真空成型機頭加強粘合，塑化，冷卻定型、牽引，表面涂覆 耐磨PU涂層，計量、卷曲、包裝。
[0035] 對實施例1-7以及對比例1中所得PVC制品進行性能檢測，結(jié)果如表1所示。
[0036] 表1實施例1-7和對比例1中軟管性能檢測結(jié)果
熱老化測試:將制得的PVC制品在熱老化箱內(nèi)進行老化，條件為80 °C下老化72小時，對 其老化后的拉伸強度和沖擊強度進行測試。
[0037] 耐磨測試:將制得的PVC制品分別壓成3mm薄片，于耐磨測試儀上，在相同條件下進 行刮磨(300次），刮磨前后的磨損量變化。
[0038] 耐壓測試:將制得的PVC制品取10m，在相同條件下進行耐壓測試。
[0039] 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以明顯看出，本發(fā)明提供的高耐壓耐磨軟管材料，具有較好的拉 伸強度、沖擊強度、耐壓強度，同時熱老化穩(wěn)定性和耐磨性較好。實施例1-7較對比例1而言， 雖然對比例1中摻入了較多的熱穩(wěn)定劑，具有較優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能，但是該軟管材料在拉伸 強度、耐壓強度以及耐磨性上的性能均出現(xiàn)劣化，表明本發(fā)明中各組分之間相互影響，單一 增加某一組分進行改善性能并不能實現(xiàn)。
[0040] 實施例1、實施例6、實施例7與實施例2-5相比，實施例1、實施例6、實施例7無論在 拉伸強度、沖擊強度、耐壓強度、熱穩(wěn)定性能和耐磨性能方面均優(yōu)于實施例2-5,尤其是熱穩(wěn) 定性能方面和沖擊強度方面。這也是這些技術(shù)方案中采用復合鈣鋅熱穩(wěn)定劑和增韌改性劑 ACR的良好的相容性以及與CaC03的偶聯(lián)作用，使PVC樹脂在加工中塑化均勻，塑化溫度低， PVC軟管制品具備較好的熱穩(wěn)定性能、耐沖擊性能。
[0041]實施例1-7與市售橡膠管材料進行比較，橡膠管在耐壓強度上要略優(yōu)于本發(fā)明，沖 擊強度二者基本相當，但是本發(fā)明所制備的PVC制品在拉伸強度、熱穩(wěn)定性能和耐磨性能上 具有明顯的提高。本發(fā)明提供的高耐壓耐磨軟管材料，具有較好的拉伸強度、沖擊強度、耐 壓強度，同時熱老化穩(wěn)定性和耐磨性較好的優(yōu)點，適用于洗車高壓管或其它水管耐壓輸送 領(lǐng)域。
[0042]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該 了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的 技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 高耐壓耐磨PVC軟管材料，包括內(nèi)管和外管，其特征在于，按重量份計，包括如下組 分：100份PVC、5-8份抗磨改性劑、3-5份熱穩(wěn)定劑、20-35份環(huán)保增塑劑、3-5潤滑劑、5-8增韌 劑、5-8耐寒劑、1-3份顏料和1-2份抗氧劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐壓耐磨PVC軟管材料，其特征在于：所述PVC的聚合度為 1000~1300〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐壓耐磨PVC軟管材料，其特征在于：所述抗磨改性劑為 ELVALOY741、碳酸鈣晶須、硫酸鋇晶須中的至少一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐壓耐磨PVC軟管材料，其特征在于：按重量份計，所述 內(nèi)管或外管包括如下組分:100份PVC、5-8份的碳酸鈣晶須、3-5份復合鈣鋅熱穩(wěn)定劑、20-35 份ACR增塑劑、3-5潤滑劑、5-8增韌劑、5-8耐寒劑、1-3份顏料和1-2份抗氧劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐壓耐磨PVC軟管材料，其特征在于:所述熱穩(wěn)定劑是復合 鈣鋅熱穩(wěn)定劑、有機錫熱穩(wěn)定劑、稀土熱穩(wěn)定劑、環(huán)氧大豆油中的至少一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐壓耐磨PVC軟管材料，其特征在于：所述環(huán)保增塑劑是 DINCH、FL-30、乙酰檸檬酸三丁酯、合成植物酯、聚酯增塑劑中至少一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐壓耐磨PVC軟管材料，其特征在于：所述潤滑劑是 卩八20、？551厶、厶(：-316厶、厶(：-629厶中至少的一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐壓耐磨PVC軟管材料，其特征在于:所述增韌劑是ACR、 MBS、CPE、EVA、UM300、M-HT 中至少一種。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐壓耐磨PVC軟管材料，其特征在于:所述耐寒劑是DBS、 DOS、DOA中至少一種。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一項所述的高耐壓耐磨PVC軟管材料的制備方法，其特征 在于，包括如下步驟： 1)按配方將內(nèi)管和外管原料分別在熱混機中進行混合均勻； 2 )分別經(jīng)雙螺桿機造粒機擠出、造粒； 3) 第一擠出機擠出PVC內(nèi)管體，塑化，冷卻定型，牽引； 4) 內(nèi)管體表面纏繞聚酯纖維，加熱烘干； 5) 第二擠出機擠出外管體，抽真空成型機頭加強粘合，塑化，冷卻定型、牽引，表面涂覆 耐磨PU涂層，包裝。
【文檔編號】C08L33/04GK105906980SQ201610410500
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】梁錦豪
【申請人】開平市寶來塑膠制品有限公司