一種聚氯乙烯管材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及塑料管材領(lǐng)域，特別涉及一種聚氯乙烯管材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氯乙烯管材，也稱PVC管，是由氯乙烯單體聚合而成的熱塑性高聚物制成的管 材，現(xiàn)有技術(shù)中聚氯乙烯管材的制備通常以聚氯乙烯樹脂為主要原料，加入適量的抗老化 劑、改性劑等，經(jīng)混煉、壓延、真空吸塑等工藝而成的材料。PVC管抗腐蝕能力強(qiáng)、易于粘接、 PVC對(duì)氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力，因此，廣泛應(yīng)用與許多特殊領(lǐng)域中。
[0003] 電線電纜保護(hù)管安裝在電力線或通訊電纜表面，防止電力線發(fā)生斷線造成短路事 故，以保護(hù)電纜、以至整機(jī)不被燒壞，對(duì)電力線磁場(chǎng)干擾也起到一定的隔離作用。我國(guó)的埋 地式電線電纜保護(hù)管大都為聚氯乙烯管，但因其耐沖擊性和拉伸性能差等缺陷，限制了 PVC 作為耐熱電纜外皮或金屬管材的包覆材料等在許多特殊領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)以上問(wèn)題也做了許多改進(jìn)，如中國(guó)公開(kāi)號(hào)為CN104231484A提供 一種電線電纜保護(hù)管材料及其電線電纜保護(hù)管，電線電纜保護(hù)管材料按重量份計(jì)包括如下 組分，聚合度為2500 ± 200的高聚合度聚氯乙烯50-60份，氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65-68 %、聚合度為 650-750的氯化聚氯乙烯樹脂40-50份，橡膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80-90%的聚丙烯酸橡膠4-9份， 丙烯酸酯類共聚物ACR4011-2份、甲基硫醇錫0. 3-0. 5份，氧化聚乙烯0. 5-0. 7份，硬脂酸 0. 4-0. 6份，低分子量聚乙烯0. 3-0. 5份，氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的氯化石蠟2. 5-3. 5份和微米 級(jí)活性碳酸鈣10-20份，此發(fā)明雖然制得的電線電纜保護(hù)管不含鉛、鎘等重金屬，滿足電線 電纜保護(hù)管的性能要求，但是其所采用的原料成本相對(duì)較高，且生產(chǎn)率較低。
[0005] 又如中國(guó)公開(kāi)號(hào)為CN102115565A提供一種聚氯乙烯管材，由以下組分構(gòu)成：PVC 樹脂，35-45 %、復(fù)合穩(wěn)定劑，1-5 %、硬脂酸，0. 1-0. 5 %、丙烯酸酯橡膠-7, 2-5 %、鈦白粉， 0. 5-1 %、石蠟，0. 1-1 %、增白劑，10-20%和輕質(zhì)碳酸鈣35-45%。此發(fā)明雖然可以使聚氯乙 烯管材的產(chǎn)量提高10%，可以節(jié)省工藝時(shí)間，但是聚氯乙烯管材的性能并沒(méi)有得到改善，仍 然存在耐沖擊性和拉伸性能差等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種聚氯乙烯管材及其制備方法，以解決現(xiàn)有 技術(shù)中導(dǎo)致的聚氯乙烯管材的拉伸性能差和耐沖擊性能差，易發(fā)生脆性破壞等上述多項(xiàng)缺 陷。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種聚氯乙烯管材，由以下重量份 的成分組分：PVC :75份，輕質(zhì)碳酸鈣：25份，熱穩(wěn)定劑：3-5份，潤(rùn)滑劑：1-3份，CPE :5-8份， ACR :2-5 份，鉬鉻紅：0· 8-L 5 份。
[0008] 優(yōu)選的，由以下重量份的成分組分：PVC :75份，輕質(zhì)碳酸鈣：25份，熱穩(wěn)定劑：4 份，潤(rùn)滑劑：2份，CPE :6. 5份，ACR :3. 5份，鉬鉻紅：1. 15份。
[0009] 優(yōu)選的，所述PVC中氯的含量為60-75%。
[0010] 優(yōu)選的，所述熱穩(wěn)定劑為鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑或有機(jī)錫類穩(wěn)定劑。
[0011] 優(yōu)選的，所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣或硬脂酸鋇。
[0012] -種聚氯乙烯管材的制備方法，包括以下步驟：
[0013] (1)稱取原料：按比例精確稱取各組分原料；
[0014] (2)熱混：將步驟（1)中的原料采用高速混合機(jī)進(jìn)行混合，高速混合機(jī)的排料溫度 控制在105-115°C，高速混合機(jī)混料時(shí)間在6-12min，得到混合料；
[0015] (3)冷混：將步驟⑵中的混合料采用低速混合機(jī)再進(jìn)行混合，低速混合機(jī)的排料 溫度控制在45°C以下；
[0016] (4)擠出：將步驟（3)中的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出管材，擠出機(jī)筒溫度 一區(qū)為：185-190°C ;二區(qū)為：175-190°C ;三區(qū)為：170-180°C ;四區(qū)為：165-175°C ;五區(qū)為： 160-170°C ;過(guò)渡段溫度為：155-165°C ;模體溫度一區(qū)為：165-170°C ;二區(qū)為：170-180°C ; 三區(qū)為：175-185°C ; 口模溫度為：165-200°C ;擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為：15-25r/min ;喂料器轉(zhuǎn)速為： l〇-15r/min ；
[0017] (5)真空冷卻：將步驟⑷中的管材進(jìn)行真空冷卻，真空冷卻的真空度控制在 0· 02-0. 05MPa,水溫控制在 20-30 °C ;
[0018] (6)切割、擴(kuò)口成型：將步驟（5)中的管材定長(zhǎng)切割，采用擴(kuò)口機(jī)進(jìn)行擴(kuò)口，擴(kuò)口機(jī) 的溫度控制在280-340 °C ;
[0019] (7)包裝。
[0020] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中高速混合機(jī)的加料量制在高混室空容積的50-70%。
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟（3)與步驟（4)之間增加振篩工序，所述振動(dòng)篩網(wǎng)選用40-60 目。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟（4)中雙螺桿擠出機(jī)中的真空度控制在0. 05MPa以上。
[0023] 采用以上技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明的聚氯乙烯管材，在傳統(tǒng)的管材配方中， 使用了 ACR作為加工助劑，可明顯縮短塑化時(shí)間，對(duì)擠出制品可使其平衡扭矩提高，使其塑 化均勻；提高其拉伸性能，同時(shí)，加入ACR能克服表面皺紋，減少氣泡；加入ACR可提高熔 體延伸性，克服熔體破裂現(xiàn)象，使用鉬鉻紅作為著色劑，易于上色，且耐水性、耐石蠟性以及 耐溶劑性都較好，添加熱穩(wěn)定劑是為了抑制PVC在加工過(guò)程中制品變色、分解、性能變壞， 潤(rùn)滑劑可以在生產(chǎn)過(guò)程中，使材料更加均勻、提高了擠出的潤(rùn)滑平整性，也起到了增強(qiáng)內(nèi)部 結(jié)構(gòu)的作用，除此，原料搭配合理，在制備過(guò)程，步步要求精確嚴(yán)謹(jǐn)，混合均勻，在擠出工序 中，溫度控制適宜，真空冷卻工序中，真空冷卻的真空度控制在〇. 02-0. 05MPa，水溫控制在 20-30°C ;避免水溫過(guò)低，容易造成急冷，使得管材偏脆，雙螺桿擠出機(jī)中的真空度控制在 0. 05MPa以上，才能將夾在在物料中的有害氣體、揮發(fā)物、未塑化的粉末充分除去，才能增加 物料的密實(shí)度，保證產(chǎn)品的內(nèi)在和外觀質(zhì)量，此發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，制備效率高，制 得的聚氯乙烯管材具有拉伸性能好，耐沖擊性好，不易發(fā)生脆性破壞。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 實(shí)施例1 :
[0025] -種聚氯乙烯管材，由以下重量份的成分組分：PVC :75份，輕質(zhì)碳酸鈣：25份，熱 穩(wěn)定劑：3份，潤(rùn)滑劑：1份，CPE :5份，ACR :2份，鉬鉻紅：0. 8份。
[0026] 本實(shí)施例中，所述PVC中氯的含量為60%。
[0027] 本實(shí)施例中，所述熱穩(wěn)定劑為鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑。
[0028] 本實(shí)施例中，所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣。
[0029] -種聚氯乙烯管材的制備方法，包括以下步驟：
[0030] (1)稱取原料：按比例精確稱取各組分原料；
[0031] (2)熱混：將步驟（1)中的原料采用高速混合機(jī)進(jìn)行混合，高速混合機(jī)的排料溫度 控制在105°C，高速混合機(jī)混料時(shí)間在6min，得到混合料；
[0032] (3)冷混：將步驟⑵中的混合料采用低速混合機(jī)再進(jìn)行混合，低速混合機(jī)的排料 溫度控制在39°C ;
[0033] (4)擠出：將步驟（3)中的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出管材，擠出機(jī)筒溫度 一區(qū)為：185°C ;二區(qū)為：175°C ;三區(qū)為：170°C ;四區(qū)為：165°C ;五區(qū)為：160°C ;過(guò)渡段溫度 為：155°C ;模體溫度一區(qū)為：165°C ;二區(qū)為：170°C ;三區(qū)為：175°C ; 口模溫度為：165°C ;擠 出機(jī)轉(zhuǎn)速為：15r/min ;喂料器轉(zhuǎn)速為：10r/min ;
[0034] (5)真空冷卻：將步驟（4)中的管材進(jìn)行真空冷卻，真空冷卻的真空度控制在 0· 02MPa，水溫控制在20°C ;
[0035] (6)切割、擴(kuò)口成型：將步驟（5)中的管材定長(zhǎng)切割，采用擴(kuò)口機(jī)進(jìn)行擴(kuò)口，擴(kuò)口機(jī) 的溫度控制在280 °C ;
[0036] (7)包裝。
[0037] 本實(shí)施例中，所述步驟（2)中高速混合機(jī)的加料量制在高混室空容積的50%。
[0038] 本實(shí)施例中，所述步驟（3)與步驟（4)之間增加振篩工序，所述振動(dòng)篩網(wǎng)選用40 目。
[0039] 本實(shí)施例中，所述步驟（4)中雙螺桿擠出機(jī)中的真空度控制在0. 08MPa。
[0040] 實(shí)施例2 :
[0041] -種聚氯乙烯管材，由以下重量份的成分組分：PVC :75份，輕質(zhì)碳酸鈣：25份，熱 穩(wěn)定劑：4份，潤(rùn)滑劑：2份，CPE :6. 5份，ACR :3. 5份，鉬鉻紅：1. 15份。
[0042] 本實(shí)施例中，所述PVC中氯的含量為67. 5%。
[0043] 本實(shí)施例中，所述熱穩(wěn)定劑為有機(jī)錫類穩(wěn)定劑。
[0044] 本實(shí)施例中，所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋇。
[0045] -種聚氯乙烯管材的制備方法，包括以下步驟：
[0046] (1)稱取原料：按比例精確稱取各組分原料；
[0047] (2)熱混：將步驟（1)中的原料采用高速混合機(jī)進(jìn)行混合，高速混合機(jī)的排料溫度 控制在IKTC，高速混合機(jī)混料時(shí)間在9min，得到混合料；
[0048] ⑶冷混：將步驟⑵中的混合料采用低速混合機(jī)再進(jìn)行混合，低速混合機(jī)的排料 溫度控制在38°C ;
[0049] (4)擠出：將步驟（3)中的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出管材，擠出機(jī)筒溫度 一區(qū)為：187. 5°C ;二區(qū)為：182. 5°C ;三區(qū)為：175°C ;四區(qū)為：170°C ;五區(qū)為：165°C ;過(guò)渡 段溫度為：160°C ;模體溫度一區(qū)為：167. 5°C ;二區(qū)為：175°C ;三區(qū)為：180°C ; 口模溫度為： 182. 5°C ;擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為：20r/min ;喂料器轉(zhuǎn)速為：12. 5r/min ;
[0050] (5)真空冷卻：將步驟⑷中的管材進(jìn)行真空冷卻，真空冷卻的真空度控制在 0. 035MPa，水溫控制在25°C ;
[0051] (6)切割、擴(kuò)口成型：將步驟（5)中的管材定長(zhǎng)切割，采用擴(kuò)口機(jī)進(jìn)行擴(kuò)口，擴(kuò)口機(jī) 的溫度控制在310°C ;
[0052] (7)包裝。
[0053] 本實(shí)施例中，所述步驟（2)中高速混合機(jī)的加料量制在高混室空容積的60%。
[0054] 本實(shí)施例中，所述步驟（3)與步驟（4)之間增加振篩工序，所述振動(dòng)篩網(wǎng)選用50 目。
[0055] 本實(shí)施例中，所述步驟（4)中雙螺桿擠出機(jī)中的真空度控制