[发明专利]聚氯乙烯丁腈橡胶复合管材及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种聚氯乙烯丁腈橡胶复合管材及其制备方法。

技术背景：

多年来，煤矿、油田、天然气及矿山井下用的排水、通风、压风、抽放瓦斯用软硬管材均使用橡胶或钢管。在硬管领域，由于上述环境恶劣，有的湿度达到90％以上，钢管材由于潮湿，存在着不耐腐蚀易生锈、使用寿命短、需经常维护、维修费用高等缺点，因此迫切需要新的材料来替代。自国家提倡“以塑代钢”以来，PVC管材已经得到了逐步推广。PVC管材作为一种新兴的塑料管材，具有许多金属管材无法比拟的优点：质轻价廉，安装操作简单，耐腐蚀，阻燃性好，在许多领域已经逐步替代金属管材。但是，PVC是良好的绝缘体，表面电阻大，导电性能差，特别是在煤矿、天然气等易产生静电的场合，会因静电积聚而引起火灾或瓦斯爆炸，同时管道经常受到冲击和碰撞，这就要求管材必须达到一定的机械强度，因此，阻燃、抗静电PVC管材应运而生，如ZL96102654.5公开的煤矿井下抗静电抗燃烧塑料管用组合物。阻燃、抗静电PVC管材与传统PVC管材相比具有明显的阻燃性和抗静电性，从80年代初开始在西方发达国家的矿山中已广泛采用，目前我国也已开始推广该管材。然而，实践使用证明，阻燃、抗静电PVC管材在其物理性能如拉伸强度、耐压性、压扁平性、耐磨性和不破坏纵向尺寸变化率上还没有达到高性能的要求。在软管领域，由于橡胶管材存在易燃、生产成本高和单位重量大的缺点。

发明内容：

为了进一步提高阻燃、抗静电PVC管材的拉伸强度、耐压性、压扁平性、耐磨性、不破坏纵向尺寸变化率和取代易燃、生产成本高的橡胶软管，本发明提供了一种聚氯乙烯丁腈橡胶复合管材及其制备方法，其中的管材包括硬管和软管。

这种复合管材主要以聚氯乙烯树脂为基材，通过加入聚氯乙烯树脂、轻质碳酸钙、氯化聚乙烯树脂、抗冲改性剂MBS、导电炭黑或抗静电剂、丁腈橡胶粉、润滑剂、增塑剂、加热复合稳定剂提高复合材料的物理性能，最终使使用此复合材料制成的管材的拉伸强度、耐压性、压扁平性、耐磨性和不破坏纵向尺寸变化率得到了成倍的提高，具体原料重量份组成为：

聚氯乙烯树脂            100份

轻质碳酸钙              1-10份

氯化聚乙烯树脂          1-16份

抗冲改性剂MBS           1-20份

导电炭黑或抗静电剂      1-30份

丁腈橡胶粉              1-50份

润滑剂                  1-20份

增塑剂                  1-80份

加热复合稳定剂          1.5-10份

以聚氯乙烯树脂为基础材料，通过加入轻质碳酸钙提高基材的硬度；通过加入抗冲改性剂MBS提高基材的抗冲击性，加入氯化聚乙烯也用作聚氯乙烯的抗冲改性剂；通过加入导电炭黑或抗静电剂可提高基材的抗静电性；而由于丁腈橡胶粉具有优异的抗拉、抗压、抗冲性能，通过加入它可显著提高复合材料的拉伸强度、纵向尺寸变化率性能；通过加入润滑剂提高挤出性能；通过加入增塑剂提高塑性；通过加入加热复合稳定剂提高加热和挤出过程中稳定性。

上述材料中，抗冲改性剂MBS也可用同等的抗冲改性剂ACR来替代。

上述材料中，在生产软管或抗静电要求不严格的情况下适合使用抗静电剂。

上述材料聚氯乙烯树脂为齐鲁石化公司生产，为白色粉状物；轻质碳酸钙为南京欧米亚公司生产，为白色800目以上的粉状物；氯化聚乙烯树脂为潍坊亚星化学股份有限公司生产，为白色粉状状物质；抗冲改性剂ACR为上海珊瑚化工厂公司生产，为白色粉状物；抗冲改性剂MBS为日本中渊公司生产，为白色粉状物；导电炭黑为临淄华光化工厂生产，为黑色粉状物；抗静电剂为杭州化工研究院有限公司生产，为液态或粒状物；丁腈橡胶粉为南京盛东化工有限公司生产，为白色粉状物质；润滑剂为青岛红星化工厂生产，其中包括全为白色颗粒状的硬脂酸、硬脂酸钡和硬脂酸钙；增塑剂为山东齐鲁增塑剂股份有限公司生产，为棕色液体；加热复合稳定剂为日本中渊公司生产，为白色粉状物。

上述原材料除丁腈橡胶粉外称量混合，混合后经高速捏合机捏合，捏合温度为60℃～150℃，然后将捏合后的材料放入冷混机冷混，并在冷混时加入称量的丁腈橡胶粉，冷混至低于40℃后放料，再用挤出机挤塑或多层共挤成型，最终制成管材，这种管材包括软管和硬管。

本发明所述聚氯乙烯丁腈橡胶复合管材具有如下效果和优点：