[发明专利]PVC-M供水管件专用料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子复合材料及其制备方法，具体涉及一种PVC-M供水管件专用料及其制备方法。

背景技术

UPVC(或称PVC-U)管是目前最常用的塑料供水管材，其具有重量轻、耐腐蚀、水流阻力小、施工安装方便、维护能耗低的优点，并且价格较低。但是UPVC管件的脆性较大、抗开裂冲击性能差。

塑料管道的破坏通常有两种形式，一是韧性破坏，一是脆性破坏。韧性破坏是指试样破裂时伴随发生塑性变形或局部出现球形膨胀现象，脆性破坏指试样在破裂区域没有明显材料变形，如：延伸、颈缩等。

目前提高UPVC管的抗冲性能的主要方法是采用高分子增韧剂或者无机纳米材料改性。常用的增韧剂有氯化聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。但是这些单独改性的方法对抗冲性能提高不明显，抗冲击强度(缺口)一般也只能达到4～8KJ/m²。如中国专利文献CN1624040A公开了一种给水用UPVC管件粒料及其制备方法，包括PVC树脂、热稳定剂、加工助剂、抗冲改性剂、润滑剂以及着色剂。还有中国专利文献CN15559781A公开了一种建筑给水用硬质聚氯乙烯管件及其制造方法，其包括聚氯乙烯树脂、稳定剂、润滑剂、丙烯酸酯树脂以及纳米材料。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题，提供一种抗冲击性能较高的PVC-M供水管件专用料及其制备方法。

实现本发明一种目的中的提供一种抗冲击性能较高的PVC-M供水管件专用料的技术方案是：该供水管件专用料包括下述重量份的组分：PVC树脂75份、增韧剂2.7～8.5份、热稳定剂1.6～2.8份、润滑剂1.2～2.8份、填充剂3～10份、加工助剂1.2～4.3份；填充剂为经硅胶偶联剂处理的碳酸钙。

所述填充剂中碳酸钙与硅胶偶联剂的重量比为100∶7～100∶15。

所述增韧剂为MBS或者CPE。

所述热稳定剂为有机锡稳定剂。

所述润滑剂为硬脂酸和/或聚乙烯蜡。

所述加工助剂为丙烯酸酯化合物。

所述PVC树脂选用S700～S800型树脂，因为S700～S800型PVC树脂分子量适中，粘度适用于PVC-M供水管件专用料的生产与成型加工。

填充剂选用表面经过硅胶偶联剂处理过的轻质碳酸钙，这样可以改善制品的尺寸稳定性和抗冲击性能，并且适当降低生产成本。硅胶偶联剂的分子量在5000左右，其熔点大约105℃。硅胶偶联剂分子一端含有极性基团，与碳酸钙表面形成一定化学键，而非极性的一端与大分子链发生缠绕作用，因而使碳酸钙颗粒与PVC大分子之间产生良好的结合力。另外硅胶大分子链具有良好的柔韧性，对共混体系也有一定的增韧作用。而如果直接将未处理的碳酸钙添加到PVC共混体系中，反而会降低冲击强度。

实现本发明目的中的提供一种抗冲击性能较高的PVC-M供水管件专用料的制备方法的技术方案是：具有以下步骤：

①按照配方称取PVC树脂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂以及加工助剂，待用。

②将碳酸钙与硅胶偶联剂按照100∶7～100∶15的重量比倒入到高速混合机中混合，混合温度为125℃～135℃度，时间为6min～8min，然后出料冷却，作为填充剂待用。

③先将PVC树脂倒入高速捏合机中混合至90℃，再将热稳定剂倒入高速混合机中继续混合，接着将增韧剂、润滑剂、加工助剂以及经硅胶偶联剂处理的碳酸钙倒入高速混合机中继续混合直至物料温度达到115℃～120℃后出料，并将物料送入到冷却搅拌器中冷却至40℃～50℃。这种先加PVC树脂，再加入作为热稳定剂的有机锡稳定剂，最后加其它物质的方法是因为PVC树脂受热达到90℃时会开始膨胀，变得疏松，此时容易吸收有机锡稳定剂，使有机锡稳定剂能最大程度被树脂吸收而达到最大的热稳定效果，维卡热变形温度可以达到72℃以上。

④将物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，采用热切方式造粒即可，双螺杆挤出机各区的温度为：T₁＝120℃～130℃，T₂＝140℃～145℃，T₃＝150℃～160℃，T₄＝160℃～175℃，T_模＝165℃。