[发明专利]钛酸酯偶联剂改性的聚氯乙烯管材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性聚氯乙烯新型高分子复合材料及制造方法，具体是一种钛酸酯偶联剂改性的聚氯乙烯管材及制造方法。 

背景技术

众所周知，聚氯乙烯管材的应用起始于上个世纪30年代，至今已有70余年的历史，是生产技术、实验测试、标准化、设计与施工规范都相对成熟的产品。由于其具有良好的性价比和优良的物理机械性能，它在工程上得到了广泛的应用，至今仍然是使用量最大的塑料管道，约占整个塑料管道市场60％的份额。 

中国聚氯乙烯管道的生产起步于20世纪50年代，但是80年代以前与国际上先进水平相比，无论是标准体系，还是加工技术都有不小的差距。80年代以后开始引进国外先进技术，逐步建立起聚氯乙烯管道系统的完整体系。在我国的各个塑料管道系统中，聚氯乙烯管道系统是最早形成规模生产和大量应用的。目前聚氯乙烯管道系统已经普及到建筑给水、建筑排水、埋地给水、埋地排水、护套管、工业和农业用管等各个领域。 

过去50年中，中国硬聚氯乙烯管道在城镇农村供水、农业灌溉、化工等领域得到了广泛应用，受到了用户的普遍认可。但由于材料本身的性能缺陷也出现了一系列的工程事故。 

一方面，不规范的搬运与施工导致聚氯乙烯压力管道在工程试水、管网运行过程中出现低应力、短期开裂漏水现象。在不少用户的印象中聚氯乙烯管材就是容易碎的脆性管道。 

另一方面，因为聚氯乙烯管道具有高模量、高强度且价格较低，一直是全世界应用量最大的塑料管道系统，掩盖了聚氯乙烯低韧性的缺点。韧性不足即脆性大，抗冲击和抗开裂性能就差，在受到外界大力冲击时就容易发生脆性破坏。在实际应用过程中，特别是在地质条件复杂的地区，坠落的石块、沟底的乱石部可能造成聚氯乙烯管道的破损。 

因此保持聚氯乙烯管道原有的高强度、高模量的优良性能，改善其韧性不足的缺点，提高其抗冲击性和抗开裂性，是突破聚氯乙烯管道局限性的关键。 

聚氯乙烯管材性能改进方式，目前，国际上聚氯乙烯管道技术创新的主要方向是：通过材料和加工工艺的技术创新，制造出比传统聚氯乙烯管道性能更好，兼有高强度和高韧性的管道系统。主要方式有以下三种：物理共混改性、化学共聚改性和双轴取向改姓。 

由于聚氯乙烯分子结构中含有高达56％的氯，分子间作用力大，分子链刚硬，抗开裂性、抗冲击性差，特别是低温下抗冲击性差；因此，国内外无论是树脂生产商还是管道制造商、专业研究部门都做过大量的研究工作。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，结合钛酸酯偶联剂的优点，提供了一种钛酸酯偶联剂改性的聚氯乙烯管材及其制造方法，它复合使用钛酸酯偶联剂、抗冲击改性剂、阻燃剂、复合稳定剂，能有效解决聚氯乙烯的低温脆性、阻燃性、热稳定性、耐候性、润滑性等问题。 

本发明是以如下技术方案实现的：一种钛酸酯偶联剂改性的聚氯乙烯管材，配方具体包括聚氯乙烯树脂、稳定剂、钛酸酯偶联剂、润滑剂、抗冲击改性剂、阻燃剂和填料，各原料的重量份为： 

聚氯乙烯树脂(SG-5)  100份 

稳定剂              4-5份 

抗冲击改性剂        6-8份 

润滑剂              0.8-1.0份 

钛酸酯偶联剂        1.0-1.5份 

阻燃剂              3-5份 

轻质碳酸钙填料      10-40份 

颜料                适量。 

本发明中使用了聚氯乙烯树脂，其原料丰富，被广泛用于多种领域，是通用塑料的一种。本发明使用的是聚合度为1000，SG-5型聚氯乙烯粉状树脂。 

本发明中使用了抗冲击改性剂氯化聚乙烯(CPE)或者聚丙烯酸酯类(acrylics)，改性剂在聚氯乙烯的母体内起橡胶一样的作用，使材料有良好的韧性，从而提高管材的韧性和减少对于切口的敏感性。 

本发明中使用了钙锌复合稳定剂或者有机锡稳定剂，有效解决了聚氯乙烯树脂热稳定性差，抗老化性差的问题，而且使用这些稳定剂不会产生毒性。 

本发明中使用了无卤复合阻燃剂，能覆盖在聚合物表面隔绝氧和可燃物，受热分解成水蒸气能稀释氧气和可燃气体的浓度，达到对复合材料的阻燃。