[发明专利]一种耐刮磨型抗冲击聚氯乙烯管材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐刮磨型抗冲击聚氯乙烯管材及其制备方法。

背景技术

经研究发现，在PVC配方基础上经过物料改性，并结合先进的加工工艺，可以生产出这种兼具强度和韧性的抗冲改性聚氯乙烯管材。抗冲改性聚氯乙烯管材具有重量轻、摩擦阻力小、环刚度高、良好的耐腐蚀性、耐候性能、较高的性价比，以及不需要经常更换和维护的特点，被广泛应用于建筑排水、排污，和化学工程等领域。这类管材多以提高其抗冲击性能为主，在输送含有废渣的工厂、矿山的排污液体时，会因液体中的废渣长时间与聚氯乙烯管材的接触和摩擦，使聚氯乙烯管材变薄直至磨损。

目前国内有部分单位涉足了耐刮磨性聚氯乙烯管材的研究，改善聚氯乙烯管材料的耐刮磨性一般是选用质地较硬、结构不宜被破坏、且经过偶联处理的无机填料加入到聚氯乙烯中，如具有晶须结构的碳酸钙、硫酸钡等虽然可以改善聚氯乙烯材料的耐刮磨性能，但晶须材料比较脆，在加工中受到剪切等机械力的作用易被折断，导致聚氯乙烯管材料的耐刮磨性能仍然不高，不能满足高抗冲高耐磨管材市场的需求。

中国专利CN102020782A是中国石化股份有限公司已申请的专利。该专利涉及一种具有改善塑料、橡胶耐磨性能的功能性填料。发明人发现将按照中国专利CN102020782A制得的耐磨改性剂加入聚氯乙烯管材料中，可有效改善聚氯乙烯管材的耐磨性能，又尽可能少地降低了对聚氯乙烯管材料其它性能的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的不足，提供一种耐刮磨型抗冲击聚氯乙烯管材料及制备方法，其具有良好的耐磨性和耐冲击性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

该耐刮磨型抗冲击聚氯乙烯管材料，其特征在于：是由以下重量份的组分制成的：PVC树脂100份，稳定剂0.8～3份，加工助剂1～4份，抗冲改性剂10～15份，润滑剂1.2～2.5份，填充剂0～10份，耐磨改性剂5～10份。

所述的稳定剂为有机锡类稳定剂。

所述的耐刮磨型抗冲击聚氯乙烯管材中抗冲改性剂为氯化聚乙烯(CPE)或/和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)。当采用CPE或MBS中的一种抗冲改性剂改性时，在聚氯乙烯管材组合物中形成了稳定的增韧体系，当采用CPE和MBS复合使用时，两种抗冲改性剂之间可产生明显的协同增韧效应。本发明采用CPE或/和MBS作为抗冲改性剂，提高了聚氯乙烯管材的力学性能，降低了因活性碳酸钙、片状结构硅酸盐矿物质等无机填料的加入对聚氯乙烯管材管材力学性能的不良影响。

所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的两种或两种以上的混合物。

所述的耐刮磨型抗冲击聚氯乙烯管材中耐磨改性剂为经过偶联剂处理的具有玉石结构的片状结构硅酸盐矿物质。该片状结构硅酸盐矿物质为中国石化股份有限公司的专利产品，专利号CN102020782A。该片状结构硅酸盐矿物质来自于玉石加工的碎屑，通过研磨、筛选、采用偶联剂处理，增强了它与聚氯乙烯分子之间的连接强度和界面相容性。其适宜的添加量既提高了本发明材料的耐刮磨性，又尽可能少地降低了对聚氯乙烯管材料其它性能的影响。

所述的PVC树脂为PVC SG-5。

所述填充剂为1500目以上的活性碳酸钙。

所述的耐刮磨型抗冲击聚氯乙烯管材中加工助剂为丙烯酸酯类共聚物(ACR)，优选ACR401。

本发明的制备工艺，按如下工序进行：

a)将自玉器加工过程产生的碎屑，经过研磨细化，筛选、分级、干燥处理后，得到粒径范围0.5～20μm的片状硅酸盐矿物质，将上述特征的片状结构硅酸盐矿物质加入钛酸酯偶联剂和硬脂酸进行搅拌处理，搅拌转速1000～2000转/分，搅拌时间5～20分钟，搅拌温度60～110℃，搅拌完成放料即得耐磨改性剂。其中硬脂酸和钛酸酯偶联剂的用量为耐磨改性剂总量的0.5％～2.0％，硬脂酸和钛酸酯偶联剂用量按重量比1∶1使用。

b)将PVC树脂、稳定剂、加工助剂、抗冲改性剂、润滑剂、填充剂放入高速搅拌混合器中进行低速搅拌后进行高速搅拌，搅拌转速1000～2000转/分。

c)混合温度至90℃时，向高速搅拌混合器中加入步骤a)所述耐磨改性剂，搅拌至混合温度达到110℃后再混合1分钟，出料到低速搅拌机中冷却。冷却至40℃时卸料，即成具有耐刮磨性能的聚氯乙烯管材料。