[发明专利]改性硫酸钙晶须填充的硬聚氯乙烯排水管及其制备方法

说明书

本发明属于聚氯乙烯材料技术领域，具体涉及一种改性硫酸钙晶须填充的硬聚氯乙烯排水管及其制备方法。该硬聚氯乙烯排水管采用特定直径、长度和长径比的硫酸钙晶须改性后与其他原料混合后制备得到，解决了硫酸钙晶须添加后产生的力学性能降低的问题，显著提高了硬聚氯乙烯排水管拉伸强度、断裂伸长率、落锤冲击的力学性能，并且制备方法简单，易于操作，适用于大规模产业化生产。

技术领域

本发明属于聚氯乙烯材料技术领域。更具体地，涉及一种改性硫酸钙晶须填充的硬聚氯乙烯排水管及其制备方法。

背景技术

硬聚氯乙烯排水管材是聚氯乙烯材料中的一种，于二十世纪八十年代在国内开发成功并大量应用。目前市售的硬聚氯乙烯排水管材基本上都是采用碳酸钙填充，如中国专利申请CN105860337A公开了一种硬聚氯乙烯给水管的制备方法，该方法采用PVC树脂、胶水、轻质碳酸钙、氯化聚乙烯、硬脂酸、稳定剂、改性剂、硬脂酸钙等组分制备得到硬聚氯乙烯给水管，具有抗老化、韧性高、耐腐蚀、使用寿命长、阻燃性能好的特点。但是其中添加的碳酸钙大都是由大理石或方解石通过研磨法制备得到，平均粒径为0.7～20μm，颗粒形状极度不规则，造成硬聚氯乙烯排水管材的力学性能显著降低。

针对碳酸钙形状不规则的问题，可以采用具有完整结构、完整外形、特定横截面、稳定尺寸的硫酸钙晶须作为填充剂来解决。如中国专利申请CN102134358A公开了一种硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料，该材料由聚氯乙烯、直径为10～20μm的硫酸钙晶须、偶联剂、增塑剂、热稳定剂和润滑剂制成，具有韧性好、缺口冲击强度高的优点。但是该材料采用的硫酸钙晶须在塑化后的聚氯乙烯制品中会呈现微观上的空穴效应，成为应力集中点，是力学性能最薄弱的地方，会降低聚氯乙烯复合材料的力学性能，特别是落锤冲击性能。

因此，迫切需要提供一种改性硫酸钙晶须填充的、显著提高力学性能的硬聚氯乙烯排水管及其制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术采用的硫酸钙晶须存在空穴效应，显著降低材料力学性能的缺陷和不足，提供一种改性硫酸钙晶须填充的、显著提高力学性能的硬聚氯乙烯排水管。

本发明的目的是提供所述改性硫酸钙晶须填充的硬聚氯乙烯排水管的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

改性硫酸钙晶须填充的硬聚氯乙烯排水管，由以下重量份数的原料制成：聚氯乙烯树脂80～120份、改性硫酸钙晶须8～12份、稳定剂2～5份、加工助剂1～3份、润滑剂0.5～2份、抗冲剂3～6份和钛白粉2～4份；

其中，所述改性硫酸钙晶须采用的原料硫酸钙晶须直径为1～6μm，长度为10～100μm，长径比为5～40。

本发明中采用的硫酸钙晶须是一种半水或无水硫酸钙的纤维状单晶体，呈白色疏松针状，具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、抗化学腐蚀、阻燃性好、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表现处理等优点，通过表面改性处理，可以提高其与聚氯乙烯树脂的相容性，再用作聚氯乙烯树脂的填充剂。

但是常用的硫酸钙晶须改性后制备的聚氯乙烯制品中会呈现微观上的空穴效应，成为应力集中点，是力学性能薄弱的地方，会降低聚氯乙烯复合材料的力学性能，特别是落锤冲击性能。发明人经过大量的创造性劳动后发现，通过限定硫酸钙晶须的直径、长度和长径比可以解决上述问题，显著提高聚氯乙烯复合材料的力学性能。其原因是可能是特定规格的硫酸钙晶须经改性后可以均匀分布在PVC制品内部，而硫酸钙晶须和PVC界面上是粘连接在一起的，制品受到的力传导到硫酸钙晶须上，硫酸钙晶须的长度就被充分利用，起到增强的作用，显著提高抗冲击与弯曲性能。

进一步地，所述改性硫酸钙晶须的改性方法包括以下步骤：

将硫酸钙晶须与偶联剂于热混缸中搅拌混合，同时升温，待温度至110～115℃，将物料转移至冷混缸中继续搅拌，待温度降至50～55℃，停止搅拌，即得。