CN103992600B - 一种高填充、高耐压的u-pvc给水管件 - Google Patents
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Abstract
一种高填充、高耐压的U‑PVC给水管件，由下列质量份数原料经混合机混合均匀后，在160~190℃下，注塑成型：聚氯乙烯树脂100份；热稳定剂1~10份；润滑剂0.1~4份；加工改性剂0~5份；抗冲击改性剂0~8份；相容剂1~10份；填充剂5~50份；颜料不计入组分；所述热稳定剂为有机锡类、钙锌复合热稳定剂、有机或无机热稳定剂中一或多种；润滑剂为硬脂酸及其衍生物、金属皂类、聚酯类或饱和烃类润滑剂中一或多种；加工改性剂为超高分子量或普通加工改性剂一或两种；抗冲击改性剂为预定、非预定弹性体型抗冲击改性剂或过渡型抗冲击改性剂中一或多种；相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、硅烷接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯或甲基丙烯酸接枝聚丙烯中一种。
Description
技术领域
本发明涉及一种U-PVC给水管件，特别是涉及一种高填充、高耐压的U-PVC给水管件。
背景技术
聚氯乙烯作为开发较早的热塑性塑料品种，由于其特有的难燃性、耐磨性、耐候性、耐化学腐蚀性和力学性能好等特点，成为了目前五大通用塑料之一，与人们生活息息相关，是不可缺少的重要材料。近年来，随着建筑业与塑料加工业的发展，硬质聚氯乙烯（U-PVC）制品呈现迅猛的发展，硬质品比例不断提高，现在硬制品比例已近60%。据有关统计，目前，生产规模超过1万吨/年的企业中只有少数厂家以生产PE管道为主，其余都是以生产PVC管道为主；生产规模为10万吨/年以上的企业中，75%以生产PVC管道为主，所以PVC管道成为了管道行业的主力军。
PVC管道***由PVC管材和PVC管件组成。通常PVC管材可分为给水管材和排水管材，同样PVC管件也有给水和排水之分。一般情况下，排水管件无需考虑耐压性能，并且其物理机械性能也要求较低，因此填料可以较多地添加。然而，给水管件有严格耐压性能和物理机械性能的要求，大量添加填料往往会造成其耐压性能和物理机械性能显著下降，以至于无法满足产品的生产要求。因此，在U-PVC给水管件中填料的添加量受到很大程度的限制。深究大量填充填料引起耐压性能和物理机械性能下降的原因，无不跟填料的粒径、填料的分散及其与PVC相容性相关。填料粒径过大或者填料团聚成粒径较大的颗粒，在受到外力作用时，往往会成为制品的应力集中点，导致银纹进一步发展成裂纹，从而造成其耐压性能和物理机械性能下降。为了使大量添加的填料起到增韧、增强的作用，就必须有效地解决填料的分散和改善填料与PVC树脂的界面相容性的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种可以实现高填充，满足高耐压和高强度要求的一种高填充、高耐压的U-PVC给水管件。
本发明一种高填充、高耐压的U-PVC给水管件的技术方案是：其特征在于由下列质量份数的原料经高速混合机混合均匀后，在加工温度为160~190℃温度下，通过注塑机注塑成型：
聚氯乙烯树脂100份；
热稳定剂1~10份；
润滑剂0.1~4份；
加工改性剂0~5份；
抗冲击改性剂0~8份；
相容剂1~10份；
填充剂5~50份；
颜料不计入组分；
其中：所述的热稳定剂为：有机锡类稳定剂、钙锌复合热稳定剂、有机热稳定剂或无机热稳定剂中的一种或多种的混合物；
所述的润滑剂为：金属皂类润滑剂、硬脂酸及其衍生物、聚酯类润滑剂或饱和烃类润滑剂中的一种或多种的混合物；
所述的加工改性剂为：超高分子量的加工改性剂或普通加工改性剂中的一种或两种的混合物；
所述的抗冲击改性剂为：预定弹性体型抗冲击改性剂、非预定弹性体型抗冲击改性剂或过渡型抗冲击改性剂中的一种或多种混合物；
所述的相容剂为：马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）、硅烷接枝聚丙烯（PP-g-Si）、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯（PP-g-GMA）、甲基丙烯酸接枝聚丙烯（PP-g-MAA）中的一种；
所述的填充剂为：碳酸盐、硫酸盐、氧化物或硅酸盐中的一种。
本发明一种高填充、高耐压的U-PVC给水管件，其特征在于所述的有机锡类稳定剂为硫醇甲基锡或硫醇丁基锡，所述的有机热稳定剂为亚磷酸酯或环氧大豆油，所述的无机热稳定剂为水滑石。所述的金属皂类润滑剂为硬脂酸钙，所述的硬脂酸及其衍生物为硬脂酸、硬脂酸正丁酯或硬脂酸甘油酯，所述的聚酯类润滑剂为LOXIOL G72，所述的饱和烃类润滑剂为石蜡、氧化聚乙烯蜡或聚乙烯蜡。所述的预定弹性体型抗冲击改性剂为ACR或MBS，所述的非预定弹性体型抗冲击改性剂为CPE或EVA，所述的过渡型抗冲击改性剂为ABS。所述的碳酸盐为碳酸钙，所述的硫酸盐为硫酸钡或硫酸钙，所述的氧化物为二氧化钛或二氧化硅，所述的硅酸盐为滑石粉或云母。所述的聚氯乙烯树脂为注塑级PVC树脂。所述的超分子量加工改性剂为超高分子量的丙烯酸酯类共聚物，普通加工改性剂为高分子量的丙烯酸酯类聚合物。所述的超高分子量的丙烯酸酯类共聚物为HPA-40或ACR ZB-403，所述的高分子量的丙烯酸酯类聚合物为ACR LP-21或ACR PA-21。
本发明引入一定量的相容剂，能够有效解决填料的分散问题和改善填料与PVC的界面相容性的作用；同时引入超高分子的加工改性剂，又能有效解决随着相容剂引入和填料的高填充所带来的熔体强度低和塑化延迟等问题；此外，各种添加剂之间的合理配比，保证了物料具有良好的稳定性和合适的流动性，实现了内外润滑体系之间的平衡。因此，本发明突出性的进步在于：不仅可以实现U-PVC给水管件进行高填充，达到降低成本的目的，又能满足产品的高耐压和高物理机械性能（如拉伸强度、断裂伸长率和维卡软化点）的生产要求。
附图说明
图1是实施例1和对比实施例1性能测试结果；
图2是实施例2和对比实施例2性能测试结果。
具体实施方式
本发明涉及一种高填充、高耐压的U-PVC给水管件，下面通过实施例对本发明作进一步说明，所举之例并不限制本发明的保护范围:
实施例1
将下列质量份数的原料，经高速混合机混合均匀后，在160~190℃加工温度下，经注塑机注塑成国标GBT10002.2给水用Φ75mm（内径）三通的U-PVC给水管件。
聚氯乙烯树脂PVC HG-800（韩华化学）100份；
硫醇丁基锡（T395C，Arkema）2.0份；
LOXIOL G72 ：1.0份；
单、双硬脂酸甘油酯0.6份；
硬脂酸钙0.5份；
氧化聚乙烯蜡0.1份；
HPA-40：1.5份；
ACR LP-21：0.8份；
MBS B564：3.0份；
PP-G-MAH：3.0份；
钛白粉2.2份；
超细活化碳酸钙20份；
对比实施例1
PVC HG-800（韩华化学）100份；
硫醇丁基锡（T395C，Arkema）2.0份；
硬脂酸0.8份；
硬脂酸钙1.0份；
氧化聚乙烯蜡0.3份；
ACR LP-21：2.0份；
MBS B564：3.0份；
钛白粉：2.2份；
活化碳酸钙：20份；
首先分别按实施例1和对比实施例1中的比例称取原料，经高速混合机混配均匀的粉料进行流变性能测试；另外分别抽取若干个由实施例1和对比实施例1中的原料注塑成的国标GBT10002.2给水用Φ75mm三通，按照相应标准进行液压性能测试和物理性能测试，测试结果如图1所示，从图1可以看出，实施例1的耐压性能和物理机械性能比对比实施例1得到显著提高，其原因在于：加入一定量的PP-G-MAH后，碳酸钙在PVC中分散均匀性和界面相容性得到提高，有效减少了团聚的发生，而超分子量的加工改性剂的加入，不仅缩短了物料的塑化时间，有利产品的充分塑化，而且提高了熔体强度，可以防止相容剂的引入和过多的碳酸钙填充造成的熔体破裂的现象，从而使制品的耐压性能和物理机械性能得到很大的提升。反之，对于未加入PP-G-MAH和超分子量的加工改性剂的物料，一方面，碳酸钙本身容易团聚，而且还会与树脂粉及其它物料凝结成较大颗粒，这些颗粒在生产中不易塑化，往往成为注塑制品的薄弱点，降低制品的耐压性能；另一方面，碳酸钙的大量填充和相容剂加入，容易引起塑化延迟和熔体破裂的现象，从而导致制品的耐压性能和物理机械性能显著下降。
实施例2
将下列质量份数的原料，经高速混合机混合均匀后，在160~190℃加工温度下，经注塑机注塑成美标ASTM D2466-02给水用Φ50mm（内径）三通。
PVC HG-800（韩华化学）：100份；
硫醇丁基锡（T395C，Arkema）2.2份；
LOXIOL G72 ：1.4份；
硬脂酸钙 0.5份；
氧化聚乙烯蜡0.6份；
HPA-40：2.5份；
MBS B564：5.0份；
PP-G-MAH：4.0份；
钛白粉2.5份；
超细活化碳酸钙30份；
对比实施例2
PVC HG-800（韩华化学）100份；
硫醇丁基锡（T395C，Arkema）2.2份；
LOXIOL G72： 0.5份；
硬脂酸钙1.0份；
氧化聚乙烯蜡0.6份；
ACR LP-21：2.0份；
MBS B564：3.0份；
钛白粉 2.0份；
活化碳酸钙 30份；
首先分别称取实施例2和对比实施例2经高速混合机混配均匀的粉料进行流变性能测试；另外分别抽取若干个由实施例2和对比实施例2的原料注塑成ASTM D2466-02给水用Φ50mm三通，按照相应标准进行液压性能测试和物理性能测试，测试结果如图2所示。PP-G-MAH和超分子量的加工改性剂的加入，以及各种添加剂之间的科学配比，能够有效地提高碳酸钙的填充量，并保证制品具有优异耐压性能和物理机械性能。
Claims (1)
1.一种高填充、高耐压的U-PVC给水管件，其特征在于由下列质量份数的原料，经高速混合机混合均匀后，在160~190℃加工温度下，经注塑机注塑成型：
聚氯乙烯树脂PVC 100份；
硫醇丁基锡 2.0份；
LOXIOL G72 ：1.0份；
单、双硬脂酸甘油酯0.6份；
硬脂酸钙0.5份；
氧化聚乙烯蜡0.1份；
HPA-40：1.5份；
ACR LP-21：0.8份；
MBS B564：3.0份；
PP-G-MAH：3.0份；
钛白粉2.2份；
超细活化碳酸钙20份。
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