一種聚氯乙烯組合物及其管材的製作方法

2023-06-10 21:20:51 3

專利名稱：一種聚氯乙烯組合物及其管材的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種改性的聚氯乙烯，特別涉及到具有優異耐寒和抗老化性能的聚氯乙烯及其管材和製備方法，該管材適用於農業節水灌溉系統所需的各種低壓輸水管道。
目前，我國水資源缺乏，在北方和西北地區更甚。據統計，我國用水總量的一半以上用於農業灌溉。採用傳統的大渠灌溉，由於渠道滲水和灌溉田地蒸發所造成的損失多達灌溉用水的75％。因此，節約用水，應該從農業入手，從改變灌溉方式入手。近年來，我國在許多地方採用了噴灌的方法，同時引進了國外的滴灌和滲灌技術。有關農業節水灌溉方面的專利也越來越多，如發明專利CN98124544.7(一種滴水灌溉器)和CN 98124543.9(一種防堵塞滲水灌溉方法和裝置)等對節水裝置進行了報導，但是對節水灌溉系統中必需使用的塑料管材的專利報導卻甚少。
聚氯乙烯被廣泛用於製造各種軟硬管材，在節水灌溉中也多被採用。但是現有聚氯乙烯節水灌溉管材，耐寒性差，易於破碎；抗老化性能差，使用時間短。
本發明的目的是克服現有技術中聚氯乙烯管材耐寒性和抗老化性能差的缺點，提供一種聚氯乙烯組合物，該組合物具有均衡的剛性和衝擊性能，同時具有優良的加工性，可以製造使用性能優異的薄壁聚氯乙烯管材，該管材適用於節水灌溉系統中所需的各種管道。
本發明提供一種聚氯乙烯組合物管材，該組合物管材包括以下組份和含量(重量份數)聚氯乙烯100份；增塑劑5-50份；衝擊改性劑1-30份；熱穩定劑0.3-10份；光穩定劑0.05-3份；潤滑劑0.1-2份；其它助劑，如著色劑等根據需要適量添加。
本發明組合物中聚氯乙烯的聚合度約為800-1700，在組合物中的用量為100份。
本發明組合物中的增塑劑包括鄰苯二甲酸酯系列、癸二酸酯系列，已二酸酯系列等常見的增塑劑，如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二壬酯(DNP)、癸二酸二辛酯(DOS)、已二酸二辛酯(DOA)等，同時還包括磷酸酯類和環氧類增塑劑。上述增塑劑可以單獨使用，也可以兩種或多種增塑劑共同使用。在組合物中，增塑劑的總用量為5-50份，低於5份時，聚氯乙烯得不到增塑效果；高於50份，所得組合物不具備足夠的剛性。所用聚氯乙烯的聚合度較低時，增塑劑的用量少；所用聚氯乙烯的聚合度較高時，增塑劑的用量要多一些。
本發明組合物中的衝擊改性劑，包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、氯化聚乙烯(CPE)、丁腈橡膠(NBR)、丙烯酸酯橡膠(ACR)等，可以單獨或共同使用。在組合物中，其用量為1-30份。
本發明組合物中的熱穩定劑，包括鉛鹽類穩定劑、金屬皂類穩定劑、有機錫類穩定劑、亞磷酸酯穩定劑和環氧化合物。典型的鉛鹽類穩定劑有三鹼式硫酸鉛(三鹽)、二鹼式亞磷酸鉛(二鹽)、二鹼式鄰苯二甲酸鉛、硬脂酸鉛等；金屬皂類穩定劑有硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎘、硬脂酸鋇等，同時還包括兩種或三種金屬皂的混合物，如鋇/鎘/鋅穩定劑、鈣/鋅穩定劑等；有機錫類穩定劑有月桂酸二丁基錫(京錫C-101)、二順丁烯單辛酯月桂酸二正丁基錫(京錫LM-103)、雙(硫代甘醇酸異辛酯)二正辛基錫(京錫8831)等，同時包括這些物質與其它種類穩定劑的複合物，如京錫C-101與環氧類穩定劑的複合物(京錫C-102)等。這些穩定劑可以單獨使用，也可以複合使用。在組合物中，熱穩定劑的用量為0.3-10份。
本發明組合物中的光穩定劑，包括2-(2』-羥基-5』-甲基苯基)苯並三唑(UVA-6)、2-苯並三唑-2-基-4，6-二叔丁基苯酚(UVA-7)、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531)、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮(UVA-9)等苯並三唑類紫外光吸收劑和二苯甲酮類紫外光吸收劑。在組合物中，其用量為0.05-3份。
本發明組合物中的潤滑劑，包括硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸、石蠟、氯化石蠟、聚乙烯蠟、氯化聚乙烯蠟等，可以單獨或複合使用。在組合物中，其用量為0.1-2份。
在本發明組合物中還可以根據要求適當添加著色劑、抗靜電劑等助劑。
本發明提供了一種聚氯乙烯組合物管材的製造方法，即將聚氯乙烯100份、增塑劑5-50份、衝擊改性劑1-30份、熱穩定劑0.3-10份、光穩定劑0.05-3份、潤滑劑0.1-2份置於高速混合器中進行混合，物料溫度達到80-100℃時，停止混合。而後將混合好的物料加入熔融混合設備(單螺杆擠出機、雙螺杆擠出機、雙輥混煉機等)進行混合，將這種組合物經擠出成型製成壁厚為0.1-10mm的薄壁管材。熔融溫度為140-200℃，擠出成型溫度為160-200℃。這種組合物管材適用於節水灌溉系統的低壓輸水管道。
下面通過實施例詳細地說明本發明，但本發明的技術範圍不僅僅限於下述實施例。實施例1在100重量份的聚氯乙烯樹脂(聚合度為800)中添加30份的增塑劑DOP、10份CPE、1份ACR-201、2.5份三鹽、2.5份二鹽、0.3份UV-531、0.3份石蠟、0.2份氯化聚乙烯蠟。將這些物料加入高速混合器中，攪拌到85℃。混合好的物料在單螺杆擠出機上於140-180℃的溫度下熔融擠出、水冷造粒。粒料烘乾後，在管材擠出機上於140-175℃的溫度下擠出直徑為12mm，壁厚為0.2mm的管材。管材擠出順利，表面光滑。實施例2在100重量份的聚氯乙烯樹脂(聚合度為1000)中添加10份的增塑劑DOP、10份MBA、1份ACR-201、2.5份鋇/鎘/鋅複合穩定劑、0.3份UVA-6、0.3份石蠟、0.2份氯化聚乙烯蠟。將這些物料加入高速混合器中，攪拌到80℃。混合好的物料在管材擠出機上於140-195℃的溫度下擠出直徑為200mm，壁厚為10mm的管材。管材擠出順利，表面光滑。實施例3在100重量份的聚氯乙烯樹脂(聚合度為1300)中添加10份DOS、10份DOP、10份CPE、1份ACR-201、0.4份京錫C-102、0.3份UV-531、0.3份石蠟、0.2份氯化聚乙烯蠟。將這些物料加入高速混合器中，攪拌到95℃。混合好的物料在單螺杆擠出機上於140-190℃的溫度下熔融擠出、水冷造粒。粒料烘乾後，在管材擠出機上於140-185℃的溫度下擠出直徑為40mm，壁厚為2mm的管材。管材擠出順利，表面光滑。實施例4在100重量份的聚氯乙烯樹脂(聚合度為1700)中添加5份的增塑劑DOP、25份NBR、1份ACR-201、2.5份鈣/鋅複合穩定劑、0.3份UVA-6、0.3份石蠟、0.2份氯化聚乙烯蠟。將這些物料加入高速混合器中，攪拌到100℃。混合好的物料在管材擠出機上於140-195℃的溫度下擠出直徑為100mm，壁厚為5mm的管材。管材擠出順利，表面光滑。
權利要求
1.一種聚氯乙烯組合物，其特徵在於所述的組合物包括如下組份和含量(重量份數)聚氯乙烯100份，增塑劑5-50份，衝擊改性劑1-30份，熱穩定劑0.3-10份，光穩定劑0.05-3份，潤滑劑0.1-2份。上述聚氯乙烯的聚合度為800-1700。
2.根據權利要求1所述的一種聚氯乙烯組合物，其特徵在於所述的增塑劑為鄰苯二甲酸酯系列、癸二酸酯系列、已二酸酯系列、磷酸酯類和環氧類增塑劑中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的一種聚氯乙烯組合物，其特徵在於所述的衝擊改性劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、氯化聚乙烯(CPE)、丁腈橡膠(NBR)、丙烯酸酯橡膠(ACR)中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的一種聚氯乙烯組合物，其特徵在於所述的熱穩定劑為鉛鹽類穩定劑、金屬皂類穩定劑、有機錫類穩定劑、亞磷酸酯穩定劑和環氧化合物中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的一種聚氯乙烯組合物，其特徵在於所述的光穩定劑為苯並三唑類和二苯甲酮類紫外光吸收劑中的一種。
6.根據權利要求1所述的一種聚氯乙烯組合物，其特徵在於所述的潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸、石蠟、氯化石蠟、聚乙烯蠟、氯化聚乙烯蠟等。
7.一種聚氯乙烯管材，其特徵在於將聚氯乙烯100份(重量份數)、增塑劑5-50份，衝擊改性劑1-30份，熱穩定劑0.3-10份，光穩定劑0.05-3份，潤滑劑0.1-2份放入物料預混合設備中，混合均勻，形成混合物；將形成的混合物放入擠出機，在140-200℃的溫度條件下使物料熔融混合均勻；熔融混合均勻的物料經成型機頭在160-200℃擠出，冷卻定型製得。
8.根據權利要求7所述的一種聚氯乙烯管材，其特徵在於所述管材壁厚為0.1-10mm。
全文摘要
本發明涉及一種聚氯乙烯樹脂組合物及其管材。該組合物由聚氯乙烯、增塑劑、衝擊改性劑、熱穩定劑以適當的比例混合,添加適量助劑(如光穩定劑、潤滑劑、著色劑等)組成。採用該組合物通過熔融擠出可實現管材的薄壁化,管材的厚度在0.1—10mm之間,具有優良的耐寒、耐久性,適用於節水灌溉系統的各種輸水管道。
文檔編號C08L27/06GK1247209SQ9911965
公開日2000年3月15日 申請日期1999年9月24日 優先權日1999年9月24日
發明者馮威, 趙瑩, 胡先波, 王篤金, 劉學新, 徐端夫 申請人:中國科學院化學研究所