[发明专利]静水压设计基准比ASTM D2846下所要求的静水压设计基准高25%的CPVC管

说明书

技术领域

本发明涉及通过挤出二次氯化聚氯乙烯(CPVC)配混物制得的管子，其中该CPVC中经狭窄限定的高氯浓度(Cl)连同经狭窄限定的特定已知抗冲改性剂及其它已知成分的量的选择提供CPVC配混物，该CPVC配混物提供出人意料地发现超过ASTM D2846所要求的最小压力等级的管子。此种更高的压力等级不能在现有技术中公开的最佳实施方案中获得。该管子由具有至少1250psi的高静水压设计基准(HDB)的材料制成，所述静水压设计基准是根据ASTM-D2837在180℉下测得的。这种材料允许制备具有13.5的标准尺寸比(SDR 13.5)并具有100psig压力等级的CPVC管。此外，可以制备在180℉下具有125psig压力等级的SDR-11管子。

背景技术

可商购的CPVC管的物理性能得到广泛地赞扬并且理所当然那样。这些性能包括(a)高的在载荷下的变形温度(DTUL)，也称为热变形(或挠曲)温度(HDT)；(b)在较低温下的延展性；和(c)高的抗破裂性(高环向强度)，即使当在690KPa(100psig，磅/平方英寸，表压)压力下运载82.2℃(180℉)的水时仍如此。连同CPVC的优异的抗腐蚀性，这些性能判定这种管子可以用于工业和生活设施中的热和冷水及其它水分配系统，其中需要在这些条件下的连续工作。所谓的″连续工作″是指管子不间断地经历上述条件50年。

为了满足这种对连续工作的要求，Hartitz的美国专利号5,591,497(′497专利)中公开了具有在65wt％-69wt％的范围内的最优选Cl浓度的CPVC管。将所配制的配混物与二次氯化聚乙烯(CPE)、抗冲改性剂、稳定剂、增塑剂、玻璃化转变温度(Tg)提高添加剂、润滑剂、颜料等共混。如该′497专利中所述，CPVC配混物(待挤出的混合物)中使用的″含聚二烯和一种或多种增硬单体″的″高橡胶″抗冲改性剂的量对以下性能具有影响：(i)尤其影响挤出物的控制等的熔体流动速率；(ii)热变形温度；(iii)拉伸模量；(iv)动态热稳定性；和(v)耐候性。(参见第1栏40-43行)。″高橡胶″抗冲改性剂是含有多于50wt％预形成的橡胶状聚二烯基底例如1，3-二烯聚合物或其共聚物，尤其是丁二烯和/或异戊二烯的聚合物或其共聚物(本文称作″聚二烯″)的抗冲改性剂。

CPVC配混物中使用的″流动增强剂″的化学结构和量对以下性能有影响：(i)拉伸模量；(ii)低温脆性；(iii)拉伸强度；和(iv)热变形温度(参见第1栏44-47行)。具体来说，润滑剂(内润滑剂(挤出物内)和外润滑剂(挤出物和挤出模头壁之间))、加工助剂和增塑剂(如果使用)和CPVC配混物中使用的CPE各自对流动有影响。CPE的精确功能还不知道，但是认为充当流动增强剂，不论增塑剂、加工助剂或润滑剂。

′497专利提供了说明CPVC配混物中成分的选择如何影响由68.5％Cl CPVC制成的管子的物理性能的说明性实施例。但是，该专利不含迹象表明CPVC中Cl的浓度和前体PVC的分子量(测量为特性粘度″I.V.″)、CPE的浓度或所配制的CPVC配混物中具体成分的类型和用量的选择将影响挤出的CPVC管的物理性能。具体来说，无迹象表明，CPVC的Cl浓度和前体PVC的I.V.，CPE的浓度，或抗冲改性剂、惰性填料、润滑剂和稳定剂的类型，和各自的使用量将在管子的物理性能方面产生不相称地大的差异，尤其是通过缺口IZOD冲击强度和静水压设计基准″HDB″衡量时。HDB是沿圆周取向时管子壁中估算的拉伸强度，当连续施加时，该拉伸强度将引起管子在100,000小时时破裂或破裂(参见ASTM D2837-01)。所谓的″惰性″是指填料不与CPVC配混物的任何成分反应。