[发明专利]一种双轴取向聚氯乙烯管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PVC管材，特别涉及一种双轴取向聚氯乙烯管及其制备方法。

背景技术

PVC属于非结晶型的无定型塑料，由于分子中的氯具有较大的极性，因此呈刚性，玻璃化温度较高，没有明确的熔点。因此PVC管材，与其他结晶型的聚烯烃管材相比，较适合于进行双轴拉伸取向。通过双轴拉伸取向，既增加了管材的轴向强度，同时也增加了管材的径向(即环向)强度，径向强度的提高直接提高了管材承受水压的能力。在加工中对管材进行径向扩胀，使分子沿环向取向，不仅带来强度的提高，而且韧度也有了实质性改善。因为分子取向加工产生薄片分层结构，如果管材由于缺陷和点负载产生了裂纹，分层结构会阻碍裂纹在材料中通过，裂纹在各层通过时由于应力集中的减少，裂纹扩展被有效地抑制。分子的取向大大地增加了材料的短期强度和长期强度。 由于突出的强度和韧度，MRS45和MRS50的PVC-O材料的50年安全系数可以用1.6或1.4143来表示，所以PVC-O管用的设计应力可高达28MPa和32MPa，结果比PVC-U管材和PVC-M管材节约大量材料。 PVC-O管可应用在给水管道、矿山管道、非开挖铺设和修复用管道、燃气管网等领域。      目前已有许多生产PVC-O的专利技术，一步法的有CN201110094685.7一种双向拉伸聚氯乙烯管材生产设备及工艺、CN201310321019.1一种双轴取向PVC及聚烯烃材料管材的制造设备及其生产工艺和方法等，两步法的有CN201310318086.8 一种两步法生产取向聚氯乙烯管材的方法等。

CN201110094685.7一种双向拉伸聚氯乙烯管材生产设备及工艺，双向拉伸模头之间设有定位钢索，定位钢索的一端与管材口模固定，另一端在未拉伸坯管中穿过，然后插入双向拉伸模头的中心圆孔并通过螺栓将双向拉伸模头锁紧固定。这种依靠细长的定位钢索固定双向拉伸模头很不可靠，因为在管材生产过程中双向拉伸膜头和管材本身两者之间存在很大的反作用力，很容易使双向拉伸模头位置发生偏移，导致管材壁厚不均或生产线故障。CN201310321019.1一种双轴取向PVC及聚烯烃材料管材的制造设备及其生产工艺和方法，此发明的扩胀定型区上的装置同样存在容易损坏，造成生产线事故等问题。而且，一步法普遍存在取向拉伸温度不易把控，拉伸速率只能控制在较低水平等问题。

CN201310318086.8 一种两步法生产取向聚氯乙烯管材的方法，将聚氯乙烯树脂及添加剂等原料充分搅拌、混合，经挤出、冷却和牵引形成聚氯乙烯管材；将合格得聚氯乙烯管材输送至取向成型装置内，向聚氯乙烯管材内通入一定温度和压力的流体介质，使聚氯乙烯管材产生径向拉伸和轴向拉伸，经冷却定型为双轴取向聚氯乙烯管材。此发明中径向扩胀单靠管内流体介质的压力而未对外径定型装置进行限定，很难保证管材外径和壁厚的尺寸精度。此发明在膨胀成型取向的工序中，只依靠待取向坯管内的流体介质通过管内壁向管材传递热量，要使整根坯管的温度上升到玻璃化温度以上（可取向温度）需要比较长的时间，而且管材外层容易受外环境的影响而达不到可取向温度，这样对管材强行扩胀，就很容易使管材开裂或由于局部达不到扩胀温度被强行扩胀而破坏留下不可觉察的缺陷，给工程质量事故埋下隐患。另外，此发明原料配方组分中没有增韧剂，管材取向的速率必须控制在较低水平，才能保证管材不开裂或不留下缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种双轴取向聚氯乙烯管及其制备方法，用这种方法制备的聚氯乙烯管韧性大幅提升，扩胀不开裂，同时，该方法生产效率高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种双轴取向聚氯乙烯管，其由以下重量份的组分混合挤塑而成，

PVC                   100份 

热稳定剂              1.5-3.0份 

加工助剂              4-6份

增韧剂                5-10份

外润滑剂              0.2-0.5份

内润滑剂              0.3-0.8份

钛白粉                1.0-2.5份

炭黑                  0.02-0.04份

所述热稳定剂为硫醇甲基锡；所述增韧剂为MBS；所述加工助剂为ACR401；所述外润滑剂为PE蜡，所述内润滑剂为单甘脂。

一种双轴取向聚氯乙烯管的制备方法，其包括以下步骤：