[发明专利]一种耐寒聚氯乙烯管道及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及PVC管道技术领域，具体涉及一种耐寒聚氯乙烯管道及其制备方法。

背景技术

PVC管道具有强度高、安装方便、阻燃性能好等优点，使其成为塑料管道最大的材料品种，被广泛应用在建筑排水、电工套管、市政给水、建筑给水、化工工业等特种介质输送等领域。但由于PVC树脂本身的性能缺陷，其对外显示一定的脆性，常温下韧性差，冲击强度低，在低温下脆性更差。因此在气温较低的冬季，PVC管道在运输、安装、施工等过程中很容易出现破裂的事故。

目前企业一般采用氯化聚乙烯（CPE）、丙烯酸酯类（ACR）或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物（MBS树脂）作为PVC管道抗冲改性剂来改善PVC管材的抗冲性能。资料显示ACR和MBS对PVC管材的抗冲改性性能要比CPE优越，尤其在低温韧性方面。但是由于PVC管道发展前期国内厂家大部分采用的是CPE抗冲体系，设备、模具、工艺配方也都以此为基础确定的，一旦更换ACR或MBS配方就会在加工和成本方面出现许多问题。因此如何充分发挥CPE抗冲击改性潜力就成为各企业力求提升管道产品附加值和市场核心竞争力的有效手段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐寒聚氯乙烯管道，本发明通过改性剂对碳酸钙进行改性，并利用氯化聚乙烯与碳酸钙的协同增韧机理，通过三步法制备得到的PVC管道具有优良的耐寒性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐寒聚氯乙烯管道，所述耐寒聚氯乙烯管道的制备方法如下：

S1：将碳酸钙与改性剂混合均匀得改性碳酸钙A；

S2：将氯化聚乙烯与步骤S1所得改性碳酸钙A混合均匀得复合物B；

S3：将步骤S2所得复合物B、PVC树脂和助剂混合、挤出塑化成型；

其中，步骤S1中所述改性剂为不饱和脂肪酸、椰子油或椰子油衍生物中的一种或几种。

在本发明中，发明人发现先使用改性剂对碳酸钙进行改性，然后将改性处理后的碳酸钙与氯化聚乙烯混合后，再将它们与PVC树脂共混后制备得到的聚氯乙烯管道具有优良的耐寒性能和机械性能，这可能是因为改性处理后的碳酸钙能够更好的与氯化聚乙烯配合作用；本发明首次采用三步法来制备聚氯乙烯管道，该方法制备得到的管道的性能要显著优于现有技术中采用一步法或者两步法的方法制备的聚氯乙烯管道的性能；本发明提供的方法在保证聚氯乙烯管道机械性能不降低的同时提高了管道的耐寒性能。

优选地，步骤S1中所述碳酸钙与改性剂的质量比为100:0.5～10，更为优选地，所述碳酸钙与改性剂的质量比为100:0.6～5。

优选地，步骤S2中所述氯化聚乙烯与改性碳酸钙A的质量比为1:0.2～15，更为优选地，所述氯化聚乙烯与改性碳酸钙A的质量比为1:0.5～12。

优选地，在步骤S1中，所述碳酸钙与改性剂在高速混合机中混合加热至80～110℃出料，制得改性碳酸钙A。

优选地，在步骤S2中，将所述氯化聚乙烯与改性碳酸钙A加入到高速混合机中混合加热至80～115℃出料，制得复合物B。

优选地，所述不饱和脂肪酸为亚油酸（十八碳二烯酸）、亚麻酸（十八碳三烯酸）、花生四烯酸（二十碳四烯酸）、蓖麻油酸、蓖麻油脂肪酸中的一种或几种。

在本发明中，所述椰子油为原生态椰子油，所述椰子油衍生物为椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酸单乙醇酰胺或椰油酸二乙醇酰胺中的一种或几种。

优选地，所述碳酸钙为超细重质碳酸钙、超细轻质碳酸钙、纳米碳酸钙或硬脂酸改性的活性碳酸钙中的一种或几种。

优选地，所述氯化聚乙烯的氯含量为36～38%。

优选地，所述助剂为热稳定剂、加工改性助剂、润滑剂或颜料中的一种或几种。

优选地，所述热稳定剂为不含重金属的无毒稳定剂，在本发明中，所述稳定剂可以为有机锡稳定剂或金属皂稳定剂，所述加工改性助剂为丙烯酸酯类化合物（ACR），所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、脂肪酸酯蜡或金属皂中的一种或几种；所述颜料为二氧化钛、炭黑或着色剂中的一种或几种。

优选地，步骤S3中制备耐寒聚氯乙烯管道的方法为：将复合物B、PVC树脂和助剂加入高速热混料机中混合分散，当温度达到110～115℃时转入冷混料机中搅拌冷却，待温度降到45℃以下时加入双螺杆挤出机塑化，模具成型。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：