[发明专利]高延伸率管材专用料组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种高延伸率管材专用料组合物，属于树脂加工应用领域。

背景技术

PVC-U管是目前常用的塑料管道，具有重量轻，耐腐蚀，安装维护方便，价格较低等优点。在用作给排水管网工程建设方面，PVC-U管材比PE管材具有使用寿命长的优点，而且PVC的理论长期强度也高于PE的长期强度（PVC≥25MPa，PE≥10MPa）。但是使用过程中发现PVC-U脆性较大，受冲击时易受伤，冲击强度低，抗开裂性能差。在这种情况下，高抗冲击PVC-M管材应运而生，PVC-M管材在保持PVC-U管材的弹性模量的同时，提高了管材的柔韧性，其韧性介于PVC-U和PE之间。良好的韧性提高了管材抗水锤和点载荷的能力，方便搬运、运输和提高管道运行的安全性。

然而，目前国内PVC-M管材虽然韧性较高，但延伸率普遍不高，一般在70~130%，在一些对韧性要求较高的领域如抗地基沉陷、防震等仍旧达不到要求。中国专利CN 1654530A硬质聚氯乙烯高抗冲专用树脂的简支梁冲击强度33.2kJ/m²，拉伸强度38.6MPa，断裂伸长率也只有116%。加入增塑剂可以增加伸长率，但增塑剂作为低分子化合物将大大降低材料的力学性能，在硬制品中很少使用或不用。目前国内PVC-M管材市场上迫切需求一种延伸率达到200%以上的管材，以满足抗地基沉陷、防震等领域的需要。

MBS-561与现有MBS改性剂相比其特点为，MBS-561用于非透明制品，具有优异的抗冲击性能。MBS-561组分中丁二烯相含量高达80%以上，丁二烯橡胶颗粒平均粒径可达150nm。同时，MBS-561中提高树脂折光指数的苯乙烯含量又很少。MBS-561在PVC树脂中达到适宜的用量，分散聚结形成“海-岛”结构后，当材料受到外面施加的拉伸应力时，海岛结构中大而多的丁二烯橡胶颗粒就会被迫发生形变，阻止PVC树脂基体的破坏，由于丁二烯具有很高的延伸性能，保证了改性后的PVC-M管材基体不仅具有优异的抗冲击性能，还具有较高的延伸率。发明人经研究发现MBS-561与其它MBS抗冲剂改性剂相比，使用MBS-561改性的PVC管材的延伸率和抗冲击性能有大幅度提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种延伸率能够达到180%~210%冲击强度能够达到91.6~104.6kJ/m² 的高延伸率管材组合物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高延伸率管材专用料组合物，其特征在于：所述的高延伸率管材专用料组合物包括下列组份（重量份）： PVC树脂：100份、热稳定剂：1.0~1.5份，改性剂MBS-561：8.0~13.0份、加工助剂ACR：3.0~6.0份，复合防老剂：0.5~1.5份、润滑剂：1.5~2.5份、填料：5.0~10.0份，钛白粉0.5~1.5份。

所述的PVC树脂为中石化齐鲁分公司氯碱厂生产的管材专用料PVC QS-1050P。

所述的热稳定剂为专门用于管材的有机锡稳定剂2903。

所述的MBS-561为抗冲改性剂。MBS-561与其它MBS抗冲剂改性剂相比，MBS-561改性的PVC-M管材具有更高的延伸率。MBS-561是在粒子设计概念基础上合成的功能高分子材料，是通过乳液接枝聚合制得的甲基苯烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元聚合物，亚微观形态上具有典型的核-壳结构，粒子的核心是经过轻度交联具有低剪切摸量的丁苯橡胶核，主要起到提高聚合物冲击韧性的作用。外壳是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯接枝形成的硬壳层，壳层中甲基丙烯酸甲酯的主要作用是提高其与PVC树脂的相容性，使MBS-561能够在PVC树脂的机体中均匀分散；苯乙烯主要是提高MBS-561的折光指数以使MBS-561拥有与PVC树脂相近的折光指数，故MBS-561是典型的粒子分散型增韧改性剂。它与PVC两相之间是半相容的，即与PVC树脂具有较好的界面相容性，又在PVC树脂/ MBS-561体系中保持粒子形状完整。MBS-561加入量少时，在PVC树脂中分散性良好呈球状颗粒，形不成分散型“海-岛”结构，起不到传递冲击能的作用，材料增韧效果不好。随着MBS-561加入量增加，分散的颗粒逐渐聚结起来形成海岛结构。当材料受到外力冲击时, MBS-561中的橡胶核是应力集中点，使其产生形变，并在周围诱发银纹和剪切带，通过银纹和剪切带分散和吸收冲击能量，形成了材料从脆性断裂向韧性断裂的转变，从而达到增韧目的。