專利名稱：一種超強抗震聚氯乙烯管材的制備方法
技術領域：
本發明涉及非金屬建筑材料技術領域，具體地說是一種超強抗震聚氯乙烯管材的制備方法。
背景技術：
隨著城市規劃建設的發展以及市容的整潔和美觀，要求架空敷設的各種電纜、電線一律都要埋入地下，同時也明確了新修馬路5年之內也不許破壞開挖，原有的鐵路、橋梁、機場、大型建筑也不能隨便開挖明溝或破壞，所以人們不得不采用開挖或者非開挖技術，將電力、通訊、移動所有的電纜電線轉移到地底下。盡管開挖技術相對比較簡單，施工比較方便，費用也比較低，但是許許多多的環境不允許開挖，雖然非開挖技術就相對復雜，施工難度大，技術要求和費用都比較高，但是對社會來說不影響其它單位的正常工作與環境設施而效益大，大量采用非開挖已經是大勢所趨，發展之必然。由于，現有技術生產的聚氯乙烯(PVC)管材強度低不耐低溫和沖擊，一般很少使用在給、排水的開挖或非開挖工程中，尤其使用在寒冷地區，PVC管材容易被凍裂或受到強烈沖擊和發生地震時容易破裂，嚴重制約了 PVC管材廣泛應用。最近幾年PVC管材的增長速度遠遠落后于MPP和PE管材，而使用在非開挖等許多苛刻的環境領域的PVC管材就更少。 MPP、PE管材的抗沖柔韌性及其耐低溫性能良好，但生產MPP和PE管材所用的原料都需要石油來提煉，而我國大部分化石油需要進口，石油價格的波動變化很大，使得生產MPP和 PE管材的原材料成本很高，然而，生產聚氯乙烯樹脂所用的電石材料在我國儲量豐富，加工容易，材料成本低，開發一種具有抗沖柔韌性及其耐低溫性能的聚氯乙烯(PVC)管材，替代鋼管、MPP和PE管材廣泛使用在給、排水的開挖或非開挖工程中的不同領域。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種超強抗震聚氯乙烯管材的制備方法，操作方便，耐低溫韌性好，常溫抗沖強度、拉伸強度、環剛度和維長軟化點高，而且，耐老化、阻燃絕緣和抗壓性能好，使用壽命長。實現本發明目的的具體技術方案是一種超強抗震聚氯乙烯管材的制備方法，其特點是該管材由100份聚氯乙烯樹脂；2 10份丙烯酸樹脂；3 10份雙馬來酰亞胺；1 1. 5份活性劑；0. 3 1份偶聯劑；1 2份分散劑；5 15份納米材料；2 6份穩定劑； 1 5份增容劑；6 13份工程塑料；2 10份填充劑；5 10份抗沖改性劑；1 2份潤滑劑；所述組分按重量份配比后經混合攪拌由模具擠出成型，其具體制備包括以下步驟
a、初混
α)、將納米材料與偶聯劑、分散劑和活性劑按重量份配比混合，加熱攪拌30 60分
鐘，當溫度達到100 160°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻至40 50°C送下道工序共混； 所述納米材料為納米級二氧化硅、鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、云母、陶土和石英粉中的一種或二種以上的混合；
所述偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁鈦復合偶聯劑和烷偶聯劑中的一種或二種以上的混合；
所述分散劑為白油、石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟和丙酮中的一種或二種以上的混
合；
所述活性劑為硬脂酸、脂肪酸、硬脂酸酰胺和十八醇中的一種或二種以上的混合；
(2)、將工程塑料與增容劑按重量份配比混合，加熱攪拌15 20分鐘，當溫度達到
120 140°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻至40 50°C送下道工序共混；
所述工程塑料為聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛和丙烯晴-丁烯-苯乙烯共聚物中的一種或二種以上的混合；
所述增容劑為氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物和馬來酸酐接枝共聚物中的一種或二種以上的混合；
(3)、將聚氯乙烯樹脂與丙烯酸樹脂和雙馬來酰亞胺按照組份配比混合，加熱攪拌5
10分鐘，當溫度達到80 125°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻至40 50°C送下道工序共混；
所述聚氯乙烯樹脂為聚合度900 1200的五型、四型或三型樹脂中的一種或二種的混
合；
b、共混
將上述初混的原料混合后加熱攪拌2 8分鐘，當溫度達到90°C時加入按重量份配比的填充劑、穩定劑、抗沖改性劑和潤滑劑，繼續攪拌2 5分鐘，當攪拌溫度達到110 125°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻至40 50°C供擠出使用；
所述填充劑為碳酸鈣、滑石粉、石英粉、云母粉和陶土中的一種或二種以上的混合； 所述穩定劑為有機錫穩定劑、鈣鋅穩定劑、稀土穩定劑和鉛鹽復合穩定劑中的一種或二種以上的混合；
所述抗沖改性劑為丙烯晴一丁二烯一苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物、丙烯酸共混物、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、甲基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯共聚物、 丁晴橡膠、丁苯橡膠、三元乙丙橡膠和苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物中的一種或二種以上的混合；
所述潤滑劑為硬脂酸、石蠟、單甘脂、十八醇、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸酰胺和包膜高分子復合酯中的一種或二種以上的混合； C、擠出
將上述共混后的原料經雙螺桿擠出機及模具擠出成型，擠出機筒溫度一區為175 2000C ；二區為170 195°C ；三區為165 190°C ；四區為160 180°C ；五區為160 1700C ；過渡段溫度為160 170°C ；模體溫度一區為165 180°C ；二區為160 190°C ； 三區為170 190°C ；口模溫度為175 215°C ；擠出機轉速為10 20r/min ；喂料器轉速為10 15r/min ；電流為40 80A ；機頭壓力為8 15Mpa ；水箱真空度為0. 02 0. 06Mpa ；牽引速度為2 8m/min。
本發明與現有技術相比具有抗沖擊強度高，耐低溫韌性，環剛度高，抗壓性能好， 使用壽命長的優點，在_15°C低溫時抗沖擊強度提高15-20倍，耐低溫韌性提高100 200%，常溫抗沖強度提高100 150%，拉伸強度提高30 60%，維長軟化點提高5 15°C， 使用壽命延長10 20年。
具體實施例方式本發明將100份聚氯乙烯樹脂；2 10份丙烯酸樹脂；3 10份雙馬來酰亞胺； 1 1. 5份活性劑；0. 3 1份偶聯劑；1 2份分散劑；5 15份納米材料；2 6份穩定劑；1 5份增容劑；6 13份工程塑料；2 10份填充劑；5 10份抗沖改性劑；1 2 份潤滑劑；所述組分按重量份配比后經混合攪拌由模具擠出成型，下面以具體實施例，對本發明做進一步的闡述
實施例1 a、初混
α)、將納米級鈦白粉在80 150°C溫度下干燥2 4小時，然后稱量10公斤與0. 3公
斤鋁鈦復合偶聯劑、1. 2公斤白油和1. 1公斤十八醇加熱攪拌30分鐘，當溫度達到145°C時停止攪拌，將料溫冷卻到45°C送下道工序共混；
(2)、將聚甲醛和聚碳酸酯在100 120°C的溫度下干燥2 4小時，然后各稱量5公斤
與苯乙烯-馬來酸酐共聚物1公斤和乙烯-醋酸乙烯共聚物1. 5公斤加熱攪拌20分鐘，當共混溫度達到125°C時停止攪拌，將料溫冷卻到48°C送下道工序使用；
(3)、將丙烯酸樹脂1公斤與雙馬來酰亞胺5公斤加熱攪拌5分鐘，當共混溫度達到80°C
時，加入聚合度為1200的五型聚氯乙烯樹脂100公斤，繼續共混到90°C，然后將料溫冷卻到 40°C送下道工序共混。b、共混
將上述初混的原料混合后加熱攪拌5分鐘，當溫度達到90°C時加入鈣鋅穩定劑4公斤、 陶土 6公斤和氯化聚乙烯8公斤繼續攪拌5分鐘，當攪拌溫度達到120°C時加入硬脂酸0. 8 公斤和聚乙烯蠟0. 5公斤繼續攪拌，當溫度達到125°C時停止攪拌，然后自動排入冷卻攪拌機中，將料溫冷卻至46°C供擠出使用。C、擠出
將上述共混后的原料經雙螺桿擠出機及模具擠出成型，擠出機筒溫度一區為190°C， 二區為185°C ；三區為180°C ；四區為175°C ；五區為170°C ；過渡段溫度為170°C ；模體溫度一區為180°C ；二區為178°C ；三區為175°C ；口模溫度為185°C ；模具加熱時間為2 小時，恒溫30分鐘；主機轉速為18r/min，喂料器轉速為14r/min，主機電流為50A，機頭壓力8. 8Mpa，牽引速度2. 5m/min，水箱真空度為0. 05Mpa。實施例2 a、初混α)、將納米級滑石粉在100°c溫度下干燥2. 5小時，然后稱量8公斤與0. 4公斤硅烷偶
聯劑、1公斤石蠟和1公斤硬脂酸酰胺加熱攪拌40分鐘，當溫度達到150°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻到40°C送下道工序共混；
(2)、將聚酰胺和丙烯晴-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物分別在100°C的溫度下干燥3小
時，然后各稱量5公斤與丙烯晴-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物1. 5公斤和苯乙烯-馬來酸酐接枝共聚物1. 0公斤，加熱攪拌13分鐘共混到125°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻到43°C 送下道工序使用；
(3)、將聚合度為1000的四型聚氯乙烯樹脂100公斤與丙烯酸樹脂3公斤和雙馬來酰
亞胺8公斤加熱攪拌7分鐘，當溫度達到95°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻到48°C送下道工序共混。b、共混
將上述初混的原料混合后加熱攪拌5分鐘，當溫度達到90°C時加入稀土穩定劑4. 5公斤、云母粉5公斤、氧化聚乙烯蠟0. 8公斤、單甘脂0. 8公斤和三元乙丙橡膠6公斤，當溫度達到120°C時停止攪拌，然后自動排入冷卻攪拌機中，將料溫冷卻至40°C供擠出使用。C、擠出
將上述共混后的原料經雙螺桿擠出機及模具擠出成型，擠出機筒溫度一區為195°C， 二區為190°C ；三區為185°C ；四區為175°C ；五區為170°C ；過渡段溫度為165°C ；模體溫度一區為175°C ；二區為170°C ；三區為170°C ；口模溫度為200°C ；模具加熱時間為 2. 5小時，恒溫30分鐘，主機轉速為20r/min，喂料器轉速為15r/min，主機電流為70A，機頭壓力10. OMpa，牽引速度4. Om/min，水箱真空度為0. 035Mpa。
權利要求
1. 一種超強抗震聚氯乙烯管材的制備方法，其特征在于該管材由100份聚氯乙烯樹脂；2 10份丙烯酸樹脂；3 10份雙馬來酰亞胺；1 1. 5份活性劑；0. 3 1份偶聯劑； 1 2份分散劑；5 15份納米材料；2 6份穩定劑；1 5份增容劑；6 13份工程塑料；2 10份填充劑；5 10份抗沖改性劑；1 2份潤滑劑；所述組分按重量份配比后經混合攪拌由模具擠出成型，其具體制備包括以下步驟a、初混1:、將納米材料與偶聯劑、分散劑和活性劑按重量份配比混合，加熱攪拌30 60分鐘， 當溫度達到100 160°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻至40 50°C送下道工序共混；所述納米材料為納米級二氧化硅、鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、云母、陶土和石英粉中的一種或二種以上的混合；所述偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁鈦復合偶聯劑和烷偶聯劑中的一種或二種以上的混合；所述分散劑為白油、石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟和丙酮中的一種或二種以上的混合；所述活性劑為硬脂酸、脂肪酸、硬脂酸酰胺和十八醇中的一種或二種以上的混合； 2:、將工程塑料與增容劑按重量份配比混合，加熱攪拌15 20分鐘，當溫度達到 120 140°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻至40 50°C送下道工序共混；所述工程塑料為聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛和丙烯晴-丁烯-苯乙烯共聚物中的一種或二種以上的混合；所述增容劑為氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物和馬來酸酐接枝共聚物中的一種或二種以上的混合；'3、將聚氯乙烯樹脂與丙烯酸樹脂和雙馬來酰亞胺按重量份配比混合，加熱攪拌5 10分鐘，當溫度達到80 125°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻至40 50°C送下道工序共混；所述聚氯乙烯樹脂為聚合度900 1200的五型、四型或三型樹脂中的一種或二種的混合；b、共混將上述初混的原料混合后加熱攪拌2 8分鐘，當溫度達到90°C時加入按重量份配比的填充劑、穩定劑、抗沖改性劑和潤滑劑，繼續攪拌2 5分鐘，當攪拌溫度達到110 125°C時停止攪拌，然后將料溫冷卻至40 50°C供擠出使用；所述填充劑為碳酸鈣、滑石粉、石英粉、云母粉和陶土中的一種或二種以上的混合； 所述穩定劑為有機錫穩定劑、鈣鋅穩定劑、稀土穩定劑和鉛鹽復合穩定劑中的一種或二種以上的混合；所述抗沖改性劑為丙烯晴一丁二烯一苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物、丙烯酸共混物、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、甲基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯共聚物、 丁晴橡膠、丁苯橡膠、三元乙丙橡膠和苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物中的一種或二種以上的混合；所述潤滑劑為硬脂酸、石蠟、單甘脂、十八醇、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸酰胺和包膜高分子復合酯中的一種或二種以上的混合； C、擠出將上述共混后的原料經雙螺桿擠出機及模具擠出成型，擠出機筒溫度一區為175 2000C ；二區為170 195°C ；三區為165 190°C ；四區為160 180°C ；五區為160 1700C ；過渡段溫度為160 170°C ；模體溫度一區為165 180°C ；二區為160 190°C ； 三區為170 190°C ；口模溫度為175 215°C ；擠出機轉速為10 20r/min ；喂料器轉速為10 15r/min ；電流為40 80A ；機頭壓力為8 15Mpa ；水箱真空度為0. 02 0. 06Mpa ；牽引速度為2 8m/min。
全文摘要
本發明公開了一種超強抗震聚氯乙烯管材的制備方法，其特點是該管材由100份聚氯乙烯樹脂；2～10份丙烯酸樹脂；3～10份雙馬來酰亞胺；1～1.5份活性劑；0.3～1份偶聯劑；1～2份分散劑；5～15份納米材料；2～6份穩定劑；1～5份增容劑；6～13份工程塑料；2～10份填充劑；5～10份抗沖改性劑；1～2份潤滑劑按重量份配比后經混合攪拌由模具擠出成型。本發明與現有技術相比具有抗沖擊強度高，耐低溫韌性，環剛度高，抗壓性能好，使用壽命長的優點。
文檔編號C08K3/22GK102212237SQ20111011659
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月6日 優先權日2011年5月6日
發明者周文忠, 張雙全, 王錫臣 申請人:上海遠洲管業有限公司