一種硬質聚氯乙烯（u-pvc）塑料及其管件和制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于U-PVC塑料管件技術領域。更具體地，涉及一種硬質聚氯乙烯（U-PVC) 塑料及其管件和制作方法。
【背景技術】
[0002] 硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件，即是管道系統中起連接、控制、變向、分流、密封、 支撐等作用的零部件和配件的統稱。相較于管材而言，管件對綜合加工性能的要求更高，尤 其是對加工流動性的要求很高，而另一方面，卻又對硬度和承壓性有很高的要求。
[0003] 目前，為了彌補加工流動不足，塑化不好的問題，硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件 配方中所添加的增塑劑基本是液體鄰苯類增塑劑，特別是鄰苯二甲酸二丁酯(簡稱DBP)和 鄰苯二甲酸二辛脂(簡稱D0P)等等。但是，隨著DBP/D0P在食品、醫藥以及飲用水工業上的 應用越來越廣泛，人們對它的毒性問題也越來越重視。據調查研究發現，當飲用水長期接觸 含DBP/D0P的塑料管件后，飲用水中的DBP/D0P含量會超標，說明DBP/D0P在使用過程中會 溶出，當人們飲用含超標DBP/D0P的水不僅會對身體健康造成傷害，也會對環境造成不良 的影響。根據歐洲食品安全機構EFSA規定，在人體內DBP/D0P的濃度達到0. 05毫克/千克 以上就被認為是不安全的。1982年的美國國家權威癌癥研究所對DBP/D0P的致癌性進行了 生物鑒定，其結論是，DBP/D0P是大鼠和小鼠的致癌物，能使嚙類動物的肝臟致癌。于是關于 DBP/D0P的毒性引起了人們的普遍關注，盡管是否會使人致癌的說法到目前仍爭論不休，但 由于其存在潛在的致癌嫌疑，各國都采取了相應的措施。美國環境保護總局根據國家癌癥 研究所的研究結果，已經停止了 6種鄰苯二甲酸酯工業的生產；瑞士政府已決定在兒童玩 具中禁止使用DBP/D0P;德國在與人體衛生、食品相關的所有塑料中禁止加入DBP/D0P;日 本在醫療器械相關產品及飲用水相關產品中禁止加入DBP/D0P。而在我國，DBP/D0P等鄰苯 類增塑劑還在大量使用，特別是硬質聚氯乙烯塑料管件產品所使用的增塑劑，仍然以DBP/ DOP為主。
[0004] 另外，添加該鄰苯類液體增塑劑不僅會對環境和人體健康造成不良的影響，還會 對產品的性能引起不利的影響。基于目前的現狀，迫切需要制作出不含鄰苯類增塑劑的硬 質聚氯乙烯塑料管件產品。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是克服現有硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件的缺陷和技 術不足，提供一種無毒副作用的、且增塑劑被抽出的可能性極小的、不含鄰苯類固體增塑劑 的硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件，避免了目前鄰苯類液體增塑劑制備的U-PVC對人體和 環境的危害，而且提高了U-PVC產品的性能、提升產品整體質量。
[0006] 本發明的目的是提供一種硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料。
[0007] 本發明的另一目的是提供上述硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料在制備U-PVC塑料管件 中的應用。
[0008] 本發明再一目的是提供一種硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件及其制作方法。
[0009] 本發明上述目的通過以下技術方案實現： 一種硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料，由以下質量份的組分制成：聚氯乙烯樹脂100份，固 體增塑劑〇. 5~5,熱穩定劑1~6份，加工改性助劑1~5份，抗沖改性助劑2~10份，潤 滑劑〇. 1~2份。
[0010] 其中，所述固體增塑劑為聚醚和醇酯的共聚反應而成的化合物，或復合酯類化合 物中的一種或幾種混合物。如對苯二甲酸二環己酯、三苯甲酸甘油酯或1，4-環己烷二甲醇 二苯甲酸酯等等。
[0011] 優選地，所述固體增塑劑為聚醚和醇酯的共聚反應而成的化合物。
[0012] 具體地，目前能夠市購得到的固體增塑劑均可使用。作為一種可優選的實施方案， 所述固體增塑劑為市購于中山固盛化學工業有限公司的產品G-P20B。
[0013] 另外，優選地，上述硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料由以下質量份的組分制成：聚氯乙 烯樹脂100份，固體增塑劑1. 5~3份，熱穩定劑3~6份，加工改性助劑2~3份，抗沖改 性助劑2~5份，潤滑劑1~2份。
[0014] 更優選地，上述硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料由以下質量份的組分制成：聚氯乙烯 樹脂100份，固體增塑劑1. 5份，熱穩定劑5份，加工改性助劑2. 5份，抗沖改性助劑3份， 潤滑劑1. 5份。
[0015] 作為一種優選的可實施方案，上述硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料的配方中，所述聚氯 乙烯樹脂為懸浮法制得，聚氯乙烯樹脂中的氯乙烯單體殘留量小于l.〇mg/kg，聚氯乙烯樹 脂的黏度為50ml/g~110ml/g。
[0016] 優選地，所述熱穩定劑為環保型鈣鋅穩定劑；進一步優選地，所述熱穩定劑為環保 型粉狀或顆粒狀的復合鈣鋅穩定劑，該穩定劑中鈣和鋅的質量百分含量均小于1. 5%。
[0017] 優選地，所述加工改性助劑為甲基丙烯酸甲酯共聚物（ACR)、〇 -甲基苯乙烯低聚 物或丙烯酸與苯乙烯的共聚物中的一種或幾種的混合物； 優選地，所述抗沖改性助劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物（MBS)、氯 化聚乙烯（CPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)或甲基丙烯酸酯類共聚物（ACR)中的一種或 幾種的混合物； 優選地，所述潤滑劑為硬脂酸、氧化聚乙烯蠟、聚乙烯蠟或多官能團脂肪酸酯中的一種 或一種以上的組合。
[0018] 作為一種最優選的可實施方案，上述硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料的配方中：所述 加工改性助劑為甲基丙烯酸甲酯共聚物；所述抗沖改性助劑為甲基丙烯酸甲酯/ 丁二烯/ 苯乙烯共聚物；所述潤滑劑為聚乙烯蠟。
[0019] 另外，上述硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料在制備U-PVC塑料管件中的應用也在本發 明的保護范圍之內。更優選地，是指在制備承壓類U-PVC塑料管件中的應用。
[0020] 由上述硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料制備得到的U-PVC塑料管件也在本發明的保護 范圍之內。
[0021] 具體地，作為一種可實施的方案，制備該類U-PVC塑料管件的方法如下：按照各 原料組分混合后，投入高速混合機中進行預混制得混合料并加熱，當混合料的溫度達到 105°C~115°C時，排料，然后在IKTC~160°C條件下塑化、擠出造粒而成，最后經注塑機注 塑成型而得。
[0022] 進一步優選地，上述制備該類U-PVC塑料管件的方法如下： 51. 按照固體增塑劑在聚氯乙烯樹脂和熱穩定劑之后投料的投料順序，將各原料組分 混合后，加入高速熱混料機中進行混合分散，當溫度達到105~115°C時轉入冷混料機中攪 拌冷卻，當溫度降到50°C以下時排入料斗，待用； 52. 將Sl所述料斗中待用的混配料加入平行雙螺桿或錐形雙螺桿擠出機進行擠出造 粒，得到顆粒均勻的粒料，擠出機的溫度設置為：150°C、145°C、130°C、120°C，造粒摸頭的溫 度設置為120°C、135°C; 53. 將S2造好的粒料加入注塑機中進行注射成型，冷卻定型后最終得到產品或半產 品，注塑機的溫度設置為：190°C、188°C、185°C、180°C、173°C、165°C。
[0023] 本發明針對U-PVC管件做了大量的研究和探索，由于U-PVC管件與其他類型管材 及軟質聚氯乙烯管的加工工藝差別很大，一般情況下，U-PVC管件制備過程中不使用液體 增塑劑是很難加工的，甚至無法滿足加工要求，這一點是本發明必須要考慮和克服的難題。 另外，為了滿足安全環保的要求，還必須選擇環保型的增塑劑，所用增塑劑也不可以任意選 擇，才不違背本發明最初的研究宗旨，因此，也增加了研究的困難。
[0024] 本發明通過大量實驗研究和應用，成功得出了上述硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料的 配方，可以很好的應用于硬質聚氯乙烯（U-PVC)管件的制備，滿足加工的要求，而且使用的 固體增塑劑是一種無毒的高分子聚合物，衛生環保，比鄰苯類液體增塑劑的揮發性和毒性 都小很多，對人體生理過程無不良影響，與其它生理流體接觸時，被抽出的危險可忽略不 計。另外，本發明使用的固體增塑劑與PVC的相容性很好，在使用過程中不會析出迀移到制 品的表面，還能顯者提尚材料的剛性強度，提尚廣品的維卡，提尚廣品的液壓性能，提升廣 品的整體質量。
[0025] 本發明具有以下有益效果： 本發明的硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件配方特別適用于制備承壓類硬質聚氯乙烯 (U-PVC)塑料管件，對環境保護和產品綜合性能的提升有重要意義，具有以下顯著的優勢： (1)具有極佳的熔體流動性，使難以成型加工的制品易于成型，尤其適用于U-PVC管件 的制作中，使制品更容易充模，保證制品的順利成型加工。
[0026] (2)本發明使用的固體增塑劑一種無毒的高分子聚合物，衛生環保，比鄰苯類液體 增塑劑的揮發性和毒性都小很多，對人體生理過程無不良影響，與其它生理流體接觸時，被 抽出的危險可忽略不計，可以解決含鄰苯類的液體增塑劑的析出造成的對人體和環境的健 康問題。
[0027] (3)本發明使用的固體增塑劑與PVC的相容性很好，在使用過程中不會析出迀移 到制品的表面；而且整個配方體系可以改善加工工藝的問題，能夠滿足加工的要求，能顯著 提尚材料的剛性強度，提尚廣品的維卡，提尚廣品的液壓性能，提升廣品的整體質量，制品 物理性能更易于保持長期穩定性，特別適用于承壓類硬質聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件。
[0028] (4)在提高產品性能的同時，與傳統的液體增塑劑比較，由于用量的降低，能明顯 的節約成本，提供質優價廉的產品。
[0029] (5)與傳統的液體增塑劑比較，由于使用的固體增塑劑是粉體，稱量更加準確，搬 運更容易，并能夠保持車間整潔。
【具體實施方式】
[0030] 以下結合具體實施例來進一步說明本發明，但實施例并不對本發明做任何形式的 限定。除非特別說明，本發明采用的試劑、方法和設備為本技術領域常規試劑、方法和設備。
[0031] 除非特別說明，以下實施例所用試劑和材料均為市購。
[0032] 實施例1 1、 不含鄰苯類的固體增塑劑的硬質聚氯乙烯塑料管件的原料組分，分別按表1中的三 種配方方案進行選料和精確稱量。其中，所述固體增塑劑為聚醚和醇酯的共聚反應而成的 化合物，或復合酯類化合物中的一種或幾種混合物。
[0033] 所述聚氯乙烯樹脂為懸浮法制得，聚氯乙烯樹脂中的氯乙烯單體殘留量小于 I.Omg/kg，聚氯乙稀樹脂的黏度為50ml/g~110ml/g。
[0034