一種pvc-m抗沖擊耐低溫管及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種PVC管材，特別是一種PVC-M抗沖擊耐低溫管材及其制備方法。
【背景技術】
[0002] PVC-Μ即改性聚氯乙烯管是PVC類管材產品的改性產品，PVC-Μ管是目前常用的塑 料給水管材，其具有重量輕、耐腐蝕、水流阻力小、施工安裝方便、維護能耗低的優點，并且 價格較低。但是PVC-Μ管件的脆性較大、抗破裂沖擊性能差，在埋地安裝施工后受沖擊時易 受傷，沖擊強度較低，致使其長期使用中易出現管道漏水，滲水，破裂，同時普通聚氯乙烯管 也不具備低溫使用性。所以，如何提高抗沖擊性、克服脆性、具備低溫使用性，對于PVC-Μ管 材來講是必須解決的技術問題。
[0003] 目前主要通過加入CPE(氯化聚乙烯)、MBS(丁二烯和苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯共 聚物）來改善制品沖擊強度，但是CPE產品的抗沖擊性能提高有限，單純的添加CPE或MBS 仍無法滿足PVC-M管材及管件高強度、高抗沖的要求。
[0004] 本公司以前用的傳統碳酸鈣配方是由PVC樹脂，氯化聚乙烯，硬脂酸，800目碳酸 鈣，聚乙烯蠟，復合鉛鹽穩定劑組成。由于碳酸鈣及氯化聚乙烯本身的物理性能，制備得 管材只具備常溫下普通抗沖擊性能，并不能滿足高抗沖擊耐低溫管的使用需要。在專利 CN103834123A中，一種PVC-Μ管材料配方是使用PVC樹脂、鈣鋅穩定劑、潤滑劑、填充劑、偶 聯劑，只是在一定程度上提高了PVC管的韌性和伸張率，并沒有解決PVC-Μ管的高抗沖擊耐 低溫管的使用需要。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種具有高抗沖擊性、耐低溫的 PVC-Μ管及其制備方法。本發明在原有配方基礎上，加入粉煤灰與乙烯-醋酸乙烯共聚物， 通過粉煤灰替代碳酸鈣、乙烯-醋酸乙烯共聚物替代部分的CPE(氯化聚乙烯)，在一定的配 方配比和工藝條件下，制得PVC-Μ高抗沖耐低溫管。
[0006] 本發明要解決的技術問題所采用的技術方案是： 一種PVC-Μ抗沖擊耐低溫管，由以下質量份的原料制成： PVC樹脂100份，氯化聚乙烯2-6份，乙烯-醋酸乙烯共聚物2-8份，硬脂酸1-3份，粉 煤灰1-10份，聚乙稀錯1-8份，復合鉛鹽穩定劑1-8份。
[0007] 所述的粉煤灰中Si02占粉煤灰總質量的55%~60%，A1 203占粉煤灰總質量的 25%-30%，其中SiO#A1 203的質量配比為1. 8~2.4。
[0008] 作為優選：所述的粉煤灰中Si02占粉煤灰總質量的58%，A1 203占粉煤灰總質量的 27%，3丨02與A1 203的質量配比為2. 0。
[0009] 所述的粉煤灰選自800~1000目的粉體， 作為優選：所述的粉煤灰選自800目的粉體。
[0010] -種制備PVC-Μ抗沖擊耐低溫管的方法，包括以下步驟：稱取PVC樹脂100份，氯 化聚乙烯2-6份，乙烯-醋酸乙烯共聚物2-8份，硬脂酸1-3份，800~1000目粉煤灰1-10 份，聚乙烯蠟1-8份，復合鉛鹽穩定劑1-8份，使用高速捏合機將上述原料進行攪拌混合，得 混合物，再將混合物加熱至115-125Γ，保持120~180秒，再冷卻至40~60°C，冷卻的混合物 在常溫18-25°C下放置8~12h，再用擠出機在160~210°C的擠出溫度下，轉速28-40r/min，擠 出成型，擠出成型后在10~22°C下冷卻，制得該管。
[0011] 所述的擠出溫度為：螺桿1段溫度160-180攝氏度，螺桿2段溫度160-190攝氏 度，螺桿3段溫度160-190攝氏度，螺桿4段溫度170-190攝氏度，合流芯溫度180-200攝 氏度，口模溫度180-210攝氏度。所述的螺桿是使用長徑比為33~36:1的錐形雙螺桿。
[0012] 本文中所述的耐低溫是指該PVC-M管可以在-10°C_0°C的低溫環境下使用。
[0013] 所述的粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰。粉煤灰是燃煤電廠排出 的主要固體廢物，我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為：Si02、A1203、FeO、Fe203、CaO、Ti02 等。粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰 排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河 流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。 PVC樹脂是一種極性非結晶性高聚物，分子之間有較強的作用力，是一個堅硬而脆的材 料，抗沖擊強度較低。由于粉煤灰中主要成分為Si02、Al203，其中Si02占總質量的55%~60%， A1203占總質量的25%-30%，A1 203的硬度為8. 8,SiO2的硬度7,而碳酸鈣硬度一般小于7,粉 煤灰在塑料制品中能起到一種骨架作用，對塑料制品尺寸的穩定性有很大的作用，還能提 高制品的硬度、表面光澤和表面平整性。一般來說，填料顆粒的粒徑越小，分散均勻，則填充 材料的力學性能越好，但由于顆粒的粒徑越小，使其均勻分散就越困難，本發明通過分級選 取其中目數為800至1000目的粉體，在此顆粒條件下，通過高速捏合混料工藝能夠保證混 配均勻，達到最優效果，起到高抗沖的效果。
[0014] 本配方同時加入了乙烯-醋酸乙烯共聚物，由于其具有良好的耐低溫性能，抗沖 擊韌性和耐環境應力開裂性，從而提高了整個體系的柔韌性、抗沖擊性、填料相溶性和熱密 封性能，由于該組分的加入，使本發明的生產的PVC-Μ管具有能在-10°C_0°C的低溫環境下 使用性，具有普通PVC管所不具備的低溫性能。
[0015] 有益效果 本發明通過對配方和工藝的改進，在原有配方基礎上加入一定配比的粉煤灰和乙 烯-醋酸乙烯共聚物，由于粉煤灰中Si02、Al203的硬度和乙烯-醋酸乙烯共聚物本身的物理 性能，從而提高了管材的抗沖擊性能、拉伸強度、韌性和低溫使用性，有效的解決了PVC管 材沖擊強度低、易出現滲水、漏水、破裂，耐低溫的問題。由于材料力學強度是由剛性和柔性 的結合而成的，聚氯乙烯材料本身有著較強的剛性，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物可以起到 增加柔性的作用，但是過度的柔性會造成管道變形，而過度的剛性則會造成管材易脆。本發 明通過加入合適配比的粉煤灰和乙烯-醋酸乙烯共聚物，優化配方體系和工藝參數，從而 使PVC-Μ管達到最優性能。本發明方法生產工藝簡單，