[發明專利]一種纖維增強高抗沖PVC-U管材及其制備方法

在審

• 申請號: 201410770516.4
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104530589A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 任建成;韓俊華;常慧;趙仁省
• 申請（專利權）人: 內蒙古美晶塑膠有限公司
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L23/28;C08L97/02;C08K13/02;C08K3/26;C08K5/09;C08J5/06;C08J3/22
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 王其樞

技術領域

本發明屬于PVC-U管材生產領域，尤其涉及一種由纖維增強的高抗沖PVC-U管材及其制備方法。

背景技術

硬質聚氯乙烯PVC管材(PVC-U管材)即為常用的輸水管材，其主要成份為聚氯乙烯，另外加入增塑劑、抗老化劑等輔料來增加其耐熱性、韌性、延展性、靜液壓強度等性能，由于它的拉伸強度、壓縮強度、彎曲強度、隔熱等性能均較好，且價格也較低廉，還具有質輕、光潔、美觀、水阻小、組配靈活、安裝省時省力、耐酸、耐堿、耐腐蝕性、強度高等優點，受到了廣大用戶的青睞。

但是，在實際使用過程中，硬質PVC管材常常會出現靜液壓試驗和落錘沖擊試驗不能同時達標的現象。大多數企業生產的PVC管材或者是承壓合格而落錘沖擊性能不合格，或者是落錘沖擊性能合格而承壓性能不合格。由于硬質PVC管材的這兩項指標不合格引起了許多節水工程中使用的PVC管材出現了“爆管”現象。PVC管材的落錘沖擊不合格必然導致管材在搬運的過程中或安裝的過程中由于受到石子砂粒的刮磨而出現破裂，靜液壓性能不合格導致PVC管材在通水時因無法滿足水壓而破裂。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種由纖維增強的高抗沖PVC管材，產品的靜液壓試驗和落錘沖擊試驗可同時達標，且具有低廉的成本。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供該PVC管材的制備方法。

為了實現上述技術目的，本發明提供了如下的技術方案：

首先制備纖維增強PVC母料，其特征在于：它由下述重量份的原料制成：PVC樹脂50份，鈣鋅穩定劑1～2份，輕質碳酸鈣5～20份，硬脂酸0.2～0.6份，PE蠟0.4～1.2份，ACR抗沖劑0.5～1.5份，氯化聚乙烯0.4～1份，經偶聯劑改性的短切纖維10～25份。

所述PVC樹脂為SG-5型。

所述鈣鋅穩定劑為水滑石體系或沸石體系的固體鈣鋅穩定劑。

所述輕質碳酸鈣的細度要求大于400目。

所述偶聯劑為甲氧基型硅烷偶聯劑，使用時將其與甲醇配制1:5～20的溶液后對短切纖維進行表面改性。

所述短切纖維長度為5～20mm的玻璃纖維或植物纖維。

如上所述纖維增強PVC母料的制備方法，包括如下步驟：

(1)為了使纖維與樹脂基體具有良好的相容性，需對短切纖維進行改性。首先將甲氧基型硅烷偶聯劑與甲醇按照一定比例配制成溶液置于噴壺中，稱取一定量的短切纖維，硅烷偶聯劑溶液從噴壺中以霧狀噴出，均勻噴至短切纖維表面，保證短切纖維充分浸潤，最后將浸潤纖維置于烘箱中烘干即得偶聯劑改性短切玻纖，烘箱要求具有排氣裝置，纖維烘干氣體需及時排出；

(2)按照比例稱量各種原料；

(3)將各組分投入混料機中以30～80轉/分鐘的速率攪拌均勻，得到絮狀的混合料，將混合料在雙輥塑煉機上塑煉，雙輥塑煉機前輥的溫度設定為150～200℃，后輥的溫度設定為120～180℃，通過調整雙輥間距及轉速，得到不連續的薄片狀纖維增強PVC母料，母料的具體要求為：樹脂初步塑化，纖維在母料中均勻分散、無明顯團聚。

纖維增強高抗沖PVC-U管材，其組成原料的重量份為：PVC樹脂100份、短切纖維增強PVC母料25～35份，鈣鋅穩定劑1～3份，輕質碳酸鈣10～40份，硬脂酸0.5～1份，PE蠟1～2份，以上各組分特征與上述短切纖維增強PVC母料中組分特征相同。

上述纖維增強PVC-U管材的制備方法，包括如下步驟：

(1)按按配比稱量各種原料；

(2)將各組分投入高速混合機中以100～120轉/分鐘的速率攪拌均勻，得到混合料；設定機筒加熱溫度并開始加熱，當所述混合料溫度達到85～95℃時，放入低速冷混攪拌機中以20～40轉/分鐘的速率冷混攪拌，當混合料的溫度達到35～45℃時，卸料，并投入螺旋桿擠出機中，在機筒加熱溫度為150～200℃、口模溫度為150～200℃、螺桿轉速為5～30轉/分鐘、加料轉速為5～50轉/分鐘的條件下，按常規方法依次進行擠出加工成型、真空定形、冷卻、牽引、最后進一步冷卻至室溫后根據所需的長度切斷并進行管材擴口即得。

本發明具有以下有益效果：

(1)本發明將短切纖維制成纖維增強PVC母料加入到PVC管材中，明顯增強的管材的抗沖強度及靜液壓強度，提高了管材的綜合性能。

(2)短切纖維價格低于PVC樹脂價格，短切纖維的加入，可適當降低PVC樹脂的含量，即降低管材的原料成本，提升產品的市場競爭力。

具體實施方式