[發明專利]一種高性能硬聚氯乙烯雙壁波紋管及其制備方法

在審

• 申請號: 202010070723.4
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111171472A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 李支松;余華林;宋科明
• 申請（專利權）人: 鶴山聯塑實業發展有限公司
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L91/06;C08L23/06;C08L23/30;C08K13/06;C08K9/04;C08K9/06;C08K3/34;C08K3/22;C08K7/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳嘉毅

本發明屬于聚氯乙烯管道材料技術領域，具體涉及一種高性能硬聚氯乙烯雙壁波紋管及其制備方法。該硬聚氯乙烯雙壁波紋管采用特定粒徑和長徑比的硅灰石改性后與其他原料混合制備，解決了碳酸鈣或粒徑較大硅灰石添加后產生的力學性能降低的問題，顯著提高了硬聚氯乙烯雙壁波紋管環剛度、沖擊性能等性能，保持其他環柔性等力學性能符合標準要求，具有較大的推廣應用價值，并且制備方法簡單，易于操作，適用于大規模產業化生產。

技術領域

本發明屬于聚氯乙烯管道材料技術領域，更具體地，涉及一種高性能硬聚氯乙烯雙壁波紋管及其制備方法。

背景技術

長期以來，國內城市地下管道系統主要采用混凝土和鑄鐵制造，存在施工困難、密閉性差、液體流動阻力大、易滲漏、易堵塞、易腐蝕、易開裂等缺陷，造成其使用壽命短。近年來，隨著城市基礎建設技術的發展，具有易施工、耐開裂、耐腐蝕、防滲漏等諸多優點的大口徑塑料管道逐步替代混凝土管道和鑄鐵管道。

PVC-U雙壁波紋管是可用于替代混凝土管道或鑄鐵管道的其中一種塑料產品，具有應用空間大、材質輕、強度高、阻力小、易敷設、耐腐蝕、成本低等優點，綜合經濟效益遠超傳統的混凝土管道或鑄鐵管道，被廣泛地應用于地下埋設的各種管道系統。由于PVC-U雙壁波紋管基本都是埋地施工，因此對管材的環剛度的要求較高，產品的規格分類也主要按環剛度性能指標來區分。如中國專利申請CN109054216A公開了一種硬聚氯乙烯雙壁波紋管，該波紋管由聚氯乙烯樹脂粉、滑石粉、碳酸鈣、熱穩定劑、加工助劑、抗沖性改性劑、潤滑劑和鈦白粉按一定的配比制成，通過特定規格的滑石粉和碳酸鈣按照一定的質量比結合來達到提高雙壁波紋管環剛度，同時保持其它力學性能全部合格的技術效果。但是在實際應用過程中發現，該硬聚氯乙烯雙壁波紋管所用碳酸鈣是由大理石或方解石通過研磨法制備，所得顆粒形狀極度不規則，平均粒徑為0.7～20μm，在一定添加量的情況下，對硬聚氯乙烯雙壁波紋管的物理力學性能影響較大，特別是環剛度和耐沖擊性能會顯著降低。

因此，迫切需要提供一種環剛度、沖擊性能較好的高性能硬聚氯乙烯雙壁波紋管及其制備方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術采用碳酸鈣制備的PVC-U雙壁波紋管環剛度、沖擊性能較差的缺陷和不足，提供一種環剛度、沖擊性能較好的高性能硬聚氯乙烯雙壁波紋管。

本發明另一目的是提供所述硬聚氯乙烯雙壁波紋管的制備方法。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

一種高性能硬聚氯乙烯雙壁波紋管，由以下原料及其重量份數制備得到：聚氯乙烯樹脂粉100份、改性硅灰石粉5～30份、熱穩定劑3.5～5.5份、加工助劑0.5～1份、抗沖改性劑4～8份、潤滑劑1.3～1.7份和鈦白粉2份；

其中，所述改性硅灰石粉經偶聯劑表面改性制得，用以改性的硅灰石粉的粒徑為6～13μm，長徑比為5～8，白度≥90。

本發明中，采用的硅灰石粉是一種無機短纖維礦物，二氧化硅含量≥50％，氧化鈣含量≥45％，用偶聯劑改性后，可提高與聚氯乙烯的相容性，加入聚氯乙烯中制備硬聚氯乙烯雙壁波紋管，可以提高其環剛度。與常用無規則外觀顆粒狀的碳酸鈣相比，改性硅灰石粉的微觀結構是短纖維狀，且二氧化硅含量較高，可以更好地增強硬聚氯乙烯雙壁波紋管的力學性能，特別體現在彈性模量的提高。

發明人經過大量的創造性勞動發現，進一步限定硅灰石的粒徑和長徑比，可以更顯著地提高硬聚氯乙烯雙壁波紋管的環剛度。其原因是，在用粒徑較大的硅灰石或者無規則外形的碳酸鈣填充時，微觀上會出現空穴效應，成為應力集中點，在受到外來能量沖擊時，吸收能量小，力學性能差；而本發明限定的硅灰石的粒徑為6～13μm，該比表面積較大，PVC與硅灰石界面間的相互作用力較大，在受到外力作用時就可承受更高的能量；5～8長徑比硅灰石的強度和彈性模量較高，在受外力作用時不僅可承受比PVC高的沖擊能量，且可沿硅灰石軸向改變作用力的方向，起到骨架的作用，從而提高制品的彎曲模量。