[發明專利]一種高強度硬聚氯乙烯給水管材及其制備方法

有效

• 申請號: 202110577698.3
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113337050B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 潘海勇;俞超強;龍攀;王林;劉亞寬;吳秋花
• 申請（專利權）人: 浙江中財管道科技股份有限公司
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L23/28;C08L23/06;C08L61/00;C08K3/26;C08K3/22;C08K9/12
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 何俊

本發明涉及高性能硬聚氯乙烯材料領域，公開了一種高強度硬聚氯乙烯給水管材及其制備方法。所述硬聚氯乙烯給水管材包括以下重量份的原料：聚氯乙烯樹脂92?100份，耐熱增強改性劑5?10份；所述耐熱增強改性劑為負載有碳酸鈣的超交聯多孔苯甲醛?二苯甲酰甲烷共聚物。在本發明的耐熱增強改性劑中，表面的二苯甲酰甲烷與內部的多孔結構及碳酸鈣相互配合，能夠協同提高聚氯乙烯的熱穩定性，從而防止管材制備過程中，由于聚氯乙烯降解而導致管材的顏色、機械性能不佳；并且，本發明的耐熱增強改性劑與聚氯乙烯的相容性較好，不會對管材的機械強度造成不利影響，反而能利用其中的二苯甲酰甲烷以及超交聯結構提高管材的機械強度。

技術領域

本發明涉及高性能硬聚氯乙烯材料領域，尤其涉及一種高強度硬聚氯乙烯給水管材及其制備方法。

背景技術

聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯在引發劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂。由于PVC具有難燃、耐酸堿、抗微生物、耐磨、環保等特點，因而常被用來制作板材、管材、鞋底、玩具、門窗、電線外皮、文具、包裝盒等。高性能硬聚氯乙烯(PVC-UH)管材采用最小要求強度(MRS)大于或等于25MPa的聚氯乙烯(PVC)混配料為原料，經擠出成型，并具有一體成型的鋼骨架密封圈承口結構，其相較于普通的硬聚氯乙烯(PVC-U)管材而言，提高并增加了管材的性能指標要求。

盡管PVC具有許多優良性能，但存在熱穩定性和韌性較差等缺點。聚氯乙烯在工業生產過程中往往伴隨有大量的副反應發生，導致其長鏈結構中出現不飽和端基、烯丙基氯、叔氯等熱不穩定結構，致使其加熱至100℃時，即伴隨脫氯化氫(HCl)反應，在擠出成型獲得管材的溫度(通常為170-200℃)下降解速度加快，除了脫HCl外，還發生變色和大分子交聯。隨著降解程度的加深，PVC樹脂的顏色一般經歷由白色-黃色-棕色-褐色直到黑色的過程，而且制品的物理力學性能下降，直至失去使用價值。因此，在加工PVC前須加入適量的熱穩定劑。

PVC用熱穩定劑包括無機鉛鹽熱穩定劑、金屬皂類熱穩定劑、水滑石類熱穩定劑、有機錫類熱穩定劑、稀土熱穩定劑等。其中，鈣鋅穩定劑是金屬皂類熱穩定劑中的一種，具有熱穩定效果好、無毒環保等優點，是目前硬聚氯乙烯管材中最常用的熱穩定劑之一(例如申請號為CN201510500312.3的中國專利文獻)。不過，與大部分無機熱穩定劑相似，鈣鋅穩定劑也存在與聚氯乙烯相容性差的問題，會對管材的機械強度造成不利影響；同時，為了便于穩定劑的加工及其與聚氯乙烯的混合，改性穩定劑中含有大量潤滑劑，這同樣會造成聚氯乙烯管材的機械強度降低，導致其難以達到PVC-UH管材的標準。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高強度硬聚氯乙烯給水管材及其制備方法。本發明采用負載有碳酸鈣的超交聯多孔苯甲醛-二苯甲酰甲烷共聚物作為耐熱增強改性劑，在提高聚氯乙烯熱穩定性的同時，能夠較大程度地提高其機械強度。

本發明的具體技術方案為：

一種高強度硬聚氯乙烯給水管材，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯樹脂92-100份，耐熱增強改性劑5-10份；所述耐熱增強改性劑為負載有碳酸鈣的超交聯多孔苯甲醛-二苯甲酰甲烷共聚物。

本發明采用超交聯多孔苯甲醛-二苯甲酰甲烷共聚物負載碳酸鈣作為耐熱增強改性劑，在管材制備過程中，改性劑表面的二苯甲酰甲烷能夠置換聚氯乙烯分子鏈中的烯丙基氯，防止烯丙基氯脫氯化氫后形成共軛雙鍵而導致管材變色；二苯甲酰甲烷置換烯丙基氯后生成氯化氫，而本發明中，由于二苯甲酰甲烷連接在超交聯多孔苯甲醛-二苯甲酰甲烷共聚物中，因而能夠利用后者的多孔結構以及其中負載的碳酸鈣，使這些氯化氫被及時吸附并中和，防止其催化聚氯乙烯降解；同時，改性劑也能夠吸附并中和聚氯乙烯降解產生的氯化氫。通過以上方式，本發明的耐熱增強改性劑能夠提高聚氯乙烯的熱穩定性，防止其在加工成管材的過程中降解而導致變色以及機械性能下降。并且，本發明的耐熱增強改性劑采用有機共聚物為基體，因而不會由于與聚氯乙烯之間的相容性差而影響管材的機械強度。