專利名稱：一種聚氯乙烯組合物及其管材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性的聚氯乙烯，特別涉及到具有優(yōu)異耐寒和抗老化性能的聚氯乙烯及其管材和制備方法，該管材適用于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉系統(tǒng)所需的各種低壓輸水管道。
目前，我國水資源缺乏，在北方和西北地區(qū)更甚。據(jù)統(tǒng)計，我國用水總量的一半以上用于農(nóng)業(yè)灌溉。采用傳統(tǒng)的大渠灌溉，由于渠道滲水和灌溉田地蒸發(fā)所造成的損失多達灌溉用水的75％。因此，節(jié)約用水，應(yīng)該從農(nóng)業(yè)入手，從改變灌溉方式入手。近年來，我國在許多地方采用了噴灌的方法，同時引進了國外的滴灌和滲灌技術(shù)。有關(guān)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方面的專利也越來越多，如發(fā)明專利CN98124544.7(一種滴水灌溉器)和CN 98124543.9(一種防堵塞滲水灌溉方法和裝置)等對節(jié)水裝置進行了報道，但是對節(jié)水灌溉系統(tǒng)中必需使用的塑料管材的專利報道卻甚少。
聚氯乙烯被廣泛用于制造各種軟硬管材，在節(jié)水灌溉中也多被采用。但是現(xiàn)有聚氯乙烯節(jié)水灌溉管材，耐寒性差，易于破碎；抗老化性能差，使用時間短。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中聚氯乙烯管材耐寒性和抗老化性能差的缺點，提供一種聚氯乙烯組合物，該組合物具有均衡的剛性和沖擊性能，同時具有優(yōu)良的加工性，可以制造使用性能優(yōu)異的薄壁聚氯乙烯管材，該管材適用于節(jié)水灌溉系統(tǒng)中所需的各種管道。
本發(fā)明提供一種聚氯乙烯組合物管材，該組合物管材包括以下組份和含量(重量份數(shù))聚氯乙烯100份；增塑劑5-50份；沖擊改性劑1-30份；熱穩(wěn)定劑0.3-10份；光穩(wěn)定劑0.05-3份；潤滑劑0.1-2份；其它助劑，如著色劑等根據(jù)需要適量添加。
本發(fā)明組合物中聚氯乙烯的聚合度約為800-1700，在組合物中的用量為100份。
本發(fā)明組合物中的增塑劑包括鄰苯二甲酸酯系列、癸二酸酯系列，已二酸酯系列等常見的增塑劑，如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二壬酯(DNP)、癸二酸二辛酯(DOS)、已二酸二辛酯(DOA)等，同時還包括磷酸酯類和環(huán)氧類增塑劑。上述增塑劑可以單獨使用，也可以兩種或多種增塑劑共同使用。在組合物中，增塑劑的總用量為5-50份，低于5份時，聚氯乙烯得不到增塑效果；高于50份，所得組合物不具備足夠的剛性。所用聚氯乙烯的聚合度較低時，增塑劑的用量少；所用聚氯乙烯的聚合度較高時，增塑劑的用量要多一些。
本發(fā)明組合物中的沖擊改性劑，包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、氯化聚乙烯(CPE)、丁腈橡膠(NBR)、丙烯酸酯橡膠(ACR)等，可以單獨或共同使用。在組合物中，其用量為1-30份。
本發(fā)明組合物中的熱穩(wěn)定劑，包括鉛鹽類穩(wěn)定劑、金屬皂類穩(wěn)定劑、有機錫類穩(wěn)定劑、亞磷酸酯穩(wěn)定劑和環(huán)氧化合物。典型的鉛鹽類穩(wěn)定劑有三堿式硫酸鉛(三鹽)、二堿式亞磷酸鉛(二鹽)、二堿式鄰苯二甲酸鉛、硬脂酸鉛等；金屬皂類穩(wěn)定劑有硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎘、硬脂酸鋇等，同時還包括兩種或三種金屬皂的混合物，如鋇/鎘/鋅穩(wěn)定劑、鈣/鋅穩(wěn)定劑等；有機錫類穩(wěn)定劑有月桂酸二丁基錫(京錫C-101)、二順丁烯單辛酯月桂酸二正丁基錫(京錫LM-103)、雙(硫代甘醇酸異辛酯)二正辛基錫(京錫8831)等，同時包括這些物質(zhì)與其它種類穩(wěn)定劑的復(fù)合物，如京錫C-101與環(huán)氧類穩(wěn)定劑的復(fù)合物(京錫C-102)等。這些穩(wěn)定劑可以單獨使用，也可以復(fù)合使用。在組合物中，熱穩(wěn)定劑的用量為0.3-10份。
本發(fā)明組合物中的光穩(wěn)定劑，包括2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑(UVA-6)、2-苯并三唑-2-基-4，6-二叔丁基苯酚(UVA-7)、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531)、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮(UVA-9)等苯并三唑類紫外光吸收劑和二苯甲酮類紫外光吸收劑。在組合物中，其用量為0.05-3份。
本發(fā)明組合物中的潤滑劑，包括硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸、石蠟、氯化石蠟、聚乙烯蠟、氯化聚乙烯蠟等，可以單獨或復(fù)合使用。在組合物中，其用量為0.1-2份。
在本發(fā)明組合物中還可以根據(jù)要求適當(dāng)添加著色劑、抗靜電劑等助劑。
本發(fā)明提供了一種聚氯乙烯組合物管材的制造方法，即將聚氯乙烯100份、增塑劑5-50份、沖擊改性劑1-30份、熱穩(wěn)定劑0.3-10份、光穩(wěn)定劑0.05-3份、潤滑劑0.1-2份置于高速混合器中進行混合，物料溫度達到80-100℃時，停止混合。而后將混合好的物料加入熔融混合設(shè)備(單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、雙輥混煉機等)進行混合，將這種組合物經(jīng)擠出成型制成壁厚為0.1-10mm的薄壁管材。熔融溫度為140-200℃，擠出成型溫度為160-200℃。這種組合物管材適用于節(jié)水灌溉系統(tǒng)的低壓輸水管道。
下面通過實施例詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明的技術(shù)范圍不僅僅限于下述實施例。實施例1在100重量份的聚氯乙烯樹脂(聚合度為800)中添加30份的增塑劑DOP、10份CPE、1份ACR-201、2.5份三鹽、2.5份二鹽、0.3份UV-531、0.3份石蠟、0.2份氯化聚乙烯蠟。將這些物料加入高速混合器中，攪拌到85℃?；旌虾玫奈锪显趩温輻U擠出機上于140-180℃的溫度下熔融擠出、水冷造粒。粒料烘干后，在管材擠出機上于140-175℃的溫度下擠出直徑為12mm，壁厚為0.2mm的管材。管材擠出順利，表面光滑。實施例2在100重量份的聚氯乙烯樹脂(聚合度為1000)中添加10份的增塑劑DOP、10份MBA、1份ACR-201、2.5份鋇/鎘/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、0.3份UVA-6、0.3份石蠟、0.2份氯化聚乙烯蠟。將這些物料加入高速混合器中，攪拌到80℃?；旌虾玫奈锪显诠懿臄D出機上于140-195℃的溫度下擠出直徑為200mm，壁厚為10mm的管材。管材擠出順利，表面光滑。實施例3在100重量份的聚氯乙烯樹脂(聚合度為1300)中添加10份DOS、10份DOP、10份CPE、1份ACR-201、0.4份京錫C-102、0.3份UV-531、0.3份石蠟、0.2份氯化聚乙烯蠟。將這些物料加入高速混合器中，攪拌到95℃?；旌虾玫奈锪显趩温輻U擠出機上于140-190℃的溫度下熔融擠出、水冷造粒。粒料烘干后，在管材擠出機上于140-185℃的溫度下擠出直徑為40mm，壁厚為2mm的管材。管材擠出順利，表面光滑。實施例4在100重量份的聚氯乙烯樹脂(聚合度為1700)中添加5份的增塑劑DOP、25份NBR、1份ACR-201、2.5份鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、0.3份UVA-6、0.3份石蠟、0.2份氯化聚乙烯蠟。將這些物料加入高速混合器中，攪拌到100℃?；旌虾玫奈锪显诠懿臄D出機上于140-195℃的溫度下擠出直徑為100mm，壁厚為5mm的管材。管材擠出順利，表面光滑。
權(quán)利要求
1.一種聚氯乙烯組合物，其特征在于所述的組合物包括如下組份和含量(重量份數(shù))聚氯乙烯100份，增塑劑5-50份，沖擊改性劑1-30份，熱穩(wěn)定劑0.3-10份，光穩(wěn)定劑0.05-3份，潤滑劑0.1-2份。上述聚氯乙烯的聚合度為800-1700。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯組合物，其特征在于所述的增塑劑為鄰苯二甲酸酯系列、癸二酸酯系列、已二酸酯系列、磷酸酯類和環(huán)氧類增塑劑中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯組合物，其特征在于所述的沖擊改性劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、氯化聚乙烯(CPE)、丁腈橡膠(NBR)、丙烯酸酯橡膠(ACR)中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯組合物，其特征在于所述的熱穩(wěn)定劑為鉛鹽類穩(wěn)定劑、金屬皂類穩(wěn)定劑、有機錫類穩(wěn)定劑、亞磷酸酯穩(wěn)定劑和環(huán)氧化合物中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯組合物，其特征在于所述的光穩(wěn)定劑為苯并三唑類和二苯甲酮類紫外光吸收劑中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯組合物，其特征在于所述的潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸、石蠟、氯化石蠟、聚乙烯蠟、氯化聚乙烯蠟等。
7.一種聚氯乙烯管材，其特征在于將聚氯乙烯100份(重量份數(shù))、增塑劑5-50份，沖擊改性劑1-30份，熱穩(wěn)定劑0.3-10份，光穩(wěn)定劑0.05-3份，潤滑劑0.1-2份放入物料預(yù)混合設(shè)備中，混合均勻，形成混合物；將形成的混合物放入擠出機，在140-200℃的溫度條件下使物料熔融混合均勻；熔融混合均勻的物料經(jīng)成型機頭在160-200℃擠出，冷卻定型制得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種聚氯乙烯管材，其特征在于所述管材壁厚為0.1-10mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚氯乙烯樹脂組合物及其管材。該組合物由聚氯乙烯、增塑劑、沖擊改性劑、熱穩(wěn)定劑以適當(dāng)?shù)谋壤旌?添加適量助劑(如光穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑等)組成。采用該組合物通過熔融擠出可實現(xiàn)管材的薄壁化,管材的厚度在0.1—10mm之間,具有優(yōu)良的耐寒、耐久性,適用于節(jié)水灌溉系統(tǒng)的各種輸水管道。
文檔編號C08L27/06GK1247209SQ9911965
公開日2000年3月15日 申請日期1999年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月24日
發(fā)明者馮威, 趙瑩, 胡先波, 王篤金, 劉學(xué)新, 徐端夫 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所