一种硬质聚氯乙烯（u-pvc）塑料及其管件和制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于U-PVC塑料管件技术领域。更具体地，涉及一种硬质聚氯乙烯（U-PVC) 塑料及其管件和制作方法。
【背景技术】
[0002] 硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件，即是管道系统中起连接、控制、变向、分流、密封、 支撑等作用的零部件和配件的统称。相较于管材而言，管件对综合加工性能的要求更高，尤 其是对加工流动性的要求很高，而另一方面，却又对硬度和承压性有很高的要求。
[0003] 目前，为了弥补加工流动不足，塑化不好的问题，硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件 配方中所添加的增塑剂基本是液体邻苯类增塑剂，特别是邻苯二甲酸二丁酯(简称DBP)和 邻苯二甲酸二辛脂(简称D0P)等等。但是，随着DBP/D0P在食品、医药以及饮用水工业上的 应用越来越广泛，人们对它的毒性问题也越来越重视。据调查研究发现，当饮用水长期接触 含DBP/D0P的塑料管件后，饮用水中的DBP/D0P含量会超标，说明DBP/D0P在使用过程中会 溶出，当人们饮用含超标DBP/D0P的水不仅会对身体健康造成伤害，也会对环境造成不良 的影响。根据欧洲食品安全机构EFSA规定，在人体内DBP/D0P的浓度达到0. 05毫克/千克 以上就被认为是不安全的。1982年的美国国家权威癌症研究所对DBP/D0P的致癌性进行了 生物鉴定，其结论是，DBP/D0P是大鼠和小鼠的致癌物，能使啮类动物的肝脏致癌。于是关于 DBP/D0P的毒性引起了人们的普遍关注，尽管是否会使人致癌的说法到目前仍争论不休，但 由于其存在潜在的致癌嫌疑，各国都采取了相应的措施。美国环境保护总局根据国家癌症 研究所的研究结果，已经停止了 6种邻苯二甲酸酯工业的生产；瑞士政府已决定在儿童玩 具中禁止使用DBP/D0P;德国在与人体卫生、食品相关的所有塑料中禁止加入DBP/D0P;日 本在医疗器械相关产品及饮用水相关产品中禁止加入DBP/D0P。而在我国，DBP/D0P等邻苯 类增塑剂还在大量使用，特别是硬质聚氯乙烯塑料管件产品所使用的增塑剂，仍然以DBP/ DOP为主。
[0004] 另外，添加该邻苯类液体增塑剂不仅会对环境和人体健康造成不良的影响，还会 对产品的性能引起不利的影响。基于目前的现状，迫切需要制作出不含邻苯类增塑剂的硬 质聚氯乙烯塑料管件产品。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是克服现有硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件的缺陷和技 术不足，提供一种无毒副作用的、且增塑剂被抽出的可能性极小的、不含邻苯类固体增塑剂 的硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件，避免了目前邻苯类液体增塑剂制备的U-PVC对人体和 环境的危害，而且提高了U-PVC产品的性能、提升产品整体质量。
[0006] 本发明的目的是提供一种硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料。
[0007] 本发明的另一目的是提供上述硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料在制备U-PVC塑料管件 中的应用。
[0008] 本发明再一目的是提供一种硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件及其制作方法。
[0009] 本发明上述目的通过以下技术方案实现： 一种硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料，由以下质量份的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，固 体增塑剂〇. 5~5,热稳定剂1~6份，加工改性助剂1~5份，抗冲改性助剂2~10份，润 滑剂〇. 1~2份。
[0010] 其中，所述固体增塑剂为聚醚和醇酯的共聚反应而成的化合物，或复合酯类化合 物中的一种或几种混合物。如对苯二甲酸二环己酯、三苯甲酸甘油酯或1，4-环己烷二甲醇 二苯甲酸酯等等。
[0011] 优选地，所述固体增塑剂为聚醚和醇酯的共聚反应而成的化合物。
[0012] 具体地，目前能够市购得到的固体增塑剂均可使用。作为一种可优选的实施方案， 所述固体增塑剂为市购于中山固盛化学工业有限公司的产品G-P20B。
[0013] 另外，优选地，上述硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料由以下质量份的组分制成：聚氯乙 烯树脂100份，固体增塑剂1. 5~3份，热稳定剂3~6份，加工改性助剂2~3份，抗冲改 性助剂2~5份，润滑剂1~2份。
[0014] 更优选地，上述硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料由以下质量份的组分制成：聚氯乙烯 树脂100份，固体增塑剂1. 5份，热稳定剂5份，加工改性助剂2. 5份，抗冲改性助剂3份， 润滑剂1. 5份。
[0015] 作为一种优选的可实施方案，上述硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料的配方中，所述聚氯 乙烯树脂为悬浮法制得，聚氯乙烯树脂中的氯乙烯单体残留量小于l.〇mg/kg，聚氯乙烯树 脂的黏度为50ml/g~110ml/g。
[0016] 优选地，所述热稳定剂为环保型钙锌稳定剂；进一步优选地，所述热稳定剂为环保 型粉状或颗粒状的复合钙锌稳定剂，该稳定剂中钙和锌的质量百分含量均小于1. 5%。
[0017] 优选地，所述加工改性助剂为甲基丙烯酸甲酯共聚物（ACR)、〇 -甲基苯乙烯低聚 物或丙烯酸与苯乙烯的共聚物中的一种或几种的混合物； 优选地，所述抗冲改性助剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物（MBS)、氯 化聚乙烯（CPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)或甲基丙烯酸酯类共聚物（ACR)中的一种或 几种的混合物； 优选地，所述润滑剂为硬脂酸、氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡或多官能团脂肪酸酯中的一种 或一种以上的组合。
[0018] 作为一种最优选的可实施方案，上述硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料的配方中：所述 加工改性助剂为甲基丙烯酸甲酯共聚物；所述抗冲改性助剂为甲基丙烯酸甲酯/ 丁二烯/ 苯乙烯共聚物；所述润滑剂为聚乙烯蜡。
[0019] 另外，上述硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料在制备U-PVC塑料管件中的应用也在本发 明的保护范围之内。更优选地，是指在制备承压类U-PVC塑料管件中的应用。
[0020] 由上述硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料制备得到的U-PVC塑料管件也在本发明的保护 范围之内。
[0021] 具体地，作为一种可实施的方案，制备该类U-PVC塑料管件的方法如下：按照各 原料组分混合后，投入高速混合机中进行预混制得混合料并加热，当混合料的温度达到 105°C~115°C时，排料，然后在IKTC~160°C条件下塑化、挤出造粒而成，最后经注塑机注 塑成型而得。
[0022] 进一步优选地，上述制备该类U-PVC塑料管件的方法如下： 51. 按照固体增塑剂在聚氯乙烯树脂和热稳定剂之后投料的投料顺序，将各原料组分 混合后，加入高速热混料机中进行混合分散，当温度达到105~115°C时转入冷混料机中搅 拌冷却，当温度降到50°C以下时排入料斗，待用； 52. 将Sl所述料斗中待用的混配料加入平行双螺杆或锥形双螺杆挤出机进行挤出造 粒，得到颗粒均匀的粒料，挤出机的温度设置为：150°C、145°C、130°C、120°C，造粒摸头的温 度设置为120°C、135°C; 53. 将S2造好的粒料加入注塑机中进行注射成型，冷却定型后最终得到产品或半产 品，注塑机的温度设置为：190°C、188°C、185°C、180°C、173°C、165°C。
[0023] 本发明针对U-PVC管件做了大量的研究和探索，由于U-PVC管件与其他类型管材 及软质聚氯乙烯管的加工工艺差别很大，一般情况下，U-PVC管件制备过程中不使用液体 增塑剂是很难加工的，甚至无法满足加工要求，这一点是本发明必须要考虑和克服的难题。 另外，为了满足安全环保的要求，还必须选择环保型的增塑剂，所用增塑剂也不可以任意选 择，才不违背本发明最初的研究宗旨，因此，也增加了研究的困难。
[0024] 本发明通过大量实验研究和应用，成功得出了上述硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料的 配方，可以很好的应用于硬质聚氯乙烯（U-PVC)管件的制备，满足加工的要求，而且使用的 固体增塑剂是一种无毒的高分子聚合物，卫生环保，比邻苯类液体增塑剂的挥发性和毒性 都小很多，对人体生理过程无不良影响，与其它生理流体接触时，被抽出的危险可忽略不 计。另外，本发明使用的固体增塑剂与PVC的相容性很好，在使用过程中不会析出迀移到制 品的表面，还能显者提尚材料的刚性强度，提尚广品的维卡，提尚广品的液压性能，提升广 品的整体质量。
[0025] 本发明具有以下有益效果： 本发明的硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件配方特别适用于制备承压类硬质聚氯乙烯 (U-PVC)塑料管件，对环境保护和产品综合性能的提升有重要意义，具有以下显著的优势： (1)具有极佳的熔体流动性，使难以成型加工的制品易于成型，尤其适用于U-PVC管件 的制作中，使制品更容易充模，保证制品的顺利成型加工。
[0026] (2)本发明使用的固体增塑剂一种无毒的高分子聚合物，卫生环保，比邻苯类液体 增塑剂的挥发性和毒性都小很多，对人体生理过程无不良影响，与其它生理流体接触时，被 抽出的危险可忽略不计，可以解决含邻苯类的液体增塑剂的析出造成的对人体和环境的健 康问题。
[0027] (3)本发明使用的固体增塑剂与PVC的相容性很好，在使用过程中不会析出迀移 到制品的表面；而且整个配方体系可以改善加工工艺的问题，能够满足加工的要求，能显著 提尚材料的刚性强度，提尚广品的维卡，提尚广品的液压性能，提升广品的整体质量，制品 物理性能更易于保持长期稳定性，特别适用于承压类硬质聚氯乙烯（U-PVC)塑料管件。
[0028] (4)在提高产品性能的同时，与传统的液体增塑剂比较，由于用量的降低，能明显 的节约成本，提供质优价廉的产品。
[0029] (5)与传统的液体增塑剂比较，由于使用的固体增塑剂是粉体，称量更加准确，搬 运更容易，并能够保持车间整洁。
【具体实施方式】
[0030] 以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的 限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0031] 除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
[0032] 实施例1 1、 不含邻苯类的固体增塑剂的硬质聚氯乙烯塑料管件的原料组分，分别按表1中的三 种配方方案进行选料和精确称量。其中，所述固体增塑剂为聚醚和醇酯的共聚反应而成的 化合物，或复合酯类化合物中的一种或几种混合物。
[0033] 所述聚氯乙烯树脂为悬浮法制得，聚氯乙烯树脂中的氯乙烯单体残留量小于 I.Omg/kg，聚氯乙稀树脂的黏度为50ml/g~110ml/g。
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