专利名称：Upvc管材、件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及塑料力。工技术领域，特别涉及UPVC管材、件及其制备方法。
背景技术：
UPVC又称硬PVC,它是氯乙烯单体经聚合反应而制成的无定形热塑性树
脂加一定的添加剂组成。除了用添加剂外，还采用了与其它树脂进行共混改性
的办法，使其具有明显的实用价值。这些树脂有CPVC、 PE、 ABS、 EVA、 MBS 等。UPVC管具有以下特点
1. 物化性能优良。用PVC生产的管材及管件，耐腐蚀，抗冲强度高，流体 阻力小(较同口径铸铁管流量提高30%)。耐老化，使用寿命长(据国家建设部 测试资料说明，使用年限为40-50)，是建筑排水、化工排污的理想材料。
2. 质轻实用，安装方便。重量只有同口径铸铁管的1/7，可大大加快工程进 度和降低施工费用。
3. 内壁光滑，排水流畅，管道不易阻塞。检查口设计独特，检查操作方便， 不需任何工具。
4. 节约建筑费用。使用UPV管比使用同样规格的铸铁管的综合造价低，维 修费用更低。
由于UPVC塑料管具有耐酸碱、耐腐蚀、不生锈、不结垢、保护水质、避 免水质受到二次污染的优点，在大力提倡生产环保产品的今天，作为一种保护 人类健康的理想"绿色建材"，已被全国乃至全球广泛推广应用；
除此之外，UPVC喷滴灌溉系统的使用与普通灌溉相比，可节水50%-70%, 同时可节约肥料和农药用量，农作物产量可提高30%-80%。在我国水资源缺乏、 农业生产灌溉方式落后的今天，这对促进我国节水农业生产发展有着极大的社会效益；UPVC塑料管具有优异的绝缘能力，还广泛用作邮电通讯电缆导管； UPVC塑料管耐酸碱、耐腐蚀，许多化工厂用作输液配管。其他还用于凿井工程、 医药配管工程、矿物盐水输送配管工程、电气配管工程等。
目前的UPVC管材、管件的配方中还大都釆用铅盐体系，不仅力学性能较 差，且对人体有害；在现有的少数采用稀土稳定剂参与制备UPVC管材、管件 的方法中，由于配方不够合理，制得的管材或管件力学性能不佳，管材壁厚较 厚，用料较多，耐热耐腐蚀性都需要提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种UPVC管材、件，采用创新配方，
特别是加入了稀土复合稳定剂，其外观良好、塑化均匀、耐热性好、耐腐蚀性 能佳，用料节省。
本发明的UPVC管材、件，按重量份计，所述UPVC管材、件含有聚氯乙 烯树脂50-100份；硬铅0.75~1.4份；硬质碳酸4丐0.85 1.7份；氯化聚乙烯4 9.4 份；聚氯乙烯树脂加工改性剂2~5份；石蜡0.28 0.6份；硬脂酸0.23-0.6份； 轻质碳酸4丐4.5 10份；稀土复合稳定剂0.15~0.5份。
进一步，所述稀土复合稳定剂为RE-2型复合稳定剂。
该UPVC管材、件的原料中，所述硬质,灰酸4丐和轻质,灰酸钙作为填充剂； 所述聚氯乙烯树脂加工改性剂(ACR)是在应力作用下，能够提高聚氯乙烯破 裂总能量的一种高分子聚合物，ACR的分子结构中不含双键，耐候性能好，在 PVC/ACR共混体系中，ACR可显著提高共混体系的抗沖击性能，在PVC基体 中，PVC是连续相，ACR是分散相，分散在PVC连续相中与PVC相互作用， 起到加工助剂的作用，促进PVC的塑化和凝胶化，塑化时间短，具有很好的加 工性能。成形温度和塑化时间对缺口沖击强度影响较小，弯曲弹性模量下降也 小，经ACR改性的硬PVC制品有优良的室温冲击强度或低温冲击强度；所述 石蜡和硬脂酸作为润滑剂使用；所述氯化聚乙烯(CPE)为饱和高分子材料，外 观为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能；
稀土元素有着相似且异常活泼的化学性质，有着众多的轨道可作为中心离 子接受配位体的孤对电子，同时稀土金属离子有较大的离子半径，与无机或有 机配位体主要通过静电引力形成离子配键，稀土离子为典型的硬阳离子，即不 易极化变形的离子，它们与金属硬碱的配位原子，如氧的络合能力很强。稀土 化合物对CaC03的偶联作用，由于稀土离子和PVC链的氯离子之间存在强配位 相互作用，有利于剪切力的传递，从而使稀土化合物能有效地加速PVC的凝胶 化，即可促进PVC塑化，又可起到加工助剂ACR的作用，同时，稀土金属离 子与CPE中的CI配位，可使CPE更加发挥其增韧改性的作用。性能优良的稀 土稳定剂应具有以下功能
1. 优异的热稳定性能
静态动态热稳定性，均与京锡8831相当，好于铅盐及金属皂类，是铅盐的 三倍及Ba / Zn复合稳定剂的4倍。
2. 偶联作用
具有优良的偶联作用，与铅盐相比，与PVC有4艮好的相容作用。
3. 增韧作用
与PVC树脂和增韧剂CPE的良好的相容性以及与CaC03的偶联作用，使 PVC树脂在加工中塑化均匀，塑化温度低，型材的耐冲击性能较好。 稀土稳定剂无润滑作用，应与润滑剂一起加入。
本发明的目的之二是提供一种UPVC管材的制备方法，该方法生产效率高， 节能环保，能够有效降低生产成本。
本发明的UPVC管材的制备方法，包括以下步骤
1) 将聚氯乙烯树脂、硬铅、硬质碳酸钙、氯化聚乙烯、聚氯乙烯树脂加工 改性剂、石蜡、硬脂酸、轻质碳酸钙和稀土复合稳定剂搅拌均匀，充分混合；
2) 将经步骤2充分混合过的原料在45。C 115。C的温度下捏合；
3) 在真空环境下，通过自动上料机自动上料；5) 将上述混合物置入双螺杆挤出机中挤出，在模具中成型，具体参数为 模头压缩比S1:S2=1: 5 ~ 6; 口模直径与模头平直部分长度比为D:L=1: 1~2
机筒温度150。C 180。C;合流芯温度150。C 165。C;才几头温度165。C~185 。C; 口模温度185。C 200。C;
6) 将制得的坯件在8。C 3(TC的温度下冷却定型；
7) 冷却牵引；
8) 根据需要对成型坯件计量切割得到成品；
进一步，本方法还包括步骤9，即通过扩口机对切割后的坯件扩口。 本发明的目的之三是提供一种UPVC管件的制备方法，用于UPVC管件的 制作，其生产效率高，节能环保，制得的成品光泽度高，成品率高。 本发明的UPVC管件的制备方法，包括以下步骤
1) 将聚氯乙烯树脂、硬铅、硬质碳酸4丐、氯化聚乙烯、聚氯乙烯树脂加工 改性剂、石蜡、硬脂酸、轻质碳酸钙和稀土复合稳定剂搅拌均匀，充分混合；
2) 挤出造粒；
3) 注射成型；
4 )在8'C 30。C的温度下冷却并脱模，冷却时间为30秒至2分钟，经修整 得到成品。
本发明的UPVC管材、件具有以下有益效果
1. 相比现有产品，其力学性能提高了 20%,耐压性提高15%,可减轻管材壁 厚15%;
2. 耐热性好，耐热温度提高10摄氏度，扩大了应用范围；
3. 稀土复合稳定剂的加入，使得体系中的物料间的作用加强，产品结构缺陷 明显减少，制品表面光泽度高，耐腐蚀性提高。
4. 本发明的UPVC管材、件在达到最佳塑化温度时，可以比铅盐稳定剂，減 低5。C,降低了成型的温度。本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进 行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言 将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其 他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本
发明作进一步的详细描述，其中
图1为本发明的UPVC管材制备流程示意图； 图2为本发明的UPVC管件制备流程示意具体实施例方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解， 优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。 实施例1
UPVC管材，按重量份计，含有聚氯乙烯树脂50份；硬铅0.75份；硬质碳 酸4丐0.85份；氯化聚乙烯4份；聚氯乙烯树脂加工改性剂2份；石蜡0.28份； 硬脂酸0.23份；轻质碳酸钙4.5份；稀土复合稳定剂0.15份。
该管材的制备方法如下
1) 将聚氯乙烯树脂、硬铅、硬质碳酸钩、氯化聚乙烯、聚氯乙烯树脂加工 改性剂、石蜡、硬脂酸、轻质碳酸钙和稀土复合稳定剂搅拌均匀，充分混合；
2) 将经步骤2充分混合过的原料在8°C的温度下捏合；
3) 在真空环境下，通过自动上料机自动上料；
4) 将上述混合物置入双螺杆挤出机中挤出，在模具中成型，具体参数为 模头压缩比S1:S2=1: 5; 口模直径与模头平直部分长度比为D:L=1;
机筒温度150°C;合流芯温度150°C;才几头溫度165°C; 口模温度185
8°C;
6) 将制得的坯件在8。C的温度下冷却成型；
7) 冷却牵引；
8) 根据需要对成型坯件计量切割；
9) 通过扩口机对切割后的坯件扩口，得到成品。 实施例二
UPVC管材，按重量份计，含有聚氯乙烯树脂80份；硬铅l份；硬质碳酸 钩1,2份；氯化聚乙烯5份；聚氯乙烯树脂加工改性剂3份；石蜡0.4份；硬脂 酸0.4份；轻质碳酸钓7份；稀土复合稳定剂0.25份。
该管材的制备方法如下
1)将按配方配得的聚氯乙烯树脂、硬铅、硬质碳酸钙、氯化聚乙烯、聚氯 乙烯树脂加工改性剂、石蜡、硬脂酸、轻质碳酸钙和稀土复合稳定剂搅拌均匀， 充分混合；
2 )将经步骤2充分混合过的原料在60。C的温度下捏合；
3) 在真空环境下上料；
4) 将上述混合物置入双螺杆挤出机中挤出，在模具中成型，具体参数为 模头压缩比S1:S2=1: 5.5; 口模直径与模头平直部分长度比为D:L=1: 1.5
机筒温度160°C;合流芯温度155°C;机头温度170°C; 口模温度190
。C;
6) 将制得的坯件在2(TC的温度下冷却成型；
7) 冷却牵引；
8) 根据需要对成型坯件计量切割；
9) 通过扩口机对切割后的坯件扩口，得到成品。 实施例三
该UPVC管材，按重量份计含有聚氯乙烯树脂100份；硬铅1.4份；硬质碳酸钙1.7份；氯化聚乙烯9.4份；聚氯乙烯树脂加工改性剂5份；石蜡0.6份； 硬脂酸0.6份；轻质碳酸钩10份；稀土复合稳定剂0.5份。 该管材的制备方法如下
1) 原料处理；
2) 将按配方配得的聚氯乙烯树脂、硬铅、硬质碳酸钙、氯化聚乙烯、聚氯 乙烯树脂加工改性剂、石蜡、硬脂酸、轻质碳酸钩和稀土复合稳定剂搅拌均匀， 充分混合；
3) 将经步骤2充分混合过的原料在115。C的温度下捏合；
4) 在真空环境下上料；
5) 将上述混合物置入双螺杆挤出机中挤出，在模具中成型，具体参数为 模头压缩比S1:S2=1: 6; 口模直径与模头平直部分长度比为D:L=1: 2;
机筒温度180°C;合流芯温度165°C;才几头温度180°C; 口才莫温度200
。C;
6) 将制得的坯件在3(TC的温度下冷却成型；
7) 冷却牵引；
8) 根据需要对成型坯件计量切割；
9) 通过扩口机对切割后的坯件扩口，得到成品。 实施例四
UPVC管件，按重量份计，含有聚氯乙烯树脂50份；硬铅0.75份；硬质碳 酸4丐0.85份；氯化聚乙烯4份；聚氯乙烯树脂加工改性剂2份；石蜡0.28份； 硬脂酸0,23份；轻质碳酸钓4.5份；稀土复合稳定剂0.15份。
该种管件的制备方法如下
1)将配好的聚氯乙烯树脂、硬铅、硬质碳酸4丐、氯化聚乙烯、聚氯乙烯树 脂加工改性剂、石蜡、硬脂酸、轻质碳酸钙和稀土复合稳定剂搅拌均勻，充分 混合；2) 挤出造粒；
3) 注射成型；
4) 在8。C的温度下冷却30秒并脱模，经修整得到成品。 实施例五
UPVC管件，按重量份计，含有聚氯乙烯树脂70份；硬铅1.2份；硬质碳 酸钓1.5份；氯化聚乙烯6份；聚氯乙烯树脂加工改性剂3份；石蜡0.4份；硬 脂酸0.4份；轻质碳酸钩7份；稀土复合稳定剂0.25份。
该种管件的制备方法如下
1 )将配好的聚氯乙烯树脂、硬铅、硬质碳酸钙、氯化聚乙烯、聚氯乙烯树 脂加工改性剂、石蜡、硬脂酸、轻质碳酸钧和稀土复合稳定剂搅拌均匀，充分
混合；
2) 挤出造粒；
3) 注射成型；
4) 在20°C的温度下冷却10分钟并脱模，经修整得到成品。 实施例六
该UPVC管件，按重量份计，含有聚氯乙烯树脂100份；硬铅1.4份；硬质 碳酸钙1.7份；氯化聚乙烯9.4份；聚氯乙烯树脂加工改性剂5份；石蜡0.6份； 硬脂酸0.6份；轻质碳酸钓10份；稀土复合稳定剂0.5份。
该种管件的制备方法如下
1) 将配好的聚氯乙烯树脂、硬铅、硬质碳酸钙、氯化聚乙烯、聚氯乙烯树 脂加工改性剂、石蜡、硬脂酸、轻质碳酸钙和稀土复合稳定剂搅拌均匀，充分 混合；
2) 挤出造粒；
3) 注射成型；
4) 在30。C的温度下冷却30分钟并脱模，经修整得到成品。 制得的UPVC管材的性能参数如下表所示表1
指标名称单位UPVC管材制品
拉伸强度(纵横向)Mpa<80
弯曲强度(纵横向)Mpa>120
冲击强度(缺口)KJ/m2>4. 5
马丁耐热°C〉80
与现有产品的主要性能指标对比如表2所示:
表2
序号项目普通UPVC管材技术 指标稀土 UPVC高强度管材技 术指标
1密度KG/m21300—14001350—1460
2维卡软化温度84
3扁平试验至外径1/2试样无破裂试样无破裂
4落锤冲击试验(O 。C)TIR《5%不通过全通过
5纵向回縮率％《5%
6二氯甲烷浸渍实验15'C15min表面无变 化2(TC15min表面无变化
液压试验无破裂无渗漏无破裂无渗漏
铅锡镉汞的萃取 值达到标准要求值达到标准要求值
9氯乙烯单体含量《1 .Omg/kg《1.0mg/kg
12备注
普通UPVC管材、管件执行 GB/T1002.1—1996 GB/T1002.2—1996标准
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽 管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理 解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案 的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1. UPVC管材、件，其特征在于按重量份计，所述UPVC管材、件含有聚氯乙烯树脂50～100份；硬铅0.75～1.4份；硬质碳酸钙0.85～1.7份；氯化聚乙烯4～9.4份；聚氯乙烯树脂加工改性剂2～5份；石蜡0.28～0.6份；硬脂酸0.23～0.6份；轻质碳酸钙4.5～10份；稀土复合稳定剂0.15～0.5份。
2. 根据权利要求1或2所述的UPVC管材、件，其特征在于所述稀土复合 稳定剂为RE-2型复合稳定剂。
3. UPVC管材的制备方法，其特征在于包括以下步骤 l)将聚氯乙烯树脂、硬铅、硬质碳酸钙、氯化聚乙烯、聚氯乙烯树脂加工改性剂、石蜡、硬脂酸、轻质碳酸4丐和稀土复合稳定剂搅拌均匀，充分混合； 3 )将经步骤2充分混合过的原料在45。C 115。C的温度下捏合；4) 在真空环境下，通过自动上料机自动上料；5) 将上述混合物置入双螺杆挤出机中挤出，在模具中成型，具体参数为 沖莫头压缩比S1:S2=1: 5~6; 口模直径与模头平直部分长度比为D:L=1: 1~2;才儿筒温度180。C 150。C;合流芯温度150。C 165。C;才几头温度165°C~185 。C; 口模温度185。C 200。C;6) 将制得的坯件在8。 30°的温度下冷却定型；7) 冷却牵引；8) 根据需要对成型坯件计量切割得到成品；
4. 根据权利要求3所述的UPVC管材的制备方法，其特征在于还包括步骤 9,即通过扩口机对切割后的坯件扩口 。
5. UPVC管件的制备方法，其特征在于包括以下步骤 l)将聚氯乙烯树脂、硬铅、硬质碳酸钙、氯化聚乙烯、聚氯乙烯树脂加工改性剂、石蜡、硬脂酸、轻质碳酸钩和稀土复合稳定剂搅拌均匀，充分混合；2) 挤出造粒；3) 注射成型；4) 在8。C 3(TC的温度下冷却并脱模，冷却时间为30秒至2分钟，经修整 得到成品。
全文摘要
本发明公开了一种UPVC管材、件及其制备方法，本发明的UPVC管材、件，按重量份计，含有聚氯乙烯树脂50～100份；硬铅0.75～1.4份；硬质碳酸钙0.85～1.7份；氯化聚乙烯4～9.4份；聚氯乙烯树脂加工改性剂2～5份；石蜡0.28～0.6份；硬脂酸0.23～0.6份；轻质碳酸钙4.5～10份；稀土复合稳定剂0.15～0.5份，该管材、件相比现有产品，其力学性能提高了20％，耐压性提高15％，可减轻管材壁厚15％，耐热性和耐腐蚀性得到提高，同时，本发明还公开了一种UPVC管材和一种UPVC管件的制备方法。
文档编号B29C47/20GK101532591SQ20091010351
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月1日 优先权日2009年4月1日
发明者王桂花 申请人:王桂花