CN104072901B - 一种埋地用改性pvc非开挖专用通信管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种埋地用改性PVC非开挖专用通信管及其制备方法，其由PVC树脂粉、稳定剂、增塑剂、润滑剂、色粉以及相容剂按比例混合，经过120℃～130℃高速搅拌2～3分钟，而后加入填充剂，控制系统温度在40℃以下继续低温搅拌3～5分钟，而后通过挤出机挤出成型。本发明实现的埋地用改性PVC非开挖专用通信管，其在提高韧性的同时管材破坏敏感性降低，不容易受伤或受伤程度大大降低，这样对长期强度影响变小，延长了通信管的使用寿命，大大提高了产品的综合性能，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及PVC管材领域，尤其涉及一种埋地用改性PVC非开挖专用通信管及其制备方法。
背景技术
非开挖施工技术由于其是在不开挖(或者少开挖)地表的情况下进行铺设、探测、维修和更新各种地下管线，解决了城市管线施工中的难题，降低了高度发达条件下地下管线建设的难度，因而在工程建设中得到广泛的应用，多种非开挖工程专用管材也应运而生。
如PVC管材，其相比PE管材具有较好的抗拉、抗压强度，耐腐蚀性优良且价格便宜的优点，适宜作为通信管材，但其在使用过程中容易产生脆性，从而影响了其使用寿命。为了保证PVC管材韧性的长久性，需要对PVC管材进行改性，若单纯使用某一种弹性体或单纯使用某种刚性体增韧会造成韧性、刚度、弹性模量性能指标失衡，因此制造出在抗冲击抗开裂的同时又可以保持高强度，提高其使用寿命的改性PVC通信管是满足非开挖地下管线建设的需要亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种韧性高，使用寿命长的埋地用改性PVC非开挖专用通信管。
实现本发明目的技术方案是，一种埋地用改性PVC非开挖专用通信管，其成分以及各成分所占比重包括：
其中，所述增韧剂为氯化聚乙烯(以下简称CPE)、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物(以下简称MBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(以下简称ABS)以及丙烯酸酯类(以下简称ACR)的混合物，所述CPE、MBS、ABS和ACR各组分的重量比为2:10:2:1；
所述润滑剂为聚乙烯蜡(以下简称PEWAX)和硬脂酸(以下简称HST)的混合物，所述PEWAX和HST的重量比为3:2；
所述填充剂为纳米级二氧化硅(以下简称SiO2)和微米级碳酸钙(以下简称CaCO3)的混合物，所述SiO2和CaCO3的重量比为3:5。纳米级二氧化硅和微米级碳酸钙，属于无机物填充剂，当添加量在0～10份范围内，它对产品刚度和弹性模量具有明显的贡献，而对产品的韧性影响不大，但随着纳米级二氧化硅和微米级碳酸钙添加量的超出合理范围，分散性也会变差，虽然产品的刚度和弹性模量仍有所提高，产品的韧性会迅速下降，对产品的性能提高会起到反作用。
所述PVC树脂粉以聚合度1200型的PVC树脂粉为最佳。
本发明还提供了制备上述埋地用改性PVC非开挖专用通信管的方法，其包括以下步骤：
1)物料混合：将PVC树脂粉、稳定剂、增韧剂、润滑剂、色粉以及PMMA按比例混合，控制系统温度在120℃～130℃高速搅拌2～3分钟，而后加入填充剂，控制系统温度在40℃以下低温搅拌3～5分钟。高速搅拌温度太低不利于管材的塑化，搅拌温度太高会造成原料有效物质损耗或变质，降低产品性能。
在高速混合搅拌下，原料的搅拌温度达到120℃～130℃时，才能使PVC颗粒得到细化和重新组合，粒径增大，形态均匀，并与各种改性剂、润滑剂、稳定剂、相容剂充分相互作用均匀分散，同时由于吸收热能而产生部份凝胶化，为物料在挤出时的塑化奠定良好的基础；冷拌温度控制在40℃以下，有利于延长原料的使用时间，保护原料的有效物质，减少损耗。
2)挤出成型：将混合后的物料通过挤出机挤出成型。
进一步地，所述步骤2)中挤出机的生产模头的压缩比在7～12范围；这样能使管材更加密实，产品强度更高。
进一步地，所述步骤2)中挤出机的口模平直段长度为管材壁厚的20～25倍；口模平直段长度不能太短，否则，不利于塑化，不利制品的密实度；反之也不能太长，太长会造成阻力太大，原料停留时间太长而发生分解
进一步地，所述步骤2)中挤出机的模具理论间隙较管材管材壁厚度要小0.3～0.5mm；以保证产品的纵向缩率、强度不受破坏。
本发明的有益效果是，在配方方面充分利用目前的有机增韧剂和无机纳米增韧刚性粒子的相互协同作用，形成新型的复合增韧增强体系，克服了单纯使用某一种弹性体或单纯使用某种刚性体增韧会造成韧性、刚度、弹性模量性能指标失衡的缺陷。一方面将增韧效果优秀的MBS、CPE、ABS和加工助剂ACR进行科学配比，使PVC树脂达到的最佳塑化状态，使PVC树脂得到显著的增韧改性，发挥PVC优秀的拉伸强度性能和模量性能，并且较好克服PVC树脂的脆性弱点；另一方面，引入纳米级二氧化硅和微米级碳酸钙，在适量范围内，它对产品刚度和弹性模量具有明显的贡献，又不会对产品的韧性造成影响；PMMA的加入使PVC树脂和ABS聚合物能够很好的结合，起到相容剂的作用，并且大大提高产品的抗老化性能。
本发明实现的埋地用改性PVC非开挖专用通信管，其在提高韧性的同时管材破坏敏感性降低，不容易受伤或受伤程度大大降低，这样对长期强度影响变小，延长了通信管的使用寿命，大大提高了产品的综合性能，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述。
实施例1
一种埋地用改性PVC非开挖专用通信管，其按照以下配方称取原料(单位：份)：
其中，所述增韧剂包含2份CPE，10份MBS，2份ABS，1份ACR；所述润滑剂包含3份PEWAX，2份HST；所述填充剂包含3份SiO2和5份CaCO3。
制备上述埋地用改性PVC非开挖专用通信管的方法，其包括以下步骤：
1)物料混合：将PVC树脂粉、稳定剂、增韧剂、润滑剂、色粉以及PMMA按比例混合，控制系统温度在120℃高速搅拌2.5分钟，而后加入填充剂，控制系统温度在39℃继续低温搅拌3分钟。
2)挤出成型：将混合后的物料通过挤出机挤出成型。
实施例2～6：
采用与实施例1相同的原料与制备方法，区别在于分别使用表1中所列出的不同的各个成分的添加量、制备步骤1中的反应温度、反应时间代替实施例1所采用的相应数值，其中增韧剂中CPE、MBS、ABS和ACR的份数为增韧剂总份数按2:10:2:1的重量比值分配，润滑剂中PEWAX和HST的份数为润滑剂总份数按3:2的重量比值分配；填充剂中SiO2和CaCO3的份数为填充剂总份数按3:5的重量比值分配。
表1
实施例中PVC树脂粉聚合度不限，以聚合度1200型PVC树脂粉为最佳。
用实施例1-6制得的埋地用改性PVC非开挖专用通信管的各项性能数据如表2所示：
表2
由表2可见，利用本发明配方以及方法制造出的埋地用改性PVC非开挖专用通信管各项性能指标优异，其抗冲击能力强，环刚度高，在抗冲击抗开裂的同时又可以保持高强度，满足非开挖地下管线建设的需要。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种埋地用改性PVC非开挖专用通信管的制备方法，其特征在于，所述埋地用改性PVC非开挖专用通信管的成分以及各成分所占比重包括：
所述增韧剂为氯化聚乙烯；甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物以及丙烯酸酯类的混合物，氯化聚乙烯；甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、丙烯酸酯类各组分的重量比为2:10:2:1；所述润滑剂为聚乙烯蜡和硬脂酸的混合物，所述聚乙烯蜡和硬脂酸的重量比为3:2；所述填充剂为纳米级二氧化硅和微米级碳酸钙的混合物，所述纳米级二氧化硅和微米级碳酸钙的重量比为3:5；
埋地用改性PVC非开挖专用通信管的制备方法包括以下步骤：
1)物料混合：将PVC树脂粉、钙锌稳定剂、增韧剂、润滑剂、色粉以及PMMA按比例混合，控制系统温度在120℃～130℃高速搅拌2～3分钟，而后加入填充剂，控制系统温度在40℃以下继续低温搅拌3～5分钟；
2)挤出成型：将混合后的物料通过挤出机挤出成型。
2.根据权利要求1所述的埋地用改性PVC非开挖专用通信管制备方法，其特征在于，所述步骤2)中挤出机的生产模头的压缩比在7～12范围。
3.根据权利要求1所述的埋地用改性PVC非开挖专用通信管制备方法，其特征在于，所述步骤2)中挤出机的口模平直段长度为管材壁厚的20～25倍。
4.根据权利要求1所述的埋地用改性PVC非开挖专用通信管制备方法，其特征在于，所述步骤2)中挤出机的模具理论间隙较管材壁厚度要小0.3～0.5mm。
5.一种埋地用改性PVC非开挖专用通信管，其特征在于，其是根据权利要求1所述的埋地用改性PVC非开挖专用通信管的制备方法制得。
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