多元融合塑料PAE管材及其制备工艺

技术领域

本发明属于高分子塑料生产加工技术领域，尤其涉及一种多元融合塑料PAE管材及其制备工艺。

背景技术

在输水及排污系统中，塑料管材具有耐腐蚀、卫生性能好、易于安装等特点，在我国得到了大力推广，逐渐替代了传统的金属管道。塑料输水、排污管材按材料分主要包括：聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。

常用的聚烯烃类管道韧性优异，但是强度低、阻燃性能差、环刚度低、耐压低，同样压力条件下单位重量重，施工劳动强度大，施工周期长。

常用的聚氯乙烯管道韧性及差，但是强度高、阻燃性能好、环刚度高、耐压高，同样压力条件下单位重量轻，施工劳动强度小且安装方便，施工周期短。通常来说，聚氯乙烯管道在低温下韧性差，而且主要表现在：在运输、安装及使用过程中易发生脆性破坏。

因此，国内、国外相继开发出了高抗冲PVC管材，主要采用弹性体进行增韧，应用最多的是氯化聚乙烯(CPE)，采用该方法可以提高PVC管材的韧性，但CPE的加入量较大，由于CPE的网状增韧机理，对加工工艺条件比较苛刻，而且较难实现刚韧平衡。虽然，这种管材得到了一定的推广，但是其在低温下(－10℃)的抗冲击性能仍较差。因此，需要采用更好的改性方法提高管材的韧性，以满足其在给水管材中的应用。

发明内容

本发明针对上述的塑料管材所存在的技术问题，提出一种设计合理、兼具了聚氯乙烯类管材和聚烯烃类管材的优点，在保持硬质高刚性的同时，兼具有高韧性的多元融合塑料PAE管材及其制备工艺。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的多元融合塑料PAE管材，原料由重量份计包括聚氯乙烯树脂50份、过氯化聚乙烯50份、苯乙烯/马来酸酐共聚物0.5-10份、稳定剂0.4～4.0份、聚酰胺1～15份、润滑剂0.5～2.5份、着色剂0.03～3份和填充剂0～5份。

作为优选，所述过氯化聚乙烯其含氯量大于等于55％。

作为优选，所述苯乙烯/马来酸酐共聚物为聚酰胺的增溶剂。

作为优选，所述稳定剂为有机锡稳定剂、钙锌稳定剂其中一种或两种的组合。

作为优选，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬质酸、石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡中的至少一种。

作为优选，所述着色剂为钛青蓝、钛青绿、炭黑或或钛白粉。

作为优选，所述填充剂为碳酸钙或滑石粉。

多元融合塑料PAE管材的制备工艺，步骤如下：

S1、按配方量称取各原料，将聚氯乙烯树脂、过氯化聚乙烯、苯乙烯/马来酸酐共聚物、稳定剂、聚酰胺、润滑剂、着色剂、填充剂；在转速大于等于500转/min温度100～150℃的条件下混合均匀，并在该温度范围内保持5分钟以上；

S2、将上述混合物放入冷混机中冷却至40℃以下，打入干燥料仓放置8小时以上待用；

S3、将待用的混合料用锥形双螺杆挤出机挤出管材，工艺参数选择如下：机身温度：170～200℃；合流芯温度：160～180℃；机头温度：140～220℃；主机转速：10～60转/分；喂料转速：10～90转/分；

S4、挤出的管材经真空定径、冷却成型；

S5、定长切割、扩口、包装。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供的多元融合塑料PAE管材及其制备工艺，通过控制原料的成分及其配比，并且配套相应的工艺而生产的PAE管材的韧性与PE管材相当，刚性则与PVC管材相当，兼具了聚氯乙烯类管材和聚烯烃类管材的优点，解决了制约抗冲型塑料管材难以实现刚韧平衡的问题，使得管材在保持硬质高刚性的同时，兼具有高韧性，而且通过调节润滑平衡，得到制品还具有表面光亮度高的特点，设计合理，适合大规模推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为PVC管材、PE管材与本发明提供的多元融合塑料PAE管材(PAE)的配方表；

图2为PVC管材、PE管材与本发明中PAE管材的性能典型值对比图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例，如图1和图2所示，本发明提供的多元融合塑料PAE管材(PAE)，原料由重量份计包括聚氯乙烯树脂50份、过氯化聚乙烯50份、苯乙烯/马来酸酐共聚物0.5～10份、稳定剂0.4～4.0份、聚酰胺1～15份、润滑剂0.5～2.5份、着色剂0.03～3份和填充剂0～5份，其中，过氯化聚乙烯其含氯量大于等于55％；苯乙烯/马来酸酐共聚物为聚酰胺的增溶剂；稳定剂为有机锡稳定剂、钙锌稳定剂其中一种或两种的组合；聚酰胺可采用PA6、PA66、PA11、PA12、PA1010其中的一种或多种的组合；润滑剂为硬脂酸钙、硬质酸、石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡中的至少一种；着色剂为钛青蓝、钛青绿、炭黑或或钛白粉；填充剂为碳酸钙或滑石粉。

多元融合塑料PAE管材的制备工艺，步骤如下：

S1、按配方量称取各原料，将聚氯乙烯树脂、过氯化聚乙烯、苯乙烯/马来酸酐共聚物、稳定剂、聚酰胺、润滑剂、着色剂、填充剂；在转速大于等于500转/min温度100～150℃的条件下混合均匀，并在该温度范围内保持5分钟以上；

S2、将上述混合物放入冷混机中冷却至40℃以下，打入干燥料仓放置8小时以上待用；

S3、将待用的混合料用锥形双螺杆挤出机挤出管材，工艺参数选择如下：机身温度：170～200℃；合流芯温度：160～180℃；机头温度：140～220℃；主机转速：10～60转/分；喂料转速：10～90转/分；

S4、挤出的管材经真空定径、冷却成型；

S5、定长切割、扩口、包装。

本发明提供的多元融合塑料PAE管材及其制备工艺，除了对原料的配比进行有效的控制之外，对高速混合、搅拌、机身、合流芯以及机头模具的温度进行合理的控制，有利于提高本产品的产出效率，而且在一定程度上还可以起到节约生产成本的作用。

实施例1，即PAE1采用聚氯乙烯树脂50份、过氯化聚乙烯50份、苯乙烯/马来酸酐共聚物2份、稳定剂2份、聚酰胺1份、碳酸钙填充剂0.5份、微晶蜡0.4份、聚乙烯蜡0.2份、氧化蜡0.1份、钛白粉0.5份。

实施例2，即PAE2采用聚氯乙烯树脂50份、过氯化聚乙烯50份、苯乙烯/马来酸酐共聚物2.5份、稳定剂2.5份、聚酰胺1.5份、碳酸钙填充剂1份、微晶蜡0.3份、聚乙烯蜡0.3份、氧化蜡0.2份、钛白粉0.5份。

实施例2，即PAE2采用聚氯乙烯树脂50份、过氯化聚乙烯50份、苯乙烯/马来酸酐共聚物3份、稳定剂3份、聚酰胺2份、碳酸钙填充剂1.5份、微晶蜡0.2份、聚乙烯蜡0.1份、氧化蜡0.2份、钛白粉0.5份。

对比例1，聚氯乙烯管材即PVC,聚氯乙烯树脂100份、稳定剂4份、聚酰胺2份、碳酸钙5份、微晶蜡0.5份、聚乙烯蜡0.2份、氧化蜡0.2份、钛白粉1份。

对比例2，聚乙烯管材即PE，氯乙烯100份、氧化蜡0.3份、钛白粉1份。

在实施例1～3和对比例1～2中，采用的管材除了原料配比之外，具有相同的管径、相同的壁厚条件下，对管材的多项物理性能进行试验与检测，如图2所示，包括，-10℃落锤冲击试验、液压试验、维卡软化点、纵向回缩率、拉伸屈服强度、断裂伸长率、洛氏硬度HRR。通过控制原料的成分及其配比，并且配套相应的工艺而生产的PAE管材的韧性与PE管材相当，刚性则与PVC管材相当，兼具了聚氯乙烯类管材和聚烯烃类管材的优点，解决了制约抗冲型塑料管材难以实现刚韧平衡的问题，使得管材在保持硬质高刚性的同时，兼具有高韧性，而且通过调节润滑平衡，得到制品还具有表面光亮度高的特点，设计合理，适合大规模推广。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。