02-高抗冲PVC管材的研究
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高抗冲聚氯乙烯的配方设计
抗冲聚氯乙烯是一种具有良好耐冲击特性的塑料材料,被广泛应用于汽车、电器、建筑等领域。
随着使用要求的不断提高,高抗冲聚氯乙烯的需求也逐渐增加。
而高抗冲聚氯乙烯的配方设计则成为其中的关键环节。
高抗冲聚氯乙烯配方设计需要考虑多个因素,如增塑剂种类、添加剂用量、成型工艺等。
以下是一些关键要素的介绍。
增塑剂种类增塑剂是使塑料材料变得易弯曲和柔软的物质。
目前市面上主要有两类增塑剂:非挥发性增塑剂和挥发性增塑剂。
其中,挥发性增塑剂在高温下易挥发,容易引起环境污染和健康危害,因此在一些应用领域受到限制。
而在高抗冲聚氯乙烯配方设计中,一般使用非挥发性增塑剂,如环氧化大豆油或醇酸增塑剂等。
添加剂用量添加剂的种类和用量在高抗冲聚氯乙烯的配方设计中也起着重要作用。
常见添加剂有光稳定剂、氧化剂、润滑剂等。
光稳定剂可以提高材料的耐光性,避免材料破裂、龟裂等问题;氧化剂可以抑制材料老化和变黄;润滑剂可以提高材料流动性和成型效果。
对于高抗冲聚氯乙烯,添加适量的光稳定剂和润滑剂是非常必要的。
成型工艺成型工艺是指塑料制品的加工工艺。
高抗冲聚氯乙烯在成型过程中需要注意的要点有:机器的温控、
塑化温度、冷却时间和成型压力等。
这些工艺参数的调整可以改变材料的性能和特性,达到最优化的配方成型。
总的来说,高抗冲聚氯乙烯的配方设计是一个综合性的工作。
必须考虑到材料性能、加工工艺和成本控制等多方面的因素。
通过科学的配方设计和合理的生产制造,高抗冲聚氯乙烯材料可以实现更高的强度和抗冲击性,为社会提供更加安全、环保、可靠的塑料制品。
PVC专用树脂的现状与研究进展周玉生;刘建辉;刘珊【摘要】Compared with conventional polyvinylchloride (PVC) resin, matt PVC resin has better solvent resistance and heat resistance, and its products have smaller permanent deformation under external force and good dimensional stability. The high impact PVC resin improves the impact strength and processability of the products. The heat-resistant PVC resin has better heat resistance, solvent resistance, mechanical properties and dimensional stability. The ultrahigh degree of polymerization of PVC has a long performance life and good tear property. The ultra-low degree of polymerization of PVC resin has excellent oil absorption capacity, low melt viscosity, short plasticizing time, which can improve the impact resistance of boardy products remarkably. The research and development of PVC resin should towards the fields of refinement, functionalization and serialization.% 要:与普通PVC树脂相比,消光PVC树脂具有更好的耐溶剂性和耐热性,其制品在外力作用下有较小的永久形变,加工尺寸稳定性好;高抗冲PVC树脂提高了制品的冲击强度和加工性能;耐热PVC树脂具有更好的耐热、耐溶剂、力学性能和加工尺寸稳定性;超高聚合度PVC具有较长的使用寿命,良好的抗撕裂性能;超低聚合度PVC树脂吸油能力强、熔融黏度低、塑化时间短,可显著改进硬制品的抗冲击性能.PVC树脂的研究和开发应朝着精细化、功能化、系列化的方向发展.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】5页(P80-84)【关键词】聚氯乙烯;专用树脂;精细化;系列化【作者】周玉生;刘建辉;刘珊【作者单位】亿利资源集团新材料研究所,北京市 100031;亿利资源集团新材料研究所,北京市 100031;亿利资源集团新材料研究所,北京市 100031【正文语种】中文【中图分类】TQ 325.3聚氯乙烯(PVC)主要用于制作管材、异型材、薄膜、板材、日用消费品等,其制品具有良好的力学性能、电性能、阻燃性、透明性、耐化学药品腐蚀性等。
【材料与性能】高抗冲PVC树脂的研制魏青松,王志东,崔玉霞Ξ(天津化工厂,天津300480) [关键词]PVC;ACR;改性;研制;新型树脂[摘 要]将ACR乳液应用于VC悬浮聚合中合成了具有核-壳结构的新型PVC树脂,从而改善了PVC树脂的冲击性能及流动性能,探讨了该树脂的结构,并将其与共混改性PVC树脂进行了比较,结果表明:高抗冲PVC树脂中的ACR能与PVC分子形成纳米级混合,从而提高了树脂的韧性,改进了加工性能。
[中图分类号]TQ325.3 [文献标识码]A [文章编号]1009-7937(2004)03-0015-05The development of high-impact PVC resinW EI Qi ng-song,W A N G Zhi-dong,CU I Y u-xia(Tianjin Chemical Plant,Tianjin300480,China) K ey w ords:PVC;ACR;modification;development;new resin Abstract:ACR emulsion was used in the suspension polymerization of VC and a new kind of PVC resin with core-shell structure was synthesized,and thus the impact property and flow behavior of PVC resin were improved.The structure of the new kind of PVC resin was studied and compared with that of blending PVC resin.The results showed that ACR contained in the high-impact PVC resin could mix with molecule in the form of nanoparticles,so the toughness and processability of PVC resin were improved.概述材料科学技术与信息、生物、能源技术被公认为当代及今后相当长时期内总揽人类社会全局的高技术。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710807837.0(22)申请日 2017.09.08(71)申请人 绵阳凤面科技有限公司地址 621000 四川省绵阳市科创区孵化大楼C区4楼1716创业工场(72)发明人 张优雨 (51)Int.Cl.C08L 27/06(2006.01)C08L 23/06(2006.01)C08L 83/06(2006.01)C08L 23/08(2006.01)C08K 13/04(2006.01)C08K 7/06(2006.01)C08K 3/22(2006.01)C08K 5/12(2006.01)C08K 5/11(2006.01)(54)发明名称一种聚乙烯改性聚氯乙烯的高抗冲环保管材及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种聚乙烯改性聚氯乙烯的高抗冲环保管材,其组分按质量百分数配比为:PVC粉30%~45%、PE粉20%~30%、纳米碳纤维5%~10%、环保增塑剂6%~9%、抗冲改性剂5%~8%、无卤阻燃剂2%~5%、增容剂2%~5%、纳米二氧化锆2%~5%、抗静电剂0.5%~2%、防老化剂0.5%~2%、钙锌复合稳定剂0.5%~1.5%、环氧基改性聚硅氧烷0.5%~1%、EVA蜡0.5%~1%、抗氧剂10100.1%~0.5%、着色剂0.1%~1%。
本发明综合了聚氯乙烯和聚乙烯各自原有的优点,而且还大幅提升了抗冲击韧性、耐蠕变性、防老化性、耐低温性、防静电性等特征,其加工性能好,成本低,适应范围广。
权利要求书1页 说明书4页CN 107488310 A 2017.12.19C N 107488310A1.一种聚乙烯改性聚氯乙烯的高抗冲环保管材,其特征在于,其组分按质量百分数配比为:PVC 粉 30% ~ 45%、PE 粉 20% ~ 30%、纳米碳纤维 5% ~ 10%、环保增塑剂 6% ~ 9%、抗冲改性剂 5% ~ 8%、无卤阻燃剂 2% ~ 5%、增容剂 2% ~ 5%、纳米二氧化锆 2% ~ 5%、抗静电剂0.5% ~ 2%、防老化剂 0.5% ~ 2%、钙锌复合稳定剂 0.5% ~ 1.5%、环氧基改性聚硅氧烷0.5% ~ 1%、EVA 蜡 0.5% ~ 1%、抗氧剂 1010 0.1% ~ 0.5%、着色剂 0.1% ~ 1%。
高抗冲PVC管材的研究高长全王海燕(河北宝硕管材有限公司,河北保定,071051)[关键词] 硬聚氯乙烯;改性聚氯乙烯(PVC-M);抗冲击改性剂;给水管材;韧性;液压试验;0℃落锤冲击试验[摘要]研究了一种改性的高抗冲击PVC管材(PVC-M),并对其优异的物理力学性能进行测试、分析、评价。
该管材具有相当高的韧性,可在较为恶劣的环境下应用,同时保留了传统PVC-U管材的高设计应力。
Study on Modified PVC Pipes with Impact ModifierGao Changquan,Wang Haiyan(Hebei Baoshuo Pipe Co.,Ltd)Key words:unplasticized poly(vinyl chloride);modified poly(vinyl chloride)[PVC-M] ;impact modifier;pipes for water supply; toughness; resistance of pipes to hydrostatic pressure; resistance to external blows at 0℃。
Abstract: A modified PVC pipes(PVC-M pipes) with impact modifier was manufactured and studied. The results exhibited that the performance of PVC-M pipes was excellent. The toughness was highly advanced ,can withstand severe circumstance, while the PVC-M pipes reserved the high hydrostatic design stress compared to the traditional PVC-U pipes.前言PVC-U管材已使用了约半个世纪,有趣的是直到上个世纪末,人们才通过节省原料来提高PVC管材的竞争力。
长期以来,PVC供水管道曾一度成为我们的首选。
国内出现了些具有一定规模和影响的PVC管道制造商。
进入二十一世纪,PVC-U管材面对诸多竞争对手,尤其是具有优异的韧性和抗水锤冲击能力的PE管材,PVC-U管材何去何从,业界出现更多的是迷茫与进一步的恶性竞争。
似乎我们除了打价格战,除了控制成本之外就没有别的对策了。
放眼国外,当我们迷恋于普通PVC时,他们在做些什么;当我们面对PE给水管材的到来时,想没想过,为什么国外,即使在发达国家PVC给水管材的用量仍在稳步增长。
其根本原因在于技术创新、技术进步。
这与PE管材的发展有相似之处。
结合国外情况,通过对PVC-U管材改性的研究,我们发现这种PVC管材仍不失为各种管道尤其是给水管道的首选材料。
塑料管道的破坏通常有两种形式,一是韧性破坏,一是脆性破坏。
韧性破坏是指试样破裂时伴随发生塑性变形或局部出现球形膨胀现象,脆性破坏指试样在破裂区域没有明显材料变形,如:延伸、缩颈等。
与PE管道相比,普通PVC管道更易发生脆性破坏。
PE管道之所以很快被人们接受恰恰是因为其优异的韧性。
因此,如何提高PVC管材韧性是我们真正需要考虑的问题。
这一点在国外已经很成熟了。
英国、澳大利亚、巴西、南非等通过大幅度地提高管材韧性,降低总体使用系数,使PVC-M的供水管材具有了更高的性价比和更宽的应用领域。
注1:在国外,人们将传统的PVC-U管材视为第一代PVC管材,而将PVC-M管材视为第二代PVC管材。
1 制造工艺1.1主要设备1.1.1生产设备高速混料系统:德国莱梅特混料系统型号:M600S/K2400。
KMD2-60KK锥形双螺杆挤出机:克劳斯-玛菲PVC管材专用生产线,螺杆直径60/125mm。
1.1.2测试设备液压测试系统Sciteq-2000 丹麦科学测试设备有限公司二氯甲烷浸渍试验仪LWB-01 上海落锤冲击试验机XJL-300C 深圳市新三思材料检测有限公司电子万能拉力试验机CMT-4104 深圳市新三思材料检测有限公司热变形、维卡测定仪XRW-300H5 承德市金建检测仪器制造厂高温恒温箱X-150 承德市金建检测仪器制造厂1.2原料PVC树脂主体构成有机锡热稳定剂硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸等润滑剂ACR 改善加工性能EVA、MBS、CPE等增韧剂钛白粉、碳黑、酞菁兰着色剂1.3工艺流程将PVC树脂100份(质量份,下同),EVA、CPE 、ACR等抗冲改性剂5~12份,有机锡稳定剂、硬脂酸钙、OPE、PE蜡、钛白粉、碳黑等适量投入M600S/2400混料系统,依次经热混、冷混后待用。
将上面所得混配料投入KMD2-60KK锥形双螺杆挤出机,经挤出成型、冷却定径、牵引、切割、胀口生产出不同规格的管材,管材内外表面光滑平整。
PVC-M给水管材工艺流程与普通PVC实壁管工艺流程相似。
但加工时工艺参数与普通PVC-U给水管相差较大:加工温度较普通PVC-U给水管低5~10℃,扭矩高10%~30%(具体加工工艺参数与配方、设备有关)。
2 测试与性能研究2.1按国家标准检测将上面所得管材首先按国家标准GB/T10002.1-2006《给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材》进行检测,各项指标优良,均符合标准要求。
以d n110×4.2mm 的管材举例说明,详见表1:2.2参照ISO/DIS16422-2003《输水用取向聚氯乙烯(PVC-O)管材和接头》中对冲击性能的要求(这一要求远高于对PVC-U管材)检测未发生破坏。
如图1所示,PVC-M管材可以承受的冲击能力高出普通PVC-U管材很多。
图中所述PVC-M管材的冲能仍不能很好的说明这种管材的韧性,事实上当我们用16kg D25的锤头以2米的高度(冲能约313N·m,约为普通PVC-U管材标准规定冲能的10倍)冲击d n110×4.2mm的PVC-M管材时仍未发生破坏。
限于常规冲击试验机试验能力所限,我们必须通过其它办法采用更高的冲能来检验这种产品的韧性。
2.3快速冲击试验根据AS/NZS 4765(Int):2000《压力用改性PVC(PVC-M)管材》进行22℃20m快速冲击试验:试验时,一重10kg规定几何尺寸的金属锤体从20米高处自由下落冲击在管材正上面,试样不发生脆性破坏为合格。
经检测,符合AS/NZS 4765(Int):2000要求,如图2所示,冲击后样品未发生脆性破坏。
图2 20米落锤冲击后的PVC-M管材样品2.4遭受意外冲击时管材的性能变化图3 在工地现场用挖掘机对PVC-M管材施加破坏尽管在PVC-U管材的施工规程中规定不得抛摔管材,但实际应用中这种现象仍不能完全避免。
考虑各种极端情况,采取了不同的非标准的但更为形象的方法来定性地观察产品的韧性,如在施工现场用挖掘机对管材实施破坏。
.图4 用5公斤铁锤在水泥地上冲击管材样品注2:因本文进行了一系列试验,管材颜色不完全一样,但管材颜色与管材性能关系不大。
此外,我们用重5公斤,柄长约1米的金属铁锤在水泥地面上猛砸管材,管材受力变形后很快恢复。
在受破坏部位取样进行20℃38MPa1小时水压试验,保压1小时管材无破坏,无渗漏。
3 讨论及综合分析事实上我们还对PVC-M管材样品进行了一些其它试验,如拉伸试验、环刚度的测定等,试验表明这种PVC-M管材具有更高的断裂伸长率,其环刚度与传统的PVC-U管材相似。
从上述试验结果来看,所得PVC-M管材在保留较高强度的同时韧性有了质的变化。
其良好的韧性可极大地避免施工过程中管材发生意外破坏,同时良好的韧性和较高的断裂伸长率又会提高管道系统抗水锤冲击的能力,使这种管道系统在运行中变得更为安全可靠。
PE管材正是因为材料良好的韧性,在设计时使用了低达1.25的总使用系数。
同样,在国外PVC-M行业,1.4或1.6的总使用系数已被正式采用,并在标准中做了明确规定。
当总使用系数由2降到1.6或1.4时,管材壁厚约比原来薄20%~30%。
这种产品材料费用比普通PVC-U产品每吨高约30~40%,两者综合考虑,按本方法生产的这种PVC-M管材与同一公称外径和公称压力的传统PVC-U产品相比米价约高0~20%,但仍明显低于PE管材的价格。
4 结语当我们仍对这种产品抱有诸多疑问时,国外的同行们已成功的将其用了10年以上,更让我们惊讶的是,一些矿厂已将这种PVC-M管材成功地用在了地下数百米甚至逾千米的地方。
相信PVC-M管材不仅在普通供水领域较一般PVC-U 管材性能更好,较PE具有更高的性价比,同时还会进入以前普通PVC-U管材极少涉足的矿用领域。
不久的将来,人们会发现这是一种较PE、普通PVC-U管材更具综合优势的产品。
参考文献1.ASSESSMENT OF THE STRENGTH AND TOUGHNESS OF MODIFIED PVC PIPESA. J. Whittle, R. P. Burford and M. J. Hoffman2.PVC PIPES FOR LIFE-MODERN DEVELOPMENTS AND DESIGN CRITERIA:PVC-U,PVC-M AND PVC-O. 作者M.A Osry,DPT Plastics(Pty)Ltd.,South Africa3.吕百龄、李明东等,实用工业助剂全书.北京:化学工业出版社,2000。
4. 顾国芳、浦鸿汀.化学建材用助剂原理与应用.北京:化学工业出版社,2002.5.《建筑用塑料制品标准汇编》(第2版),中国标准出版社6. GB/T10002.1-2006《给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材》7.AS/NZS 4765(Int):2000《压力用改性PVC(PVC-M)管材》8.ISO/DIS 16422-2003《输水用取向聚氯乙烯管材和接头》。