專利名稱：高性能氯化聚氯乙烯塑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子塑料材料，特別是氯化聚氯乙烯的改性塑料，涉及它的組成成份、工藝控制參數(shù)、材料的物化參數(shù)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦山、通訊、電力、建筑、環(huán)保及人類日常生活中，利用塑料及其制品得到了大量的應(yīng)用，例如，用塑料管道輸送液體和氣體應(yīng)用非常廣泛，塑料管材具有重量輕、耐腐蝕及易安裝等優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用獲得了飛速的發(fā)展。而目前的塑料主要以聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、ABS、等為主。但是，聚氯乙烯的主要缺陷是耐熱溫度不高，長期工作溫度不能超過60℃，并且隨著溫度的升高，其綜合性能會下降，它的氧指數(shù)為35～38％，雖有很好的火焰自熄性能，但煙霧指數(shù)較高，故對用于高溫強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的輸送及對有消防要求場合就不能使用；聚乙烯的最大缺點(diǎn)是不能阻燃，并且燃燒后材料本身會帶火焰滴落，另外，它的機(jī)械強(qiáng)度偏低，僅為聚氯乙烯的25～40％；ABS的抗沖性及耐熱性較好，但它的耐氣候性差，在紫外線的作用下，易受氧化而降解，因此，它在室外暴露六個月，其抗沖擊強(qiáng)度會下降45％以上，而且遇火不會自熄。因此，它們應(yīng)用的場合受高溫、高腐蝕介質(zhì)及氣候環(huán)境等因素的影響，難以進(jìn)一步發(fā)展。近期，氯化聚氯乙烯塑料得到較好應(yīng)用，因其氧指數(shù)高達(dá)50～60％，煙霧指數(shù)小于25，維卡軟化點(diǎn)為110～120℃，機(jī)械強(qiáng)度比聚氯乙烯大25％左右，它還有優(yōu)異的耐氣候性、抗紫外線老化性和化學(xué)穩(wěn)定性，因此，它可以在一些高溫、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)、惡劣氣候環(huán)境等場合的化工、石油、醫(yī)藥、電力、建筑等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。但是，它的缺點(diǎn)是它的熔體粘度至少是聚氯乙烯的二倍，使其與加工設(shè)備間的摩擦增加，所產(chǎn)生的摩擦熱增高因熱分解而產(chǎn)生大量的氯化氫氣體，造成加工成型困難并嚴(yán)重腐蝕加工設(shè)備，加工難度增大，不易加工；它的低溫脆性比聚氯乙烯高，抗沖擊性差；它的價格為聚氯乙烯的3～4倍，價格高。這些對加工成各種制品，使用這些制品帶來了困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是生產(chǎn)一種成本低，易加工，抗沖擊性能高，機(jī)械強(qiáng)度高，耐熱溫度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐氣候性、抗紫外線老化的高性能氯化聚氯乙烯塑料。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是對氯化聚氯乙烯進(jìn)行改性，其特征在于它的組成成份(重量比)為氯化聚氯乙烯 100聚氯乙烯 100～2帶潤滑體系復(fù)合鉛穩(wěn)定劑4～12甲基丙烯酸酯類抗沖改性劑 2～14部分氧化的聚乙烯蠟0.9～0.05活性輕質(zhì)CaCo30.05～80在上述組成成份中，聚氯乙烯及活性輕質(zhì)CaCo3無機(jī)填料的作用，是在不改變氯化聚氯乙烯性能的條件下降低高性能氯化聚氯乙烯的成本；帶潤滑體系復(fù)合鉛穩(wěn)定劑的作用是以克服因高摩擦所產(chǎn)生的熱分解現(xiàn)象；部分氧化的聚乙烯蠟的作用是以控制氯化聚氯乙烯分子間的摩擦和與加工設(shè)備之間的摩擦，從而克服在加工過程中極易產(chǎn)生的熔體破裂及高摩擦熱，使高性能氯化聚氯乙烯塑料易加工；甲基丙烯酸酯類抗沖改性劑的作用是以克服氯化聚氯乙烯的低溫脆性，提高抗沖擊性能。所以，高性能氯化聚氯乙烯不但具有氯化聚氯乙烯的機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱溫度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐氣候性、抗紫外線老化等性能，同時，還具有低成本、易加工、低溫抗沖擊性能好等優(yōu)點(diǎn)。
上述組份的高性能氯化聚氯乙烯塑料其常用工藝流程為組份原料→高速混合→低速冷拌→雙螺桿擠出機(jī)擠出→機(jī)頭模具成型→真空冷卻定型→噴淋冷卻→牽引→定長切割→擴(kuò)口→檢驗→包裝入庫。
其工藝參數(shù)是一、溫度控制范圍(℃)1、高速混合 110～1302、低速冷拌 40～503、雙螺桿擠出機(jī)料筒(I)區(qū)180～205(II)區(qū) 175～200(III)區(qū) 170～195
(IV)區(qū) 170～195(V)區(qū)160～185(VI)區(qū) 160～175合流芯 150～1754、雙螺桿擠出機(jī)螺桿油溫 80～305、機(jī)頭模具成型(I)區(qū)150～175(II)區(qū) 170～195(III)區(qū) 175～195(IV)區(qū) 180～210芯棒內(nèi)加熱 140～180二、真空度控制范圍(Mpa)1、雙螺桿擠出機(jī) 0.02～0.082、真空定徑套0.02～0.083、真空冷卻水箱 0.0150～0.06在上述工藝生產(chǎn)過程中，當(dāng)使用性能較差的雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)時會出現(xiàn)塑化過程較慢，塑化質(zhì)量差，影響產(chǎn)品性能，因此，需在上述組份中可同時加入丙烯酸酯加工改性劑和硬酯酸，也可以單獨(dú)加入其中一種。它們能在氯化聚氯乙烯熔體中分散為小于0.01μm的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)單元，并能均勻分布于氯化聚氯乙烯微細(xì)粒子之間，以降低塑化溫度和凝膠時間，控制熔體破裂現(xiàn)象，加快塑化過程，提高塑化質(zhì)量，其用量(重量比)為氯化聚氯乙烯∶丙烯酸酯加工改性劑＝100∶0.01～14，氯化聚氯乙烯∶硬酯酸＝100∶0.01～1.5。
高性能氯化聚氯乙烯塑料的主要物化性能指標(biāo)為沖擊強(qiáng)度(KJ/m2) ≥12維卡軟化點(diǎn)(℃) 90～120氧指數(shù)(％) 50～60由于，它具有良好的物化性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫，耐腐蝕，阻燃性好，機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度高，耐氣候性、抗紫外線好。另外，其成本低，價格是進(jìn)口氯化聚氯乙烯的1/2，國產(chǎn)氯化聚氯乙烯的2/3，因此，制成的管材、板材、薄膜、異型材、棒材及其充的制品在各類工業(yè)中得到廣泛的使用。例如，石油工業(yè)中的石油集輸所用的管道，化學(xué)、醫(yī)藥工業(yè)中的高溫腐蝕性介質(zhì)輸送的管道及設(shè)備，電力工業(yè)中的高壓、超高壓電力輸送電纜護(hù)管，還可以應(yīng)用于有嚴(yán)格消防要求場合用的材料及包裝、建筑裝潢、交通設(shè)施等領(lǐng)域。
具體實施例方式
下面用高性能氯化聚氯乙烯塑料管材生產(chǎn)的實施例加以說明；實施例1維卡軟化奌達(dá)120℃組份(重量比)氯化聚氯乙烯 100聚氯乙烯 11.1帶潤滑體系復(fù)合鉛 8.89甲基丙烯酸酯類抗沖改性劑 8.89部份氧化的聚乙烯蠟 0.02活性輕質(zhì)CaCo33.33上述組份經(jīng)以下工藝過程制成管材組份原料→高速混合→低速冷拌→雙螺桿擠出機(jī)擠出→機(jī)頭模具成型→真空冷卻定型→噴淋冷卻→牽引→定長切割→擴(kuò)口→檢驗→包裝入庫。
其工藝參數(shù)是一、溫度控制范圍(℃)1、高速混合110～1302、低速冷拌40～503、雙螺桿擠出機(jī)料筒(I)區(qū) 180～205(II)區(qū) 175～200(III)區(qū)170～195(IV)區(qū) 170～195(V)區(qū) 160～185(VI)區(qū) 160～175合流芯 150～1754、雙螺桿擠出機(jī)螺桿油溫80～1305、機(jī)頭模具成型(I)區(qū) 150～175(II)區(qū) 170～195
(III)區(qū) 175～195(IV)區(qū) 180～210芯棒內(nèi)加熱 140～180二、真空度控制范圍(Mpa)1、雙螺桿擠出機(jī) 0.02～0.08真空定徑套 0.02～0.08真空冷卻水箱0.0150～0.06上述生產(chǎn)過程中，其雙螺桿擠出機(jī)采用性能好的設(shè)備，如采用性能不好的設(shè)備，需加入硬酯酸0.01～1.5，丙烯酸酯加工改性劑0.01～14，如管材需要有顏色，可以加入少量顏料。
實施例2維卡軟化點(diǎn)為110℃組份(重量比)氯化聚氯乙烯100聚氯乙烯25帶潤滑體系復(fù)合鉛7.75甲基丙烯酸酯類抗沖改性劑10部份氧化的聚乙烯蠟 0.375活性輕質(zhì)CaCo312.5其它工藝流程及工藝參數(shù)控制等同實施例1。
實施例3維卡軟化點(diǎn)為105℃組份(重量比)氯化聚氯乙烯100聚氯乙烯50帶潤滑體系復(fù)合鉛12.8甲基丙烯酸酯類抗沖改性劑12部份氧化的聚乙烯蠟 0.9活性輕質(zhì)CaCo346其它工藝流程及工藝參數(shù)控制等同實施例1。
一般情況，當(dāng)聚氯乙烯的比例增大其維卡軟化點(diǎn)的溫度降低，但在本發(fā)明組成成份的比例范圍內(nèi)其產(chǎn)品的物化指標(biāo)都能達(dá)到?jīng)_擊強(qiáng)度(KJ/m2)≥12，維卡軟化點(diǎn)(℃)90～120，氧指數(shù)(％)50～60。
權(quán)利要求
1.一種高性能氯化聚氯乙烯塑料，其特征在于它的組成成份(重量比)為氯化聚氯乙烯 100聚氯乙烯 100～2帶潤滑體系復(fù)合鉛穩(wěn)定劑 4～12甲基丙烯酸酯類抗沖改性劑 2～14部分氧化的聚乙烯蠟 0.9～0.05活性輕質(zhì)CaCo30.05～80。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能氯化聚氯乙烯塑料，其特征在于可以單獨(dú)或同時加入丙烯酸酯加工改性劑和硬酯酸，其用量(重量比)為氯化聚氯乙烯∶丙烯酸酯加工改性劑＝100∶0.01～14，氯化聚氯乙烯∶硬酯酸＝100∶0.01～1.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能氯化聚氯乙烯塑料，其特征在于其工藝控制參數(shù)為；溫度控制范圍(℃)高速混合 110～130低速冷拌 40～50雙螺桿擠出機(jī)料筒(I)區(qū)180～205(II)區(qū) 175～200(III)區(qū) 170～195(IV)區(qū) 170～195(V)區(qū)160～185(VI)區(qū) 160～175合流芯 150～175雙螺桿擠出機(jī)螺桿油溫 80～130機(jī)頭模具成型(I)區(qū)150～175(II)區(qū) 170～195(III)區(qū) 175～195(IN)區(qū) 180～210真空度控制范圍(Mpa)雙螺桿擠出機(jī) 0.02～0.08真空定徑套 0.02～0.08真空冷卻水箱 0.0150～0.06。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能氯化聚氯乙烯塑料，其特征在于它的主要物化性能指標(biāo)為沖擊強(qiáng)度(KJ/m2) ≥12維卡軟化點(diǎn)(℃) 90～120氧指數(shù)(％) 50～60。
全文摘要
一種高性能氯化聚氯乙烯塑料,屬于高分子材料,特別是氯化聚氯乙烯的改性塑料,它的組成成份(重量比)為;氯化聚氯乙烯100,聚氯乙烯160～2,帶潤滑體系復(fù)合鉛穩(wěn)定劑4～12,甲基丙烯酸酯類抗沖改性劑2～14,部分氧化的聚乙烯蠟0.9～0.05,活性輕質(zhì)CaCO
文檔編號C08K5/00GK1332197SQ0112714
公開日2002年1月23日 申請日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月23日
發(fā)明者張小文 申請人:張小文