一種纖維增強(qiáng)高抗沖pvc-u管材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于PVC-U管材生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種由纖維增強(qiáng)的高抗沖PVC-U管材 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硬質(zhì)聚氯乙烯PVC管材（PVC-U管材）即為常用的輸水管材，其主要成份為聚氯乙 烯，另外加入增塑劑、抗老化劑等輔料來(lái)增加其耐熱性、韌性、延展性、靜液壓強(qiáng)度等性能， 由于它的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、隔熱等性能均較好，且價(jià)格也較低廉，還具有質(zhì) 輕、光潔、美觀、水阻小、組配靈活、安裝省時(shí)省力、耐酸、耐堿、耐腐蝕性、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，受 到了廣大用戶的青睞。
[0003] 但是，在實(shí)際使用過(guò)程中，硬質(zhì)PVC管材常常會(huì)出現(xiàn)靜液壓試驗(yàn)和落錘沖擊試驗(yàn) 不能同時(shí)達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的PVC管材或者是承壓合格而落錘沖擊性能不合 格，或者是落錘沖擊性能合格而承壓性能不合格。由于硬質(zhì)PVC管材的這兩項(xiàng)指標(biāo)不合格 引起了許多節(jié)水工程中使用的PVC管材出現(xiàn)了"爆管"現(xiàn)象。PVC管材的落錘沖擊不合格必 然導(dǎo)致管材在搬運(yùn)的過(guò)程中或安裝的過(guò)程中由于受到石子砂粒的刮磨而出現(xiàn)破裂，靜液壓 性能不合格導(dǎo)致PVC管材在通水時(shí)因無(wú)法滿足水壓而破裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種由纖維增強(qiáng)的高抗沖PVC管材，產(chǎn)品的靜 液壓試驗(yàn)和落錘沖擊試驗(yàn)可同時(shí)達(dá)標(biāo)，且具有低廉的成本。
[0005] 本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供該P(yáng)VC管材的制備方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
[0007] 首先制備纖維增強(qiáng)PVC母料，其特征在于：它由下述重量份的原料制成：PVC樹(shù)脂 50份，鈣鋅穩(wěn)定劑1?2份，輕質(zhì)碳酸鈣5?20份，硬脂酸0. 2?0. 6份，PE蠟0. 4?1. 2 份，ACR抗沖劑0. 5?1. 5份，氯化聚乙烯0. 4?1份，經(jīng)偶聯(lián)劑改性的短切纖維10?25 份。
[0008] 所述PVC樹(shù)脂為SG-5型。
[0009] 所述鈣鋅穩(wěn)定劑為水滑石體系或沸石體系的固體鈣鋅穩(wěn)定劑。
[0010] 所述輕質(zhì)碳酸鈣的細(xì)度要求大于400目。
[0011] 所述偶聯(lián)劑為甲氧基型硅烷偶聯(lián)劑，使用時(shí)將其與甲醇配制1:5?20的溶液后對(duì) 短切纖維進(jìn)行表面改性。
[0012] 所述短切纖維長(zhǎng)度為5?20mm的玻璃纖維或植物纖維。
[0013] 如上所述纖維增強(qiáng)PVC母料的制備方法，包括如下步驟：
[0014] (1)為了使纖維與樹(shù)脂基體具有良好的相容性，需對(duì)短切纖維進(jìn)行改性。首先將甲 氧基型硅烷偶聯(lián)劑與甲醇按照一定比例配制成溶液置于噴壺中，稱取一定量的短切纖維， 硅烷偶聯(lián)劑溶液從噴壺中以霧狀噴出，均勻噴至短切纖維表面，保證短切纖維充分浸潤(rùn)，最 后將浸潤(rùn)纖維置于烘箱中烘干即得偶聯(lián)劑改性短切玻纖，烘箱要求具有排氣裝置，纖維烘 干氣體需及時(shí)排出；
[0015] (2)按照比例稱量各種原料；
[0016] (3)將各組分投入混料機(jī)中以30?80轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌均勾，得到絮狀的混 合料，將混合料在雙輥塑煉機(jī)上塑煉，雙輥塑煉機(jī)前輥的溫度設(shè)定為150?200°C，后輥的 溫度設(shè)定為120?180°C，通過(guò)調(diào)整雙輥間距及轉(zhuǎn)速，得到不連續(xù)的薄片狀纖維增強(qiáng)PVC母 料，母料的具體要求為：樹(shù)脂初步塑化，纖維在母料中均勻分散、無(wú)明顯團(tuán)聚。
[0017] 纖維增強(qiáng)高抗沖PVC-U管材，其組成原料的重量份為：PVC樹(shù)脂100份、短切纖維 增強(qiáng)PVC母料25?35份，鈣鋅穩(wěn)定劑1?3份，輕質(zhì)碳酸鈣10?40份，硬脂酸0. 5?1 份，PE蠟1?2份，以上各組分特征與上述短切纖維增強(qiáng)PVC母料中組分特征相同。
[0018] 上述纖維增強(qiáng)PVC-U管材的制備方法，包括如下步驟：
[0019] (1)按按配比稱量各種原料；
[0020] (2)將各組分投入高速混合機(jī)中以100?120轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌均勾，得到混合 料；設(shè)定機(jī)筒加熱溫度并開(kāi)始加熱，當(dāng)所述混合料溫度達(dá)到85?95°C時(shí)，放入低速冷混攪 拌機(jī)中以20?40轉(zhuǎn)/分鐘的速率冷混攪拌，當(dāng)混合料的溫度達(dá)到35?45°C時(shí)，卸料，并投 入螺旋桿擠出機(jī)中，在機(jī)筒加熱溫度為150?200°C、口模溫度為150?200°C、螺桿轉(zhuǎn)速為 5?30轉(zhuǎn)/分鐘、加料轉(zhuǎn)速為5?50轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，按常規(guī)方法依次進(jìn)行擠出加工成 型、真空定形、冷卻、牽引、最后進(jìn)一步冷卻至室溫后根據(jù)所需的長(zhǎng)度切斷并進(jìn)行管材擴(kuò)口 即得。
[0021] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0022] (1)本發(fā)明將短切纖維制成纖維增強(qiáng)PVC母料加入到PVC管材中，明顯增強(qiáng)的管材 的抗沖強(qiáng)度及靜液壓強(qiáng)度，提高了管材的綜合性能。
[0023] (2)短切纖維價(jià)格低于PVC樹(shù)脂價(jià)格，短切纖維的加入，可適當(dāng)降低PVC樹(shù)脂的含 量，即降低管材的原料成本，提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述：
[0025] 首先按照以下步驟制備纖維增強(qiáng)PVC母料：
[0026] (1)將200克KH-550型硅烷偶聯(lián)劑與甲醇按照1 :12的比例配制成溶液，置于噴 壺中，稱取30千克長(zhǎng)度為5?8_的短切竹纖維，配制好的2600克硅烷偶聯(lián)劑溶液從噴壺 中以霧狀噴出，均勻噴至短切纖維表面，保證短切纖維充分浸潤(rùn)，最后將浸潤(rùn)纖維置于烘箱 中烘干即得偶聯(lián)劑改性短切玻纖；
[0027] (2)稱取SG-5型PVC樹(shù)脂50千克，水滑石體系鈣鋅穩(wěn)定劑1. 5千克，500目輕質(zhì) 碳酸鈣15千克，硬脂酸0. 5千克，PE蠟0. 6千克，ACR抗沖劑1千克，氯化聚乙烯0. 5千克， 經(jīng)偶聯(lián)劑改性的短切纖維22千克。
[0028] (3)將各組分投入混料機(jī)中以50轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌均勻，得到絮狀的混合料， 將混合料在雙輥塑煉機(jī)上塑煉，雙輥塑煉機(jī)前輥的溫度設(shè)定為180 °C，后輥的溫度設(shè)定為 160°C，通過(guò)調(diào)整雙輥間距及轉(zhuǎn)速，得到不連續(xù)的薄片狀纖維增強(qiáng)PVC母料。
[0029] 下面采用上述纖維纖維增強(qiáng)PVC母料作為原料生產(chǎn)纖維增強(qiáng)高抗沖PVC-U管材。
[0030] 實(shí)施例一
[0031] (1)稱取SG-5型PVC樹(shù)脂100千克、短切纖維增強(qiáng)PVC母料30千克，水滑石體系 鈣鋅穩(wěn)定劑2千克，500目輕質(zhì)碳酸鈣20份，硬脂酸0. 5千克，PE蠟1千克。
[0032] (2)將各組分投入高速混合機(jī)中以120轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌均勻，得到混合料；設(shè) 定機(jī)筒加熱溫度并開(kāi)始加熱，當(dāng)所述混合料溫度達(dá)到90°C時(shí)，放入低速冷混攪拌機(jī)中以40 轉(zhuǎn)/分鐘的速率冷混攪拌，當(dāng)混合料的溫度達(dá)到35°C時(shí)，卸料，并投