一种用于塑料管材的改性颗粒及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于塑料管材的改性颗粒，包括如下重量份的原料：改性聚氯乙烯30‑40份、增塑剂6‑8份、抗氧剂2‑3份、润滑剂2‑3份；该改性颗粒由如下步骤制成：第一步、按照重量份配比将改性聚氯乙烯、增塑剂、抗氧剂和润滑剂在高混机中混合均匀，得到共混物；第二步、将共混物置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到所述改性颗粒。本发明专利技术通过采用改性聚氯乙烯作为改性颗粒的基体物质，不仅使得改性颗粒与聚氯乙烯管材具有极高的相容性，而且聚氯乙烯通过改性处理后，能够在分子链中引入苯环和环氧官能团，刚性的苯环能够增强聚氯乙烯的力学性能，环氧官能团能够与自转的增塑剂相互作用，进而提高塑料管材的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于塑料管材的改性颗粒及其生产工艺
本专利技术属于塑料管材加工领域，具体地，涉及一种用于塑料管材的改性颗粒及其生产工艺。
技术介绍
塑料管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。PVC树脂作为合成材料中产量、用量最大的品种之一，具有非常优良的综合性能，如阻燃、绝缘、耐酸碱、耐磨损等，而且成本低廉、原材料充足、废旧产品大部分可回收利用。虽然PVC材料的综合性能很好，但也存在耐老化性差、抗冲击能力差等。因此运用PVC树脂制备的塑料管材相应也存在，耐热性差，在光照条件下易老化、变形、易脆等问题，缩短了管材的使用寿命。专利号为CN201910420100.2的中国专利技术专利公开了一种煤矿用抗冲改性聚氯乙烯(PVC-M)管材，该管材设计分为内层3、外壁层1、中间层2、共三层，其中内、外壁层为相同配方的PVC-M材料组成，该PVC-M材料由如下重量份原料制成：聚氯乙烯(PVC)树脂100.0份、稳定剂2.0-3.0份、润滑剂2.0-2.4份、加工助剂1.0-1.5份、增塑剂5.0-6.0份、抗冲改性剂8.0-10.0份、抗静电剂6.0-8.0份、增强剂0.8-1.5份、阻燃剂1.0-1.6份、抗氧剂1.5-2.0份、辅助稳定剂0.5-1.0份，该申请通过多种添加剂对管材进行改性处理，能够在某种程度上改进PVC管材的性能，但是该申请中共混的添加剂与PVC基体的相容性差，不易于均匀分散，进而影响PVC管材的改性效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于塑料管材的改性颗粒及其生产工艺，通过采用改性聚氯乙烯作为改性颗粒的基体物质，不仅使得改性颗粒与聚氯乙烯管材具有极高的相容性，而且聚氯乙烯通过改性处理后，能够在分子链中引入苯环和环氧官能团，刚性的苯环能够增强聚氯乙烯的力学性能，环氧官能团能够与自转的增塑剂相互作用，自制的增塑剂不仅表现出更强的增塑效果，而且能够以键合方式与聚合物基体相结合，能够显著提高耐迁移性和抽提性，保证增塑剂的长久使用有效性，进而提高塑料管材的使用寿命。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于塑料管材的改性颗粒，包括如下重量份的原料：改性聚氯乙烯30-40份、增塑剂6-8份、抗氧剂2-3份、润滑剂2-3份；该改性颗粒由如下步骤制成：第一步、按照重量份配比将改性聚氯乙烯、增塑剂、抗氧剂和润滑剂在高混机中以500-600r/min共混10-12min，得到共混物；第二步、将共混物置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到所述改性颗粒。进一步地，所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和硬脂酸钙中任意两种或两种以上的组合物。进一步地，所述改性聚氯乙烯由如下方法制备：S1、在装有搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗、分水器、温度计的四口烧瓶里，加入0.93g环氧氯丙烷、0.64-0.67g无水Na2CO3和0.02-0.03g相转移催化剂，搅拌升温，待升到105-110℃时，开始滴加1.56-1.60g的含有抗氧剂的2-苯基丙烯酸，40-50min内滴完，而后恒温搅拌反应4-5h，冷却，抽滤，得到淡黄色透明液体，在180mmHg、46-48℃蒸馏回收环氧氯丙烷，然后在5mmHg，58-60℃下蒸出产物，干燥，得到改性剂；S2、向反应釜中加入500g去离子水、0.5-0.6g乳化剂、水溶性引发剂及30-40g氯乙烯，控制温度在20℃以下，使用均化泵进行均化，均化后将乳液升温至反应温度50℃-60℃，缓慢搅拌，进行聚合反应，当转化率达到80-90％时，反应完毕，得到种子乳液，备用；S3、另取反应釜，加入1kg去离子水，并加入0.5-0.6g乳化剂、30-40g种子乳液、10-15g氯乙烯和8-10g改性剂，升温至42℃-59℃，然后连续加入20-30g的氯乙烯和0.1-0.2g活化剂，进行聚合反应，当转化率达到80-90％时，反应完毕，将得到的乳液进行喷雾干燥、研磨过800目筛，得到改性聚氯乙烯。进一步地，步骤S1中2-苯基丙烯酸中含有的抗氧剂量为0.005g。进一步地，所述增塑剂由如下方法制备：将异山梨醇、7-羟基庚酸和对甲苯磺酸加入装有分水器、冷凝回流的三口烧瓶中，先通入氮气12-15min，然后将体系加热至160-165℃进行回流反应，当出水量至理论值时，将产物进行减压蒸馏，干燥，得到增塑剂。进一步地，所述异山梨醇、7-羟基庚酸和对甲苯磺酸所用的质量之比为10g：22-23g：2.0-2.1g。一种用于塑料管材的改性颗粒的生产工艺，包括如下步骤：第一步、按照重量份配比将改性聚氯乙烯、增塑剂、抗氧剂和润滑剂在高混机中以500-600r/min共混10-12min，得到共混物；第二步、将共混物置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到所述改性颗粒。本专利技术的有益效果：本专利技术采用改性聚氯乙烯作为改性颗粒的基体物质，改性聚氯乙烯与管材的基本物质-聚氯乙烯无疑是具有极好的相容性的，使改性颗粒与聚氯乙烯管材具有较高的相容性；此外，本专利技术采用自制的改性剂对聚氯乙烯进行了改性处理，合成的改性剂分子中含有双键、苯环和环氧官能团，改性剂分子中含有双键，与氯乙烯进行共聚反应，从而在聚氯乙烯分子链中引入改性剂分子；改性剂分子中还含有苯环和环氧官能团，刚性基团-苯环的引入，能够增大聚氯乙烯分子链的刚性，使得聚氯乙烯的玻璃化转变温度提高，力学性能变好，同时热稳定性和耐化学腐蚀性也会相应的增强；此外，引入的环氧官能团能够与自制的增塑剂相互作用，提高增塑剂与聚氯乙烯基体的界面作用力，从而提高增塑剂的耐迁移性和抽提性，保证增塑剂的使用，进而提高塑料管材的使用性能；本专利技术采用合成的增塑剂对聚氯乙烯进行增韧增强，异山梨醇分子上含有两个羟基，与7-羟基庚酸分子上的-COOH发生酯化反应，生成增塑剂；由于增塑剂的呋喃环中有两个氧原子，可以与PVC分子上的极性基团(-Cl基和酯基等)产生更强的吸引，表现为更强的分子间作用力，且相同质量配比下增塑剂分子数更多，可以更有效地溶剂化PVC树脂中的结晶区，进而提高PVC分子链的运动能力，增加自由体积，表现为更好的增塑效果和材料韧性；该增塑剂分子上的-OH能够与改性聚氯乙烯分子上的环氧基反应，以键合的方式与聚合物基体相结合，键合结合的方式具有结合力高、不易断裂的优点，相较于普通小分子增塑剂，表现为更好的耐迁移性和抽提性，保证增塑剂的长久使用有效性；本专利技术通过采用改性聚氯乙烯作为改性颗粒的基体物质，不仅使得改性颗粒与聚氯乙烯管材具有极高的相容性，而且聚氯乙烯通过改性处理后，能够在分子链中引入苯环和环氧官能团，刚性的苯环能够增强聚氯乙烯的力学性能，环氧官能团能够与自转的增塑剂相互作用，自制的增塑剂不仅表现出更强的增塑效果，而且能够以键合方式与聚合物基体相结合，能够显著提高耐迁移性和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于塑料管材的改性颗粒，其特征在于，包括如下重量份的原料：改性聚氯乙烯30-40份、增塑剂6-8份、抗氧剂2-3份、润滑剂2-3份；/n该改性颗粒由如下步骤制成：/n第一步、按照重量份配比将改性聚氯乙烯、增塑剂、抗氧剂和润滑剂在高混机中以500-600r/min共混10-12min，得到共混物；/n第二步、将共混物置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到所述改性颗粒。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于塑料管材的改性颗粒，其特征在于，包括如下重量份的原料：改性聚氯乙烯30-40份、增塑剂6-8份、抗氧剂2-3份、润滑剂2-3份；
该改性颗粒由如下步骤制成：
第一步、按照重量份配比将改性聚氯乙烯、增塑剂、抗氧剂和润滑剂在高混机中以500-600r/min共混10-12min，得到共混物；
第二步、将共混物置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到所述改性颗粒。


2.根据权利要求1所述的一种用于塑料管材的改性颗粒，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和硬脂酸钙中任意两种或两种以上的组合物。


3.根据权利要求1所述的一种用于塑料管材的改性颗粒，其特征在于，所述改性聚氯乙烯由如下方法制备：
S1、在装有搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗、分水器、温度计的四口烧瓶里，加入0.93g环氧氯丙烷、0.64-0.67g无水Na2CO3和0.02-0.03g相转移催化剂，搅拌升温，待升到105-110℃时，开始滴加1.56-1.60g的含有抗氧剂的2-苯基丙烯酸，40-50min内滴完，而后恒温搅拌反应4-5h，冷却，抽滤，得到淡黄色透明液体，在180mmHg、46-48℃蒸馏回收环氧氯丙烷，然后在5mmHg，58-60℃下蒸出产物，干燥，得到改性剂；
S2、向反应釜中加入500g去离子水、0.5-0.6g乳化剂、水溶性引发剂及30-40g氯乙烯，控制温度在20℃以下，使用均化泵进行均化，均化后将乳液升温至反应温度50℃-60℃，缓慢搅拌，进行聚合反应，当转化率达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：段伟，段朋朋，段志豪，
申请(专利权)人：界首市云锋再生资源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34