埋地用改性PVC非開挖專用通信管及其制備方法

林荊(福建晟揚(yáng)管道科技有限公司，福建 福州 350314)

1 埋地用改性PVC非開挖專用通信管及其制備方法

1.1 埋地用改性PVC非開挖專用通信管成分及其所占比重

如表1所示，所述增韌劑為氯化聚乙烯(以下簡(jiǎn)稱CPE)、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物(以下簡(jiǎn)稱MBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(以下簡(jiǎn)稱ABS)以及丙烯酸酯類(以下簡(jiǎn)稱ACR)的混合物，所述CPE、MBS、ABS和ACR各組分的重量比為2:10:2:1；所述潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟(以下簡(jiǎn)稱PEWAX)和硬脂酸(以下簡(jiǎn)稱HST)的混合物，所述PEWAX和HST的重量比為3:2；所述填充劑為納米級(jí)二氧化硅(以下簡(jiǎn)稱SiO2)和微米級(jí)碳酸鈣(以下簡(jiǎn)稱CaCO3)的混合物，所述SiO2和CaCO3的重量比為3:5。納米級(jí)二氧化硅和微米級(jí)碳酸鈣，屬于無機(jī)物填充劑，當(dāng)添加量在0～10份范圍內(nèi)，它對(duì)產(chǎn)品剛度和彈性模量具有明顯的貢獻(xiàn)，而對(duì)產(chǎn)品的韌性影響不大，但隨著納米級(jí)二氧化硅和微米級(jí)碳酸鈣添加量超出合理范圍，分散性也會(huì)變差，雖然產(chǎn)品的剛度和彈性模量仍有所提高，產(chǎn)品的韌性會(huì)迅速下降，對(duì)產(chǎn)品的性能提高會(huì)起到反作用。所述PVC樹脂粉以聚合度1 200型的PVC樹脂粉為最佳。

1.2 埋地用改性PVC非開挖專用通信管制備方法

(1)物料混合：將PVC樹脂粉、穩(wěn)定劑、增韌劑、潤(rùn)滑劑、色粉以及PMMA按比例混合，控制系統(tǒng)溫度在120～130 ℃高速攪拌2～3 min，而后加入填充劑，控制系統(tǒng)溫度在40 ℃以下低溫?cái)嚢?～5 min。高速攪拌溫度太低不利于管材的塑化，攪拌溫度太高會(huì)造成原料有效物質(zhì)損耗或變質(zhì)，降低產(chǎn)品性能。在高速混合攪拌下，原料的攪拌溫度達(dá)到120～130 ℃時(shí)，才能使PVC顆粒得到細(xì)化和重新組合，粒徑增大，形態(tài)均勻，并與各種改性劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、相容劑充分相互作用均勻分散，同時(shí)由于吸收熱能而產(chǎn)生部分凝膠化，為物料在擠出時(shí)的塑化奠定良好的基礎(chǔ)；冷拌溫度控制在40 ℃以下，有利于延長(zhǎng)原料的使用時(shí)間，保護(hù)原料的有效物質(zhì)，減少損耗[1]。

(2)擠出成型：將混合后的物料通過擠出機(jī)擠出成型。進(jìn)一步地，該步驟中擠出機(jī)的生產(chǎn)模頭的壓縮比在7～12范圍；這樣能使管材更加密實(shí)，產(chǎn)品強(qiáng)度更高。進(jìn)一步地，該步驟中擠出機(jī)的口模平直段長(zhǎng)度為管材壁厚的20～25倍；口模平直段長(zhǎng)度不能太短，否則，不利于塑化，不利制品的密實(shí)度；反之也不能太長(zhǎng)，太長(zhǎng)會(huì)造成阻力太大，原料停留時(shí)間太長(zhǎng)而發(fā)生分解。進(jìn)一步地，該步驟中擠出機(jī)的模具理論間隙較管材壁厚度要小0.3～0.5 mm；以保證產(chǎn)品的縱向縮率、強(qiáng)度不受破壞。

表1 一種埋地用改性PVC非開挖專用通信管成分表

1.3 埋地用改性PVC非開挖專用通信管制備的有益效果

在配方方面充分利用目前的有機(jī)增韌劑和無機(jī)納米增韌剛性粒子的相互協(xié)同作用，形成新型的復(fù)合增韌增強(qiáng)體系，克服了單純使用某一種彈性體或單純使用某種剛性體增韌會(huì)造成韌性、剛度、彈性模量性能指標(biāo)失衡的缺陷。一方面將增韌效果優(yōu)秀的MBS、CPE、ABS和加工助劑ACR進(jìn)行科學(xué)配比，使PVC樹脂達(dá)到最佳塑化狀態(tài)，使PVC樹脂得到顯著的增韌改性，發(fā)揮PVC優(yōu)秀的拉伸強(qiáng)度性能和模量性能，并且較好克服PVC樹脂的脆性弱點(diǎn)；另一方面，引入納米級(jí)二氧化硅和微米級(jí)碳酸鈣，在適量范圍內(nèi)，它對(duì)產(chǎn)品剛度和彈性模量具有明顯的貢獻(xiàn)，又不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的韌性造成影響；PMMA的加入使PVC樹脂和ABS聚合物能夠很好的結(jié)合，起到相容劑的作用，并且大大提高產(chǎn)品的抗老化性能。

2 具體實(shí)施方式

2.1 實(shí)施例1

2.1.1 埋地用改性PVC非開挖專用通信管，實(shí)際配方稱取原料

如表2所示，所述增韌劑包含2份CPE，10份MBS，2份ABS，1份ACR；所述潤(rùn)滑劑包含3份PEWAX，2份HST；所述填充劑包含3份的SiO2和5份的CaCO3。

表2 實(shí)際配方稱取原料表

2.1.2 埋地用改性PVC非開挖專用通信管制備方法

(1)物料混合：將PVC樹脂粉、穩(wěn)定劑、增韌劑、潤(rùn)滑劑、色粉以及PMMA按比例混合，控制系統(tǒng)溫度在120 ℃高速攪拌2.5 min，而后加入填充劑，控制系統(tǒng)溫度在39 ℃繼續(xù)低溫?cái)嚢? min。

(2)擠出成型：將混合后的物料通過擠出機(jī)擠出成型[2]。

2.2 實(shí)施例2～6

2.2.1 制備原料

采用與實(shí)施例1相同的原料與制備方法，區(qū)別在于分別使用表2中所列出的不同的各個(gè)成分的添加量、制備步驟中的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間代替實(shí)施例1所采用的相應(yīng)數(shù)值，其中增韌劑中CPE、MBS、ABS和ACR的份數(shù)為增韌劑總份數(shù)按2:10:2:1的重量比值分配，潤(rùn)滑劑中PEWAX和HST的份數(shù)為潤(rùn)滑劑總份數(shù)按3:2的重量比值分配；填充劑中SiO2和CaCO3的份數(shù)為填充劑總份數(shù)按3:5的重量比值分配。實(shí)施例中PVC樹脂粉聚合度不限，以聚合度1 200型PVC樹脂粉為最佳。

用實(shí)施例1-6制得的埋地用改性PVC非開挖專用通信管的各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 埋地用改性PVC非開挖專用通信管的各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)表

由表3可見，利用本配方以及方法制造出的埋地用改性PVC非開挖專用通信管各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)異，其抗沖擊能力強(qiáng)，環(huán)剛度高，在抗沖擊抗開裂的同時(shí)又可以保持高強(qiáng)度，滿足非開挖地下管線建設(shè)的需要。

3 結(jié)語

綜上，文章所研究的埋地用改性PVC非開挖專用通信管，其由 PVC 樹脂粉、穩(wěn)定劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、色粉以及相容劑按比例混合，經(jīng)過 120～ 130 ℃高速攪拌 2～3 min，而后加入填充劑，控制系統(tǒng)溫度在 40 ℃以下繼續(xù)低溫?cái)嚢?～5 min，而后通過擠出機(jī)擠出成型。其在提高韌性的同時(shí)管材破壞敏感性降低，不容易受傷或受傷程度大大降低，這樣對(duì)長(zhǎng)期強(qiáng)度影響變小，延長(zhǎng)了通信管的使用壽命，大大提高了產(chǎn)品的綜合性能。