一种高抗冲cpvc注塑管件及其制备方法
阅读说明：本技术 一种高抗冲cpvc注塑管件及其制备方法 (High-impact-resistance CPVC (chlorinated polyvinyl chloride) injection molding pipe fitting and preparation method thereof ) 是由 陈建溢 孙立坤 姚宏华 时劲松 项梁 于 2021-09-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及高分子材料技术领域,尤其涉及一种高抗冲CPVC注塑管件及其制备方法。在常规CPVC树脂配方体系中添加丙烯酸酯类加工助剂ACR会使得原本流动性差的CPVC树脂熔体粘度增大。基于上述问题,本发明提供一种高抗冲CPVC注塑管件,本发明采用VCE树脂替代加工ACR,并与抗冲改性剂MBS配合使用相比于采用VCE树脂与抗冲改性剂CPE配合使用,更能有效改善CPVC注塑管件的物理性能,降低其在加工过程中的扭矩,提高其加工流动性,对提高CPVC注塑管件的综合性能十分有利。(The invention relates to the technical field of high polymer materials, in particular to a high-impact CPVC injection molding pipe fitting and a preparation method thereof. The addition of the acrylate-based processing aid ACR to conventional CPVC resin formulation systems increases the melt viscosity of the otherwise poor flowing CPVC resin. Based on the problems, the invention provides a high-impact CPVC injection pipe fitting, VCE resin is adopted to replace processing ACR, and compared with VCE resin and impact modifier MBS, the invention has the advantages that VCE resin is adopted to be matched with impact modifier CPE, the physical property of the CPVC injection pipe fitting can be effectively improved, the torque of the CPVC injection pipe fitting in the processing process is reduced, the processing fluidity of the CPVC injection pipe fitting is improved, and the improvement of the comprehensive performance of the CPVC injection pipe fitting is very beneficial.)
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高抗冲CPVC注塑管件及其制备方法。
背景技术
氯化聚氯乙烯(CPVC)是将聚氯乙烯(PVC)进一步氯化后得到的产物，氯含量可达到63％-73％。相比于PVC，CPVC作为一种新型工程塑料，分子结构中大量的氯原子赋予其更强的极性，链段刚性增强，分子间作用力增大。具有耐候、耐腐蚀、耐老化、抗热变形以及阻燃自熄性等特点。目前广泛应用于各种管材、管件、型材、片材、泡沫材料、涂料等多种领域。
但是，因CPVC分子间作用力大、氯含量高等特点，导致其熔体粘度高，流动性差，加工困难且极易分解。此外，高加工扭矩使得CPVC无法适应常规PVC成型设备，进一步压缩了生产空间。
通过升高加工温度来提升熔体流动性则会加快CPVC脱氯，降低产品性能且容易糊料。目前CPVC注塑管件配方中通常使用丙烯酸酯类加工助剂ACR来改善其加工性，并且加入较多润滑剂来降低熔体粘度，提升流动性，但是润滑过多的弊端是会降低CPVC管件的维卡软化温度并损失部分抗冲击性能等。这是制约CPVC制品推广的重要原因之一。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：在常规CPVC注塑配方体系中添加丙烯酸酯类加工助剂ACR会使得原本流动性差的CPVC树脂熔体粘度增大，同时配方中较多润滑剂的添加常常导致CPVC制品抗冲击性能下降。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种高抗冲CPVC注塑管件，以重量份数计，包括以下成分：
CPVC 树脂 100份
功能改性剂 1-3份
石油树脂 0.1-0.5份
稳定剂 3-4份
内润滑剂 1-2份
外润滑剂 1.5-3.0份
抗冲改性剂 6-10份
无机填料 3-7份
颜料 0.3-0.6份。
具体地，所述CPVC树脂为注塑级，氯含量在67％-68％。
具体地，所述功能改性剂为VCE树脂。
具体地，所述稳定剂为硫醇甲基锡YT-181。
具体地，所述内润滑剂为硬脂酸钙。
具体地，所述外润滑剂为OPE蜡和PE蜡组成的混合物。
具体地，所述抗冲改性剂为山东瑞丰MBS BL-126。
具体地，所述的一种高抗冲CPVC注塑管件，按照以下步骤制备：
(1)按照配方量，将上述原料加入到高低速混合机组的热混锅中加热高速混合，混合转速为900-1000r/min，在10min-12min内将热混锅的温度升至110-120℃后，放入冷混锅中搅拌冷却至室温，得到CPVC干混料；
(2)将上述干混料通过双螺杆挤出机挤出造粒得到CPVC颗粒料；
(3)将上述CPVC颗粒料通过注塑机制样即可得到注塑管件。
具体地，所述双螺杆挤出造粒工艺参数为：双螺杆挤出机的喂料速度为25rpm；双螺杆挤出机转速为30rpm；双螺杆挤出机采用分区控制温度，一区温度为172-178℃，二区温度为185-190℃，三区温度为190-195℃，四区温度为193-198℃。牵引速度为1-2m/min，切粒方式采用水冷切粒，颗粒长度控制在4mm左右。
具体地，所述注塑机制样工艺参数为：注塑机料筒采用分区控制温度，其中一区温度为170-175℃，二区温度为172-175℃，三区温度为175-180℃，四区温度为180-185℃，喷嘴温度为190-195℃；背压为0-5bar；注塑机合模时间为1-3s；
将熔融状态的CPVC熔体通过射嘴注射到模具中，射胶速度为55-80％最大速度，射胶压力为50-70bar；保压压力为55-60bar，保压时间为2-5s；冷却的时间为2-5s；开模时间1-4s；脱模时间为1-3s。
本发明的有益效果是：
(1)本发明发现采用VCE树脂与山东瑞丰MBS BL-126配合使用相比采用VCE树脂与加工助剂CPE配合使用具有更好的协同效果，能显著改善CPVC注塑管件的加工性能，降低其在加工过程中的扭矩，提高其加工流动性，大大提高CPVC注塑管件综合性能；
(2)含氯的VCE树脂，与CPVC具有很好的相容性，能提升CPVC制品的氯含量，对提高CPVC注塑管件的阻燃性十分有利；
(3)本发明还在CPVC树脂体系中添加了少量的石油树脂，进一步改善了CPVC的综合性能。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明以下实施例中采用的CPVC树脂为注塑级，氯含量在67％-68％。
本发明以下实施例中采用的功能改性剂为无锡洪汇新材料科技股份有限公司生产的抗冲改性剂VCE树脂。
本发明以下实施例中采用的石油树脂为C5石油树脂。
本发明以下实施例中采用的稳定剂为硫醇甲基锡YT-181。
本发明以下实施例中采用的内润滑剂为硬脂酸钙。
本发明以下实施例中采用的外润滑剂为OPE蜡和PE蜡组成的混合物。
本发明以下实施例中采用的抗冲改性剂为山东瑞丰MBS BL-126。
本发明以下实施例中的高抗冲CPVC注塑管件，均按照以下步骤制备：
(1)按照配方量，将上述原料加入到高低速混合机组的热混锅中加热高速混合，混合转速为900-1000r/min，在10min-12min内将热混锅的温度升至110-120℃后，放入冷混锅中搅拌冷却至室温，得到CPVC干混料；
(2)将上述干混料通过双螺杆挤出机挤出造粒得到CPVC颗粒料；
(3)将上述CPVC颗粒料通过注塑机制样即可得到注塑管件。
本发明以下实施例中，螺杆挤出造粒工艺参数为：双螺杆挤出机的喂料速度为25rpm；双螺杆挤出机转速为30rpm；双螺杆挤出机采用分区控制温度，一区温度为172-178℃，二区温度为185-190℃，三区温度为190-195℃，四区温度为193-198℃，牵引速度为1-2m/min，切粒方式采用水冷切粒，颗粒长度控制在4mm左右。
本发明以下实施例中，注塑机制样工艺参数为：注塑机料筒采用分区控制温度，其中一区温度为170-175℃，二区温度为172-175℃，三区温度为175-180℃，四区温度为180-185℃，喷嘴温度为190-195℃；背压为0-5bar；注塑机合模时间为1-3s；将熔融状态的CPVC熔体通过射嘴注射到模具中，射胶速度为55-80％最大速度，射胶压力为50-70bar；保压压力为55-60bar，保压时间为2-5s；冷却的时间为2-5s；开模时间1-4s；脱模时间为1-3s。
实施例1
高抗冲CPVC注塑管件，以重量份数计，包括以下成分：
CPVC树脂 100份
功能改性剂 1份
石油树脂 0.1份
稳定剂 3.5份
内润滑剂 1份
外润滑剂 2份
抗冲改性剂 6份
无机填料 5份
颜料 0.3份。
实施例2
高抗冲CPVC注塑管件，以重量份数计，包括以下成分：
CPVC树脂 100份
功能改性剂 3份
石油树脂 0.5份
稳定剂 3份
内润滑剂 2份
外润滑剂 3.0份
抗冲改性剂 10份
无机填料 7份
颜料 0.3份。
实施例3
高抗冲CPVC注塑管件，以重量份数计，包括以下成分：
CPVC树脂 100份
功能改性剂 1.5份
石油树脂 0.2份
稳定剂 3.2份
内润滑剂 1.2份
外润滑剂 1.5份
抗冲改性剂 7份
无机填料 5份
颜料 0.6份。
实施例4
高抗冲CPVC注塑管件，以重量份数计，包括以下成分：
CPVC树脂 100份
功能改性剂 2份
石油树脂 0.3份
稳定剂 3.5份
内润滑剂 1.6份
外润滑剂 2.4份
抗冲改性剂 8份
无机填料 3份
颜料 0.3份。
实施例5
高抗冲CPVC注塑管件，以重量份数计，包括以下成分：
CPVC树脂 100份
功能改性剂 3份
石油树脂 0.5份
稳定剂 4份
内润滑剂 1.8份
外润滑剂 2.7份
抗冲改性剂 9份
无机填料 6份
颜料 0.5份。
实施例6
高抗冲CPVC注塑管件，以重量份数计，包括以下成分：
CPVC树脂 100份
功能改性剂 1份
石油树脂 0.3份
稳定剂 3.5份
内润滑剂 1份
外润滑剂 2份
抗冲改性剂 6份
无机填料 5份
颜料 0.3份。
实施例7
高抗冲CPVC注塑管件，以重量份数计，包括以下成分：
CPVC树脂 100份
功能改性剂 1份
石油树脂 0.5份
稳定剂 3.5份
内润滑剂 1份
外润滑剂 2份
抗冲改性剂 6份
无机填料 5份
颜料 0.3份。
对比例1同实施例1，不同之处在于，对比例1中未添加石油树脂。
对比例2同实施例1，不同之处在于，对比例2采用抗冲改性剂CPE替代山东瑞丰MBSBL-126。
对比例3同实施例1，不同之处在于，对比例3采用加工助剂ACR替代功能改性剂VCE树脂。
性能测试：
对实施例1-7以及对比例1-2所获高抗冲CPVC注塑管件的维卡软化温度和抗冲性能及其流变扭矩进行测试，其中：
维卡软化温度按照标准GB/T 8802-2001进行测试；
悬臂梁缺口冲击性能按照标准GB/T 1843-2008进行测试；
落锤冲击性能按照标准GB/T 14153-2002进行测试；
流变扭矩是使用流变仪进行测试，温度设定为185℃，转矩30rpm，加料量57g。
具体测试结果见表1：
表1
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
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