电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物及其制备方法

摘要

本发明涉及一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物及其制备方法，首先，将80～90重量份尿嘧啶、10～20重量份脂类润滑剂在80～100℃条件下充分混合，制得一种复合稳定剂；然后将得到的稳定剂0.7～1.0重量份，加上聚氯乙烯100重量份和润滑剂1.5～2.5重量份、填充剂15～20重量份、抗冲剂4～8重量份、着色剂1.5～2.5重量份在高速混合机中充分混合至130℃，然后在低速混合机中冷却至室温，即制得聚氯乙烯电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物。与现有技术相比，由于尿嘧啶是有机合成物，且无毒副作用，对人体和自然环境没有任何损害，因此本发明得到的聚氯乙烯组合物环保效果显著，同时聚氯乙烯电工管的机械性能、电性能无明显的损害，基本保持电工管的原有特性。

权利要求

1.一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，以重量份计，该组合物包括以下组分及含量：

2.根据权利要求1所述的一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的聚氯乙烯为硬质聚氯乙烯。

3.根据权利要求1所述的一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的稳定剂由80～90重量份的尿嘧啶与10～20重量份的脂类润滑剂组成。

4.根据权利要求3所述的一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，每重量份的脂类润滑剂由0.5重量份的偏脂肪酸酯和0.5重量份的二羧酸酯组成。

5.根据权利要求1所述的一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的润滑剂由40～50重量份的硬脂酸和50～60重量份的聚乙烯蜡组成。

6.根据权利要求1所述的一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的填充剂为活性碳酸钙。

7.根据权利要求1所述的一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的抗冲剂选自氯化聚乙烯、MBS或抗冲型ACR中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述的着色剂包括100重量份的金红石钛白粉和10重量份的抗紫外光剂组成。

9.一种如权利要求1所述的电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)稳定剂的制备

将80～90重量份尿嘧啶、10～20重量份脂类润滑剂在80～100℃条件下充分混合，制得一种复合稳定剂；

(2)硬质聚氯乙烯组合物的制备

将上述步骤中得到的稳定剂0.7～1.0重量份，加上聚氯乙烯100重量份和润滑剂

1.5～2.5重量份、填充剂15～20重量份、抗冲剂4～8重量份、着色剂1.5～2.5重量份在高速混合机中充分混合至130℃，然后在低速混合机中冷却至室温，即制得聚氯乙烯电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物。

10.根据权利要求9所述的一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物的制备方法，其特征在于，所述的高速混合机的搅拌速度为1400-1500r/min，低速混合机的搅拌速度为

10-30r/min。

说明书

电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种聚氯乙烯组合物及其制备方法，尤其是涉及一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物及其制备方法。

背景技术

[0002] 聚氯乙烯电工管在民用建筑、基础建设和矿山等各个行业获得了广泛的应用。众所周知，聚氯乙烯树脂本身具有高热敏性，加工成型时很容易发黄分解，所以聚氯乙烯在成型加工时必须添加足够的稳定剂和润滑剂来保证加工的顺利完成。目前聚氯乙烯所使用的稳定剂主要有铅盐稳定剂、钙锌稳定剂和有机锡稳定剂。其中，钙锌稳定剂虽然不含铅，但其加工范围较窄，产品成型时容易变色，综合使用成本偏高，一般只在小口径的供水压力管材中使用；有机锡稳定剂的热稳定性较好，加工性能也不错，但其价格昂贵，材料成本偏高，且由于锡属于重金属，所以有机锡稳定剂对操作人员的身体和环境污染都有潜在的风险；铅盐稳定剂是目前聚氯乙烯管道产品中使用最广泛的稳定剂，铅盐稳定剂价格便宜，加工性能好，目前市场上的聚氯乙烯电工管基本上都使用铅盐稳定剂，但由于铅的存在，其毒性对操作员工和环境都有直接的损害。随着国家对环保的要求越来越高，聚氯乙烯管道加工行业急需一种加工性能优越，综合成本跟铅盐稳定剂持平，且安全环保的新型稳定剂。

[0003] 中国专利CN 102977498 A公布了一种聚氯乙烯复合电工套管，以重量份计算，该管材由下列原料组成：PVC树脂100份；天然硬石膏：2-60份；钛白粉：3-10份；表面修饰剂：0.01-15份；增韧剂：1-20份；MBS树脂：0.5-2份；PE蜡：1-3份；稳定剂：1-15份；润滑剂：0.1-15份。所述天然硬石膏目数在400目以上。所述聚氯乙烯复合电工套管是由聚氯乙烯/天然硬石膏等材料制成的复合管材，具有耐高温、耐高压、高强度、抗冲击等优点，适用于各种电线保护用导管、配线保护用导管。但是上述专利中稳定剂采用铅盐类复合稳定剂，同样由于铅的存在，其毒性对操作员工和环境都有直接的损害。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种环保、无毒副作用、机械性能、电性能无明显损害的电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物及其制备方法。

[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0006] 一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，该组合物包括以下组分及含量(重量份)：

[0007]

[0008] 所述的聚氯乙烯为硬质聚氯乙烯。

[0009] 所述的稳定剂由80～90重量份的尿嘧啶与10～20重量份的脂类润滑剂组成。

[0010] 每重量份的脂类润滑剂由0.5重量份的偏脂肪酸酯和0.5重量份的二羧酸酯组成。

[0011] 所述的润滑剂由40～50重量份的硬脂酸和50～60重量份的聚乙烯蜡组成。

[0012] 所述的填充剂为活性碳酸钙。

[0013] 所述的抗冲剂选自氯化聚乙烯、MBS(甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物)或抗冲型ACR(Acrylic copolymer，是具有核—壳结构的丙烯酸酯类共聚物，是一种综合性能优良的PVC抗冲改性剂)中的任意一种。

[0014] 所述的着色剂包括100重量份的金红石钛白粉和10重量份的抗紫外光剂组成。

[0015] 一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

[0016] (1)稳定剂的制备

[0017] 将80～90重量份尿嘧啶、10～20重量份脂类润滑剂在80～100℃条件下充分混合，制得一种复合稳定剂；

[0018] (2)硬质聚氯乙烯组合物的制备

[0019] 将上述步骤中得到的稳定剂0.7～1.0重量份，加上聚氯乙烯100重量份和润滑剂1.5～2.5重量份、填充剂15～20重量份、抗冲剂4～8重量份、着色剂1.5～2.5重量份在高速混合机中充分混合至130℃，然后在低速混合机中冷却至室温，即制得聚氯乙烯电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物。

[0020] 所述的高速混合机的搅拌速度为1400-1500r/min，低速混合机的搅拌速度为10-30r/min。

[0021] 由于电工管大部分是埋墙施工，不与自然环境接触，所以配方中的着色剂的添加量比较少。此外，电工管对抗冲击的要求比较高，所以配方中添加适量的抗冲剂。也是出于对抗冲性能的考虑，碳酸钙的添加量最好不超过20重量份，否则，抗冲击性能会产生波动。

[0022] 与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

[0023] 由于加入自制的稳定剂，因此得到的聚氯乙烯组合物环保效果显著，由于尿嘧啶是有机合成物，且无毒副作用，对人体和自然环境没有任何损害，并对被聚氯乙烯电工管的机械性能、电性能无明显的损害，基本保持电工管的原有特性，可以作为环保型电工管的基质使用。

具体实施方式

[0024] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

[0025] 按照聚氯乙烯电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物的制备方法，配制本发明中的稳定剂，配方组成见表1：

[0026] 表1 稳定剂的组成

[0027]尿嘧啶 脂类润滑剂
A 80 20
B 85 15
C 90 10

[0028] (每重量份的脂类润滑剂由0.5重量份的偏脂肪酸酯和0.5重量份的二羧酸酯组成)

[0029] 实施例1：

[0030] 将0.8重量份的稳定剂A、100重量份的聚氯乙烯、6.0重量份的抗冲剂氯化聚乙烯(CPE)、2.0重量份的润滑剂(聚乙烯蜡和硬脂酸)、15重量份的填充剂(活性碳酸钙)、2.0重量份的着色剂等按照配方的重量比例将上述原料在高速搅拌器中充分混合至130℃，然后放入低速搅拌器中冷混至45℃，其中，高速混合机的搅拌速度为1450r/min，低速混合机的搅拌速度为20r/min，在双螺杆挤出机上挤出制样(20mm中型电工管)，测试性能。结果见表2。

[0031] 实施例2：

[0032] 除了将稳定剂B代替稳定剂A外，其余组分和工艺条件均与实施例1相同。将所得样品测试，结果见表2。

[0033] 实施例3：

[0034] 除了将稳定剂C代替稳定剂A外，其余组分和工艺条件均与实施例1相同。将所得样品测试，结果见表2。

[0035] 实施例4：

[0036] 除了将4.0重量份的MBS抗冲剂代替6.0重量份的氯化聚乙烯(CPE)抗冲剂外，其余组分和工艺条件均与实施例1相同。将所得样品测试，结果见表3。

[0037] 比较例1：

[0038] 除了将铅盐稳定剂2.8重量份代替稳定剂A外，其余组分和工艺条件均与实施例1相同。将所得样品测试，结果见表2。

[0039] 表2

[0040]

[0041]

[0042] 从表2可以看出，实施例1～4中，采用自制的稳定剂得到的电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物其机械性能、电性能、耐热性等相关性能与常规采用铅类化合物作为稳定剂得到的电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物基本没有变化，因此，采用本发明的稳定剂对聚氯乙烯电工管的机械性能、电性能无明显的损害，基本保持电工管的原有特性，可以作为环保型电工管的基质使用。同时由于尿嘧啶是有机合成物，且无毒副作用，对人体和自然环境没有任何损害，因此，采用自制的稳定剂得到的电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物安全环保。

[0043] 实施例5

[0044] 一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，该组合物包括以下组分及含量(重量份)：

[0045]

[0046] 制备方法包括以下步骤：

[0047] (1)稳定剂的制备

[0048] 将80重量份尿嘧啶、20重量份脂类润滑剂在80℃条件下充分混合，制得一种复合稳定剂；

[0049] (2)硬质聚氯乙烯组合物的制备

[0050] 将上述步骤中得到的稳定剂0.7重量份，加上聚氯乙烯100重量份和润滑剂1.5重量份、填充剂15重量份、抗冲剂4重量份、着色剂1.5重量份在高速混合机中充分混合至130℃，然后在低速混合机中冷却至室温，即制得聚氯乙烯电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物。高速混合机的搅拌速度为1400r/min，低速混合机的搅拌速度为10r/min。

[0051] 实施例6

[0052] 一种电工管用不含铅的硬质聚氯乙烯组合物，该组合物包括以下组分及含量(重量份)：

[0053]

[0054] 制备方法包括以下步骤：

[0055] (1)稳定剂的制备

[0056] 将90重量份尿嘧啶、10重量份脂类润滑剂在100℃条件下充分混合，制得一种复