纳米改性增强通信用PVC多孔管及其生产方法.pdf

纳米改性增强通信用PVC多孔管及其生产方法，属于管材技术领域。该纳米改性增强通信用PVC多孔管由以下重量百分比的原料制成：PVC 80～120份、稳定剂 2～10份、纳米CaCO3 5～15份、活性轻质CaCO3 20～30份、加工助剂 0.5～5份、抗冲ACR 2～10份、润滑剂 0.5～2份和偶联剂0.5～2份。本发明得到的产品抗压强度≥800Kpa，比现有硬聚酯乙烯多孔管提高30%以上，扁平试验加压至50%截面高度无破碎，抗冲性能10/10通过，抗冲击能量比现有硬聚酯乙烯多孔管提高50%以上，拉伸强度比现有硬聚酯乙烯多孔管提高20％以上，纵向回缩率比现有硬聚酯乙烯多孔管提高20％以上。

1.  纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：PVC 80～120份、稳定剂 2～10份、纳米CaCO₃ 5～15份、活性轻质CaCO₃ 20～30份、加工助剂 0.5～5份、抗冲ACR 2～10份、润滑剂 0.5～2份和偶联剂0.5～2份。

2.  如权利要求1所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：PVC 90～110份、稳定剂 4～8份、纳米CaCO₃ 8～12份、活性轻质CaCO₃ 24～28份、加工助剂 1～3份、抗冲ACR 4～8份、润滑剂0.8～1.5份和偶联剂0.8～1.5份。

3.  如权利要求1或2所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于所述的纳米CaCO₃径粒为45nm。

4.  如权利要求1或2所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于所述的稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸铅，所述的硬脂酸钙：硬脂酸锌：硬脂酸铅的重量比为1～1.4:0.8～1.2:1.3～1.7。

5.  如权利要求1或2所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于所述的加工助剂为甲基硅油和ACR401，所述的甲基硅油：ACR401的重量比为0.8～1.2:0.1～0.3。

6.  如权利要求1或2所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于所述的偶联剂为甲基三乙氧基硅烷WD-922。

7.  如权利要求1或2所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管的生产方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）将所述重量份的偶联剂和纳米CaCO₃在温度120～180℃下进行共混处理；
2）经步骤1）处理的纳米CaCO₃与所述重量份的PVC、稳定剂、活性轻质CaCO₃、加工助剂、抗冲ACR和润滑剂在温度105～125℃下进行高混处理，然后在温度40～60℃下进行冷混处理；
3）将步骤2）得到的物料在挤出机中挤出，挤出条件：料筒温度1：170±5℃，料筒温度2：170±5℃，料筒温度3：175±5℃，料筒温度4：170±5℃，合流芯温度：165±5℃，机头温度1：190±10℃，机头温度2：190±10℃，机头温度3：190±10℃，机头温度4：190±10℃，牵引：0.8m/min，主机转速：20转/分±2；
4）将步骤3）得到的挤出料进行真空定型，冷却，牵引后切割，既得到纳米改性增强通信用PVC多孔管。

8.  如权利要求7所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管的生产方法，其特征在于所述的纳米CaCO₃径粒为45nm，所述的稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸铅，所述的硬脂酸钙：硬脂酸锌：硬脂酸铅的重量比为1～1.4:0.8～1.2:1.3～1.7，所述的加工助剂为甲基硅油和ACR401，所述的甲基硅油：ACR401的重量比为0.8～1.2:0.1～0.3，所述的偶联剂为甲基三乙氧基硅烷WD-922。

纳米改性增强通信用PVC多孔管及其生产方法
技术领域
本发明属于管材技术领域，具体涉及纳米改性增强通信用PVC多孔管及其生产方法。
背景技术
随着通讯事业的飞速发展，在地下埋设通信光缆、电缆日益增加。长期以来，通信管最早都是采用水泥管为主，优势是造价低，工艺成熟；其缺点是施工周期长、施工工艺复杂、维护成本高、易发生沉降等缺点，近年来逐渐被塑料管所替代。塑料管又经历了实壁管→波纹管→组合式多孔管→整体式栅格管的发展过程。经过十几年的施工实践和众多生产厂家的加入，近几年来，栅格式通信管的整体产品质量也出现了下降的趋势，主要存在的问题体现在以下几个方面：栅格管的抗冲性能普遍没有达到行业标准，在施工时易出现破损、折断，已埋下的管材易被压破，造成试通不合格，造成返工修复等工程质量问题。还有就是有些厂家为了降低产品成本，减薄产品壁厚，因此造成使管材抗压强度降低、施工时被压扁和弯曲，使得穿缆失败。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种纳米改性增强通信用PVC多孔管及其生产方法的技术方案。
所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：PVC 80～120份、稳定剂 2～10份、纳米CaCO₃ 5～15份、活性轻质CaCO₃ 20～30份、加工助剂 0.5～5份、抗冲ACR 2～10份、润滑剂 0.5～2份和偶联剂0.5～2份。
所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：PVC 90～110份、稳定剂 4～8份、纳米CaCO₃ 8～12份、活性轻质CaCO₃ 24～28份、加工助剂 1～3份、抗冲ACR 4～8份、润滑剂0.8～1.5份和偶联剂0.8～1.5份。
所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于所述的纳米CaCO₃径粒为45nm。
所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于所述的稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸铅，所述的硬脂酸钙：硬脂酸锌：硬脂酸铅的重量比为1～1.4:0.8～1.2:1.3～1.7。
所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于所述的加工助剂为甲基硅油和ACR401，所述的甲基硅油：ACR401的重量比为0.8～1.2:0.1～0.3。
所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管，其特征在于所述的偶联剂为甲基三乙氧基硅烷WD-922。
所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管的生产方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）将所述重量份的偶联剂和纳米CaCO₃在温度120～180℃下进行共混处理；
2）经步骤1）处理的纳米CaCO₃与所述重量份的PVC、稳定剂、活性轻质CaCO₃、加工助剂、抗冲ACR和润滑剂在温度105～125℃下进行高混处理，然后在温度40～60℃下进行冷混处理；
3）将步骤3）得到的物料在挤出机中挤出，挤出条件：料筒温度1：170±5℃，料筒温度2：170±5℃，料筒温度3：175±5℃，料筒温度4：170±5℃，合流芯温度：165±5℃，机头温度1：190±10℃，机头温度2：190±10℃，机头温度3：190±10℃，机头温度4：190±10℃，牵引：0.8m/min，主机转速：20转/分±2；
4）将步骤3）得到的挤出料进行真空定型，冷却，牵引后切割，既得到纳米改性增强通信用PVC多孔管。
所述的纳米改性增强通信用PVC多孔管的生产方法，其特征在于所述的纳米CaCO₃径粒为45nm，所述的稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸铅，所述的硬脂酸钙：硬脂酸锌：硬脂酸铅的重量比为1～1.4:0.8～1.2:1.3～1.7，所述的加工助剂为甲基硅油和ACR401，所述的甲基硅油：ACR401的重量比为0.8～1.2:0.1～0.3，所述的偶联剂为甲基三乙氧基硅烷WD-922。
本发明以PVC树脂为载体，由丙烯酸脂（ACR）在PVC体内形成了网络结构，对纳米无极粒子进行包覆作用，实现“核-壳”微观结构，充作应力集中中心，按受冲击后，诱发PVC基体产生大量的微裂纹，吸收更多的冲击能来抑制PVC基体进一步破裂，由于PVC基体靠的是添加ACR作抗冲击改性形成的网络结构，而纳米粒子的存在使基体树脂的裂纹扩展受阻和钝化，使材料不至造成破坏性开裂，从而提高了材料的韧性和刚性。
本发明采用甲基三乙氧基硅烷WD-922（由武汉大学化工厂生产销售），作为偶联剂与纳米粒子在高速混合高温共混，经过氧化物的引发可接枝到聚合物主链从而改性聚合物的表面性能，能很好的与其物料进行有机的相溶，产生了较强的结合力。
本发明采用合理配比的硬脂酸钙，硬脂酸锌，硬脂酸铅做为稳定剂，作用为既有热稳定的作用，又体现环保作用。
本发明采用合理配比的甲基硅油和ACR401作为加工助剂，其中甲基硅油可以起到很好的各种物料的相容性，以及作为产品的光亮剂，ACR401可以起到减少塑化时间，提高塑化效果的作用。
本发明得到的产品抗压强度≥800 Kpa，比现有硬聚酯乙烯多孔管提高30%以上，扁平试验加压至50%截面高度无破碎，抗冲性能10/10通过（条件：0℃，1kg锤，1.5m高），抗冲击能量比现有硬聚酯乙烯多孔管提高50%以上，拉伸强度比现有硬聚酯乙烯多孔管提高20％以上，纵向回缩率比现有硬聚酯乙烯多孔管提高20％以上。并且本发明得到的产品对环境无污染，可回收利用，具有显著的生态效益。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明。
实施例1：纳米改性增强通信用PVC多孔管的生产方法
1）将偶联剂（甲基三乙氧基硅烷WD-922）1.5份和纳米CaCO₃（径粒为45nm）10份在温度160℃下进行共混处理；
2）经步骤1）处理的纳米CaCO₃与PVC100份、稳定剂（硬脂酸钙：硬脂酸锌：硬脂酸铅的重量比为1.2:1.0:1.5）6份、活性轻质CaCO₃ 25份、加工助剂3份（甲基硅油：ACR401的重量比为1:0.2）、抗冲ACR6份和润滑剂1.5份在温度115℃下进行高混处理，然后在温度50℃下进行冷混处理；
3）将步骤3）得到的物料在挤出机中挤出，挤出条件：料筒温度1：170℃，料筒温度2：170℃，料筒温度3：175℃，料筒温度4：170℃，合流芯温度：165℃，机头温度1：190℃，机头温度2：190℃，机头温度3：190℃，机头温度4：190℃，牵引：0.8m/min，主机转速：20转/分；
4）将步骤3）得到的挤出料进行真空定型，冷却，牵引后切割，既得到纳米改性增强通信用PVC多孔管。
经检测该纳米改性增强通信用PVC多孔管抗压强度≥800 Kpa，扁平试验加压至50%截面高度无破碎，抗冲性能10/10通过（条件：0℃，1kg锤，1.5m高），拉伸强度36-38MPa，纵向回缩率≤4.2％。

实施例2：纳米改性增强通信用PVC多孔管的生产方法
1）将偶联剂（甲基三乙氧基硅烷WD-922）2份和纳米CaCO₃（径粒为45nm）15份在温度180℃下进行共混处理；
2）经步骤1）处理的纳米CaCO₃与PVC120份、稳定剂（硬脂酸钙：硬脂酸锌：硬脂酸铅的重量比为1:0.8:1.3）10份、活性轻质CaCO₃ 30份、加工助剂5份（甲基硅油：ACR401的重量比为0.8:0.1）、抗冲ACR10份和润滑剂2份在温度125℃下进行高混处理，然后在温度60℃下进行冷混处理；
3）将步骤3）得到的物料在挤出机中挤出，挤出条件：料筒温度1：175℃，料筒温度2：175℃，料筒温度3：180℃，料筒温度4：175℃，合流芯温度：170℃，机头温度1：200℃，机头温度2：200℃，机头温度3：200℃，机头温度4：200℃，牵引：0.8m/min，主机转速：22转/分；
4）将步骤3）得到的挤出料进行真空定型，冷却，牵引后切割，既得到纳米改性增强通信用PVC多孔管。
经检测该纳米改性增强通信用PVC多孔管抗压强度≥800 Kpa，扁平试验加压至50%截面高度无破碎，抗冲性能10/10通过（条件：0℃，1kg锤，1.5m高），拉伸强度36-38MPa，纵向回缩率≤4.2％。

实施例3：纳米改性增强通信用PVC多孔管的生产方法
1）将偶联剂（甲基三乙氧基硅烷WD-922）0.5份和纳米CaCO₃（径粒为45nm）5份在温度120℃下进行共混处理；
2）经步骤1）处理的纳米CaCO₃与PVC80份、稳定剂（硬脂酸钙：硬脂酸锌：硬脂酸铅的重量比为1.4:1.2:1.7）10份、活性轻质CaCO₃ 20份、加工助剂0.5份（甲基硅油：ACR401的重量比为1.2:0.3）、抗冲ACR2份和润滑剂0.5份在温度105℃下进行高混处理，然后在温度40℃下进行冷混处理；
3）将步骤3）得到的物料在挤出机中挤出，挤出条件：料筒温度1：165℃，料筒温度2：165℃，料筒温度3：170℃，料筒温度4：170℃，合流芯温度：160℃，机头温度1：180℃，机头温度2：180℃，机头温度3：180℃，机头温度4：180℃，牵引：0.8m/min，主机转速：18转/分；
4）将步骤3）得到的挤出料进行真空定型，冷却，牵引后切割，既得到纳米改性增强通信用PVC多孔管。
经检测该纳米改性增强通信用PVC多孔管抗压强度≥800 Kpa，扁平试验加压至50%截面高度无破碎，抗冲性能10/10通过（条件：0℃，1kg锤，1.5m高），拉伸强度36-38MPa，纵向回缩率≤4.2％。

实施例4：纳米改性增强通信用PVC多孔管的生产方法
1）将偶联剂（甲基三乙氧基硅烷WD-922）1.5份和纳米CaCO₃（径粒为45nm）12份在温度145℃下进行共混处理；
2）经步骤1）处理的纳米CaCO₃与PVC95份、稳定剂（硬脂酸钙：硬脂酸锌：硬脂酸铅的重量比为1.2:1.0:1.5）4份、活性轻质CaCO₃ 28份、加工助剂1.2份（甲基硅油：ACR401的重量比为1.1:0.2）、抗冲ACR4份和润滑剂1.2份在温度120℃下进行高混处理，然后在温度55℃下进行冷混处理；
3）将步骤3）得到的物料在挤出机中挤出，挤出条件：料筒温度1：165℃，料筒温度2：165℃，料筒温度3：170℃，料筒温度4：170℃，合流芯温度：160℃，机头温度1：180℃，机头温度2：180℃，机头温度3：180℃，机头温度4：180℃，牵引：0.8m/min，主机转速：18转/分；
4）将步骤3）得到的挤出料进行真空定型，冷却，牵引后切割，既得到纳米改性增强通信用PVC多孔管。
经检测该纳米改性增强通信用PVC多孔管抗压强度≥800 Kpa，扁平试验加压至50%截面高度无破碎，抗冲性能10/10通过（条件：0℃，1kg锤，1.5m高），拉伸强度36-38MPa，纵向回缩率≤4.2％。