技术领域
本发明属于PVC材料及其制备方法，特别属于食品卫生级硬质PVC材料及 其制备方法。
背景技术
目前市场上的给水管材和管件的材料通常为铸铁管和镀锌管，管材和管件的抗 氧化性及耐酸碱性差，极易对水和其它液体造成二次污染，而且制造中能耗大、 原料成本高及废旧品的回收利用也比较复杂，食品卫生级硬质PVC材料(PVC— U)取代铸铁及镀锌材料成为一种新的趋势，但其存在着材料容易热分解和流动 性差、所制成的管材和件的耐酸碱性、抗氧化性和抗老化性差的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种抗热分解和流动性好的硬质PVC材 料。
本发明所要解决的另外一个技术问题是上述PVC材料的制备方法。
一种PVC材料，包括以下物质及重量份：
PVC 100
稳定剂 2—8
加工助剂 2—6
润滑剂 1.5—2.5
填料 4—12
着色剂 0.05-1。
所述的稳定剂为有机锡稳定剂、硬脂酸钙、环氧大豆油一种或数种的混合 物。
所述的加工助剂为氯化聚乙烯、丙烯酸脂的混合物。
所述的丙烯酸脂的型号为ACR401，由山东日科化学有限公司生产。
为了增强PVC—U材料的抗热分解和流动性，还加入钙锌复合稳定剂，其与 PVC的重量比为100：1.5～2。
所述的润滑剂为硬脂酸、石蜡、PE蜡的混合物。
所述的填料为活性轻质碳酸钙。
所述的着色剂为金刚石型钛白粉与炭黑的混合物。
本发明的制备方法为：将PVC原料与有机锡稳定剂、硬脂酸钙、加工助剂 在温度为110—115℃、转速为400r/min—500r/min的情况下，搅拌10—15分 钟，停止搅拌，再加入余下的原料，在温度为110—115℃、转速为500r/min —600r/min的情况下，搅拌20—25分钟，将转速降为100r/min—150r/min， 冷却到45—55℃，出料。
所制备的PVC材料可以经过锥型双螺杆塑料挤出机进行造粒注塑或挤管， 形成管材或管件、大法兰盘。
由于食品卫生级的PVC是不能用铅盐类稳定剂，因而本发明选择无毒的有 机锡、环氧大豆油、硬脂酸钙、钙锌复合稳定剂作为稳定剂，环氧大豆油不仅 具有稳定剂的作用，还有良好的低温增塑性、优良的耐热、耐光性能，还对色 料在搅拌、制品生产中均匀分散和着色都有很大帮助，硬脂酸钙不仅有较好的 稳定性，而且与环氧大豆油共用可提高稳定效果。
本发明加工助剂中的ACR401(聚丙烯酸脂)能降低成型温度，缩短熔融时 间，减少加工设备结垢现象，提高管材的低温抗冲击性、表面平整性、光洁度 及耐老化性能。
本发明的润滑剂为硬脂酸、PE蜡和固体石蜡的混合物，润滑剂的加入量要 适量，当其过量时，PVC管材表面就会“起霜”和产生熔接痕的。
本发明的填料为活性轻质碳酸钙，除降低原料成本外，还能提高制品的尺寸 和色调的稳定性。由于所制成的给水管材在成型中是双向(纵向、横向)拉伸， 配方中对材料的韧性要求高，因此填料的用量受到很大限止。
本发明的着色剂为金红石型钛白粉、碳黑，均为良好的光屏蔽剂，对PVC 的抗氧化性、抗老化性和化学稳定性起到很好作用。
本发明的PVC的稳定剂选用无毒有机锡和非铅盐类稳定剂(即硬酯酸钙、 环氧大豆油、钙锌复合稳定剂等)；加工助剂选用无毒ACR；润滑剂是食品包装 用的固体石脂和无毒的PE蜡；填充剂是无毒的活性轻质碳酸钙；着色剂是一些 对人体无害的钛白粉、碳黑；上述原料都是符合国家食品卫生用标准的原料。
本发明通过环氧大豆油、丙烯酸脂类(ACR401)、硬脂酸钙和有机锡稳定剂 的共同使用，产生了较好的协同应，能使管材和管件的成型温度降低，管材的 挤出温度从200℃降低到170℃左右，注塑压力下降，挤出时的生产效率提高； 螺杆的结垢情况明显减少。注塑管件的成型温度从210℃降低到180℃左右，防 止PVC材料的热分解。
本发明与现有技术相比，所用的原料均采用食品卫生级原料或无毒原料，所 制成的材料流动性好，能降低管材和管件的成型温度、成型压力，防止PVC材 料的热分解，用该材料生产的PVC—U给水管材、管件和耐压球阀的耐酸碱性、 抗氧化性和抗老化性好，耐压球阀的耐压性≥2.5MPa(类似产品的耐压性仅 >1.6MPa)，完全符合食品、化工的使用要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
本发明的PVC-S-60由宁波台塑生产。
邻苯二甲酸二辛脂、环氧大豆油产地为浙江桐乡。
有机锡稳定剂T190由法国阿科玛公司生产。
无毒钙锌复合稳定剂(AIMSTA-6800P-2)由深圳市志海实业有限公司生产。
硬脂酸钙产地为江苏溧阳。
硬脂酸产地为江苏如皋。
氯化聚乙烯(CPE-135)产地为山东淄博。
丙烯酸脂类(ACR401)由山东日科生产。
活性轻质碳酸钙产地为江西弋阳。
石蜡58#由大庆石化生产。
PE蜡CH-4产地为江苏江阴。
金红石型钛白粉ZR-940的产地为江苏镇江。
炭黑SB805由日本旭碳公司生产。
实施例1：
取PVC—S—60原料100公斤、有机锡稳定剂1.2公斤、硬脂酸钙0.8 公斤、氯化聚乙烯(CPE-135)4公斤、ACR—401 1公斤、在温度为110℃、转 速为400r/min的情况下，搅拌10分钟，停止搅拌，再加入金刚石型钛白粉ZR —940 0.7公斤、PE蜡CH-4 0.52公斤、石蜡58# 0.28公斤、硬脂酸0.5 公斤、炭黑SB805 0.012、活性轻质碳酸钙12公斤、环氧大豆油1公斤，在温 度为110℃、转速为500r/min的情况下，搅拌20分钟，将转速降为200r/min， 冷却到45℃，出料。
实施例2：
取PVC—S—60原料100公斤、有机锡稳定剂1.2公斤、硬脂酸钙0.4 公斤、钙锌复合稳定剂1公斤、氯化聚乙烯(CPE-135)1.5公斤、ACR—401 1公斤、在温度为112℃、转速为450r/min的情况下，搅拌15分钟，停止搅拌， 再加入金刚石型钛白粉ZR—940 0.7公斤、PE蜡CH-4 0.52公斤、石蜡58# 0.5公斤、硬脂酸0.26公斤、炭黑SB805 0.016、活性轻质碳酸钙6公斤、环 氧大豆油3公斤，在温度为112℃、转速为550r/min的情况下，搅拌25分钟， 将转速降为150r/min，冷却到50℃，出料。
实施例3：
取PVC—S—60原料100公斤、有机锡稳定剂1.2公斤、硬脂酸钙0.4 公斤、钙锌复合稳定剂2公斤、氯化聚乙烯(CPE-135)1.5公斤、ACR—401 0.8公斤、在温度为115℃、转速为500r/min的情况下，搅拌10分钟，停止搅 拌，再加入金刚石型钛白粉ZR—940 0.684公斤、PE蜡CH-4 0.3公斤、石蜡 58# 0.4公斤、硬脂酸0.2公斤、炭黑SB805 0.0156、活性轻质碳酸钙4公 斤、环氧大豆油3公斤，在温度为115℃、转速为600r/min的情况下，搅拌25 分钟，将转速降为100r/min，冷却到55℃，出料。
实施例4：
将实施例1所制的材料用锥型双螺杆塑料挤出机进行挤出、切粒、风冷至 室温，挤出机的各部分温度分别为：机筒部分：130—160℃；混炼部分：150— 165℃；机头部分：150—170℃；将粒子用注塑机进行注塑加工PVC-U标准球阀， 注塑机的各部分温度为：机筒部分：150—170℃；机头部分：170—180℃；注 塑压力：40—55MPa；。
实施例5：
将实施例3所制的材料用锥型双螺杆塑料挤出机进行挤出Φ50给水管，牵 引、定型、冷却、自动锯裁成产品，挤出机的各部分温度分别为：机筒部分： 150—165℃；混炼部分：150—165℃；机头部分：165—175℃。
实施例1、2、3的流动性逐步提高。
实施例4、5的技术指标如表1所示：
实施例4实施例5pH值(标准值7.95，充许改变量≤0.5)7.907.85耐压试验：管材：(标准值：≥1MPa)>1.25管件：(标准值：≥2.4MPa)>5.0