一种PVC复合材料的混合工艺的制作方法

allin2025-02-15  55


本发明涉及pvc材料加工,更具体地,涉及一种pvc复合材料的混合工艺。


背景技术:

1、pvc树脂是生产管材的主要材料。为了使管材具有更好的强度,通常会在pvc复合材料中加入无机填料(如:碳酸钙)。此外,由于pvc树脂在高温条件下(比如热混、熔融挤出)易分解而导致材料产生缺陷,因此通常还在pvc复合材料加入热稳定剂来避免pvc树脂分解。

2、pvc复合材料的加工过程主要包括热混--冷混--熔融挤出造粒,得到的粒料进一步制成管材。热混和冷混通常在冷热混料机中进行,具体过程为:首先将组分按配比(包括pvc树脂粉、填料、助剂等)投入至热混机,经热混后达到设定温度,然后将热混好的材料自动直接落料至冷混机,再通过冷混机将材料冷却至适宜的温度(通常是室温),完成热混和冷混。其中,热混机的热混缸里,pvc树脂、无机填料及各类助剂互相混合均匀并升温至110摄氏度左右。冷混机的冷混缸的缸壁内带有夹层,夹层内通有冷却水,热混后的物料排至冷混缸,通过冷混缸壁夹层的冷却水使热混后的物料降至适宜的温度。

3、由于实际生产中场地空间和生产线设计的限制,热混后的物料是无法立刻加入到挤出机的,而是需要等待约1小时后才能加入到挤出机中。这就使得冷混在pvc复合材料的加工中起到很关键的作用。

4、pvc复合材料的热混的目的主要有三点:一是为了各组分在空间上均匀分布,即实现混合均匀;二是实现预塑化;三是尽可能地排出pvc复合材料中的水分。热混之后需要立即进行冷混,冷混的目的包括:一是防止pvc复合材料长时间处于高温状态下而导致pvc树脂发生分解;二是防止自然状态下的冷却使pvc复合材料重新吸收水分,从而给后续制品的性能带来负面影响;三是冷混可以进一步排出pvc复合材料中的水分和小分子挥发物,提高pvc复合材料的制品的机械性能。可见,在实际生产中,如果不进行冷混,会因pvc树脂分解、重新吸收水分等导致pvc复合材料制品的机械性能降低。

5、为了保证冷混的冷却效果,冷混机的缸体的容积通常是热混迹的缸体的2倍以上,这限制了单位时间内的冷混产量;此外,为了保证冷混的冷却效果,还需要在冷混机的缸壁通大量冷却水来辅助降温,从而实现物料的冷却,但大量的冷却水导致了较高的生产成本。

6、如能保证pvc复合材料的机械性能的情况下,提高冷混的产量以及降低冷水的用量,则能给生产企业带来更大的效益。


技术实现思路

1、本发明的首要目的是克服上述现有的pvc复合材料的冷混工艺产量不高、需消耗大量的冷水进行冷却而导致生产成本高的问题,提供一种pvc复合材料的混合工艺。

2、本发明的进一步目的是提供一种pvc复合材料的制备方法。

3、本发明的上述目的通过以下技术方案实现:

4、一种pvc复合材料的混合工艺,包括如下步骤:

5、s1.制备热混料;所述热混料的组分包括质量比为50:(6~10):(3~4)的pvc树脂、无机填料和热稳定剂;

6、s2.在不需冷却介质的情况下,将未进行热混的pvc树脂和步骤s1所得热混料进行混合;

7、步骤s2中所述未进行热混的pvc树脂与所述热混料中的pvc树脂的质量比为1:(1.0~1.2)。

8、本发明的发明人通过多次研究发现,先将一定质量比的pvc树脂、无机填料和热稳定剂制成热混料,再与一定质量的未进行热混的pvc树脂混合,可以使pvc复合材料在熔融挤出前降到较低的温度,从而代替传统工艺中的冷混。由于不需进行传统工艺中的冷混,即不需使用冷却介质(如冷水)进行冷却,故大大节省了能耗。

9、本发明的发明人还意外发现,采用本发明的步骤s2的混合代替传统工艺的冷混,pvc复合材料的制品品质(如力学性能)其并不会发生因取消传统工艺的冷混而下降,反而相对传统工艺(进行了冷混)的pvc复合材料制品的品质有所上升。其原因可能是:控制热混料的各组分用量在一定范围内以及控制未进行热混的pvc树脂与热混料中的pvc树脂的质量比在一定范围内,一方面,可以在保证混合后的材料的温度降到较低程度,另一方面,由于未进行热混的pvc树脂通常为粉末状或颗粒状,其与热混料的接触更加快速和更加充分,从而使得热混料的冷却速度更快,冷却的均匀性更好,pvc树脂的分解更少且热稳定剂的消耗更少,进而提高pvc复合材料在后续加工(熔融挤出)的稳定性而提高制品品质。此外,无机填料和热稳定剂都在热混过程(步骤s1)与pvc树脂混合也很关键,其保证了无机填料和热稳定剂在体系中的有效分散,进而也有利于力学性能保持良好;如果部分无机填料和热稳定剂在步骤s2加入,则会导致材料的力学性能不佳,使得产品的使用存在风险,企业的生产成本无法降低。

10、另外,相对传统工艺的冷混,本发明的步骤s2的混合产量可以明显提高,而混合产量的提升又进一步降低混料的平均能耗。

11、即本发明的混合工艺可以在不需冷却介质的情况下实现热混料的冷却,其不仅降低了混合的能耗和提高了混合的产量,而且还能使pvc复合材料的力学性能(相对传统的冷混工艺)保持良好或有所提高,从而有效降低了企业的生产成本。

12、优选地,所述无机填料为碳酸钙,具体可以为轻质碳酸钙。

13、优选地,所述无机填料的平均粒径为2~10微米。

14、优选地,所述热稳定剂为钙锌热稳定剂。

15、优选地,步骤s1所述热混料的组分还包括其他助剂。

16、更为优选地,所述其他助剂包括但不限于抗冲击改性剂(如,lb-564)、润滑剂(如,yt-95)、着色剂(如,钛白粉)。

17、优选地,步骤s1中所述制备热混料的过程为:将热混料的各组分进行热混,即得所述热混料。

18、更为优选地,所述热混的时间为5~8min,转速为800~1200r/min。

19、优选地,步骤s1中所述热混料的温度为110~120℃。

20、优选地,步骤s2中所述混合的时间为2~3min,转速为10~30r/min。

21、优选地,步骤s2中所述未进行热混的pvc树脂的温度为25~30℃。

22、优选地,步骤s1所述热混料中的pvc树脂或步骤s2中的未进行热混的pvc树脂的平均聚合度为300~1500。

23、优选地,步骤s2中所述未进行热混的pvc树脂与所述热混料中的pvc树脂的质量比为1:(1.1~1.2)。在该质量比范围下,经混合工艺处理得到的材料的冲击性能更好。

24、优选地,步骤s2中所述混合工艺在冷热混料机中进行。

25、更为优选地,步骤s1所述制备热混料在冷热混料机的热混机的缸体中进行,步骤s2所述混合在冷热混料机的冷混机的缸体中进行。其中,在冷热混料机的冷混机的缸体中进行步骤s2所述混合时,冷热混料机的冷混机不通冷却介质(冷却水)。

26、本发明中,所述冷却介质为水。即步骤s2为:在不需冷却水的情况下,将未进行热混的pvc树脂和步骤s1所述热混料进行混合。

27、本发明中,步骤s2所述混合之前,所述热混料未进行冷却处理。即步骤s2中,热混料的温度还是为110~120℃时,就立刻与未进行热混的pvc树脂进行混合。

28、一种pvc复合材料的制备方法,包括如下步骤:上述的混合工艺、熔融挤出、造粒,即得所述pvc复合材料。

29、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

30、本发明的混合工艺可以在不需冷却介质的情况下实现热混料的冷却,其不仅降低了混合的能耗和提高了混合的产量,而且还能使pvc复合材料的力学性能(相对传统的冷混工艺)保持良好或有所提高,从而有效降低了企业的生产成本。


技术特征:

1.一种pvc复合材料的混合工艺,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述混合工艺,其特征在于,所述无机填料为碳酸钙。

3.根据权利要求1所述混合工艺,其特征在于,所述热稳定剂为钙锌热稳定剂。

4.根据权利要求1所述混合工艺,其特征在于,步骤s1中所述热混料的温度为110~120℃。

5.根据权利要求1所述混合工艺,其特征在于,步骤s1中所述制备热混料的过程为:将热混料的各组分进行热混,即得所述热混料。

6.根据权利要求1所述混合工艺,其特征在于,步骤s2中所述混合的时间为2~3min,转速为10~30r/min。

7.根据权利要求1所述混合工艺,其特征在于,步骤s2中所述未进行热混的pvc树脂的温度为25~30℃。

8.根据权利要求1所述混合工艺,其特征在于,步骤s1所述热混料中的pvc树脂或步骤s2中的未进行热混的pvc树脂的平均聚合度为300~1500。

9.根据权利要求1所述混合工艺,其特征在于,所述混合工艺在冷热混料机中进行。

10.一种pvc复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:权利要求1~9任一所述混合工艺、熔融挤出、造粒,即得所述pvc复合材料。


技术总结
本发明涉及一种PVC复合材料的混合工艺。该混合工艺包括如下步骤:S1.制备热混料;所述热混料的组分包括质量比为50:(6~10):(3~4)的PVC树脂、无机填料和热稳定剂;S2.在不需冷却介质的情况下,将未进行热混的PVC树脂和步骤S1所得热混料进行混合。该混合工艺可以在不需冷却介质的情况下实现PVC复合材料热混后的热混料的冷却,其不仅降低了混合的能耗和提高了混合的产量,而且还能使PVC复合材料的力学性能(相对传统的冷混工艺)保持良好或有所提高,从而有效降低了企业的生产成本。

技术研发人员:李弟,叶清海,何冠峰,潘才景,彭忠
受保护的技术使用者:广东联塑科技实业有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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