一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材及其制备方法，所述管材由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：PVC树脂80‑100份、改性填充丁腈橡胶8‑15份、耐老化剂0.2‑0.5份、热稳定剂2‑4份、改性植物油0.8‑1.2份、氧化聚乙烯蜡1‑4份、硬脂酸1‑2份以及增塑剂2‑10份。与现有技术相比，本发明专利技术PVC透明管材色泽均匀透明，内壁光滑，不易结垢，且具有高强度、高韧性，可用于夹套于输送重要或危险化学品管路外，具有监视和保护的作用，且具有优异的抗老化性，适用于户外场合，制备方法简单，可控性好，成材率高，可实现稳定连续生产，不需要特殊工具，有利于大规模工业化生产。

An environmentally friendly, aging-resistant and Toughening Rigid PVC transparent pipe and its preparation method

The invention relates to an environmentally friendly, aging-resistant and Toughening Rigid PVC transparent pipe and a preparation method thereof. The pipe is prepared from raw materials including 80 100 phr of PVC resin, 8 15 phr of modified filled nitrile rubber, 0.2 0.5 phr of aging-resistant agent, 2 4 phr of heat stabilizer, 0.8 1.2 phr of modified vegetable oil, 1 4 phr of oxidized polyethylene wax and 1 2 phr of stearic acid. 2 10 copies of plasticizer. Compared with the existing technology, the transparent PVC pipe of the invention has uniform and transparent color, smooth inner wall, not easy to scale, high strength and toughness, can be used for jacketing outside pipelines for transporting important or dangerous chemicals, has the function of monitoring and protection, and has excellent anti-aging property, and is suitable for outdoor occasions. The preparation method is simple, the controllability is good, the yield of finished products is high, and the stability can be achieved. Continuous production, without special tools, is conducive to large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，涉及一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)是一种产量大、用途广、综合性能优良的通用塑料，具有优良的机械性能、透明性及耐油性能。随着我国工业的不断发展，对高性能PVC透明料的需求越来越大。由于PVC来源广泛，设备投资较少，价格便宜，可针对不同的用途及性能要求来调整配方，从而达到用户的要求和最佳的性价比，因此，采用聚氯乙烯树脂制作的透明制品被广泛使用在电气、汽车、医疗等领域。然而，PVC属于脆性材料，其耐冲击强度较差。为克服普通透明PVC材料韧性方面的不足，通常利用PVC抗冲改性剂对其改性，主要品种有氯化聚乙烯(CPE)、丁腈橡胶(NBR)、丙烯酸酯类橡胶等。但是CPE改性得到的PVC材料透明性差、拉伸强度低，不宜用于PVC透明制品中；而普通丁腈橡胶和丙烯酸酯类橡胶都会因含有不饱键组分容易光分解致使所得透明PVC制品透明性受到影响。
技术实现思路
本专利技术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，可适应不同设备类型和加工条件，兼具高透光性和高抗冲击性能的环保耐老化增韧硬质PVC透明管材。本专利技术的另一个目的就是提供所述环保耐老化增韧硬质PVC透明管材的制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材，该管材由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：PVC树脂80-100份、改性填充丁腈橡胶8-15份、耐老化剂0.2-0.5份、热稳定剂2-4份、改性植物油0.8-1.2份、氧化聚乙烯蜡1-4份、硬脂酸1-2份以及增塑剂2-10份。所述的PVC树脂的平均聚合度为1000-2500。所述的改性填充丁腈橡胶为改性木质素磺酸钠填充丁腈橡胶的共混弹性体，其中丁腈橡胶与改性木质素磺酸钠的质量比为100:15-35。所述的丁腈橡胶为粉末丁腈橡胶。所述的改性木质素磺酸钠的制备方法包括以下步骤：步骤（S1）：将木质素磺酸钠粉末加入水中，搅拌溶解制成质量浓度为30-40%的水溶液，加入对苯二酚，调节体系pH值为8-10，置于变频微波反应器中，调节功率为300-1200W，升温到90-100℃，反应0.5-1h；步骤（S2）：将上述反应液从微波反应器取出，加入环氧氯丙烷和乙二胺，采用常压水浴加热，调节温度到70-80℃，搅拌反应1-2h；步骤（S3）：降温至30-40℃加入亚磷酸晶体，搅拌混合均匀；步骤（S4）：降温至30-40℃后，滴加甲醛溶液，然后升温到80-100℃后反应2-4h，待反应结束后即制得改性木质素磺酸钠。所述的木质素磺酸钠与对苯二酚、环氧氯丙烷及乙二胺的质量比为10:2-4:1-2:1-1.5；所述的木质素磺酸钠与亚磷酸晶体、甲醛溶液的质量比为10:1.5-3:3-4；所述的甲醛溶液的质量浓度为32-37%，并且所述的甲醛溶液在0.5h内滴加完。所述的改性植物油为环氧改性菜籽油，该环氧改性菜籽油的制备方法包括以下步骤：步骤（S1）：将菜籽油16-20g加入反应器中，随后滴加5-7g质量浓度6-8%的氢氧化钾甲醇溶液，滴完后于60-70℃下反应1-1.5h，反应结束后洗涤至中性，除水干燥，得到脂肪酸甲酯；步骤（S2）：在60-70℃下向8-12g脂肪酸甲酯、12-15ml乙酸和催化剂强酸性阳离子交换树脂的混合物中滴加H2O2溶液，其中H2O2与乙酸的摩尔比为1-1.2:1，滴完后保温反应2-4h，反应结束后洗涤至中性，除水干燥，即制得环氧改性菜籽油。环氧化反应中催化剂的添加量为脂肪酸甲酯质量的3-5%，并且所述的强酸性阳离子交换树脂为国药集团化学试剂有限公司生产的732#阳离子交换树脂。所述的耐老化剂为二辛酯季戊四醇二亚磷酸酯，所述的热稳定剂为硫醇甲基锡，所述的增塑剂为聚酯增塑剂，该聚酯增塑剂包括聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯或聚己二酸丁二醇酯中的一种或几种。由于PVC在加工过程中往往伴有少量共轭双键的产生，所得制品往往会呈现黄色，而不能达到透明要求，因此可在配方中加入消色剂来减少制品中的黄色。所述的原料还包括消色剂0.05-0.1份，所述的消色剂包括群青、透明兰、酞青或荧光增白剂中的一种。一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材的制备方法，该方法具体包括以下步骤：步骤（1）：按所述重量份称取原料，将PVC树脂、改性填充丁腈橡胶在120-135℃下高速混合，待混合均匀后，保温5-10min，加入热稳定剂、增塑剂、改性植物油，继续搅拌混合20-30min，制得预混料A；步骤（2）：将步骤（1）制得的预混料A冷却至85-92℃，加入氧化聚乙烯蜡、耐老化剂，搅拌混合30-40min，制得预混料B；步骤（3）：将步骤（2）制得的预混料B加入挤出成型机中，加入硬脂酸，于160-172℃下，高速混合均匀后，挤出成型，后冷却至室温固化，即可。在上述本专利技术的制备方法中物料混合的共混设备可采用现有技术中所用的各种混料设备，如搅拌机、捏和机等。与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：1）本专利技术以PVC树脂为主体，采用极性相近的改性填充丁腈橡胶来提高PVC材料的耐油性、耐候性以及抗冲性能，而丁腈橡胶填充有改性木质素磺酸钠，不仅能对丁腈橡胶自身进行补强，以降低丁腈橡胶的加入对PVC材料强度降低的影响，而且木质素磺酸钠分子中含有酚性基团，既可以防止丁腈橡胶的老化，还能促进丁腈橡胶与PVC树脂的相容性，并有利于改善热稳定剂（硫醇甲基锡）在材料体系中的分散性，进而改善PVC的热稳定性，并可有效抑制HCl气体的产生，并且对PVC树脂本身透明度的影响极小；2）本专利技术中改性植物油与氧化聚乙烯蜡复配，共同起到内润滑的作用，可有效降低PVC加工过程中分子之间及其与加工设备之间的摩擦，从而改善树脂的流动性及其与金属模具的脱模性，并且改性植物油的使用还可减少氧化聚乙烯蜡、硬脂酸对制品雾度的影响，可有效提高制品的透明度和光洁度；3）本专利技术中改性植物油自身具有优异的抗氧化性，其与耐老化剂协同作用，可显著改善材料体系的抗老化性能，同时改性植物油还有助于改善改性填充丁腈橡胶与PVC树脂的相容性，其还具有一定的增塑作用，与增塑剂一起改善材料体系的加工性能；4）本专利技术PVC透明管材色泽均匀透明，内壁光滑，不易结垢，且具有高强度、高韧性，可用于夹套于输送重要或危险化学品管路外，具有监视和保护的作用，且具有优异的抗老化性，适用于户外场合，制备方法简单，可控性好，成材率高，可实现稳定连续生产，不需要特殊工具，有利于大规模工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1：本实施例环保耐老化增韧硬质PVC透明管材，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：PVC树脂86份、改性填充丁腈橡胶9份、耐老化剂0.3份、热稳定剂3份、改性植物油1份、氧化聚乙烯蜡2份、硬脂酸1份以及增塑剂5份。其中，PVC树脂的平均聚合度为1500。本实施例中，改性填充丁腈橡胶为改性木质素磺酸钠填充丁腈橡胶的共混弹性体，其中丁腈橡胶与改性木质素磺酸钠的质量比为100:24。丁腈橡胶为粉末丁腈橡胶，改性木质素磺酸钠的制备方法包括以下步骤：步骤（S1）：将木质素磺酸钠粉末加入水中，搅拌溶解制成质量浓度为32本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材，其特征在于，该管材由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：PVC树脂80‑100份、改性填充丁腈橡胶8‑15份、耐老化剂0.2‑0.5份、热稳定剂2‑4份、改性植物油0.8‑1.2份、氧化聚乙烯蜡1‑4份、硬脂酸1‑2份以及增塑剂2‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材，其特征在于，该管材由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：PVC树脂80-100份、改性填充丁腈橡胶8-15份、耐老化剂0.2-0.5份、热稳定剂2-4份、改性植物油0.8-1.2份、氧化聚乙烯蜡1-4份、硬脂酸1-2份以及增塑剂2-10份。2.根据权利要求1所述的一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材，其特征在于，所述的PVC树脂的平均聚合度为1000-2500。3.根据权利要求1所述的一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材，其特征在于，所述的改性填充丁腈橡胶为改性木质素磺酸钠填充丁腈橡胶的共混弹性体，其中丁腈橡胶与改性木质素磺酸钠的质量比为100:15-35。4.根据权利要求3所述的一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材，其特征在于，所述的改性木质素磺酸钠的制备方法包括以下步骤：步骤（S1）：将木质素磺酸钠粉末加入水中，搅拌溶解制成质量浓度为30-40%的水溶液，加入对苯二酚，调节体系pH值为8-10，置于变频微波反应器中，调节功率为300-1200W，升温到90-100℃，反应0.5-1h；步骤（S2）：将上述反应液从微波反应器取出，加入环氧氯丙烷和乙二胺，采用常压水浴加热，调节温度到70-80℃，搅拌反应1-2h；步骤（S3）：降温至30-40℃加入亚磷酸晶体，搅拌混合均匀；步骤（S4）：降温至30-40℃后，滴加甲醛溶液，然后升温到80-100℃后反应2-4h，待反应结束后即制得改性木质素磺酸钠。5.根据权利要求4所述的一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材，其特征在于，所述的木质素磺酸钠与对苯二酚、环氧氯丙烷及乙二胺的质量比为10:2-4:1-2:1-1.5；所述的木质素磺酸钠与亚磷酸晶体、甲醛溶液的质量比为10:1.5-3:3-4；所述的甲醛溶液的质量浓度为32-37%，并且所述的甲醛溶液在0.5h内滴加完。6.根据权利要求1所述的一种环保耐老化增韧硬质PVC透明管材，其特征在于，所述的改性植物油为环氧改性菜籽油，该环氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：林王柱，姚水良，
申请(专利权)人：爱康企业集团上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31