本发明专利技术涉及一种环保耐热增韧型PVC管材及其制备与应用，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80‑110份、丙烯酸树脂30‑45份、MBS树脂8‑15份、有机改性锂皂石3‑6份、改性凹凸棒石1.5‑3份、氧化聚乙烯蜡1‑4份、硬脂酸1‑3份、硫醇甲基锡1‑2份、环氧大豆油0.4‑0.8份、羟丙甲纤维素邻苯二甲酸酯0.5‑1份以及抗氧化剂0.5‑1.2份；所述管材可用于制备电工套管。与现有技术相比，本发明专利技术制备方法简单，可控性好，成材率高，可实现稳定连续生产，制得的管材耐热性优异，稳定性好，不易变形，抗冲击性好，可有效克服使用时间长容易变脆断裂技术缺陷，具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种环保耐热增韧型PVC管材及其制备与应用
本专利技术属于高分子管材
，涉及一种环保耐热增韧型PVC管材及其制备与应用。
技术介绍
众所周知，聚氯乙烯(PVC)塑料具有力学性能优异、质轻、耐腐蚀、阻燃、价格低廉、使用寿命长等优点，且能与普通填料很好地结合。PVC还具有优异的电气绝缘性能，因而在电线电缆行业，占有极大的优势。然而，PVC属于脆性材料，制备得到的聚氯乙烯电工套管具有柔韧性差、耐热性差等缺点，在装修及安装过程中，对其弯曲时易出现裂纹，并且在预埋及使用过程中易变形，存在安全隐患。另外，随着人类环保意识的增强和人们对自身健康的关注，环境问题成为人类社会关注的焦点，许多国家、地区及组织纷纷制定了严格的标准与法规，限制有害物质的使用。但目前普通的PVC管材往往含有重金属元素铅、镉等有害物质，例如，为了改善PVC管材的热稳定性，以往常采用含有铅盐、铬盐的稳定剂，这给环境造成严重污染，并已成为制约其在电气设备、基础设施等场合使用的重要因素。
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绿色环保，耐热性优异，稳定性好，不易变形，抗冲击性好，可有效克服使用时间长容易变脆断裂技术缺陷的环保耐热增韧型PVC管材及其制备与应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种环保耐热增韧型PVC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80-110份、丙烯酸树脂30-45份、MBS树脂8-15份、有机改性锂皂石3-6份、改性凹凸棒石1.5-3份、氧化聚乙烯蜡1-4份、硬脂酸1-3份、硫醇甲基锡1-2份、环氧大豆油0.4-0.8份、羟丙甲纤维素邻苯二甲酸酯0.5-1份以及抗氧化剂0.5-1.2份。所述的PVC树脂的平均聚合度为1000-1300，优选PVCSG5。所述的有机改性锂皂石为三元复合共聚物改性锂皂石，其制备方法包括以下步骤：步骤S1：将锂皂石置于乙醇溶液中，经超声处理、离心分离，保留底部固体，重复3-5次，后经干燥，研磨，制得预处理锂皂石；步骤S2：将预处理锂皂石加入水中，配制成15%的悬浮液，水浴加热至75-80℃，边搅拌边加入氯化十六烷基二甲基苄基季铵以及聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐，继续恒温搅拌反应1-2h，经超声振荡，抽滤，用去离子水洗涤至滤液中滴加硝酸银无沉淀产生，再经干燥、粉碎、过筛，制得改性锂皂石；步骤S3：按照摩尔比为4-8:3:1称取丙烯酸、丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，先在冰浴条件下，边搅拌，边将氢氧化钠溶液加入到丙烯酸中进行中和，控制丙烯酸中和度在75%，随后加入丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，充分搅拌，直至单体完全溶解，制得反应单体溶液；步骤S4：按质量比为1:4-6将司盘-80加入到环戊烷中，通氮气，水浴加热至70-75℃，搅拌直至司盘-80完全溶解，制得油相；步骤S5：将改性锂皂石加入至反应单体溶液中，充分搅拌，经超声分散，再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵，搅拌均匀，再于氮气氛围下加入到油相中，通氮气，随后进行反相悬浮复合反应，待反应结束后，冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛，即制得三元复合共聚物改性锂皂石。步骤S2中所述的氯化十六烷基二甲基苄基季铵的用量为预处理锂皂石质量的32-40%，所述的聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐的用量为预处理锂皂石质量的8-12%。所述的司盘-80的用量为三种反应单体总质量的0.2-0.8%，所述的N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量为三种反应单体总质量的0.01-0.02%，所述的过硫酸铵的用量为三种反应单体总质量的0.05-0.2%，所述的改性锂皂石的用量为三种反应单体总质量的45-60%。所述的所述的反相悬浮复合反应的条件为：于35-40℃下反应15-20min，后于42-50℃下反应20-30min，再于58-62℃下反应60-80min，最后于68-72℃下反应60-100min。优选的，所述的有机改性锂皂石的粒度为过900目筛达95%。所述的改性凹凸棒石的粒度为过500目筛达98%，且含水量≤1%，游离酸≤0.1%。所述的抗氧化剂包括抗氧剂264、抗氧剂300、抗氧剂1010、抗氧剂2246或抗氧剂1076中的一种或几种。一种环保耐热增韧型PVC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、丙烯酸树脂、MBS树脂在120-135℃下高速混合，待混合均匀后，保温5-10min，加入有机改性锂皂石、改性凹凸棒石，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℃，加入环氧大豆油、硫醇甲基锡、氧化聚乙烯蜡、抗氧化剂，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、羟丙甲纤维素邻苯二甲酸酯，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。如上所述的环保耐热增韧型PVC管材在制备电工套管中的应用。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，通过丙烯酸树脂来改善体系的耐热性，而MBS树脂的加入则能有效提高PVC材料的抗冲性能，以达到电工套管所要求的冲击强度要求；2）采用有机改性锂皂石，即通过反相悬浮聚合法在锂皂石表面接枝丙烯酸/丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基十四烷磺酸三元共聚物，在丙烯酸/丙烯酰胺共聚物分子链上引入可提供大侧基的2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，可显著提高丙烯酸/丙烯酰胺共聚物的热稳定性，同时表面覆有极性共聚物可有效改善有机改性锂皂石在PVC树脂、丙烯酸树脂及MBS树脂中的分散性，其在树脂体系中不仅可起到表面润滑剂的作用，有助于改性凹凸棒石在树脂体系中的分散，增强PVC树脂、丙烯酸树脂及MBS树脂彼此的相容性，有利于改善材料体系的力学强度，由于其自身具有耐高温性还可起到阻燃作用，与改性凹凸棒石、硫醇甲基锡配合使用，可显著增强体系的热稳定性，并可有效抑制HCl气体的产生；3）采用氧化聚乙烯蜡和硬脂酸作为内、外润滑剂，可有效改善PVC树脂的流动性和润滑性、提高管材的脱模性，改善加工能力；4）采用环氧大豆油与羟丙甲纤维素邻苯二甲酸酯，并结合丙烯酸树脂、有机改性锂皂石及MBS树脂来复配使用，可有效提高管材的韧性，避免管材在使用和加工过程中易发生断裂的现象，大大改善管材的有效使用寿命；5）本专利技术制备方法简单，可控性好，成材率高，可实现稳定连续生产，制得的管材耐热性优异，稳定性好，不易变形，抗冲击性好，可有效克服使用时间长容易变脆断裂技术缺陷，具有很好的应用前景。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：本实施例环保耐热增韧型PVC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92份、丙烯酸树脂35份、MBS树脂10份、有机改性锂皂石4份、改性凹凸棒石2份、氧化聚乙烯蜡3份、硬脂酸2份、硫醇甲基锡1份、环氧大豆油0.5份、羟丙甲纤维素邻苯二甲酸酯0.7份以及抗氧化剂0.7份。其中，PVC树脂的平均聚合度为1300。本实施例中，有机改性锂皂石为三元复合共聚物改性锂皂石，其制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环保耐热增韧型PVC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80‑110份、丙烯酸树脂30‑45份、MBS树脂8‑15份、有机改性锂皂石3‑6份、改性凹凸棒石1.5‑3份、氧化聚乙烯蜡1‑4份、硬脂酸1‑3份、硫醇甲基锡1‑2份、环氧大豆油0.4‑0.8份、羟丙甲纤维素邻苯二甲酸酯0.5‑1份以及抗氧化剂0.5‑1.2份。
【技术特征摘要】
1.一种环保耐热增韧型PVC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80-110份、丙烯酸树脂30-45份、MBS树脂8-15份、有机改性锂皂石3-6份、改性凹凸棒石1.5-3份、氧化聚乙烯蜡1-4份、硬脂酸1-3份、硫醇甲基锡1-2份、环氧大豆油0.4-0.8份、羟丙甲纤维素邻苯二甲酸酯0.5-1份以及抗氧化剂0.5-1.2份。2.根据权利要求1所述的一种环保耐热增韧型PVC管材，其特征在于，所述的PVC树脂的平均聚合度为1000-1300，优选PVCSG5。3.根据权利要求1所述的一种环保耐热增韧型PVC管材，其特征在于，所述的有机改性锂皂石为三元复合共聚物改性锂皂石，其制备方法包括以下步骤：步骤S1：将锂皂石置于乙醇溶液中，经超声处理、离心分离，保留底部固体，重复3-5次，后经干燥，研磨，制得预处理锂皂石；步骤S2：将预处理锂皂石加入水中，配制成15%的悬浮液，水浴加热至75-80℃，边搅拌边加入氯化十六烷基二甲基苄基季铵以及聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐，继续恒温搅拌反应1-2h，经超声振荡，抽滤，用去离子水洗涤至滤液中滴加硝酸银无沉淀产生，再经干燥、粉碎、过筛，制得改性锂皂石；步骤S3：按照摩尔比为4-8:3:1称取丙烯酸、丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，先在冰浴条件下，边搅拌，边将氢氧化钠溶液加入到丙烯酸中进行中和，控制丙烯酸中和度在75%，随后加入丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，充分搅拌，直至单体完全溶解，制得反应单体溶液；步骤S4：按质量比为1:4-6将司盘-80加入到环戊烷中，通氮气，水浴加热至70-75℃，搅拌直至司盘-80完全溶解，制得油相；步骤S5：将改性锂皂石加入至反应单体溶液中，充分搅拌，经超声分散，再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵，搅拌均匀，再于氮气氛围下加入到油相中，通氮气，随后进行反相悬浮复合反应，待反应结束后，冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛，即制得三元复合共聚物改性锂皂石。4.根据权利要求3所述的一种环保耐热增韧型PVC管材，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜治波，王文兵，
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
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