一种耐候耐老化PVC材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及PVC材料制备的领域，特别涉及一种耐候耐老化PVC材料及其制备方法，主要由以下重量份数的原料制得：PVC母料50

【技术实现步骤摘要】
一种耐候耐老化PVC材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及PVC材料制备的领域，特别涉及一种耐候耐老化PVC材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]PVC(聚氯乙烯)是一种价格低廉，同时具有良好的物理机械性能、介电性能和耐溶剂性能的高分子材料，同时由于PVC材料与多种聚合物均具有良好的相容性，因此可以与其他聚合物进行混合，结合多种聚合物的优点，制备出多种具有良好性能的产品；目前工业上的聚氯乙烯制备的材料越来越多，例如PVC管材、薄膜、涂层制品、泡沫塑料、异型材等，但是由于PVC分子链中存在着一些含氧基团、链支化、不饱和官能团，烯丙基等不稳定的结构，这些不稳定的结构使得PVC材料在有氧气和紫外光照的环境下易分解，导致PVC分子链的断裂，进而使得PVC制品或者含有PVC材料的制品使用过程中易发生老化，使用寿命缩短。
[0003]上述相关技术中，专利技术人认为：现有PVC材料在使用时易发生老化，抗老化性能有待提高。

技术实现思路

[0004]为了提高PVC材料的抗老化性能，本申请提供一种耐候耐老化PVC材料及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供的一种耐候耐老化PVC材料，采用如下的技术方案：一种耐候耐老化PVC材料，主要由以下重量份数的原料制得：PVC母料50
‑
60份，填料5
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8份，增塑剂2
‑
5份，抗老化剂3
‑
8份；所述抗老化剂的制备方法包括如下步骤：S11：将正硅酸乙酯、乙醇溶液和氨水在25<br/>‑
40℃下搅拌，静置，制得预反应料；S12：在步骤S11中制备的预反应料中添加硅烷偶联剂和N
‑
异丙基
‑
N
‑
苯基对苯二胺，混合均匀后，在惰性气体中反应，取出过滤分离、干燥即得。
[0006]通过采用上述技术方案，将上述原料进行配合，通过制备抗老化剂，将正硅酸乙酯与乙醇溶液混合后，正硅酸乙酯部分水解生成硅酸和相应的醇产物，添加氨水后，在碱性环境下，硅酸之间或者硅酸和正硅酸乙酯之间发生缩合反应，生成含有纳米二氧化硅溶胶的预反应料，纳米二氧化硅溶胶具有小尺寸效应和宏观量子隧道效应，使得其添加至PVC材料中后，与PVC中的不饱和键发生电子云作用，改善PVC材料的热稳定性和光稳定性，从而提高制备的PVC材料的耐老化性；同时由于纳米二氧化硅溶胶具有较大的比表面积，其表面存在羟基而具有高反应活性；通过将硅烷偶联剂添加至预反应料中，一端先发生水解然后与纳米二氧化硅溶胶表面的硅羟基结合，另一端与N
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异丙基
‑
N
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苯基对苯二胺相连接，N
‑
异丙基
‑
N
‑
苯基对苯二胺本身具有抗老化作用，通过化学键接枝到纳米二氧化硅溶胶表面上后，使得纳米二氧化硅溶胶对其具有负载、固定作用，使得N
‑
异丙基
‑
N
‑
苯基对苯二胺在PVC材料的制备过程中不易发生挥发和迁移，提高N
‑
异丙基
‑
N
‑
苯基对苯二胺在PVC材料中的稳定性；同时由于N
‑
异
丙基
‑
N
‑
苯基对苯二胺分子链较长，可带动纳米二氧化硅粒子在PVC材料中分散，并通过互相之间的分离作用，使得纳米二氧化硅粒子不易在PVC材料中团聚；使得制备的抗老化剂添加至PVC材料中后，可以对PVC材料起到更良好的抗老化作用。
[0007]可选的，步骤S12中所述硅烷偶联剂与正硅酸乙酯的质量比为(0.1
‑
0.2):(3
‑
5)。
[0008]通过采用上述技术方案，由于纳米二氧化硅粒子表面具有大量的羟基，调节硅烷偶联剂之间的用量，当硅烷偶联剂的使用量较少时，与纳米二氧化硅粒子的连接效果不足，使得纳米二氧化硅粒子对N
‑
异丙基
‑
N
‑
苯基对苯二胺的固定，负载效果不足，影响后续对PVC材料的抗老化效果；但是当硅烷偶联剂的用量过多时，硅烷偶联剂之间易发生交联，使得纳米二氧化硅粒子之间发生团聚，影响对制备的PVC材料的抗老化效果；因此通过调节硅烷偶联剂与正硅酸乙酯的质量比，使得制备的抗老化剂对PVC材料具有更好的抗老化效果。
[0009]可选的，所述填料的制备方法包括如下步骤：1)将无水乙二胺、水、赖氨酸和钛酸四丁酯混合制备成预混合物，在预混合物中添加pH调节剂，调节预混合物的pH值为碱性，制备成混合物；2)将步骤1)中制得的混合物加热，洗涤干燥，制备成预成品；3)将步骤2)中制得的预成品与抗氧化物进行混合后，密封加热，即得；所述抗氧化剂为3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
苯甲酸、单苯甲酸间苯二酚酯中的至少一种。
[0010]通过采用上述技术方案，采用钛酸四丁酯作为钛源，制备出的预混合物中包含纳米二氧化钛粒子，利用赖氨酸作为修饰剂，由于赖氨酸本身为含有两个氨基和一个羧基的两性电解质，在碱性环境下，通过赖氨酸中的氨基对纳米二氧化钛进行修饰，使得生成的预成品中含有氨基化纳米二氧化钛粒子，然后将抗氧化剂与预成品反应，使得抗氧化剂接枝在预成品上，由于3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
苯甲酸具有抗老化性能，可以协助氨基化纳米二氧起到更好的抗紫外线性能；单苯甲酸间苯二酚酯具有较好的紫外线吸收性能，连接在预成品上后可以协助氨基化纳米二氧粒子，起到良好的光稳定性效果，使得制备的填料填充至PVC材料内，对PVC材料内部的孔隙进行填充的同时，还使得填料对紫外线进行吸收和抵抗，进一步对PVC材料起到抗老化的效果。
[0011]可选的，所述抗氧化剂由3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
苯甲酸、单苯甲酸间苯二酚酯按照质量比(2
‑
3):(3
‑
5)组成。
[0012]通过采用上述技术方案，由于3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
苯甲酸具有良好的氮自由基清除能力，连接在氨基化纳米二氧化钛粒子表面上后，可以对PVC材料老化过程中因链段断裂产生的自由基进行清除，抑制老化过程中HCI气体的生成，减缓PVC材料老化的进程；单苯甲酸间苯二酚酯对紫外线具有良好的吸收作用，同时还具有良好的光稳定性作用，可以配合氨基化纳米二氧化钛粒子，使得PVC材料在受到紫外线照射时，对紫外线具有良好的吸收和抵抗能力；在3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
苯甲酸、单苯甲酸间苯二酚的共同配合作用下，提高制备的PVC材料的抗老化性能。
[0013]可选的，步骤1)中所述赖氨酸与钛酸四丁酯的质量比为(1
‑
2):(14
‑
20)。
[0014]通过采用上述技术方案，调节赖氨酸与钛酸四丁酯的质量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐候耐老化PVC材料，其特征在于：主要由以下重量份数的原料制得：PVC母料50
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60份，填料5
‑
8份，增塑剂2
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5份，抗老化剂3
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8份；所述抗老化剂的制备方法包括如下步骤：S11：将正硅酸乙酯、乙醇溶液和氨水在25
‑
40℃下搅拌，静置，制得预反应料；S12：在步骤S11中制备的预反应料中添加硅烷偶联剂和N
‑
异丙基
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N
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苯基对苯二胺，混合均匀后，在惰性气体中反应，取出过滤分离、干燥即得。2.根据权利要求1所述的耐候耐老化PVC材料，其特征在于：步骤S12中所述硅烷偶联剂与正硅酸乙酯的质量比为(0.1
‑
0.2):(3
‑
5)。3.根据权利要求1所述的耐候耐老化PVC材料，其特征在于：所述填料的制备方法包括如下步骤：1)将无水乙二胺、水、赖氨酸和钛酸四丁酯混合制备成预混合物，在预混合物中添加pH调节剂，调节预混合物的pH值为碱性，制备成混合物；2)将步骤1)中制得的混合物加热，洗涤干燥，制备成预成品；3)将步骤2)中制得的预成品与抗氧化物进行混合后，密封加热，即得；所述抗氧化剂为3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
苯甲酸、单苯甲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云，刘亮，
申请(专利权)人：广东金毅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：