CN109135107A - 一种环保耐磨抗压pvc管件及其制备方法 - Google Patents

一种环保耐磨抗压pvc管件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环保耐磨抗压PVC管件及其制备方法，所述管件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、改性镀镍玻璃微珠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、增塑剂4‑10份以及抗氧化剂0.5‑1.2份。与现有技术相比，本发明PVC管件兼具良好刚性和韧性，不易脆裂，具有优异耐磨性和耐冲击性，制备方法简单，可控性好，成材率高，可实现稳定连续生产，制得的管件经久耐磨，抗压性能突出，有利于大规模工业化生产。

Description

一种环保耐磨抗压PVC管件及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种环保硬质耐热PVC管件及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯（PVC）管件具有质轻、耐腐蚀、阻燃、绝缘性能好、价格低廉、使用寿命长等优点，已被广泛应用于家庭室内装修和建筑工程水电安装中。然而，现今市场上的PVC管件往往存在硬度小、不耐磨的技术问题，使用一段时间后PVC管件经常出现破损破裂的现象，这也极大限制了PVC管件的应用。而为了改善PVC管件的耐磨性以及抗压性能，传统的配方中，大多采用沉淀碳酸钙作为填充体系，但沉淀碳酸钙与PVC树脂的相容性较差，并没有明显的增强作用，而且刚性补足。而PVC管件的抗压性能与材料的刚性正相关，采用沉淀碳酸钙填充PVC材料而制成的PVC管件（例如，电工套管）的抗压性能较差，同时沉淀碳酸钙对用于加工材料的机械设备的磨损也非常严重。
发明内容
本发明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，兼具良好刚性和韧性，不易脆裂，具有优异耐磨性和耐冲击性的环保耐磨抗压PVC管件及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种环保耐磨抗压PVC管件，该管件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、改性镀镍玻璃微珠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、增塑剂4-10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1000-2500。
所述的改性镀镍玻璃微珠的形状为不规则的多面体。
优选的，所述的改性镀镍玻璃微珠的粒度为过800目筛达95%。
所述的改性镀镍玻璃微珠的制备方法包括以下步骤：
步骤（S1）：将柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠溶解在去离子水中，加热至75-80℃，将玻璃微珠分散在溶液中，搅拌条件下等速分别滴加硫酸镍和水合肼溶液，pH值控制为11，反应至镀液中无气泡生成时，水洗至溶液体系呈中性，过滤得到镀镍玻璃微珠；
步骤（S2）：向异丙醇中加入其质量的33%的钛酸酯偶联剂，混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液，然后将混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.16进行混合，制得第一改性溶液；
步骤（S3）：向乙醇中加入其质量的20-25%的丙烯酸树脂，溶解混合，制得第二改性溶液；
步骤（S4）：将步骤（SA）制得的镀镍玻璃微珠分散于第一改性溶液中，于25℃下以1400-1600 r/min高速搅拌2-3 h；过滤保留固体，再分散于第二改性溶液中，于35℃下以400-600r/min低速搅拌3-4 h；过滤，用稀酸洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于50-60℃下真空干燥，即制得改性镀镍玻璃微珠。
步骤（S1）去离子水中所述的柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠的质量浓度分别为30-40 g/L、8-10 g/L、30-35 g/L、20-26 g/L，所述的硫酸镍和水合肼的质量浓度分别为200-240 g/L、300-320 ml/L；步骤（S2）中所述的钛酸酯偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂与配位型钛酸酯偶联剂按质量比为1:0.2-0.4混合而成；步骤（S4）中所述的稀酸为质量分数为10%的硫酸溶液。
所述的改性凹凸棒石的粒度为过500目筛达98%，含水量≤1%，游离酸≤0.1%。
所述的增塑剂为聚酯与环氧大豆油按质量比为3:1-2混合而成，所述的聚酯选自聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯或聚己二酸丁二醇酯中的一种。
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。
一种环保耐磨抗压PVC管件的制备方法，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℃下高速搅拌混合均匀，保温5-10 min，加入改性镀镍玻璃微珠，充分搅拌混合均匀，保温5-10min，再加入改性凹凸棒石，继续搅拌混合20-30 min，待混合均匀后，即制得预混料A；
步骤（2）：将步骤（1）制得的预混料A冷却至80-85℃，加入增塑剂、硫醇甲基锡、氧化聚乙烯蜡、抗氧化剂，搅拌混合30-40 min，待混合均匀后，即制得预混料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168-175℃下，高速混合均匀后，挤出成型，后冷却至室温固化，即可。
在上述本发明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。
本发明制得的环保耐磨抗压PVC管件可以根据实际应用需求而制成多种形状，例如管套形状、拐口形状等。所述的环保耐磨抗压PVC管件可用于制备电工套管。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1）本发明配方摒弃了传统的碳酸钙作为增强填充材料，采用改性镀镍玻璃微珠与改性凹凸棒石复配，不仅可以改善材料体系的刚性，大大增强材料体系的耐磨性，而且由于其自身具有优异的耐高温性，还可起到阻燃的作用，同时有利于增强材料体系的热稳定性；
2）本发明中改性镀镍玻璃微珠是采用钛酸酯偶联剂和聚乙烯醇对镀镍玻璃微珠进行联合改性，可在镀镍玻璃微珠表面接枝有机基团，可使镀镍玻璃微珠外表面包覆有一层丙烯酸树脂，不仅可使镀镍玻璃微珠之间具有很好的分散性以更好地分散在树脂体系中，而且通过包覆丙烯酸树脂可有效改善镀镍玻璃微珠的体型，使其成为不规则的多面体，不同于常规的球状或片状，其与树脂体系具有很好的相容性，在树脂体系中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，同时还有利于改善PVC树脂、丙烯酸树脂及MBS树脂彼此相容性；
3）本发明中增塑剂采用聚酯与环氧大豆油相复配，可显著改善材料体系的加工性能，同时环氧大豆油还可与氧化聚乙烯蜡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；
4）本发明树脂体系以PVC树脂为主体，通过MBS树脂的加入则能有效提高PVC材料的抗冲性能，改善管件制品的韧性，可避免管件制品在使用和加工过程中易发生断裂的现象，大大改善管件制品的有效使用寿命以及使用的安全性能；
5）本发明制备方法简单，可控性好，成材率高，可实现稳定连续生产，制得的管件兼具刚性和韧性，经久耐磨，并具有优异的热稳定性，且不易变形，抗压性能突出，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发明进行详细说明。
实施例1：
本实施例环保耐磨抗压PVC管件，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、丙烯酸树脂32份、MBS树脂10份、改性镀镍玻璃微珠4份、改性凹凸棒石2份、氧化聚乙烯蜡2份、硬脂酸1份、硫醇甲基锡1.2份、增塑剂5份以及抗氧化剂0.8份。其中，PVC树脂的平均聚合度为1500。
本实施例中，改性镀镍玻璃微珠的形状为不规则的多面体，并且改性镀镍玻璃微珠的粒度为过800目筛达95%，其制备方法包括以下步骤：
步骤（S1）：将柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠溶解在去离子水中，加热至76℃，将玻璃微珠分散在溶液中，搅拌条件下等速分别滴加硫酸镍和水合肼溶液，pH值控制为11，反应至镀液中无气泡生成时，水洗至溶液体系呈中性，过滤得到镀镍玻璃微珠；
步骤（S2）：向异丙醇中加入其质量的33%的钛酸酯偶联剂，混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液，然后将混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.16进行混合，制得第一改性溶液；
步骤（S3）：向乙醇中加入其质量的24%的丙烯酸树脂，溶解混合，制得第二改性溶液；
步骤（S4）：将步骤（SA）制得的镀镍玻璃微珠分散于第一改性溶液中，于25℃下以1500r/min高速搅拌2.5 h；过滤保留固体，再分散于第二改性溶液中，于35℃下以500 r/min低速搅拌3.5 h；过滤，用稀酸洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于55℃下真空干燥，即制得改性镀镍玻璃微珠。
步骤（S1）去离子水中柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠的质量浓度分别为32g/L、8 g/L、34 g/L、22 g/L，硫酸镍和水合肼的质量浓度分别为220 g/L、305 ml/L；步骤（S2）中钛酸酯偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂与配位型钛酸酯偶联剂按质量比为1:0.3混合而成；步骤（S4）中稀酸为质量分数为10%的硫酸溶液。
本实施例中，改性凹凸棒石的粒度为过500目筛达98%，含水量≤1%，游离酸≤0.1%。增塑剂为聚酯与环氧大豆油按质量比为3:1混合而成，聚酯为聚己二酸乙二醇酯，抗氧化剂为抗氧剂264。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件的制备方法，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125℃下高速搅拌混合均匀，保温5 min，加入改性镀镍玻璃微珠，充分搅拌混合均匀，保温5 min，再加入改性凹凸棒石，继续搅拌混合25 min，待混合均匀后，即制得预混料A；
步骤（2）：将步骤（1）制得的预混料A冷却至82℃，加入增塑剂、硫醇甲基锡、氧化聚乙烯蜡、抗氧化剂，搅拌混合35 min，待混合均匀后，即制得预混料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170℃下，高速混合均匀后，挤出成型，后冷却至室温固化，即可。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件可用于制备电工套管。
实施例2：
本实施例环保耐磨抗压PVC管件，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38份、MBS树脂13份、改性镀镍玻璃微珠5份、改性凹凸棒石2.4份、氧化聚乙烯蜡3份、硬脂酸1.6份、硫醇甲基锡1份、增塑剂6份以及抗氧化剂1份。其中，PVC树脂的平均聚合度为1600。
本实施例中，改性镀镍玻璃微珠的形状为不规则的多面体，并且改性镀镍玻璃微珠的粒度为过800目筛达95%，其制备方法包括以下步骤：
步骤（S1）：将柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠溶解在去离子水中，加热至75℃，将玻璃微珠分散在溶液中，搅拌条件下等速分别滴加硫酸镍和水合肼溶液，pH值控制为11，反应至镀液中无气泡生成时，水洗至溶液体系呈中性，过滤得到镀镍玻璃微珠；
步骤（S2）：向异丙醇中加入其质量的33%的钛酸酯偶联剂，混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液，然后将混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.16进行混合，制得第一改性溶液；
步骤（S3）：向乙醇中加入其质量的22%的丙烯酸树脂，溶解混合，制得第二改性溶液；
步骤（S4）：将步骤（SA）制得的镀镍玻璃微珠分散于第一改性溶液中，于25℃下以1500r/min高速搅拌2.5 h；过滤保留固体，再分散于第二改性溶液中，于35℃下以500 r/min低速搅拌3.5 h；过滤，用稀酸洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于55℃下真空干燥，即制得改性镀镍玻璃微珠。
步骤（S1）去离子水中柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠的质量浓度分别为34g/L、9 g/L、32 g/L、24 g/L，硫酸镍和水合肼的质量浓度分别为216 g/L、312 ml/L；步骤（S2）中钛酸酯偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂与配位型钛酸酯偶联剂按质量比为1:0.2混合而成；步骤（S4）中稀酸为质量分数为10%的硫酸溶液。
本实施例中，改性凹凸棒石的粒度为过500目筛达98%，含水量≤1%，游离酸≤0.1%。增塑剂为聚酯与环氧大豆油按质量比为3:1.2混合而成，聚酯为聚己二酸丙二醇酯，抗氧化剂为抗氧剂300。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件的制备方法，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125℃下高速搅拌混合均匀，保温5 min，加入改性镀镍玻璃微珠，充分搅拌混合均匀，保温5 min，再加入改性凹凸棒石，继续搅拌混合25 min，待混合均匀后，即制得预混料A；
步骤（2）：将步骤（1）制得的预混料A冷却至82℃，加入增塑剂、硫醇甲基锡、氧化聚乙烯蜡、抗氧化剂，搅拌混合35 min，待混合均匀后，即制得预混料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170℃下，高速混合均匀后，挤出成型，后冷却至室温固化，即可。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件可用于制备电工套管。
实施例3：
本实施例环保耐磨抗压PVC管件，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：PVC树脂96份、丙烯酸树脂40份、MBS树脂11份、改性镀镍玻璃微珠4份、改性凹凸棒石3份、氧化聚乙烯蜡3份、硬脂酸2份、硫醇甲基锡2份、增塑剂5份以及抗氧化剂0.9份。其中，PVC树脂的平均聚合度为1300。
本实施例中，改性镀镍玻璃微珠的形状为不规则的多面体，并且改性镀镍玻璃微珠的粒度为过800目筛达95%，其制备方法包括以下步骤：
步骤（S1）：将柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠溶解在去离子水中，加热至76℃，将玻璃微珠分散在溶液中，搅拌条件下等速分别滴加硫酸镍和水合肼溶液，pH值控制为11，反应至镀液中无气泡生成时，水洗至溶液体系呈中性，过滤得到镀镍玻璃微珠；
步骤（S2）：向异丙醇中加入其质量的33%的钛酸酯偶联剂，混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液，然后将混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.16进行混合，制得第一改性溶液；
步骤（S3）：向乙醇中加入其质量的20%的丙烯酸树脂，溶解混合，制得第二改性溶液；
步骤（S4）：将步骤（SA）制得的镀镍玻璃微珠分散于第一改性溶液中，于25℃下以1400r/min高速搅拌3 h；过滤保留固体，再分散于第二改性溶液中，于35℃下以400 r/min低速搅拌4 h；过滤，用稀酸洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于50℃下真空干燥，即制得改性镀镍玻璃微珠。
步骤（S1）去离子水中柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠的质量浓度分别为36g/L、10 g/L、34 g/L、25 g/L，硫酸镍和水合肼的质量浓度分别为230 g/L、315 ml/L；步骤（S2）中钛酸酯偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂与配位型钛酸酯偶联剂按质量比为1:0.4混合而成；步骤（S4）中稀酸为质量分数为10%的硫酸溶液。
本实施例中，改性凹凸棒石的粒度为过500目筛达98%，含水量≤1%，游离酸≤0.1%。增塑剂为聚酯与环氧大豆油按质量比为3:1.5混合而成，聚酯为聚己二酸丁二醇酯，抗氧化剂为抗氧剂1010。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件的制备方法，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130℃下高速搅拌混合均匀，保温8 min，加入改性镀镍玻璃微珠，充分搅拌混合均匀，保温8 min，再加入改性凹凸棒石，继续搅拌混合30 min，待混合均匀后，即制得预混料A；
步骤（2）：将步骤（1）制得的预混料A冷却至80℃，加入增塑剂、硫醇甲基锡、氧化聚乙烯蜡、抗氧化剂，搅拌混合36 min，待混合均匀后，即制得预混料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172℃下，高速混合均匀后，挤出成型，后冷却至室温固化，即可。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件可用于制备电工套管。
实施例4：
本实施例环保耐磨抗压PVC管件，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：PVC树脂80份、丙烯酸树脂30份、MBS树脂8份、改性镀镍玻璃微珠3份、改性凹凸棒石1.5份、氧化聚乙烯蜡1份、硬脂酸1份、硫醇甲基锡1份、增塑剂4份以及抗氧化剂0.5份。其中，PVC树脂的平均聚合度为1000。
本实施例中，改性镀镍玻璃微珠的形状为不规则的多面体，并且改性镀镍玻璃微珠的粒度为过800目筛达95%，其制备方法包括以下步骤：
步骤（S1）：将柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠溶解在去离子水中，加热至75℃，将玻璃微珠分散在溶液中，搅拌条件下等速分别滴加硫酸镍和水合肼溶液，pH值控制为11，反应至镀液中无气泡生成时，水洗至溶液体系呈中性，过滤得到镀镍玻璃微珠；
步骤（S2）：向异丙醇中加入其质量的33%的钛酸酯偶联剂，混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液，然后将混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.16进行混合，制得第一改性溶液；
步骤（S3）：向乙醇中加入其质量的20%的丙烯酸树脂，溶解混合，制得第二改性溶液；
步骤（S4）：将步骤（SA）制得的镀镍玻璃微珠分散于第一改性溶液中，于25℃下以1600r/min高速搅拌2 h；过滤保留固体，再分散于第二改性溶液中，于35℃下以600 r/min低速搅拌3 h；过滤，用稀酸洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于58℃下真空干燥，即制得改性镀镍玻璃微珠。
步骤（S1）去离子水中柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠的质量浓度分别为30g/L、8 g/L、30 g/L、20 g/L，硫酸镍和水合肼的质量浓度分别为200 g/L、300 ml/L；步骤（S2）中钛酸酯偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂与配位型钛酸酯偶联剂按质量比为1:0.2混合而成；步骤（S4）中稀酸为质量分数为10%的硫酸溶液。
本实施例中，改性凹凸棒石的粒度为过500目筛达98%，含水量≤1%，游离酸≤0.1%。增塑剂为聚酯与环氧大豆油按质量比为3:1混合而成，聚酯为聚己二酸丁二醇酯，抗氧化剂为抗氧剂2246。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件的制备方法，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℃下高速搅拌混合均匀，保温10 min，加入改性镀镍玻璃微珠，充分搅拌混合均匀，保温10 min，再加入改性凹凸棒石，继续搅拌混合20 min，待混合均匀后，即制得预混料A；
步骤（2）：将步骤（1）制得的预混料A冷却至80℃，加入增塑剂、硫醇甲基锡、氧化聚乙烯蜡、抗氧化剂，搅拌混合40 min，待混合均匀后，即制得预混料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168℃下，高速混合均匀后，挤出成型，后冷却至室温固化，即可。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件可用于制备电工套管。
实施例5：
本实施例环保耐磨抗压PVC管件，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：PVC树脂108份、丙烯酸树脂43份、MBS树脂12份、改性镀镍玻璃微珠5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、增塑剂8份以及抗氧化剂1.1份。其中，PVC树脂的平均聚合度为2000。
本实施例中，改性镀镍玻璃微珠的形状为不规则的多面体，并且改性镀镍玻璃微珠的粒度为过800目筛达95%，其制备方法包括以下步骤：
步骤（S1）：将柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠溶解在去离子水中，加热至80℃，将玻璃微珠分散在溶液中，搅拌条件下等速分别滴加硫酸镍和水合肼溶液，pH值控制为11，反应至镀液中无气泡生成时，水洗至溶液体系呈中性，过滤得到镀镍玻璃微珠；
步骤（S2）：向异丙醇中加入其质量的33%的钛酸酯偶联剂，混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液，然后将混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.16进行混合，制得第一改性溶液；
步骤（S3）：向乙醇中加入其质量的25%的丙烯酸树脂，溶解混合，制得第二改性溶液；
步骤（S4）：将步骤（SA）制得的镀镍玻璃微珠分散于第一改性溶液中，于25℃下以1600r/min高速搅拌2 h；过滤保留固体，再分散于第二改性溶液中，于35℃下以600 r/min低速搅拌3 h；过滤，用稀酸洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于60℃下真空干燥，即制得改性镀镍玻璃微珠。
步骤（S1）去离子水中柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠的质量浓度分别为38g/L、10 g/L、34 g/L、25 g/L，硫酸镍和水合肼的质量浓度分别为230 g/L、315 ml/L；步骤（S2）中钛酸酯偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂与配位型钛酸酯偶联剂按质量比为1:0.4混合而成；步骤（S4）中稀酸为质量分数为10%的硫酸溶液。
本实施例中，改性凹凸棒石的粒度为过500目筛达98%，含水量≤1%，游离酸≤0.1%。增塑剂为聚酯与环氧大豆油按质量比为3:1.6混合而成，聚酯为聚己二酸丁二醇酯，抗氧化剂为抗氧剂1076。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件的制备方法，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132℃下高速搅拌混合均匀，保温10 min，加入改性镀镍玻璃微珠，充分搅拌混合均匀，保温10 min，再加入改性凹凸棒石，继续搅拌混合20 min，待混合均匀后，即制得预混料A；
步骤（2）：将步骤（1）制得的预混料A冷却至83℃，加入增塑剂、硫醇甲基锡、氧化聚乙烯蜡、抗氧化剂，搅拌混合36 min，待混合均匀后，即制得预混料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174℃下，高速混合均匀后，挤出成型，后冷却至室温固化，即可。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件可用于制备电工套管。
实施例6：
本实施例环保耐磨抗压PVC管件，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：PVC树脂110份、丙烯酸树脂45份、MBS树脂15份、改性镀镍玻璃微珠6份、改性凹凸棒石3份、氧化聚乙烯蜡4份、硬脂酸3份、硫醇甲基锡2份、增塑剂10份以及抗氧化剂1.2份。其中，PVC树脂的平均聚合度为2500。
本实施例中，改性镀镍玻璃微珠的形状为不规则的多面体，并且改性镀镍玻璃微珠的粒度为过800目筛达95%，其制备方法包括以下步骤：
步骤（S1）：将柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠溶解在去离子水中，加热至75℃，将玻璃微珠分散在溶液中，搅拌条件下等速分别滴加硫酸镍和水合肼溶液，pH值控制为11，反应至镀液中无气泡生成时，水洗至溶液体系呈中性，过滤得到镀镍玻璃微珠；
步骤（S2）：向异丙醇中加入其质量的33%的钛酸酯偶联剂，混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液，然后将混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.16进行混合，制得第一改性溶液；
步骤（S3）：向乙醇中加入其质量的25%的丙烯酸树脂，溶解混合，制得第二改性溶液；
步骤（S4）：将步骤（SA）制得的镀镍玻璃微珠分散于第一改性溶液中，于25℃下以1600r/min高速搅拌2 h；过滤保留固体，再分散于第二改性溶液中，于35℃下以600 r/min低速搅拌3 h；过滤，用稀酸洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于60℃下真空干燥，即制得改性镀镍玻璃微珠。
步骤（S1）去离子水中柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠的质量浓度分别为40g/L、10 g/L、35 g/L、26 g/L，硫酸镍和水合肼的质量浓度分别为240 g/L、320 ml/L；步骤（S2）中钛酸酯偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂与配位型钛酸酯偶联剂按质量比为1:0.4混合而成；步骤（S4）中稀酸为质量分数为10%的硫酸溶液。
本实施例中，改性凹凸棒石的粒度为过500目筛达98%，含水量≤1%，游离酸≤0.1%。增塑剂为聚酯与环氧大豆油按质量比为3:2混合而成，聚酯为聚己二酸乙二醇酯，抗氧化剂为抗氧剂1076与抗氧剂300按质量比为1:2混合而成。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件的制备方法，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135℃下高速搅拌混合均匀，保温7 min，加入改性镀镍玻璃微珠，充分搅拌混合均匀，保温7 min，再加入改性凹凸棒石，继续搅拌混合30 min，待混合均匀后，即制得预混料A；
步骤（2）：将步骤（1）制得的预混料A冷却至85℃，加入增塑剂、硫醇甲基锡、氧化聚乙烯蜡、抗氧化剂，搅拌混合40 min，待混合均匀后，即制得预混料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175℃下，高速混合均匀后，挤出成型，后冷却至室温固化，即可。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件可用于制备电工套管。
实施例7：
本实施例环保耐磨抗压PVC管件，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：PVC树脂98份、丙烯酸树脂42份、MBS树脂10份、改性镀镍玻璃微珠5份、改性凹凸棒石2份、氧化聚乙烯蜡3份、硬脂酸1份、硫醇甲基锡2.2份、增塑剂7份以及抗氧化剂0.8份。其中，PVC树脂的平均聚合度为2200。
本实施例中，改性镀镍玻璃微珠的形状为不规则的多面体，并且改性镀镍玻璃微珠的粒度为过800目筛达95%，其制备方法包括以下步骤：
步骤（S1）：将柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠溶解在去离子水中，加热至76℃，将玻璃微珠分散在溶液中，搅拌条件下等速分别滴加硫酸镍和水合肼溶液，pH值控制为11，反应至镀液中无气泡生成时，水洗至溶液体系呈中性，过滤得到镀镍玻璃微珠；
步骤（S2）：向异丙醇中加入其质量的33%的钛酸酯偶联剂，混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液，然后将混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.16进行混合，制得第一改性溶液；
步骤（S3）：向乙醇中加入其质量的20%的丙烯酸树脂，溶解混合，制得第二改性溶液；
步骤（S4）：将步骤（SA）制得的镀镍玻璃微珠分散于第一改性溶液中，于25℃下以1400r/min高速搅拌3 h；过滤保留固体，再分散于第二改性溶液中，于35℃下以400 r/min低速搅拌4 h；过滤，用稀酸洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于50℃下真空干燥，即制得改性镀镍玻璃微珠。
步骤（S1）去离子水中柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠的质量浓度分别为36g/L、10 g/L、34 g/L、25 g/L，硫酸镍和水合肼的质量浓度分别为230 g/L、315 ml/L；步骤（S2）中钛酸酯偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂与配位型钛酸酯偶联剂按质量比为1:0.4混合而成；步骤（S4）中稀酸为质量分数为10%的硫酸溶液。
本实施例中，改性凹凸棒石的粒度为过500目筛达98%，含水量≤1%，游离酸≤0.1%。增塑剂为聚酯与环氧大豆油按质量比为3:1.5混合而成，聚酯为聚己二酸丁二醇酯，抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂264、抗氧剂300按质量比1:2:5混合而成。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件的制备方法，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130℃下高速搅拌混合均匀，保温8 min，加入改性镀镍玻璃微珠，充分搅拌混合均匀，保温8 min，再加入改性凹凸棒石，继续搅拌混合30 min，待混合均匀后，即制得预混料A；
步骤（2）：将步骤（1）制得的预混料A冷却至80℃，加入增塑剂、硫醇甲基锡、氧化聚乙烯蜡、抗氧化剂，搅拌混合36 min，待混合均匀后，即制得预混料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172℃下，高速混合均匀后，挤出成型，后冷却至室温固化，即可。
本实施例环保耐磨抗压PVC管件可用于制备电工套管。
对比例1：
本对比例采用某市售普通硬质PVC管件。
对比例2：
本对比例PVC管件配方中，采用普通市售玻璃微珠（圆形）替代有机改性锂皂石，采用普通市售凹凸棒石替代改性凹凸棒石，其余同实施例3相同。
以上各实施例及对比例制备所得管件按照ASTMD638测试标准来测试管件的冲击强度，进行耐磨测试：截取PVC管件材料，并压成3mm薄片，于耐磨测试仪上，在相同条件下进行刮磨（300次），刮磨前后的磨损量变化；并按GB/2917-2002测试标准测试180℃下的热稳定时间。
实施例1-7以及对比例1-2的试验检测结果如表1所示。
表1 试验检测结果
项目 冲击强度（J/m） 磨损量/g 180℃热稳定时间（min）
实施例1 89 0.42 74
实施例2 87 0.38 76
实施例3 91 0.39 73
实施例4 87 0.34 78
实施例5 92 0.37 76
实施例6 89 0.34 75
实施例7 92 0.35 76
对比例1 33 1.59 26
对比例2 74 0.68 43
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种环保耐磨抗压PVC管件，其特征在于，该管件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、改性镀镍玻璃微珠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、增塑剂4-10份以及抗氧化剂0.5-1.2份。
2.根据权利要求1所述的一种环保耐磨抗压PVC管件，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所述的一种环保耐磨抗压PVC管件，其特征在于，所述的改性镀镍玻璃微珠的形状为不规则的多面体。
4.根据权利要求3所述的一种环保耐磨抗压PVC管件，其特征在于，所述的改性镀镍玻璃微珠的制备方法包括以下步骤：
步骤（S1）：将柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠溶解在去离子水中，加热至75-80℃，将玻璃微珠分散在溶液中，搅拌条件下等速分别滴加硫酸镍和水合肼溶液，pH值控制为11，反应至镀液中无气泡生成时，水洗至溶液体系呈中性，过滤得到镀镍玻璃微珠；
步骤（S2）：向异丙醇中加入其质量的33%的钛酸酯偶联剂，混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液，然后将混合后制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.16进行混合，制得第一改性溶液；
步骤（S3）：向乙醇中加入其质量的20-25%的丙烯酸树脂，溶解混合，制得第二改性溶液；
步骤（S4）：将步骤（SA）制得的镀镍玻璃微珠分散于第一改性溶液中，于25℃下以1400-1600 r/min高速搅拌2-3 h；过滤保留固体，再分散于第二改性溶液中，于35℃下以400-600r/min低速搅拌3-4 h；过滤，用稀酸洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于50-60℃下真空干燥，即制得改性镀镍玻璃微珠。
5.根据权利要求4所述的一种环保耐磨抗压PVC管件，其特征在于，步骤（S1）去离子水中所述的柠檬酸、丁二酸钠、乙酸钠和氢氧化钠的质量浓度分别为30-40 g/L、8-10 g/L、30-35 g/L、20-26 g/L，所述的硫酸镍和水合肼的质量浓度分别为200-240 g/L、300-320ml/L；步骤（S2）中所述的钛酸酯偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂与配位型钛酸酯偶联剂按质量比为1:0.2-0.4混合而成；步骤（S4）中所述的稀酸为质量分数为10%的硫酸溶液。
6.根据权利要求1所述的一种环保耐磨抗压PVC管件，其特征在于，所述的改性凹凸棒石的粒度为过500目筛达98%，含水量≤1%，游离酸≤0.1%。
7.根据权利要求1所述的一种环保耐磨抗压PVC管件，其特征在于，所述的增塑剂为聚酯与环氧大豆油按质量比为3:1-2混合而成，所述的聚酯选自聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯或聚己二酸丁二醇酯中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种环保耐磨抗压PVC管件，其特征在于，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。
9.如权利要求1至9任一项所述的环保耐磨抗压PVC管件的制备方法，其特征在于，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℃下高速搅拌混合均匀，保温5-10 min，加入改性镀镍玻璃微珠，充分搅拌混合均匀，保温5-10min，再加入改性凹凸棒石，继续搅拌混合20-30 min，待混合均匀后，即制得预混料A；
步骤（2）：将步骤（1）制得的预混料A冷却至80-85℃，加入增塑剂、硫醇甲基锡、氧化聚乙烯蜡、抗氧化剂，搅拌混合30-40 min，待混合均匀后，即制得预混料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168-175℃下，高速混合均匀后，挤出成型，后冷却至室温固化，即可。
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