CN109337246B - 一种环保高耐候的pvc型材颗粒及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保高耐候的PVC型材颗粒及其加工工艺，该PVC型材颗粒包括的组分有PVC树脂、热稳定剂、辅助热稳定剂、光稳定剂、辅助光稳定剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、辅助抗氧剂、增韧剂和润滑剂，该PVC型材颗粒的加工工艺是先将PVC树脂、热稳定剂和辅助热稳定剂进行混合，然后再加入光稳定剂、辅助光稳定剂、紫外光吸收剂、抗氧剂和辅助抗氧剂进行混合，最后再加入增韧剂和润滑剂进行混合，熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒，该PVC型材颗粒具有优异的抗紫外光老化能力、耐热性能、拉伸强度等，具有优异的耐候性；PVC型材颗粒的制备过程中无有害的中间产物产生，整体加工工艺操作简单，时间短，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及PVC型材技术领域，具体是一种环保高耐候的PVC型材颗粒及其加工工艺。
背景技术
PVC(聚氯乙烯)是一种非结晶、极性的高分子聚合物，软化温度和熔融温度较高，纯PVC一般须在160-210℃时才可塑化加工，由于大分子之间的极性键使PVC显示出硬而脆的性能。而且，PVC分子内含有氯的基团，当温度达到120℃时，纯PVC即开始出现脱HCl反应，会导致PVC热降解。
另外PVC型材的耐候性差，老化后PVC型材表面变色，老化后残余抗冲击强度及抗拉强度下降，这直接影响到PVC型材的使用寿命，因而老化现象严重制约了PVC型材的使用与发展，为了克服这一问题，目前常用的方法是在PVC型材添加诸如热稳定剂、润滑剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、耐老化剂、着色剂等辅助配料，来改善PVC型材的耐老化性能，但这些辅助添加剂往中往往含有重金属“铅”，增加了PVC型材对周围环境及人体造成危害的风险。同时由于传统PVC型材中所添加的辅助配料与PVC型材材质上存在一定差异，易因应力过强或分布不均匀而造成的PVC变形及热胀冷缩速率不一致造成的弯曲和扭曲等等，开发出一种环保高耐候的PVC型材颗粒意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保高耐候的PVC型材颗粒及其加工工艺，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种环保高耐候的PVC型材颗粒，该PVC型材颗粒包括以下重量份数的组分：PVC树脂80-120份、热稳定剂2-4份、辅助热稳定剂1-2份、光稳定剂0.5-1份、辅助光稳定剂0.1-0.5份、紫外光吸收剂0.1-0.5份、抗氧剂0.1-0.5份和辅助抗氧剂0.1-0.3份。
作为优化，上述PVC型材颗粒原料中的热稳定剂为硬脂酸锌、水杨酸稀土和亚磷酸酯的混合物，混合物中硬脂酸锌、水杨酸稀土和亚磷酸酯的质量比为1:0.2-1:1-3，水杨酸稀土为水杨酸镧或水杨酸铈，辅助热稳定剂为硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷、油酰苯甲酰甲烷、2-乙基己酰苯甲酰甲烷中的一种或多种。
PVC树脂的降解按链引发、链增长、链终止三步进行，PVC树脂降解的脱HCl的引发始于C-Cl极性键，氯原子具有极强的电负性使得C-Cl键间共用电子对偏向氯而发生极化，氯原子吸引氢离子成为HCl脱出，同时在PVC链上产生双键，使得相邻氯原子的电子密度增大，更有利于进一步脱出HCl，降解链增长，最终形成单一双键相间隔的共轭体系，链终止。
基于PVC树脂的降解原理，在链引发阶段，热稳定剂当中的硬脂酸锌先与活泼的氯离子反应生成氯化锌，此时，热稳定剂当中的水杨酸稀土一方面捕获氯化氢，另一方面与氯化锌生成危害较小的RECl3，提高了PVC型材颗粒的热稳定性，亚磷酸酯与PVC树脂中的多烯结构发生加成反应，同时，亚磷酸酯能够与RECL3和氯化锌反应，三者相互协同，提高了PVC型材颗粒的热稳定性；辅助垫稳定剂本身不具有热稳定作用，只有与主热稳定剂一起并用，才会产生热稳定效果，并促进主热稳定剂的稳定效果，通过其与主热稳定剂的协同作用，大大提高了PVC型材颗粒的热稳定性，使PVC型材颗粒具有高耐候性，延长了PVC型材颗粒的使用寿命。
作为优化，上述PVC型材颗粒原料中的光稳定剂为2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-癸氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲中的一种或多种，辅助光稳定剂为纳米二氧化硅。光稳定剂为淬灭剂，主要是消灭在长时间光照情况下激发的PVC树脂分子的能量，使之回到基态；光稳定剂与辅助光稳定剂纳米二氧化硅起协同作用，可以阻挡紫外线进入PVC型材颗粒的内部，以阻止PVC树脂的光降解。
作为优化，上述PVC型材颗粒原料中的抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲酚、四(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯中的一种或多种，辅助抗氧剂为半胱氨酸、酪氨酸、植酸、柠檬酸中的一种或多种。通过加入抗氧剂和辅助抗氧剂，二者协同作用，使得PVC型材颗粒的耐热氧化性能得到提高，解决了PVC型材颗粒变黄问题，提高PVC型材颗粒的耐候性。
作为优化，上述PVC型材颗粒原料中的紫外光吸收剂为苯并三唑和纳米二氧化钛的混合物，混合物中苯并三唑和纳米二氧化钛的质量比为1:1-5。紫外光吸收剂能够将吸收的紫外线转换为低能量的热能或波长较短的电磁波，从而有效避免或减缓PVC型材颗粒的紫外老化，使得PVC型材颗粒的耐候性能得到提升。
作为优化，该PVC型材颗粒还包括以下重量份数的组分：增韧剂0.1-0.3份和润滑剂0.1-0.3份。
作为优化，上述PVC型材颗粒原料中的润滑剂为硬脂酸、褐煤酸酯、聚乙烯蜡中的一种或多种，增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、三元乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。还添加增韧剂和润滑剂，改善了PVC型材颗粒的综合性能。
一种环保高耐候的PVC型材颗粒的加工工艺，该加工工艺包括以下步骤：
(1)称取PVC树脂、热稳定剂和辅助热稳定剂加入高速混合器中，搅拌，混合均匀；
(2)称取光稳定剂、辅助光稳定剂、紫外光吸收剂、抗氧剂和辅助抗氧剂加入步骤(1)所得的混合物中，搅拌，混合均匀；
(3)称取增韧剂和润滑剂加入步骤(2)所得的混合物中，搅拌，混合均匀，冷却至室温；
(4)将步骤(3)混合好的原料加入到挤出机中，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
作为优化，一种环保高耐候的PVC型材颗粒由上述原料加工而得，该加工工艺包括以下步骤：
(1)称取80-120份PVC树脂、2-4份热稳定剂和1-2份辅助热稳定剂加入高速混合器中，在100-120℃、1000-3000r/min下搅拌5-10min，混合均匀；
(2)称取0.5-1份光稳定剂、0.1-0.5份辅助光稳定剂、0.1-0.5份紫外光吸收剂、0.1-0.5份抗氧剂和0.1-0.3份辅助抗氧剂加入步骤(1)所得的混合物中，在80-100℃、1000-3000r/min下搅拌6-10min，混合均匀；
(3)称取0.1-0.3份增韧剂和0.1-0.3份润滑剂加入步骤(2)所得的混合物中，在60-80℃、1000-3000r/min下搅拌5-10min，混合均匀，冷却至室温；
(4)将步骤(3)混合好的原料加入到挤出机中，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
作为优化，步骤(4)中的挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机设定一区温度为200-250℃、二区温度为200-250℃、三区温度为200-255℃、四区温度为200-255℃，挤出机的出口温度为120-150℃，压力为10-20MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一是本发明在PVC树脂中添加了具有协同作用的热稳定剂和辅助热稳定剂、光稳定剂和辅助光稳定剂、抗氧剂和辅助抗氧剂、紫外光吸收剂，还添加了增韧剂和润滑剂，改善了PVC型材颗粒的综合性能，使PVC型材颗粒能够抗紫外光老化、抗变黄、抗风化、龟裂、粉化，具有良好的耐热性能、拉伸强度、抗弯曲变形性能、抗冲击性能、抗拉伸冲击性能，该PVC型材颗粒具有优异的耐候性，延长了PVC型材颗粒的使用寿命；
二是本发明的PVC型材颗粒不含铅盐或铬盐类稳定剂,不含甲醛，所制得的PVC型材颗粒无毒无污染，具有环保性，实用效果好；
三是本发明的加工工艺中先将PVC树脂、热稳定剂和辅助热稳定剂进行混合，第一次混合是为了使热稳定剂和辅助热稳定剂牢固的附着在PVC树脂的周围，提高PVC型材颗粒的热稳定性，然后再加入光稳定剂、辅助光稳定剂、紫外光吸收剂、抗氧剂和辅助抗氧剂进行混合，第二次混合是为了使光稳定剂、辅助光稳定剂、紫外光吸收剂、抗氧化剂和辅助抗氧化剂对附着有复合稳定剂的PVC树脂进行双层附着，提高PVC型材颗粒的抗老化性能和耐候性能，最后再加入增韧剂和润滑剂进行混合，本发明采用三次混合的目的是使各原料层层附着在PVC树脂上，多层保护，使所制得的PVC型材颗粒性能更加优异，PVC型材颗粒的制备过程中无有害的中间产物产生，符合现代工业对环境保护的要求，该PVC型材颗粒的整体加工工艺操作简单，时间短，效率高。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中所用到的原料的生产厂家及CAS编号、型号或产品牌号如下：
硬脂酸锌：由上海凯赛化工有限公司生产，CAS编号为557-05-1；
亚磷酸酯由石家庄达泰化工科技有限公司生产，CAS编号为1592-23-0；
硬脂酰苯甲酰甲烷：由南通德发生物化工有限公司生产，CAS编号为58446-52-9；
2,4-二羟基二苯甲酮：由衢州明锋化工有限公司生产，CAS编号为131-56-6；
纳米二氧化硅：由江西天行新材料有限公司生产，型号为TSP-H10；
2,6-二叔丁基-4-甲酚：由常州市君驰化工有限公司生产，CAS编号为128-37-0；
苯并三唑：由济宁百川化工有限公司生产，CAS编号为95-14-7；
纳米二氧化钛：由宣城晶瑞新材料有限公司生产，型号为VK-T01；
硬脂酸：由河北祥云化工有限公司生产，型号为1081；
苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物：由东莞盛浩塑胶原料有限公司生产，产品牌号为G1652MU；
二苯甲酰甲烷：由上海亚杜润滑材料股份有限公司生产，产品牌号为DBM83；
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮：由上海康朗生物科技有限公司生产，CAS编号为131-57-7；
四(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯：由上海金锦乐实业有限公司生产，CAS编号为128-37-0；
酪氨酸：由上海阿拉丁生化科技股份有限公司生产，CAS编号为60-18-4；
三元乙丙橡胶：由上海凯茵化工有限公司生产，产品型号为NORDEL-4785P；
2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮：由天津中信凯泰化工有限公司生产，CAS编号为1483-05-6；
硫代二丙酸二月桂酯：由武汉千润生物工程有限公司生产，CAS编号123-28-4；
植酸：由北京海力扬化学科技有限公司生产，CAS编号为83-86-3
聚乙烯蜡：由广州市壹诺化工科技有限公司生产，型号为H110，CAS编号为9002-88-4；
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：由广州市永信化工有限公司生产，产品牌号为F675；
2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮：由上海湄水化工科技有限公司生产，CAS编号为2985-59-3；
柠檬酸：由河北智通化工有限公司生产，CAS编号为77-92-9。
实施例1：
一种环保高耐候的PVC型材颗粒，该PVC型材颗粒包括以下重量份数的组分：PVC树脂80份、热稳定剂2份、辅助热稳定剂1份、光稳定剂0.5份、辅助光稳定剂0.1份、紫外光吸收剂0.1份、抗氧剂0.1份、辅助抗氧剂0.1份、增韧剂0.1份和润滑剂0.1份。
上述PVC型材颗粒原料中的热稳定剂为硬脂酸锌、水杨酸镧和亚磷酸酯的混合物，混合物中硬脂酸锌、水杨酸镧和亚磷酸酯的质量比为1:0.2:1；辅助热稳定剂为硬脂酰苯甲酰甲烷；光稳定剂为2,4-二羟基二苯甲酮；辅助光稳定剂为纳米二氧化硅；抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲酚；辅助抗氧剂为半胱氨酸；紫外光吸收剂为苯并三唑和纳米二氧化钛的混合物，混合物中苯并三唑和纳米二氧化钛的质量比为1:1；润滑剂为硬脂酸；增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
一种环保高耐候的PVC型材颗粒由上述原料加工而得，该加工工艺包括以下步骤：
(1)称取80份PVC树脂、2份热稳定剂和1份辅助热稳定剂加入高速混合器中，在100℃、1000r/min下搅拌5min，混合均匀；
(2)称取0.5份光稳定剂、0.1份辅助光稳定剂、0.1份紫外光吸收剂、0.1份抗氧剂和0.1份辅助抗氧剂加入步骤(1)所得的混合物中，在80℃、1000r/min下搅拌6min，混合均匀；
(3)称取0.1份增韧剂和0.1份润滑剂加入步骤(2)所得的混合物中，在60℃、1000r/min下搅拌5min，混合均匀，冷却至室温；
(4)将步骤(3)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机设定一区温度为200℃、二区温度为200℃、三区温度为200℃、四区温度为200℃，挤出机的出口温度为120℃，压力为10MPa，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
实施例2：
一种环保高耐候的PVC型材颗粒，该PVC型材颗粒包括以下重量份数的组分：PVC树脂90份、热稳定剂2.5份、辅助热稳定剂1.2份、光稳定剂0.6份、辅助光稳定剂0.2份、紫外光吸收剂0.2份、抗氧剂0.2份、辅助抗氧剂0.15份、增韧剂0.15份和润滑剂0.15份。
上述PVC型材颗粒原料中的热稳定剂为硬脂酸锌、水杨酸铈和亚磷酸酯的混合物，混合物中硬脂酸锌、水杨酸铈和亚磷酸酯的质量比为1:0.4:1.5；辅助热稳定剂为二苯甲酰甲烷；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；辅助光稳定剂为纳米二氧化硅；抗氧剂为四(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；辅助抗氧剂为酪氨酸；紫外光吸收剂为苯并三唑和纳米二氧化钛的混合物，混合物中苯并三唑和纳米二氧化钛的质量比为1:2；润滑剂为褐煤酸酯；增韧剂为三元乙丙橡胶。
一种环保高耐候的PVC型材颗粒由上述原料加工而得，该加工工艺包括以下步骤：
(1)称取90份PVC树脂、2.5份热稳定剂和1.2份辅助热稳定剂加入高速混合器中，在105℃、1500r/min下搅拌6min，混合均匀；
(2)称取0.6份光稳定剂、0.2份辅助光稳定剂、0.2份紫外光吸收剂、0.2份抗氧剂和0.15份辅助抗氧剂加入步骤(1)所得的混合物中，在85℃、1500r/min下搅拌7min，混合均匀；
(3)称取0.15份增韧剂和0.15份润滑剂加入步骤(2)所得的混合物中，在65℃、1500r/min下搅拌6min，混合均匀，冷却至室温；
(4)将步骤(3)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机设定一区温度为210℃、二区温度为210℃、三区温度为210℃、四区温度为210℃，挤出机的出口温度为125℃，压力为12MPa，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
实施例3：
一种环保高耐候的PVC型材颗粒，该PVC型材颗粒包括以下重量份数的组分：PVC树脂100份、热稳定剂3份、辅助热稳定剂1.4份、光稳定剂0.7份、辅助光稳定剂0.3份、紫外光吸收剂0.3份、抗氧剂0.3份、辅助抗氧剂0.2份、增韧剂0.2份和润滑剂0.2份。
上述PVC型材颗粒原料中的热稳定剂为硬脂酸锌、水杨酸镧和亚磷酸酯的混合物，混合物中硬脂酸锌、水杨酸镧和亚磷酸酯的质量比为1:0.6:2；辅助热稳定剂为油酰苯甲酰甲烷；光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；辅助光稳定剂为纳米二氧化硅；抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；辅助抗氧剂为植酸；紫外光吸收剂为苯并三唑和纳米二氧化钛的混合物，混合物中苯并三唑和纳米二氧化钛的质量比为1:3；润滑剂为聚乙烯蜡；增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
一种环保高耐候的PVC型材颗粒由上述原料加工而得，该加工工艺包括以下步骤：
(1)称取100份PVC树脂、3份热稳定剂和1.4份辅助热稳定剂加入高速混合器中，在110℃、2000r/min下搅拌7min，混合均匀；
(2)称取0.7份光稳定剂、0.3份辅助光稳定剂、0.3份紫外光吸收剂、0.3份抗氧剂和0.2份辅助抗氧剂加入步骤(1)所得的混合物中，在90℃、2000r/min下搅拌8min，混合均匀；
(3)称取0.2份增韧剂和0.2份润滑剂加入步骤(2)所得的混合物中，在70℃、2000r/min下搅拌7min，混合均匀，冷却至室温；
(4)将步骤(3)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机设定一区温度为220℃、二区温度为220℃、三区温度为220℃、四区温度为220℃，挤出机的出口温度为130℃，压力为14MPa，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
实施例4：
一种环保高耐候的PVC型材颗粒，该PVC型材颗粒包括以下重量份数的组分：PVC树脂110份、热稳定剂3.5份、辅助热稳定剂1.8份、光稳定剂0.8份、辅助光稳定剂0.4份、紫外光吸收剂0.5份、抗氧剂0.4份、辅助抗氧剂0.25份、增韧剂0.25份和润滑剂0.25份。
上述PVC型材颗粒原料中的热稳定剂为硬脂酸锌、水杨酸铈和亚磷酸酯的混合物，混合物中硬脂酸锌、水杨酸铈和亚磷酸酯的质量比为1:0.8:2.5；辅助热稳定剂为硬脂酰苯甲酰甲烷和2-乙基己酰苯甲酰甲烷的混合物，混合物中硬脂酰苯甲酰甲烷和2-乙基己酰苯甲酰甲烷的质量比为1:1；光稳定剂为2-羟基-4-癸氧基二苯甲酮和2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮的混合物，混合物中2-羟基-4-癸氧基二苯甲酮和2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮的质量比为1:1；辅助光稳定剂为纳米二氧化硅；抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲酚和四(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯的混合物，混合物中2,6-二叔丁基-4-甲酚和四(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯的质量比为1:1；辅助抗氧剂为半胱氨酸和柠檬酸的混合物，混合物中半胱氨酸和柠檬酸的质量比为1:1；紫外光吸收剂为苯并三唑和纳米二氧化钛的混合物，混合物中苯并三唑和纳米二氧化钛的质量比为1:4；润滑剂为硬脂酸和褐煤酸酯的混合物，混合物中硬脂酸和褐煤酸酯的质量比为1:1；增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和三元乙丙橡胶的混合物，混合物中苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和三元乙丙橡胶的质量比为1:1。
一种环保高耐候的PVC型材颗粒由上述原料加工而得，该加工工艺包括以下步骤：
(1)称取110份PVC树脂、3.5份热稳定剂和1.8份辅助热稳定剂加入高速混合器中，在115℃、2500r/min下搅拌8min，混合均匀；
(2)称取0.8份光稳定剂、0.4份辅助光稳定剂、0.5份紫外光吸收剂、0.4份抗氧剂和0.25份辅助抗氧剂加入步骤(1)所得的混合物中，在95℃、2500r/min下搅拌9min，混合均匀；
(3)称取0.25份增韧剂和0.25份润滑剂加入步骤(2)所得的混合物中，在75℃、2500r/min下搅拌9min，混合均匀，冷却至室温；
(4)将步骤(3)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机设定一区温度为240℃、二区温度为240℃、三区温度为240℃、四区温度为240℃，挤出机的出口温度为140℃，压力为18MPa，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
实施例5：
一种环保高耐候的PVC型材颗粒，该PVC型材颗粒包括以下重量份数的组分：PVC树脂120份、热稳定剂4份、辅助热稳定剂2份、光稳定剂1份、辅助光稳定剂0.5份、紫外光吸收剂0.5份、抗氧剂0.5份、辅助抗氧剂0.3份、增韧剂0.3份和润滑剂0.3份。
上述PVC型材颗粒原料中的热稳定剂为硬脂酸锌、水杨酸镧和亚磷酸酯的混合物，混合物中硬脂酸锌、水杨酸镧和亚磷酸酯的质量比为1:1:3；辅助热稳定剂为二苯甲酰甲烷和油酰苯甲酰甲烷的混合物，混合物中二苯甲酰甲烷和油酰苯甲酰甲烷的质量比为1:1；光稳定剂为2,4-二羟基二苯甲酮和2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲的混合物，混合物中2,4-二羟基二苯甲酮和2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲的质量比为1:1；辅助光稳定剂为纳米二氧化硅；抗氧剂为四(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯混合物，混合物中四(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯的质量比为1:1；辅助抗氧剂为酪氨酸和植酸的混合物，混合物中酪氨酸和植酸的质量比为1:1；紫外光吸收剂为苯并三唑和纳米二氧化钛的混合物，混合物中苯并三唑和纳米二氧化钛的质量比为1:5；润滑剂为褐煤酸酯和聚乙烯蜡的混合物，混合物中褐煤酸酯和聚乙烯蜡的质量比为1:1；增韧剂为三元乙丙橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物，混合物中三元乙丙橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量比为1:1。
一种环保高耐候的PVC型材颗粒由上述原料加工而得，该加工工艺包括以下步骤：
(1)称取120份PVC树脂、4份热稳定剂和2份辅助热稳定剂加入高速混合器中，在120℃、3000r/min下搅拌10min，混合均匀；
(2)称取1份光稳定剂、0.5份辅助光稳定剂、0.5份紫外光吸收剂、0.5份抗氧剂和0.3份辅助抗氧剂加入步骤(1)所得的混合物中，在100℃、3000r/min下搅拌10min，混合均匀；
(3)称取0.3份增韧剂和0.3份润滑剂加入步骤(2)所得的混合物中，在80℃、3000r/min下搅拌10min，混合均匀，冷却至室温；
(4)将步骤(3)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机设定一区温度为250℃、二区温度为250℃、三区温度为255℃、四区温度为255℃，挤出机的出口温度为150℃，压力为20MPa，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
对比例1：
一种环保高耐候的PVC型材颗粒，该PVC型材颗粒包括以下重量份数的组分：PVC树脂80份、热稳定剂1份、辅助热稳定剂0.5份、光稳定剂0.3份、辅助光稳定剂0.05份、紫外光吸收剂0.05份、抗氧剂0.1份、辅助抗氧剂0.1份、增韧剂0.1份和润滑剂0.1份。
上述PVC型材颗粒原料中的热稳定剂为硬脂酸锌、水杨酸镧和亚磷酸酯的混合物，混合物中硬脂酸锌、水杨酸镧和亚磷酸酯的质量比为1:0.2:1；辅助热稳定剂为硬脂酰苯甲酰甲烷；光稳定剂为2,4-二羟基二苯甲酮；辅助光稳定剂为纳米二氧化硅；抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲酚；辅助抗氧剂为半胱氨酸；紫外光吸收剂为苯并三唑和纳米二氧化钛的混合物，混合物中苯并三唑和纳米二氧化钛的质量比为1:1；润滑剂为硬脂酸；增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
一种环保高耐候的PVC型材颗粒由上述原料加工而得，该加工工艺包括以下步骤：
(1)称取80份PVC树脂、1份热稳定剂和0.5份辅助热稳定剂加入高速混合器中，在100℃、1000r/min下搅拌5min，混合均匀；
(2)称取0.3份光稳定剂、0.05份辅助光稳定剂、0.05份紫外光吸收剂、0.1份抗氧剂、0.1份辅助抗氧剂加入步骤(1)所得的混合物中，在80℃、1000r/min下搅拌6min，混合均匀；
(3)称取0.1份增韧剂和0.1份润滑剂加入步骤(2)所得的混合物中，在60℃、1000r/min下搅拌5min，混合均匀，冷却至室温；
(4)将步骤(3)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机设定一区温度为200℃、二区温度为200℃、三区温度为200℃、四区温度为200℃，挤出机的出口温度为120℃，压力为10MPa，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
对比例2：
一种环保高耐候的PVC型材颗粒，该PVC型材颗粒包括以下重量份数的组分：PVC树脂80份、热稳定剂2份、辅助热稳定剂1份、光稳定剂0.5份、辅助光稳定剂0.1份、紫外光吸收剂0.1份、抗氧剂0.1份、辅助抗氧剂0.1份、增韧剂0.1份和润滑剂0.1份。
上述PVC型材颗粒原料中的热稳定剂为硬脂酸锌、水杨酸镧和亚磷酸酯的混合物，混合物中硬脂酸锌、水杨酸镧和亚磷酸酯的质量比为1:0.2:1；辅助热稳定剂为硬脂酰苯甲酰甲烷；光稳定剂为2,4-二羟基二苯甲酮；辅助光稳定剂为纳米二氧化硅；抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲酚；辅助抗氧剂为半胱氨酸；紫外光吸收剂为苯并三唑和纳米二氧化钛的混合物，混合物中苯并三唑和纳米二氧化钛的质量比为1:1；润滑剂为硬脂酸；增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物；
一种环保高耐候的PVC型材颗粒由上述原料加工而得，该加工工艺包括以下步骤：
(1)称取80份PVC树脂、2份热稳定剂和1份辅助热稳定剂、0.5份光稳定剂、0.1份辅助光稳定剂、0.1份紫外光吸收剂、0.1份抗氧剂、0.1份辅助抗氧剂、0.1份增韧剂和0.1份润滑剂加入高速混合器中，在100℃、1000r/min下搅拌5min，混合均匀；
(2)将步骤(1)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机设定一区温度为200℃、二区温度为200℃、三区温度为200℃、四区温度为200℃，挤出机的出口温度为120℃，压力为10MPa，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
将上述实施例1至5所制得的环保高耐候的PVC型材颗粒与对比例1至2所制得的PVC型材颗粒的各项性能进行对比试验，得到的结果如表1所示：
表1
备注：采用紫外灯抗老化实验箱对实施例1至5和对比例1至2所制得的PVC型材颗粒进行抗紫外线能力检测；拉伸性能按照GB/T 3923.1-1997进行测试，拉伸速率为60mm/min；采用热重分析仪对实施例1至5和对比例1至2所制得的PVC型材颗粒的耐热性能进行测试；维卡软化温度按照中华人民共和国化工行业标准《热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定GB/T1633-2000》中的B50法进行测试；简支梁冲击强度和耐人工气候老化6000h条件下简支梁缺口冲击强度保留率按照《塑料简支梁冲击强度的测定ISO 179-2000》进行测试；主型材弯曲弹性模量按照《塑料弯曲性能的测定GB/T 9341-2008》进行测试；拉伸冲击强度按照《塑料拉伸冲击性能试验方法GB/T13525-1992》进行测试。
从表1中可以看出，本发明所制得的环保高耐候的PVC型材颗粒的抗紫外线老化能力均在140年以上，径向拉伸强度和纬向拉伸强度均在30KN/m以上，耐热性能均在210℃以上，维卡软化温度均在90℃以上，简支梁冲击强度均在40KJ/m2以上，耐人工气候老化、简支梁缺口冲击强度保留率均在90％以上，主型材弯曲弹性模量均在3000MPa以上，拉伸冲击强度均在930KJ/m2以上。
从表1中可以看出，对比例1当中的热稳定剂、辅助热稳定剂、光稳定剂、辅助光稳定剂和紫外光吸收剂的量均小于本发明上述原料使用量的范围，由对比例1所制得的PVC型材颗粒的抗紫外线老化能力为75年，径向拉伸强度和纬向拉伸强度分别为15KN/m、13KN/m，耐热性能为145℃，维卡软化温度为72℃，简支梁冲击强度为21KJ/m2，耐人工气候老化、简支梁缺口冲击强度保留率为67％，主型材弯曲弹性模量为2237MPa，拉伸冲击强度为598KJ/m2。
从表1中可以看出，对比例2当中PVC型材颗粒的加工工艺为将所有原料一次性均加入高速混合器中进行混合，由对比例2所制得的PVC型材颗粒的抗紫外线老化能力为83年，径向拉伸强度和纬向拉伸强度分别为17KN/m、16KN/m，耐热性能为157℃，维卡软化温度为79℃，简支梁冲击强度为26KJ/m2，耐人工气候老化、简支梁缺口冲击强度保留率为71％，主型材弯曲弹性模量为2015MPa，拉伸冲击强度为578KJ/m2。
检测结果表明，与对比例1和对比例2所制得的PVC型材颗粒相比，本发明所制得的环保高耐候的PVC型材颗粒具有良好的抗紫外线老化能力、耐热性能和拉伸强度，另外还具有优良的抗弯曲变形性能、抗冲击性能、耐老化性能、抗拉伸冲击性能，具有良好的耐候性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (8)
1.一种环保高耐候的PVC型材颗粒，其特征在于，该PVC型材颗粒包括以下重量份数的组分：PVC树脂80-120份、热稳定剂2-4份、辅助热稳定剂1-2份、光稳定剂0.5-1份、辅助光稳定剂0.1-0.5份、紫外光吸收剂0.1-0.5份、抗氧剂0.1-0.5份和辅助抗氧剂0.1-0.3份；
所述热稳定剂为硬脂酸锌、水杨酸稀土和亚磷酸酯的混合物，所述混合物中硬脂酸锌、水杨酸稀土和亚磷酸酯的质量比为1:0.2-1:1-3，所述水杨酸稀土为水杨酸镧或水杨酸铈，所述辅助热稳定剂为硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷、油酰苯甲酰甲烷、2-乙基己酰苯甲酰甲烷中的一种或多种；
一种环保高耐候的PVC型材颗粒的加工工艺，包括以下步骤：(1)称取PVC树脂、热稳定剂和辅助热稳定剂加入高速混合器中，搅拌，混合均匀；(2)称取光稳定剂、辅助光稳定剂、紫外光吸收剂、抗氧剂和辅助抗氧剂加入步骤(1)所得的混合物中，搅拌，混合均匀；(3)称取增韧剂和润滑剂加入步骤(2)所得的混合物中，搅拌，混合均匀，冷却至室温；(4)将步骤(3)混合好的原料加入到挤出机中，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种环保高耐候的PVC型材颗粒，其特征在于：所述光稳定剂为2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-癸氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲中的一种或多种，所述辅助光稳定剂为纳米二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的一种环保高耐候的PVC型材颗粒，其特征在于：所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲酚、四(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯中的一种或多种，所述辅助抗氧剂为半胱氨酸、酪氨酸、植酸、柠檬酸中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种环保高耐候的PVC型材颗粒，其特征在于：所述紫外光吸收剂为苯并三唑和纳米二氧化钛的混合物，所述混合物中苯并三唑和纳米二氧化钛的质量比为1:1-5。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种环保高耐候的PVC型材颗粒，其特征在于，该PVC型材颗粒还包括以下重量份数的组分：增韧剂0.1-0.3份和润滑剂0.1-0.3份。
6.根据权利要求5所述的一种环保高耐候的PVC型材颗粒，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸、褐煤酸酯、聚乙烯蜡中的一种或多种，所述增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、三元乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种环保高耐候的PVC型材颗粒，其特征在于：加工工艺包括以下步骤：(1)称取80-120份PVC树脂、2-4份热稳定剂和1-2份辅助热稳定剂加入高速混合器中，在100-120℃、1000-3000r/min下搅拌5-10min，混合均匀；
(2)称取0.5-1份光稳定剂、0.1-0.5份辅助光稳定剂、0.1-0.5份紫外光吸收剂、0.1-0.5份抗氧剂和0.1-0.3份辅助抗氧剂加入步骤(1)所得的混合物中，在80-100℃、1000-3000r/min下搅拌6-10min，混合均匀；(3)称取0.1-0.3份增韧剂和0.1-0.3份润滑剂加入步骤(2)所得的混合物中，在60-80℃、1000-3000r/min下搅拌5-10min，混合均匀，冷却至室温；(4)将步骤(3)混合好的原料加入到挤出机中，经熔融挤出，造粒，即得环保高耐候的PVC型材颗粒。
8.根据权利要求7所述的一种环保高耐候的PVC型材颗粒，其特征在于：所述步骤(4)中的挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机设定一区温度为200-250℃、二区温度为200-250℃、三区温度为200-255℃、四区温度为200-255℃，挤出机的出口温度为120-150℃，压力为10-20MPa。
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