CN112111126A - 一种高韧性pvc管材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高韧性PVC管材，包括以下重量份的原料：改性PVC树脂粉末100‑200份、甜菜碱2‑4份、石蜡1‑3份、热稳定剂6‑10份、凹凸棒土2‑4份、轻质碳酸钙6‑8份、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡1‑2份、邻苯二甲酸二异丁酯1‑3份、甘油三醋酸酯0.5‑0.7份、硫化锌1‑3份和甲基三乙氧基硅烷0.2‑0.4份；该高韧性PVC管材由如下步骤制备：第一步、按组成原料的重量份称取各原料，加入搅拌釜搅拌混合，得到混合料；第二步、将第一步得到的混合料加入到平行双螺杆挤出机中进行熔融共混并造粒得到混合粒子；第三步、将第二步得到的混合粒子用锥形双螺杆挤出机挤出管材成型，即得一种高韧性PVC管材。

Description

一种高韧性PVC管材
技术领域
本发明属于管材技术领域，具体涉及一种高韧性PVC管材。
背景技术
聚氯乙烯，简称PVC，具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及易加工等特点；聚氯乙烯是一种无毒、无臭的白色粉末，它的化学稳定性很高，具有良好的可塑性。除少数有机溶剂外，常温下可耐任何浓度的盐酸、90％以下的硫酸、50～60％的硝酸及20％以下的烧碱，对于盐类亦相当稳定；PVC的热稳定性和耐光性较差，在140℃以上即可开始分解并放出氯化氢气体，致使PVC变色。PVC的电绝缘性优良，一般不会燃烧，在火焰上能燃烧并放出氯化氢，但离开火焰即自熄，是一种“自熄性”、“难燃性”物质。PVC的用途广泛，在专业领域的应用其性能还显不足，所以需要通过改性来增强其性能。例如增加其韧性。
发明专利CN109294102A涉及一种高韧性PVC管材，属于管材技术领域。其原料按重量份包括：PVC树脂：100份、有机锡稳定剂：1.0-2.0份、复合抗老化剂：1.0-1.5份、润滑剂：2.0-3.0份、填充剂：5.0-10.0份、加工助剂：3.0-6.0份、海藻酸钠：1.0-3.0份、赤泥：2.0-3.0份，CPE:1.0-3.0份。该发明生产的PVC管材在保留较高冲击强度值的同时，既可增韧，又可改善共混物的抗氧老化性能。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种高韧性PVC管材。
本发明要解决的技术问题：
PVC管材的热稳定性和耐光性较差，在140℃以上即可开始分解并放出氯化氢气体，致使PVC管材变色。PVC的用途广泛，在专业领域的应用其性能还显不足，所以需要通过改性来增强其性能，例如增加其韧性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高韧性PVC管材，包括以下重量份的原料：
改性PVC树脂粉末100-200份、甜菜碱2-4份、石蜡1-3份、热稳定剂6-10份、凹凸棒土2-4份、轻质碳酸钙6-8份、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡1-2份、邻苯二甲酸二异丁酯1-3份、甘油三醋酸酯0.5-0.7份、硫化锌1-3份和甲基三乙氧基硅烷0.2-0.4份；
该高韧性PVC管材由如下步骤制备：
第一步、按组成原料的重量份称取各原料，在搅拌釜中加入改性PVC树脂粉末、甜菜碱和石蜡，在温度为40-50℃、搅拌速度为3500r/min条件下，搅拌30-40min，然后依次加入热稳定剂、凹凸棒土、轻质碳酸钙、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡、邻苯二甲酸二异丁酯、甘油三醋酸酯、硫化锌和甲基三乙氧基硅烷，保持温度和转速不变混料10-20min，得到混合料；
第二步、将第一步得到的混合料加入到平行双螺杆挤出机中进行熔融共混并造粒得到混合粒子；
第三步、将第二步得到的混合粒子用锥形双螺杆挤出机挤出管材成型，即得一种高韧性PVC管材。
进一步地，第二步中挤出机机筒温度为180-200℃，模头温度为190-200℃，螺杆转速为450-550r/min；第三步中挤出机机筒温度为180-190℃，模头温度为180-200℃。
进一步地，改性PVC树脂粉末通过如下步骤制备：
步骤S11、将二元乙丙橡胶和甲苯加入三口烧瓶中，在50-70℃下溶胀10-12h，溶胀结束后，将温度降至20-30℃，设置转速为200-300r/min，在氮气保护下，边搅拌边加入混合单体、过氧化二苯甲酰和十二烷基硫酸钠，搅拌10-20min制得混合液A；
步骤S12、向步骤S11制得的混合液A中加入聚乙烯醇和去离子水，将温度升至70-90℃、转速设为300-400r/min，搅拌2-3h，加入质量分数0.8％的苯醌四氢呋喃溶液，继续搅拌30-40min，即得预乳液；
步骤S13、将去离子水、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、过氧化新癸酸异丙苯酯和过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯加入反应釜，设置温度为30-40℃、转速为200-300r/min，在氮气保护下加入氯乙烯搅拌20-30min，搅拌结束后，设置升温速率为4-5℃/min，将温度升至56-57℃，加入步骤S12制得的预乳液，保持转速不变，继续搅拌2-3h，搅拌结束后将体系快速冷却至室温，减压抽滤，滤渣用无水乙醇洗涤三遍，将洗涤完的滤渣在50-60℃真空干燥至恒重，制得改性PVC树脂粉末。
进一步地，步骤S11中二元乙丙橡胶、甲苯、混合单体、过氧化二苯甲酰和十二烷基硫酸钠的质量比为60：150：40：0.6-1：0.1-0.3；混合单体为甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈质量比3：2的混合物；步骤S12中混合液A、聚乙烯醇、去离子水、质量分数0.8％的苯醌四氢呋喃溶液的质量比为200-300：72：310-320：0.1-0.5；步骤S13中去离子水、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、氯乙烯和预乳液的质量比为50：1：5：1-2：0.05：0.01-0.03：200-300。
进一步地，热稳定剂通过如下步骤制备：
步骤S21、将6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和质量分数10-15％的乙酸水溶液加入三口烧瓶中，设置温度为30-40℃、转速为200-300r/min，搅拌10-20min，将三口烧瓶抽至真空通入氮气，置换氮气三次，在氮气保护下，利用恒压滴液漏斗将反式-2-十二烯醛滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为1滴/秒，滴加结束后，保持温度和转速不变，继续搅拌20-24h；反应结束后，减压抽滤，将滤渣分别用1mol/L乙二胺水溶液和去离子水洗涤三遍，将洗涤结束后的滤渣放入40-60℃的真空干燥箱中干燥至恒重，制得中间体B；
步骤S22、将中间体B加入三口烧瓶中，通入氮气，设置温度为180-200℃、转速为500-600r/min，搅拌至中间体B完全熔融后，保持温度和转速不变，向三口烧瓶中加入无水氯化铝和亚磷酸三苯酯，当三口烧瓶中的反应液变得浑浊时，继续搅拌10-20min得到中间体C，将中间体C放入0.1-0.3mol/L的氢氧化钠溶液中，在40-50kHz的频率下超声10-20min，减压抽滤，滤渣用去离子水洗涤三遍，洗涤结束后，在60-70℃的真空干燥箱中干燥至恒重，制得热稳定剂。
进一步地，步骤S21中6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和反式-2-十二烯醛的摩尔比为2-3：1；6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和质量分数10-15％的乙酸水溶液的用量比为1-2g：150-200mL；步骤S22中中间体B、无水氯化铝和亚磷酸三苯酯的质量比为2：0.02:1-2；将中间体C和0.1-0.3mol/L的氢氧化钠溶液的用量比为4g：40-50mL。
本发明的有益效果：
二元乙丙橡胶和甲基丙烯酸甲酯在引发剂过氧化二苯甲酰作用下发生接枝共聚生成共聚物，共聚物的接枝链之间通过丙烯腈的氰基发生水解而产生交联反应，生成“嵌段”共聚物，加入苯醌自由基终止剂终止反应，交联网状结构的增加提高了缺口冲击强度；预乳液与氯乙烯单体发生悬浮接枝聚合反应，聚乙烯醇作为分散剂、过氧化新癸酸异丙苯酯作为引发剂，预乳液的粒子与氯乙烯单体溶胀扩散进入具有交联网状结构的预乳液内部，氯乙烯单体液滴存在下聚乙烯醇与预乳液产生的絮凝颗粒不易生成絮凝物，对悬浮聚合体系影响较小，有利于分散，制得的改性PVC树脂粉末形态较好，力学性能也较好、缺口冲击强度优异。
PVC链中的烯丙基氯、端基烯丙基氯仲氯和叔氯等结构不稳定，在受热后会与邻位氢原子结合释放氯化氢，形成一个新的双键，继续发生脱氢反应，周而复始直至PVC完全降解，共轭双键是一种显色基团，共轭双键越多颜色越深；热稳定剂是用6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶为原料合成的含氮杂环化合物，合成的含氮杂环化合物含有的尿嘧啶上碳原子的电子云密度越小，氮原子电子云密度越大，尿嘧啶的稳定效率越高，热稳定效果越好，加入的亚磷酸三苯酯除了具有热稳定效果，还是一种抗氧化剂具有分解氢化物的能力，热稳定剂可以吸收PVC链降解过程中生成氯化氢，阻止氯化氢与不稳定结构中的氯原子结合，减缓氯化氢对PVC降解过程中的影响。制备的一种高韧性PVC管材，在保证PVC管高韧性的前提下，增强了PVC管的热稳定性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高韧性PVC管材，包括以下重量份的原料：
改性PVC树脂粉末100份、甜菜碱2份、石蜡1份、热稳定剂6份、凹凸棒土2份、轻质碳酸钙6份、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡1份、邻苯二甲酸二异丁酯1份、甘油三醋酸酯0.5份、硫化锌1份和甲基三乙氧基硅烷0.2份；
该高韧性PVC管材由如下步骤制备：
第一步、按组成原料的重量份称取各原料，在搅拌釜中加入改性PVC树脂粉末、甜菜碱和石蜡，在温度为40℃、搅拌速度为3500r/min条件下，搅拌30min，然后依次加入热稳定剂、凹凸棒土、轻质碳酸钙、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡、邻苯二甲酸二异丁酯、甘油三醋酸酯、硫化锌和甲基三乙氧基硅烷，保持温度和转速不变混料10min，得到混合料；
第二步、将第一步得到的混合料加入到平行双螺杆挤出机中进行熔融共混并造粒得到混合粒子；
第三步、将第二步得到的混合粒子用锥形双螺杆挤出机挤出管材成型，即得一种高韧性PVC管材。
其中，第二步中挤出机机筒温度为180℃，模头温度为190℃，螺杆转速为450r/min；第三步中挤出机机筒温度为180℃，模头温度为180℃。
其中，改性PVC树脂粉末通过如下步骤制备：
步骤S11、将二元乙丙橡胶和甲苯加入三口烧瓶中，在50℃下溶胀10h，溶胀结束后，将温度降至20℃，设置转速为200r/min，在氮气保护下，边搅拌边加入混合单体、过氧化二苯甲酰和十二烷基硫酸钠，搅拌10min制得混合液A；
步骤S12、向步骤S11制得的混合液A中加入聚乙烯醇和去离子水，将温度升至70℃、转速设为300r/min，搅拌2h，加入质量分数0.8％的苯醌四氢呋喃溶液，继续搅拌30min，即得预乳液；
步骤S13、将去离子水、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、过氧化新癸酸异丙苯酯和过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯加入反应釜，设置温度为30℃、转速为200r/min，在氮气保护下加入氯乙烯搅拌20min，搅拌结束后，设置升温速率为4℃/min，将温度升至56℃，加入步骤S12制得的预乳液，保持转速不变，继续搅拌2h，搅拌结束后将体系快速冷却至室温，减压抽滤，滤渣用无水乙醇洗涤三遍，将洗涤完的滤渣在50℃真空干燥至恒重，制得改性PVC树脂粉末。
其中，步骤S11中二元乙丙橡胶、甲苯、混合单体、过氧化二苯甲酰和十二烷基硫酸钠的质量比为60：150：40：0.6：0.1；混合单体为甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈质量比3：2的混合物；步骤S12中混合液A、聚乙烯醇、去离子水、质量分数0.8％的苯醌四氢呋喃溶液的质量比为200：72：310：0.1；步骤S13中去离子水、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、氯乙烯和预乳液的质量比为50：1：5：1：0.05：0.01：200。
其中，热稳定剂通过如下步骤制备：
步骤S21、将6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和质量分数10％的乙酸水溶液加入三口烧瓶中，设置温度为30℃、转速为200r/min，搅拌10min，将三口烧瓶抽至真空通入氮气，置换氮气三次，在氮气保护下，利用恒压滴液漏斗将反式-2-十二烯醛滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为1滴/秒，滴加结束后，保持温度和转速不变，继续搅拌20h；反应结束后，减压抽滤，将滤渣分别用1mol/L乙二胺水溶液和去离子水洗涤三遍，将洗涤结束后的滤渣放入40℃的真空干燥箱中干燥至恒重，制得中间体B；
步骤S22、将中间体B加入三口烧瓶中，通入氮气，设置温度为180℃、转速为500r/min，搅拌至中间体B完全熔融后，保持温度和转速不变，向三口烧瓶中加入无水氯化铝和亚磷酸三苯酯，当三口烧瓶中的反应液变得浑浊时，继续搅拌10min得到中间体C，将中间体C放入0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，在40kHz的频率下超声10min，减压抽滤，滤渣用去离子水洗涤三遍，洗涤结束后，在60℃的真空干燥箱中干燥至恒重，制得热稳定剂。
其中，步骤S21中6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和反式-2-十二烯醛的摩尔比为2-3：1；6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和质量分数10％的乙酸水溶液的用量比为1g：150mL；步骤S22中中间体B、无水氯化铝和亚磷酸三苯酯的质量比为2：0.02:1；将中间体C和0.1mol/L的氢氧化钠溶液的用量比为1g：10mL。
实施例2
一种高韧性PVC管材，包括以下重量份的原料：
改性PVC树脂粉末150份、甜菜碱3份、石蜡2份、热稳定剂8份、凹凸棒土3份、轻质碳酸钙7份、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡1份、邻苯二甲酸二异丁酯2份、甘油三醋酸酯0.6份、硫化锌2份和甲基三乙氧基硅烷0.3份；
该高韧性PVC管材由如下步骤制备：
第一步、按组成原料的重量份称取各原料，在搅拌釜中加入改性PVC树脂粉末、甜菜碱和石蜡，在温度为45℃、搅拌速度为3500r/min条件下，搅拌35min，然后依次加入热稳定剂、凹凸棒土、轻质碳酸钙、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡、邻苯二甲酸二异丁酯、甘油三醋酸酯、硫化锌和甲基三乙氧基硅烷，保持温度和转速不变混料15min，得到混合料；
第二步、将第一步得到的混合料加入到平行双螺杆挤出机中进行熔融共混并造粒得到混合粒子；
第三步、将第二步得到的混合粒子用锥形双螺杆挤出机挤出管材成型，即得一种高韧性PVC管材。
其中，第二步中挤出机机筒温度为190℃，模头温度为195℃，螺杆转速为500r/min；第三步中挤出机机筒温度为185℃，模头温度为190℃。
其中，改性PVC树脂粉末通过如下步骤制备：
步骤S11、将二元乙丙橡胶和甲苯加入三口烧瓶中，在60℃下溶胀11h，溶胀结束后，将温度降至25℃，设置转速为250r/min，在氮气保护下，边搅拌边加入混合单体、过氧化二苯甲酰和十二烷基硫酸钠，搅拌15min制得混合液A；
步骤S12、向步骤S11制得的混合液A中加入聚乙烯醇和去离子水，将温度升至80℃、转速设为350r/min，搅拌2.5h，加入质量分数0.8％的苯醌四氢呋喃溶液，继续搅拌35min，即得预乳液；
步骤S13、将去离子水、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、过氧化新癸酸异丙苯酯和过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯加入反应釜，设置温度为35℃、转速为250r/min，在氮气保护下加入氯乙烯搅拌25min，搅拌结束后，设置升温速率为4℃/min，将温度升至56℃，加入步骤S12制得的预乳液，保持转速不变，继续搅拌2h，搅拌结束后将体系快速冷却至室温，减压抽滤，滤渣用无水乙醇洗涤三遍，将洗涤完的滤渣在55℃真空干燥至恒重，制得改性PVC树脂粉末。
其中，步骤S11中二元乙丙橡胶、甲苯、混合单体、过氧化二苯甲酰和十二烷基硫酸钠的质量比为30：75：20：0.4：0.1；混合单体为甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈质量比3：2的混合物；步骤S12中混合液A、聚乙烯醇、去离子水、质量分数0.8％的苯醌四氢呋喃溶液的质量比为250：72：315：0.3；步骤S13中去离子水、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、氯乙烯和预乳液的质量比为50：1：5：1：0.05：0.020:250。
其中，热稳定剂通过如下步骤制备：
步骤S21、将6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和质量分数10％的乙酸水溶液加入三口烧瓶中，设置温度为35℃、转速为250r/min，搅拌15min，将三口烧瓶抽至真空通入氮气，置换氮气三次，在氮气保护下，利用恒压滴液漏斗将反式-2-十二烯醛滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为1滴/秒，滴加结束后，保持温度和转速不变，继续搅拌22h；反应结束后，减压抽滤，将滤渣分别用1mol/L乙二胺水溶液和去离子水洗涤三遍，将洗涤结束后的滤渣放入50℃的真空干燥箱中干燥至恒重，制得中间体B；
步骤S22、将中间体B加入三口烧瓶中，通入氮气，设置温度为190℃、转速为550r/min，搅拌至中间体B完全熔融后，保持温度和转速不变，向三口烧瓶中加入无水氯化铝和亚磷酸三苯酯，当三口烧瓶中的反应液变得浑浊时，继续搅拌15min得到中间体C，将中间体C放入0.2mol/L的氢氧化钠溶液中，在45kHz的频率下超声15min，减压抽滤，滤渣用去离子水洗涤三遍，洗涤结束后，在65℃的真空干燥箱中干燥至恒重，制得热稳定剂。
其中，步骤S21中6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和反式-2-十二烯醛的摩尔比为1：1；6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和质量分数10％的乙酸水溶液的用量比为11g：180mL；步骤S22中中间体B、无水氯化铝和亚磷酸三苯酯的质量比为2：0.02:1；将中间体C和0.2mol/L的氢氧化钠溶液的用量比为4g：45mL。
实施例3
一种高韧性PVC管材，包括以下重量份的原料：
改性PVC树脂粉末200份、甜菜碱4份、石蜡3份、热稳定剂10份、凹凸棒土4份、轻质碳酸钙8份、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡2份、邻苯二甲酸二异丁酯3份、甘油三醋酸酯0.7份、硫化锌3份和甲基三乙氧基硅烷0.4份；
该高韧性PVC管材由如下步骤制备：
第一步、按组成原料的重量份称取各原料，在搅拌釜中加入改性PVC树脂粉末、甜菜碱和石蜡，在温度为50℃、搅拌速度为3500r/min条件下，搅拌40min，然后依次加入热稳定剂、凹凸棒土、轻质碳酸钙、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡、邻苯二甲酸二异丁酯、甘油三醋酸酯、硫化锌和甲基三乙氧基硅烷，保持温度和转速不变混料20min，得到混合料；
第二步、将第一步得到的混合料加入到平行双螺杆挤出机中进行熔融共混并造粒得到混合粒子；
第三步、将第二步得到的混合粒子用锥形双螺杆挤出机挤出管材成型，即得一种高韧性PVC管材。
其中，第二步中挤出机机筒温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为550r/min；第三步中挤出机机筒温度为190℃，模头温度为200℃。
其中，改性PVC树脂粉末通过如下步骤制备：
步骤S11、将二元乙丙橡胶和甲苯加入三口烧瓶中，在70℃下溶胀12h，溶胀结束后，将温度降至30℃，设置转速为300r/min，在氮气保护下，边搅拌边加入混合单体、过氧化二苯甲酰和十二烷基硫酸钠，搅拌20min制得混合液A；
步骤S12、向步骤S11制得的混合液A中加入聚乙烯醇和去离子水，将温度升至90℃、转速设为400r/min，搅拌3h，加入质量分数0.8％的苯醌四氢呋喃溶液，继续搅拌40min，即得预乳液；
步骤S13、将去离子水、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、过氧化新癸酸异丙苯酯和过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯加入反应釜，设置温度为40℃、转速为300r/min，在氮气保护下加入氯乙烯搅拌30min，搅拌结束后，设置升温速率为5℃/min，将温度升至57℃，加入步骤S12制得的预乳液，保持转速不变，继续搅拌3h，搅拌结束后将体系快速冷却至室温，减压抽滤，滤渣用无水乙醇洗涤三遍，将洗涤完的滤渣在60℃真空干燥至恒重，制得改性PVC树脂粉末。
其中，步骤S11中二元乙丙橡胶、甲苯、混合单体、过氧化二苯甲酰和十二烷基硫酸钠的质量比为60：150：40：1：0.3；混合单体为甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈质量比3：2的混合物；步骤S12中混合液A、聚乙烯醇、去离子水、质量分数0.8％的苯醌四氢呋喃溶液的质量比为300：72：20：0.5；步骤S13中去离子水、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、氯乙烯和预乳液的质量比为50：1：5：2：0.05：0.03：300。
其中，热稳定剂通过如下步骤制备：
步骤S21、将6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和质量分数15％的乙酸水溶液加入三口烧瓶中，设置温度为40℃、转速为300r/min，搅拌20min，将三口烧瓶抽至真空通入氮气，置换氮气三次，在氮气保护下，利用恒压滴液漏斗将反式-2-十二烯醛滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为1滴/秒，滴加结束后，保持温度和转速不变，继续搅拌24h；反应结束后，减压抽滤，将滤渣分别用1mol/L乙二胺水溶液和去离子水洗涤三遍，将洗涤结束后的滤渣放入60℃的真空干燥箱中干燥至恒重，制得中间体B；
步骤S22、将中间体B加入三口烧瓶中，通入氮气，设置温度为200℃、转速为600r/min，搅拌至中间体B完全熔融后，保持温度和转速不变，向三口烧瓶中加入无水氯化铝和亚磷酸三苯酯，当三口烧瓶中的反应液变得浑浊时，继续搅拌20min得到中间体C，将中间体C放入0.3mol/L的氢氧化钠溶液中，在50kHz的频率下超声20min，减压抽滤，滤渣用去离子水洗涤三遍，洗涤结束后，在70℃的真空干燥箱中干燥至恒重，制得热稳定剂。
其中，步骤S21中6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和反式-2-十二烯醛的摩尔比为3：1；6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和质量分数15％的乙酸水溶液的用量比为1g：100mL；步骤S22中中间体B、无水氯化铝和亚磷酸三苯酯的质量比为1：0.01:1；将中间体C和0.3mol/L的氢氧化钠溶液的用量比为2gmL。
对比例1
将实施例1中的改性改性PVC树脂粉末换成市场上常见的一种PVC树脂粉末，其余制备过程均不变。
对比例2
不加实施例1中的热稳定剂，其余制备过程均不变。
对比例3
市面上常见的一种高韧性PVC管材。
对实施例1-3和对比例1-3制得的一种高韧性PVC管材进行性能测试，真实冲击率按GB/T14152-2001测试,断裂伸长率按GB/T1040-2006测试，缺口冲击强度按GB/T1043-2008测试，拉伸性能按GB/T1040-2006测试，维卡软化点按GB/T1633-2000测试；测试结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0002712656730000131
由上表1可知，实施例1-3制得的一种高韧性PVC管材的韧性优于对比例1-3制得的PVC管材，且在保证了PVC管材高韧性的前提下，实施例1-3制得的一种高韧性PVC管材也具有良好的热稳定性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高韧性PVC管材，其特征在于，包括以下重量份的原料：
改性PVC树脂粉末100-200份、甜菜碱2-4份、石蜡1-3份、热稳定剂6-10份、凹凸棒土2-4份、轻质碳酸钙6-8份、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡1-2份、邻苯二甲酸二异丁酯1-3份、甘油三醋酸酯0.5-0.7份、硫化锌1-3份和甲基三乙氧基硅烷0.2-0.4份；
该高韧性PVC管材由如下步骤制备：
第一步、按组成原料的重量份称取各原料，在搅拌釜中加入改性PVC树脂粉末、甜菜碱和石蜡，在温度为40-50℃、搅拌速度为3500r/min条件下，搅拌30-40min，然后依次加入热稳定剂、凹凸棒土、轻质碳酸钙、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡、邻苯二甲酸二异丁酯、甘油三醋酸酯、硫化锌和甲基三乙氧基硅烷，保持温度和转速不变混料10-20min，得到混合料；
第二步、将第一步得到的混合料加入到平行双螺杆挤出机中进行熔融共混并造粒得到混合粒子；
第三步、将第二步得到的混合粒子用锥形双螺杆挤出机挤出管材成型，即得一种高韧性PVC管材。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性PVC管材，其特征在于，第二步中挤出机机筒温度为180-200℃，模头温度为190-200℃，螺杆转速为450-550r/min；第三步中挤出机机筒温度为180-190℃，模头温度为180-200℃。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性PVC管材，其特征在于，改性PVC树脂粉末通过如下步骤制备：
步骤S11、将二元乙丙橡胶和甲苯加入三口烧瓶中，在50-70℃下溶胀10-12h，溶胀结束后，将温度降至20-30℃，设置转速为200-300r/min，在氮气保护下，边搅拌边加入混合单体、过氧化二苯甲酰和十二烷基硫酸钠，搅拌10-20min制得混合液A；
步骤S12、向步骤S11制得的混合液A中加入聚乙烯醇和去离子水，将温度升至70-90℃、转速设为300-400r/min，搅拌2-3h，加入质量分数0.8％的苯醌四氢呋喃溶液，继续搅拌30-40min，即得预乳液；
步骤S13、将去离子水、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、过氧化新癸酸异丙苯酯和过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯加入反应釜，设置温度为30-40℃、转速为200-300r/min，在氮气保护下加入氯乙烯搅拌20-30min，搅拌结束后，设置升温速率为4-5℃/min，将温度升至56-57℃，加入步骤S12制得的预乳液，保持转速不变，继续搅拌2-3h，搅拌结束后将体系快速冷却至室温，减压抽滤，滤渣用无水乙醇洗涤三遍，将洗涤完的滤渣在50-60℃真空干燥至恒重，制得改性PVC树脂粉末。
4.根据权利要求3所述的一种高韧性PVC管材，其特征在于，步骤S11中二元乙丙橡胶、甲苯、混合单体、过氧化二苯甲酰和十二烷基硫酸钠的质量比为60：150：40：0.6-1：0.1-0.3；混合单体为甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈质量比3：2的混合物；步骤S12中混合液A、聚乙烯醇、去离子水、质量分数0.8％的苯醌四氢呋喃溶液的质量比为200-300：72：310-320：0.1-0.5；步骤S13中去离子水、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、氯乙烯和预乳液的质量比为50：1：5：1-2：0.05：0.01-0.03：200-300。
5.根据权利要求1所述的一种高韧性PVC管材，其特征在于，热稳定剂通过如下步骤制备：
步骤S21、将6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和质量分数10-15％的乙酸水溶液加入三口烧瓶中，设置温度为30-40℃、转速为200-300r/min，搅拌10-20min，将三口烧瓶抽至真空通入氮气，置换氮气三次，在氮气保护下，利用恒压滴液漏斗将反式-2-十二烯醛滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为1滴/秒，滴加结束后，保持温度和转速不变，继续搅拌20-24h；反应结束后，减压抽滤，将滤渣分别用1mol/L乙二胺水溶液和去离子水洗涤三遍，将洗涤结束后的滤渣放入40-60℃的真空干燥箱中干燥至恒重，制得中间体B；
步骤S22、将中间体B加入三口烧瓶中，通入氮气，设置温度为180-200℃、转速为500-600r/min，搅拌至中间体B完全熔融后，保持温度和转速不变，向三口烧瓶中加入无水氯化铝和亚磷酸三苯酯，当三口烧瓶中的反应液变得浑浊时，继续搅拌10-20min得到中间体C，将中间体C放入0.1-0.3mol/L的氢氧化钠溶液中，在40-50kHz的频率下超声10-20min，减压抽滤，滤渣用去离子水洗涤三遍，洗涤结束后，在60-70℃的真空干燥箱中干燥至恒重，制得热稳定剂。
6.根据权利要求5所述的一种高韧性PVC管材，其特征在于，步骤S21中6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和反式-2-十二烯醛的摩尔比为2-3：1；6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶和质量分数10-15％的乙酸水溶液的用量比为1-2g：150-200mL；步骤S22中中间体B、无水氯化铝和亚磷酸三苯酯的质量比为2：0.02:1-2；将中间体C和0.1-0.3mol/L的氢氧化钠溶液的用量比为4g：40-50mL。
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