CN116554612B - 一种含紫外线吸收剂的改性pvc、抗光老化pvc-u管及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含紫外线吸收剂的改性PVC、抗光老化PVC‑U管及其制备方法和应用，涉及改性塑料材料技术领域。本发明的含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为2～30％。本发明的含紫外线吸收剂的改性PVC，不仅与PVC树脂的相容性好，还可以避免紫外线吸收剂的挥发，确保紫外线吸收剂可以长期发挥吸收紫外线的作用，有利于加强PVC‑U排水管的抗光老化性能，使其长时间暴露在阳光下不易老化，延长了PVC‑U排水管的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及改性塑料材料技术领域，更具体地，涉及一种含紫外线吸收剂的改性PVC、抗光老化PVC-U管及其制备方法和应用。
背景技术
PVC-U排水管具备良好的力学性能、阻燃性能、绝缘性能、以及耐腐蚀、耐磨损、易改性加工且价格低廉等特点，被广泛应用于建筑排水、农业灌溉、工业排污等领域。这些领域的使用环境比较复杂，有些会长期暴露在阳光下，在紫外线的作用下，聚氯乙烯会发生不同程度的降解，使管材产生光老化现象，造成各方面性能下降，资源浪费以及环境污染等问题。2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮作为小分子紫外线吸收剂，加入到PVC-U排水管的配方体系中，与抗氧剂共同作用，可以起到吸收紫外线的作用，能有效防止管材的光老化现象。然而，作为一种小分子紫外线吸收剂，在使用过程中不可避免地会出现挥发、迁出等现象，使其光稳定效果不能长久性发挥。
现有技术公开了一种高强度抗老化聚氯乙烯复合材料，以重量份数计，包括如下原料：PVC树脂80～100份、复合钙锌热稳定剂3～8份、活化木质素粉5～20份、抗冲剂1～3份、润滑剂1～5份、钛白粉1～5、加工助剂1 3份，其中，所述活化木质素为钛酸酯偶联剂改性木质素。该聚氯乙烯复合材料中以钛酸酯偶联剂改性木质素取代传统的抗光老化剂提升材料的抗光老化性能，但是针对目前存在的小分子紫外线吸收剂在使用过程中存在的挥发、迁出等现象并未提出解决方案，且不具有长久性发挥的光稳定效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有PVC-U通过加入小分子紫外线吸收剂提升抗光老化效果过程中存在小分子容易迁移和析出，无法保持长久稳定的抗光老化效果的缺陷和不足，提供一种含紫外线吸收剂的改性PVC，通过加入特定的小分子紫外线吸收剂改性成分，不仅具有良好的抗光老化效果，且解决了光稳定剂的析出迁移问题，具有长效持久的抗光老化效果。
本发明的另一目的是提供一种抗光老化PVC-U管。
本发明的另一目的是提供一种抗光老化PVC-U管的制备方法。
本发明的再一目的是提供一种抗光老化PVC-U管在制备建筑排水管、农业灌溉管、工业排污管中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种含紫外线吸收剂的改性PVC，
由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基和双羟基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为2～30％。
其中，需要说明的是：
本发明采用含紫外线吸收剂的改性PVC来替代小分子紫外线吸收剂，将小分子紫外线吸收剂连接到PVC中，制备出一种含紫外线吸收剂的改性PVC，这种改性PVC不仅与PVC树脂的相容性好，还可以避免紫外线吸收剂在使用过程中发生的的迁移、挥发等现象，使光稳定效果能够长久性发挥，这有利于加强PVC-U排水管的抗光老化性能，使其长时间暴露在阳光下不易老化，延长了PVC-U排水管的使用寿命。
为了进一步提升PVC抗光老化性能，在具体实施方式中，优选地，所述聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量2～30％。例如可以为2.5％、4.6％、9.6％、19.6％、29.6％。
优选地，所述聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为2.5～19.6％。
更优选地，所述聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为4.6～9.6％。
部分叠氮化的聚氯乙烯为引入部分叠氮基团的PVC，是通过叠氮化钠的叠氮负离子取代PVC氯原子所得。叠氮化钠与PVC在不同的反应时间里，会得到不同叠氮基团含量的PVC。叠氮基团容易与聚氯乙烯的氯原子发生取代反应，另外叠氮基团可以和炔基发生反应，将含炔基的紫外线吸收剂连接到聚氯乙烯分子上。
在一些具体实施方式中，优选地，所述含炔基的紫外线吸收剂为2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮与炔丙基醇反应得到。
紫外线吸收剂可以为本领域的常规选择，优选所述紫外线吸收剂为2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮，含炔基的紫外线吸收剂为2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮与炔丙基醇通过反应，在羟基的氧原子上接入炔丙基，得到含炔基的紫外线吸收剂。
更为优选地，所述含炔基的紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂与炔丙基醇按照1:0.8的比例进行反应制得。
炔丙基醇分子上的炔基与紫外线吸收剂2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的羟基发生取代反应是优先发生在4位上的羟基，所以为了避免产生双羟基取代的产物，防止其紫外线功能被破坏，要保证炔丙基醇的量较2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮的量少，同时按1:0.8的比例进行反应可以得到较高的取代物。
优选地，所述叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为1:1。
一种抗光老化PVC-U管，包括如下重量份计的组分：
PVC树脂100份，填料10～15份，热稳定剂1～5份，抗冲改性剂1～4份，含紫外线吸收剂的改性PVC 0.4～1份，加工助剂1～1.5份。
本发明利用高效、定量的点击反应来将紫外线吸收剂连接到PVC中，能有效地避免小分子紫外线吸收剂在使用过程中出现迁移、挥发等现象，进而可以确保紫外线吸收剂的光稳定效果能长久性发挥，这有利于提高PVC-U排水管的抗光老化性能。
填料可以为碳酸钙，可以为普通碳酸钙或活性碳酸钙中的一种或多种。
热稳定性优选为钙锌类稳定剂，具有良好的热稳定性及透明性。
抗冲改性剂可以为苯乙烯的三元共聚物(MBS类)或氯化聚乙烯中的一种或多种。
在一些具体实施方式中，优选地，所述PVC树脂为聚氯乙烯五型PVC树脂。
PVC树脂为聚氯乙烯五型，是PVC管材生产的主要原材料，具有良好的机械性能和流动性。
在一些具体实施方式中，优选地，所述热稳定剂为钙锌热稳定剂。
在一些具体实施方式中，优选地，所述加工助剂中包括抗氧剂，抗氧剂为4,4-硫代双酚。抗氧剂为4,4-硫代双酚，与PVC的相容性好且具有良好的热稳定性。
在一些具体实施方式中，优选地，所述加工助剂中包括加工助剂ACR，加工助剂ACR为甲基丙烯酸甲酯类ACR。
加工助剂ACR为甲基丙烯酸甲酯类ACR，它与PVC有良好的相容性和分散性，能促进PVC的熔融塑化，还能改变PVC材料的熔体流变行为，进而提高PVC材料的流动性。
在一些具体的实施方式中，可以更具实际加工使用需要选择合适的加工助剂，例如加工助剂可以包含抗氧剂、加工助剂ACR、钛白粉、润滑剂等。
其中钛白粉可以为普通钛白粉，例如NR950钛白粉。
润滑剂为低熔点PE蜡或氧化聚乙烯蜡或石蜡中的一种或多种。
在具体实施方式中，加工助剂的用量可以参考参考用量，在抗光老化的PVC-U排水管料中，以重量份数计，可以包括如下组分：
抗氧剂0.1～0.5份、加工助剂ACR 1～3份、钛白粉0～4份、润滑剂1～3份。
本发明还具体保护一种抗光老化的PVC-U管料的制备方法，包括如下步骤：
将各组分按照配方比例混合均匀，热混到130℃～135℃后，再冷混到45℃～55℃，挤出机挤出得到PVC-U管料。
在具体实施方式中，具体制备方法可以参考如下操作：
将各组分按照配方比例加入到高速混料机进行混合，热混到130℃～135℃后，再排入到低速冷混机进行冷却，冷混到45℃～55℃后通过管链拖动将粉料排到挤出机的料斗，经挤出机挤出成型后得到PVC-U排水管料。
本发明还具体保护一种抗光老化的PVC-U管料在制备建筑排水管、农业灌溉管、工业排污管中的应用。
本发明还具体保护一种抗光老化的PVC-U排水管，由抗光老化的PVC-U管料制备得到。
本发明的抗光老化的PVC-U管料可以避免紫外线吸收剂的挥发，确保紫外线吸收剂可以长期发挥吸收紫外线的作用，具有优异的抗光老化性能，应用于制备PVC-U排水管可缓解聚氯乙烯降解，适用于为此建筑排水管、农业灌溉管、工业排污管等使用环境复杂，长期暴露在阳光下的管材的加工制备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的含紫外线吸收剂的改性PVC，不仅与PVC树脂的相容性好，还可以避免紫外线吸收剂的挥发，确保紫外线吸收剂可以长期发挥吸收紫外线的作用，有利于加强PVC-U排水管的抗光老化性能，使其长时间暴露在阳光下不易老化，延长了PVC-U排水管的使用寿命。
本发明的抗光老化PVC-U管的300h的长效光老化测试结果中仍保有良好的拉伸强度，具有长久稳定的抗光老化效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
实施例1
一种含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为4.6％。
具体制备方法如下：
步骤一：将叠氮化钠和PVC按1:1的比例加入到四氢呋喃(THF)中进行反应，反应10min后将反应液于V(甲醇):V(水)＝2:1的混合溶液中沉淀出来，经烘干得到含量为4.6％的叠氮化聚氯乙烯。
步骤二：将紫外线吸收剂2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和炔丙基醇按照1:0.8的比例在K2CO3的催化作用下进行反应得到含炔基的紫外线吸收剂。
步骤三：将叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂在铜催化的作用下发生环加成反应，叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为1:1，反应温度在40℃之间，最终得到接枝率为4.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC。
实施例2
一种抗光老化PVC-U管，以重量份数计，包括以下组分：PVC树脂100份，碳酸钙10份，稳定剂3份，抗氧剂0.2份，抗冲改性剂2份，接枝率为4.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC0.4份，加工助剂ACR 1份，钛白粉3份，润滑剂1份。
PVC树脂为聚氯乙烯五型PVC树脂；
抗氧剂为4,4-硫代双酚；
热稳定剂为钙锌热稳定剂；
加工助剂ACR为甲基丙烯酸甲酯类ACR；
润滑剂为PE蜡；
抗冲改性剂为苯乙烯的三元共聚物(MBS类)。
上述实施例2的抗光老化PVC-U管的制备方法如下：
将实施例2的配方组分加入到高速混料机进行混合，热混到130℃后，再排入到低速冷混机进行冷却，冷混到50℃后通过管链拖动将粉料排到挤出机的料斗，经挤出机挤出成型后得到PVC-U排水管。
实施例3
一种含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为9.6％。
具体制备方法如下：
步骤一：将叠氮化钠和PVC按1:1的比例加入到四氢呋喃(THF)中进行反应，反应25min后将反应液于V(甲醇):V(水)＝2:1的混合溶液中沉淀出来，经烘干得到含量为9.6％的叠氮化聚氯乙烯。
步骤二：将紫外线吸收剂2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和炔丙基醇按照1:0.8的比例在K2CO3的催化作用下进行反应得到含炔基的紫外线吸收剂。
步骤三：将叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂在铜催化的作用下发生环加成反应，叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为1:1，反应温度在40℃之间，最终得到接枝率为9.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC。
实施例4
一种抗光老化PVC-U管，以重量份数计，包括以下组分：PVC树脂100份，碳酸钙10份，稳定剂3份，抗氧剂0.2份，抗冲改性剂2份，接枝率为9.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC0.4份，加工助剂ACR 1份，钛白粉3份，润滑剂1份。
上述实施例4的抗光老化PVC-U管的制备方法同实施例2。
实施例5
一种含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为19.6％。
具体制备方法如下：
步骤一：将叠氮化钠和PVC按1:1的比例加入到四氢呋喃(THF)中进行反应，反应45min后将反应液于V(甲醇):V(水)＝2:1的混合溶液中沉淀出来，经烘干得到含量为19.6％的叠氮化聚氯乙烯。
步骤二：将紫外线吸收剂2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和炔丙基醇按照1:0.8的比例在K2CO3的催化作用下进行反应得到含炔基的紫外线吸收剂。
步骤三：将叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂在铜催化的作用下发生环加成反应，叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为1:1，反应温度在40℃之间，最终得到接枝率为19.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC。
实施例6
一种抗光老化PVC-U管，以重量份数计，包括以下组分：PVC树脂100份，碳酸钙10份，稳定剂3份，抗氧剂0.2份，抗冲改性剂2份，接枝率为19.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC 0.4份，加工助剂ACR 1份，钛白粉3份，润滑剂1份。
上述实施例6的抗光老化PVC-U管的制备方法同实施例2。
实施例7
一种含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为29.6％。
具体制备方法如下：
步骤一：将叠氮化钠和PVC按1:1的比例加入到四氢呋喃(THF)中进行反应，反应65min后将反应液于V(甲醇):V(水)＝2:1的混合溶液中沉淀出来，经烘干得到含量为29.6％的叠氮化聚氯乙烯。
步骤二：将紫外线吸收剂2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和炔丙基醇按照1:0.8的比例在K2CO3的催化作用下进行反应得到含炔基的紫外线吸收剂。
步骤三：将叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂在铜催化的作用下发生环加成反应，叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为1:1，反应温度在40℃之间，最终得到接枝率为29.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC。
实施例8
一种抗光老化PVC-U管，以重量份数计，包括以下组分：PVC树脂100份，碳酸钙10份，稳定剂3份，抗氧剂0.2份，抗冲改性剂2份，接枝率为29.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC 0.4份，加工助剂ACR 1份，钛白粉3份，润滑剂1份。
上述实施例8的抗光老化PVC-U管的制备方法同实施例2。
实施例9
一种含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为2.5％。
具体制备方法如下：
步骤一：将叠氮化钠和PVC按1:1的比例加入到四氢呋喃(THF)中进行反应，反应5min后将反应液于V(甲醇):V(水)＝2:1的混合溶液中沉淀出来，经烘干得到含量为2.5％的叠氮化聚氯乙烯。
步骤二：将紫外线吸收剂2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和炔丙基醇按照1:0.8的比例在K2CO3的催化作用下进行反应得到含炔基的紫外线吸收剂。
步骤三：将叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂在铜催化的作用下发生环加成反应，叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为1:1，反应温度在40℃之间，最终得到接枝率为2.5％的含紫外线吸收剂的改性PVC。
将上述含紫外线吸收剂的改性PVC按照实施例2的方法制备得到PVC-U排水管。
实施例10
一种抗光老化PVC-U管，以重量份数计，包括以下组分：PVC树脂100份，碳酸钙10份，稳定剂3份，抗氧剂0.2份，抗冲改性剂2份，接枝率为2.5％的含紫外线吸收剂的改性PVC1份，加工助剂ACR 1份，钛白粉3份，润滑剂1份。
其他同实施例2，上述实施例10的抗光老化PVC-U管的制备方法同实施例2。
实施例11
一种含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为29.6％。
具体制备方法如下：
步骤一：将叠氮化钠和PVC按1:1的比例加入到四氢呋喃(THF)中进行反应，反应65min后将反应液于V(甲醇):V(水)＝2:1的混合溶液中沉淀出来，经烘干得到含量为29.6％的叠氮化聚氯乙烯。
步骤二：将紫外线吸收剂2,4-二羟基二苯甲酮(UV-0)和炔丙基醇按照1:0.8的比例在K2CO3的催化作用下进行反应得到含炔基的紫外线吸收剂。
步骤三：将叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂在铜催化的作用下发生环加成反应，叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为1:1，反应温度在40℃之间，最终得到含紫外线吸收剂的改性PVC。
将上述含紫外线吸收剂的改性PVC按照实施例2的方法制备得到PVC-U排水管。
对比例1
一种含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为29.6％。
具体制备方法如下：
步骤一：将叠氮化钠和PVC按1:1的比例加入到四氢呋喃(THF)中进行反应，反应65min后将反应液于V(甲醇):V(水)＝2:1的混合溶液中沉淀出来，经烘干得到含量为29.6％的叠氮化聚氯乙烯。
步骤二：将紫外线吸收剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和炔丙基醇按照1:0.8的比例在K2CO3的催化作用下进行反应得到含炔基的紫外线吸收剂。
步骤三：将叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂在铜催化的作用下发生环加成反应，叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为1:1，反应温度在40℃之间，最终得到接枝率为29.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC。
将上述含紫外线吸收剂的改性PVC按照实施例2的方法制备得到PVC-U排水管。
对比例2
一种抗光老化PVC-U管，以重量份数计，包括以下组分：PVC树脂100份，碳酸钙10份，稳定剂3份，抗氧剂0.2份，抗冲改性剂2份，接枝率为4.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC0.1份，加工助剂ACR 1份，钛白粉3份，润滑剂1份。
其他同实施例2，上述实施例11的抗光老化PVC-U管的制备方法同实施例2。
对比例3
本对比例使用的紫外线吸收剂为2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UVS-31)。
一种PVC-U排水管，以重量份数计，包括以下组分：PVC树脂100份，碳酸钙10份，稳定剂3份，抗氧剂0.2份，抗冲改性剂2份，紫外线吸收剂(UVS-31)0.4份，加工助剂ACR 1份，钛白粉3份，润滑剂1份。
上述对比例1的PVC-U排水管的制备方法如下：
将对比例1的配方组分加入到高速混料机进行混合，热混到130℃～135℃后，再排入到低速冷混机进行冷却，冷混到45℃～55℃后通过管链拖动将粉料排到挤出机的料斗，经挤出机挤出成型后得到PVC-U排水管。
对比例4
一种含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为0.1％。
具体制备方法如下：
步骤一：将叠氮化钠和PVC按1:1的比例加入到四氢呋喃(THF)中进行反应，反应20s后将反应液于V(甲醇):V(水)＝2:1的混合溶液中沉淀出来，经烘干得到含量为0.1％的叠氮化聚氯乙烯。
步骤二：将紫外线吸收剂2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和炔丙基醇按照1:0.8的比例在K2CO3的催化作用下进行反应得到含炔基的紫外线吸收剂。
步骤三：将叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂在铜催化的作用下发生环加成反应，叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为X:X，反应温度在40℃之间，最终得到接枝率为0.1％的含紫外线吸收剂的改性PVC。
将上述含紫外线吸收剂的改性PVC按照实施例2的方法制备得到PVC-U排水管。
对比例5
一种含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为40％。
具体制备方法如下：
步骤一：将叠氮化钠和PVC按1:1的比例加入到四氢呋喃(THF)中进行反应，反应85min后将反应液于V(甲醇):V(水)＝2:1的混合溶液中沉淀出来，经烘干得到含量为40％的叠氮化聚氯乙烯。
步骤二：将紫外线吸收剂2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和炔丙基醇按照1:0.8的比例在K2CO3的催化作用下进行反应得到含炔基的紫外线吸收剂。
步骤三：将叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂在铜催化的作用下发生环加成反应，叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为X:X，反应温度在40℃之间，最终得到接枝率为40％的含紫外线吸收剂的改性PVC。
将上述含紫外线吸收剂的改性PVC按照实施例2的方法制备得到PVC-U排水管。
结果检测
对各实施例和对比例进行力学性能和抗老化性能测试，测试结果如表1：
拉伸强度测试：GB/T 1040.2-2006塑料拉伸性能的测定第二部分
光老化测试是根据标准GB/T 16422.3-2014《塑料实验室光源暴露试验方法第3部分：荧光紫外灯》进行，紫外灯的波长为313nm，在70℃下光照处理样品，测试总时长为300h，每隔150h进行一次拉伸强度测试。
表1.各实施例和对比例提供的管材在光老化测试前的拉伸强度测试结果
从表1数据可以看出，本发明通过部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂之间的反应，制得的不同接枝率的含紫外线吸收剂的改性PVC在PVC-U排水管的光老化试验中都表现出很强的抗光老化性能，其中接枝率为9.6％的含紫外线吸收剂的改性PVC的抗光老化效果最优，另外添加不同份量的含紫外线吸收剂的改性PVC对PVC-U排水管的抗光老化性能有不同的影响，其中最适宜的添加量为0.4份。由实验数据所得，含紫外线吸收剂的改性PVC可以减少紫外线吸收剂在使用过程中出现的迁移、挥发的现象，使其可以长久性地发挥光稳定效果，从而延长PVC-U排水管的使用寿命。
对比例1中的含炔基的紫外线吸收剂不在本发明的保护范围内，采用单羟基的紫外线吸收剂制备含炔基的紫外线吸收剂，其150h和300h的抗光老化性能均出现明显劣化。
对比例2中含炔基的紫外线吸收剂的用量过低，显然也达不到本发明的长久抗光老化效果。
对比例3中采用常规的紫外线吸收剂，其300h的抗光老化性能显著降低。
对比例4聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为0.1％，不在本发明的保护范围内，显然也无法达到本发明的持久抗光老化性能。
对比例5聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为40％，高于本发明的保护范围内，显然也无法达到本发明的持久抗光老化性能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种抗光老化PVC-U管，其特征在于，包括如下重量份计的组分：
PVC树脂100份，填料10～15份，热稳定剂1～5份，抗冲改性剂1～4份，含紫外线吸收剂的改性PVC 0.4～1份，加工助剂1～1.5份，
所述含紫外线吸收剂的改性PVC在抗光老化PVC-U管中的质量占比为0.4/120.6～1/121.6，
所述含紫外线吸收剂的改性PVC，由部分叠氮化的聚氯乙烯与含炔基和双羟基的紫外线吸收剂通过点击反应所制得，制备方法如下：
步骤一：将叠氮化钠和PVC按1:1的比例加入到四氢呋喃中进行反应，反应25min后将反应液于V(甲醇):V(水)＝2:1的混合溶液中沉淀出来，经烘干得到叠氮化聚氯乙烯；
步骤二：将紫外线吸收剂2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和炔丙基醇按照1:0.8的比例在K2CO3的催化作用下进行反应得到含炔基的紫外线吸收剂；
步骤三：将叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂在铜催化的作用下发生环加成反应，叠氮化聚氯乙烯与含炔基的紫外线吸收剂的质量比为1:1，反应温度在40℃之间，最终得到含紫外线吸收剂的改性PVC，
聚氯乙烯中叠氮基团的摩尔含量为4.6～9.6％，
所述抗光老化为在70℃下的抗光老化。
2.如权利要求1所述抗光老化PVC-U管，其特征在于，所述热稳定剂为钙锌热稳定剂。
3.如权利要求1所述抗光老化PVC-U管，其特征在于，所述加工助剂中包括抗氧剂，抗氧剂为4,4-硫代双酚。
4.如权利要求1所述抗光老化PVC-U管，其特征在于，所述加工助剂中包括加工助剂ACR，加工助剂ACR为甲基丙烯酸甲酯类ACR。
5.一种权利要求1～4任意一项所述抗光老化PVC-U管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将各组分按照配方比例混合均匀，热混到130℃～135℃后，再冷混到45℃～55℃，挤出机挤出得到PVC-U管料。
6.一种权利要求1～4任意一项所述抗光老化PVC-U管在建筑排水管、农业灌溉管、工业排污管中的应用。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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