本发明属于高分子材料加工应用技术领域，具体涉及一种保温隔热型聚氯乙烯组合物。
背景技术：
目前在我国岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩等传统保温材料仍占据主要市场,这些材料尽管价格比较低,但铺设较厚材料损耗量大、吸湿性高、抗震性能和环保性能较差，另外石棉和玻璃棉等建筑保温材料本身就带有大量的有害物质，无法满足人类的健康要求。
PVC具有耐腐蚀、难燃烧以及绝缘性、透明性好等优点，但PVC属脆性材料，韧性差，加工过程中流动性和耐热性差等缺点限制了其广泛应用。无机填料一般都具有较高的熔融温度，加入聚合物后能改善其制品的热性能，在过去很长一段时间一直作为PVC填料来降低制品成本。20世纪80年代以来，无机刚性粒子增韧理论的出现和发展，使无机填料成为可显著提高PVC性能的一种功能性材料。
高性能空心玻璃微珠（以下简称空心玻璃微珠）的主要成分是碱石灰硼硅酸盐,作为一种新型节能、清洁轻质填料，具有中空、质轻、隔热保温、电绝缘强度高、耐磨、耐腐蚀、防辐射、隔音、吸水率低、化学性能稳定等特点。在国外空心玻璃微珠作为复合材料多功能填充剂，广泛应用于橡塑、涂料、玻璃钢、乳化炸药、石油钻探等领域。国内对高性能空心玻璃微珠的应用起步较晚，但随着国人对其结构特点认识的逐步深入高性能空心玻璃微珠的使用被越来越多的领域所关注。不仅自身热阻大，导热系数低，减少了对辐射热的吸收，降低被覆表面和内部空间温度，因此它被行家一致公认为有发展前景的高效节能材料之一。
在国内，PVC与空心玻璃微珠组合物多用于保温隔热型涂料，用于材料的不多，申请号是201410326127.2的一种耐高温电力保护管，采用了少量（15份）的空心玻璃微珠，但主要是通过使用成本较高的氯化聚氯乙烯来提高材料的耐温性。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的上述不足，提供一种保温隔热型聚氯乙烯组合物，该保温隔热型聚氯乙烯组合物具有较好的保温性能的同时，还具有较好的柔韧性能，可包覆在弯曲表面外部，具有较好的实用价值。
本发明是通过以下技术方案实现的：该保温隔热型聚氯乙烯组合物，其特征在于，由以下重量份的原料组成：由以下重量份的原料组成：聚氯乙烯树脂100份、稳定剂2~4.5份、增塑剂40~60份、偶联剂0.3~3份、空心玻璃微珠100~150 份、润滑剂0.2~1份；所述的空心玻璃微珠外表面经粗糙化处理。
该保温隔热型聚氯乙烯组合物，其特征在于，由以下重量份的原料组成：聚氯乙烯树脂100份、稳定剂2~3份、增塑剂45~55份、偶联剂0.3~3份、空心玻璃微珠110~150 份、润滑剂0.4~0.8份；所述的空心玻璃微珠外表面经粗糙化处理。
优选的，所述的聚氯乙烯树脂为悬浮法高聚合度聚氯乙烯树脂（简称HPVC），聚合度为2500。HPVC分子质量较高，分子间的物理交联点及有序区域较多,造成加工流动性差，因此HPVC的增塑剂吸收量比普通聚合度聚氯乙烯树脂的吸收量要大。增塑剂作为小分子柔性链加入到聚氯乙烯中使PVC分子链间隔增大，分子间的氢键作用、有序区域和结晶比例下降；聚合度高，PVC分子链间可容纳的小分子柔性链数量就多，使PVC分子链的空间增大，进而使PVC树脂及其制品柔软而富有弹性。
优选的，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯（简称TOTM）或邻苯二甲酸二异癸酯与偏苯三酸三辛酯的混合物。邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二异癸酯与偏苯三酸三辛酯的混合物使复配增塑剂在组合物中满足耐高温的要求。
优选的，所述的润滑剂为硬脂酸、单硬脂酸甘油酯和聚乙烯蜡三种润滑剂中任选两种的混合物。
优选的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的混合物。
优选的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂按重量比11~18：4~9的混合物。
优选的，所述的空心玻璃微珠为碱石灰硼硅酸盐材质，粒径范围10~100μm。
优选的，所述的润滑剂为聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡按重量比1：1~1.5的混合物。
优选的，所述的粗糙化处理的具体操作为：将洁净的空心玻璃微珠放置于搅拌器中搅拌，采用雾状喷淋的方法将酸性微氟稀溶液均匀地喷淋在空心玻璃微珠上，搅拌1~3分钟后即可卸料，经过清水淋洗、烘干，就可进行偶联处理。
优选的，所述的酸性微氟稀溶液为水、氢氟酸铵、草酸、硫酸铵、甘油和硫酸钡的混合溶液。
优选的，该保温隔热型聚氯乙烯组合物的制备方法，按如下操作：
1）空心玻璃微珠粗糙化：将洁净的空心玻璃微珠放置于搅拌器中搅拌，采用雾状喷淋的方法将酸性微氟稀溶液均匀地喷淋在空心玻璃微珠上，搅拌1-3分钟后即可卸料，经过清水淋洗、烘干，就可进行偶联处理；
2）空心玻璃微珠改性：将偶联剂按重量比加入到稀释剂中混匀，与玻璃微珠一起加入到高速搅拌机中搅拌，干燥后获得改性后的空心玻璃微珠；
3）组合物制备：按重量比将聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、润滑剂放入高速搅拌机中高速搅拌，充分吸收、且各组分和混合均匀后，加入步骤2）处理好的玻璃微珠，继续混合至均匀为止，卸料获得混配料，将混配料加入挤出机中挤出造粒，温度范围为160～200℃，获得保温隔热聚氯乙烯组合物的粒料。
对于本发明说明如下：本发明对空心玻璃微珠采用酸性微氟稀溶液进行表面粗糙化处理，以进一步增加空心玻璃微珠与聚氯乙烯相结合的比表面积，增强空心玻璃微珠与聚氯乙烯的结合强度。然后，用分步法对空心玻璃微珠进行偶联处理。先将高性能空心玻璃微珠投入搅拌机中低速搅拌，把硅烷偶联剂及酒精混合液均匀后倒入低速搅拌的空心玻璃微珠中，通过搅拌机的加热系统和空心玻璃微珠自身的摩擦生热，使偶联剂均匀地包覆在空心玻璃微珠上，并得以干燥；然后再将钛酸酯稀释液通过喷雾方式喷洒在低速搅拌的空心玻璃微珠上，进行干燥。采用高强度空心玻璃微珠通过低速搅拌，使得空心玻璃微珠的破损率大为下降，从而确保了材料的保温隔热性能。
经过酸性微氟稀溶液进行表面粗糙化处理后，空心玻璃微珠比未粗糙化的空心玻璃微珠具有更高的比表面积，从而进一步增加了空心玻璃微珠与聚氯乙烯相结合的比表面积。这样既可以进一步增加空心玻璃微珠的添加量，降低组合物的密度；也避免了加大添加量后空心玻璃微珠间的滚动，使该组合物更容易塑化。优选的，酸性微氟稀溶液是将50~60℃、水18.4%、氢氟酸铵23.5%、草酸12.4%、硫酸铵15.7%、甘油6.5%、硫酸钡23.5%搅拌均匀而成。
硅烷偶联剂是处理空心玻璃微珠等含硅无机填料的主要表面处理剂，由于采用的空心玻璃微珠是碱性硼硅酸盐，用带有酸性官能团的硅烷偶联剂就能比较牢固地与空心玻璃微珠和PVC分子相结合。配位型钛酸酯偶联剂酯交换反应的活性低，没有初期粘度效应，而且初期的分散性良好，填充量也可大为增加。偶联剂的用量为处理空心玻璃微珠重量的0.5~3%，推荐使用量为0.8~1.5%。
经过上述处理的高性能空心玻璃微珠与聚氯乙烯树脂结合后，力学性能有明显改善。使所述的组合物既具有聚氯乙烯的价廉、耐化学药品腐蚀性，又具有空心玻璃微珠的中空、质轻、保温隔热、防辐射、隔音、吸水率低等特点，可通过将该组合物挤出成带状包覆或缠绕用管道的包覆和容器及搅拌釜的保温隔热，大大拓展了聚氯乙烯在隔热保温领域的应用。
与现有技术相比，本发明的一种保温隔热型聚氯乙烯组合物所具有的有益效果是：该保温隔热型聚氯乙烯组合物具有较好的保温性能的同时，还具有较好的柔韧性能，可包覆在弯曲表面外部，具有较好的实用价值。本发明中添加了大比例的空心玻璃微珠，相比空心玻璃微珠添加量100份以下的设计，可明显提高组合物的保温性能。申请人设计将微氟稀酸溶液粗糙化处理的空心玻璃微珠经偶联剂改性处理，明显提高了组合物的弯曲性能和拉伸性能，使本发明组合物在添加大重量比的空心玻璃微珠的同时，能够实现弯曲打卷、包覆曲面，适用于作为管材外保温材料。
具体实施方式
实施例1~4是本发明的一种保温隔热型聚氯乙烯组合物的具体实施方式。其中实施例1为最佳实施例。
表1 实施例的配比（以重量份计）
。
实施例1~4的制备方法采用如下步骤：
1）空心玻璃微珠粗糙化：将洁净的空心玻璃微珠放置于搅拌器中搅拌，采用雾状喷淋的方法将酸性微氟稀溶液均匀地喷淋在空心玻璃微珠上，搅拌1~3分钟后即可卸料，经过清水淋洗、烘干，就可进行偶联处理；
2）空心玻璃微珠改性：将偶联剂按重量比加入到稀释剂中混匀，与玻璃微珠一起加入到高速搅拌机中搅拌，干燥后获得改性后的空心玻璃微珠；
3）组合物制备：按重量比将聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、润滑剂放入高速搅拌机中高速搅拌，充分吸收、且各组分和混合均匀后，加入步骤2）处理好的玻璃微珠，继续混合至均匀为止，卸料获得混配料，将混配料加入挤出机中挤出造粒，温度范围为160～200℃，获得保温隔热聚氯乙烯组合物的粒料。
对比例
对比例1~5为对比配方，对比配方的组分配比如表2所示。
表2对比例的配比（按重量份计）
。
对比例1~5的制备方法只包含实施例制备方法的步骤2）~3），不包含实施例制备方法的步骤1）。
性能测试
将实施例和对比例所获得的组合物制成形状相同的片材作为样品，性能测试结果录入下表。
表3 性能测试结果
。
通过表3可看出，相比对比例1~5，实施例1~4采用外表面粗糙化处理的空心玻璃微珠后弯曲性能好、拉伸性能有明显提高，说明本发明的组合物柔韧性好，更适用于包覆曲面，如管材外壁。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。