本发明涉及聚氯乙烯管材的制备技术，具体涉及一种耐老化的水滑石接枝改性聚氯乙烯复合管材及其制备方法。
背景技术：
聚氯乙烯管材在众多塑料管材中占有重要的地位，其具有质量轻、耐酸碱腐蚀、输送流体时阻力小、绝缘性优良、施工迅速容易、使用寿命长、二次加工方便、原材料来源充足、价格便宜等优点，被广泛应用于工、农业生产和日常生活等领域。然而，聚氯乙烯自身也存在缺陷和不足，如热稳定性差，增塑作用不稳定，易挥发迁移，硬制品呈脆性，抗冲击性能差等。
孟丽、赵季若等人在其《原位接枝制备PVC半互穿网络聚合物及其表征与性能研究》一文中采用氯化原位接枝方法将PVC和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝共混，之后利用己二胺使聚甲基丙烯酸缩水甘油酯发生交联形成交联网络与PVC线型大分子链相互贯穿，制备以PVC为基质的半互穿网络聚合物，提高了PVC的动态力学性能和热稳定性等。
水滑石可以与聚氯乙烯分解产生HCl发生反应，可以对聚氯乙烯起到热稳定作用，而且水滑石与其他一些热稳定助剂复合时，热稳定作用更加明显；水滑石可吸收太阳光中的紫外线，并将其转化为热量释放掉，减少聚氯乙烯受到强烈紫外线的直接照射而降解的可能性，提高耐候性；水滑石含有结合水，并具有层板结构，可以吸收聚氯乙烯燃烧放出的热量，抑制烟雾的产生，提高阻燃性；因此，水滑石是一种优良的、多功能的聚氯乙烯助剂或改性剂。
因此本发明使用聚氯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯原位接枝制备接枝产物PVC-cg-GMA，之后利用甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧基团与水滑石接枝反应，提高了聚氯乙烯管材的热稳定性、耐候性能，同时具有优异的力学性能。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种耐老化的水滑石接枝改性聚氯乙烯复合管材及其制备方法。
一种耐老化的水滑石接枝改性聚氯乙烯复合管材，由以下重量份的原料组成：聚氯乙烯70-90份，甲基丙烯酸缩水甘油酯5-14份，SiO2 2-5份，丙酮适量，甲醇适量，水滑石9-17份，二甲基亚砜40-65份，四氯化锡0.3-1份，有机锡热稳定剂1-2份，氯化聚乙烯3-9份，氧化聚乙烯蜡1-3份，邻苯二甲酸二辛酯1-4份，2,6-叔丁基对丙酚0.2-0.6份，硫醇0.3-0.8份。
具体步骤如下：
（1）聚氯乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（PVC-cg-GMA）的制备：
在装有搅拌器、温度计和导气管的三口烧瓶中加入预干燥的聚氯乙烯，在搅拌状态下缓慢加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，膨润10-13小时后，加入SiO2防止聚氯乙烯结块，继续搅拌至均匀，然后在搅拌、常温下通入氯气置换体系空气，升温至110-122℃，反应20-30分钟，停止通氯气并停止加热后抽真空，降温至低于100℃时，置换空气3-4次，趁热将反应液缓慢的倒入盛有丙酮和甲醇混合溶液的烧杯中沉淀，边沉淀边用玻璃棒搅拌，抽滤得到滤饼，将滤饼捣碎，放在50-60℃真空干燥至恒重，得到接枝产物PVC-cg-GMA；
（2）PVC-cg-GMA接枝水滑石的制备：
将水滑石加入二甲基亚砜中搅拌8-15分钟，之后超声分散10-25分钟，分散均匀后，加入步骤（1）PVC-cg-GMA，在室温下搅拌混匀后，再逐滴滴入四氯化锡的二甲基亚砜溶液，反应20-40分钟，反应结束后，洗涤得到PVC-cg-GMA接枝水滑石；
（3）预混：
启动高速搅拌机并加热至55-75℃，将步骤（2）PVC-cg-GMA接枝水滑石、有机锡热稳定剂、氯化聚乙烯、2,6-叔丁基对丙酚、硫醇依次加入高速搅拌机中，边搅拌边加热至95-110℃，之后加入邻苯二甲酸二辛酯，最后再加入氧化聚乙烯蜡，搅拌均匀后，冷却到60℃以下出料，再进行冷混，完成后得到预混物；
（4）挤出、注塑：
将步骤（3）的预混物加入到挤出机中，经过熔融、塑化、混合从挤出机的机头连续挤出物料，完成后得到挤出混合物，之后利用注塑机将混合物注塑成标准试样，得到产品。
其中，所述的步骤（1）中丙酮和甲醇混合溶液是由丙酮与甲醇以体积比为1:1混合而成。
其中，所述的步骤（4）中挤出机设定参数如下：螺杆转速为13-16r/min，进料速度为45-50mm/s，压力为70Mpa，挤出机加料段温度设定为165-175℃，混炼段175-185℃，计量段180-190℃，机头段180-185℃。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）本发明使用的甲基丙烯酸缩水甘油酯中含有活拨的乙稀基及有离子性反应的环氧基的两个官能团，与聚氯乙烯发生氯化原位接枝反应制PVC-cg-GMA时双键参加反应，使得环氧基团位于侧链上，之后与水滑石反应，在催化剂作用下水滑石表面的羟基进攻环氧基团发生加成反应，水滑石被接枝在PVC-cg-GMA骨架上，生成PVC-cg-GMA接枝水滑石复合物。
（2）本发明对水滑石的接枝改性后，提高了水滑石的亲油性和与聚氯乙烯的相容性，使其能在聚氯乙烯基体中达到均匀的分散，与有机锡热稳定剂复配有效发挥水滑石对聚氯乙烯的热稳定性、耐候性能，另外材料的冲击强度和拉伸强度也有一定提高，达到增强效果。
（3）本发明通过2,6-叔丁基对丙酚和乙硫醇的协同作用，通过自由基转移及生成一种为非活化的稳定产物醇的机理以终止链反应，抑制游离基的生成，进而使得聚氯乙烯管材产品产生良好的光稳定效果，提高了聚氯乙烯塑料成品的耐老化能力。
具体实施方式
一种耐老化的水滑石接枝改性聚氯乙烯复合管材，由以下重量份的原料组成：聚氯乙烯80，甲基丙烯酸缩水甘油酯11，SiO2 3，丙酮适量，甲醇适量，水滑石14，二甲基亚砜47，四氯化锡0.7，有机锡热稳定剂2，氯化聚乙烯6，氧化聚乙烯蜡2，邻苯二甲酸二辛酯3，2,6-叔丁基对丙酚0.5，硫醇0.6。
具体步骤如下：
（1）聚氯乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（PVC-cg-GMA）的制备：
在装有搅拌器、温度计和导气管的三口烧瓶中加入预干燥的聚氯乙烯，在搅拌状态下缓慢加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，膨润12小时后，加入SiO2防止聚氯乙烯结块，继续搅拌至均匀，然后在搅拌、常温下通入氯气置换体系空气，升温至115℃，反应25分钟，停止通氯气并停止加热后抽真空，降温至低于100℃时，置换空气3次，趁热将反应液缓慢的倒入盛有丙酮和甲醇混合溶液的烧杯中沉淀，边沉淀边用玻璃棒搅拌，抽滤得到滤饼，将滤饼捣碎，放在55℃真空干燥至恒重，得到接枝产物PVC-cg-GMA；
（2）PVC-cg-GMA接枝水滑石的制备：
将水滑石加入二甲基亚砜中搅拌10分钟，之后超声分散20分钟，分散均匀后，加入步骤（1）PVC-cg-GMA，在室温下搅拌混匀后，再逐滴滴入四氯化锡的二甲基亚砜溶液，反应30分钟，反应结束后，洗涤得到PVC-cg-GMA接枝水滑石；
（3）预混：
启动高速搅拌机并加热至65℃，将步骤（2）PVC-cg-GMA接枝水滑石、有机锡热稳定剂、氯化聚乙烯、2,6-叔丁基对丙酚、硫醇依次加入高速搅拌机中，边搅拌边加热至100℃，之后加入邻苯二甲酸二辛酯，最后再加入氧化聚乙烯蜡，搅拌均匀后，冷却到60℃以下出料，再进行冷混，完成后得到预混物；
（4）挤出、注塑：
将步骤（3）的预混物加入到挤出机中，经过熔融、塑化、混合从挤出机的机头连续挤出物料，完成后得到挤出混合物，之后利用注塑机将混合物注塑成标准试样，得到产品。
其中，所述的步骤（1）中丙酮和甲醇混合溶液是由丙酮与甲醇以体积比为1:1混合而成。
其中，所述的步骤（4）中挤出机设定参数如下：螺杆转速为15r/min，进料速度为48mm/s，压力为70Mpa，挤出机加料段温度设定为170℃，混炼段180℃，计量段185℃，机头段182℃。
性能测试结果如下：
拉伸强度：44.9MPa，弯曲强度：83MPa，冲击强度为79.2KJ/m2，维卡软化温度（1Kg负荷）：81.4℃。