本发明涉及一种高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材，属于pvc管的制备
技术领域：
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背景技术：
：聚氯乙烯，简称pvc，是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物，pvc管材具有阻燃效果好、耐酸碱性强、结构强度高、电绝缘性好等优秀的理化性能，是目前市面上应用最为广泛的塑料管材之一，在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。pvc管分为pvc给水管和排水管两种，用于市政给排水、工业给排水、民用给排水、灌溉、植被浇水等，很多pvc管安装时会裸露在外面，而现有的pvc管存在以下缺点：(1)均为普通的塑料质感，效果单一，影响美观；(2)抗拉伸水平和韧性差，在承受较大拉伸载荷时容易发生局部脆性断裂而导致管材破裂，影响管材的使用效果和寿命；(3)pvc管存在热稳定性差的缺点，在不加热稳定剂的情况下，遇热易分解，使pvc管的柔性下降，最后发脆。但是，目前在pvc管材领域，尚无一种韧性好，热稳定性好且具有不锈钢效果的pvc管材。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是：为解决现有pvc管材效果单一，抗拉伸水平和韧性差，热稳定性差的技术问题，提供一种高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材，包含如下重量份的组分：pvc100份，不锈钢粉15-30份，分散剂8-15份，晶须8-18份，丁苯粉末橡胶5-15份、偶联剂1-3份、热稳定剂1.5-3份、润滑剂0.5-1.5份。优选地，高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材，包含如下重量份的组分：pvc100份，不锈钢粉20-25份，分散剂10-13份，晶须12-16份，丁苯粉末橡胶8-12份、偶联剂2-3份、热稳定剂2-2.5份、润滑剂1-1.5份。优选地，所述晶须为碳化硅晶须、钛酸钾晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、氢氧化镁晶须、硼酸铝晶须、氧化铝晶须、氧化锌晶须中的至少一种。优选地,所述丁苯粉末橡胶具有交联结构，其凝胶重量百分含量至少为60wt％，其颗粒的粒径范围为50～150nm。优选地，所述热稳定剂为稀土稳定剂和硫代酯类抗氧剂的组合物，所述稀土稳定剂与硫代酯类抗氧剂的质量比为1:0.5-2，所述稀土稳定剂为硬脂酸、水杨酸、柠檬酸、月桂酸、异辛酸或氰尿酸的镧、铈、镨、钕盐中的至少一种，所述硫代酯类抗氧剂为硫代二丙酸双十八酯或季戊四醇(3-正癸基硫代丙酸酯)。进一步，所述稀土稳定剂为水杨酸镧、柠檬酸镧、月桂酸镧、蓖麻油酸镧、原儿茶酸镧、硬脂酸铈、硬脂酸镨、异辛酸钕、氰尿酸镧中的至少一种。优选地，所述分散剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素中的至少一种。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种；所述硅烷偶联剂的通式为ysix3,x为氯基、甲氧基、乙氧基或乙酰氧基,y含有乙烯基、氨基、环氧基或巯基，优选为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷；所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂、螯合型钛酸酯偶联剂、配位体型钛酸酯偶联剂中的至少一种，优选为三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯、四辛氧基钛[二(十三烷基亚磷酸酯)]、四辛氧基钛[二(二月桂基亚磷酸酯)]。优选地，所述润滑剂为微晶蜡或pe蜡。优选地，所述不锈钢粉为400-800目。本发明还提供一种上述高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材的制备方法，包括以下步骤：配制偶联剂溶液；将晶须搅拌的同时雾化喷入偶联剂溶液，然后将表面浸润有偶联剂的晶须在90-120℃下烘2-3小时，冷却至常温，即得改性晶须；配制分散剂溶液；将不锈钢粉加入分散剂溶液中，得改性不锈钢粉溶液；将pvc、丁苯粉末橡胶、热稳定剂、润滑剂搅拌混合的同时喷入改性不锈钢粉溶液，然后在60-80℃下烘2-3小时，冷却至常温，得到预混原料；将预混原料和改性晶须加入挤出机中挤出造粒，得pvc管材。优选地，挤出机各段温度设置为：一区160-165℃，二区165-170℃，三区170-175℃，四区175-180℃，五区180-185℃，六区185-190℃，七区180-185℃，八区175-180℃，九区170-175℃，机头180-190℃，主机转速300-450r/min，喂料频率5-10r/min。进一步，将预混原料从挤出机一区处的主加料口加入，将改性晶须从挤出机三区到五区处的侧加料口加入。本发明的有益效果是：(1)本发明的pvc管材于100重量份的pvc中加入15-30份的不锈钢粉既可以使pvc管材金属粉产生良好的不锈钢效果，又可使不锈钢粉有效分散于pvc基体中，避免不锈钢粉过量导致的pvc管材韧性更差的问题，保证pvc管材的良好韧性。(2)硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂能够改善晶须与pvc基体的相容性，有利于pvc管材形成均匀分散的相态结构，避免相分离的发生，而改性晶须一方面可以增强pvc管材的力学性能，有效抵抗管材受到外力冲击或者重压时的开裂，另一方面可使pvc管材的热稳定性好，热变形低，制品尺寸稳定性好。(3)加入的丁苯粉末橡胶与晶须联用能够充分发挥对pvc管材的增韧效果，大幅度增强pvc管材的力学性能，有效抵抗pvc管材受到外力冲击或者重压时的开裂；另外，选用的丁苯粉末橡胶具有交联结构，其凝胶重量百分含量至少为60wt％，其颗粒的粒径范围为50～150nm，自由流动性好，能够均匀分布于pvc基体中。(4)本发明选择的热稳定剂为稀土稳定剂和硫代酯类抗氧剂的组合物，复配的热稳定剂在pvc能够产生协同作用，表现出优异的热稳定效果。(5)分散剂能够增加不锈钢粉均匀分布于pvc基体中，防止不锈钢粉的团聚，使得pvc管材有均匀的金属效果。(6)润滑剂能够增加熔体流动速率，改善pvc管材的表面光滑程度。总体说来，本发明的pvc管材具有良好的不锈钢效果，加入的丁苯粉末橡胶与晶须使pvc管材的韧性好，避免了不锈钢粉的加入会进一步降低pvc管材韧性的问题，稀土稳定剂和硫代酯类抗氧剂复配的热稳定剂能够使pvc管材表现出优异的热稳定效果。具体实施方式现在对本发明作进一步详细的说明。实施例1本实施例提供一种高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材，包含如下重量份的组分：pvc100份，400目的不锈钢粉20份，分散剂10份，晶须18份，丁苯粉末橡胶5份、偶联剂3份、热稳定剂1.5份、润滑剂1份。在本实施例中，所述晶须为碳化硅晶须；所述丁苯粉末橡胶具有交联结构，其凝胶重量百分含量为60wt％，其颗粒的平均粒径为50nm；所述热稳定剂为质量比为1:0.5的水杨酸镧和硫代二丙酸双十八酯；所述分散剂为甲基纤维素；所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述润滑剂为微晶蜡。上述高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材的制备方法，包括以下步骤：用乙醇配制质量分数为20％的偶联剂溶液；将晶须搅拌的同时雾化喷入偶联剂溶液，然后将表面浸润有偶联剂的晶须在90℃下烘3小时，冷却至常温，即得改性晶须；用水配制质量分数为20％的分散剂溶液；将不锈钢粉加入分散剂溶液中，得改性不锈钢粉溶液；将pvc、丁苯粉末橡胶、热稳定剂、润滑剂搅拌混合的同时喷入改性不锈钢粉溶液，然后在80℃下烘2小时，冷却至常温，得到预混原料；将预混原料从挤出机一区处的主加料口加入，将改性晶须从挤出机三区到五区处的侧加料口加入，挤出造粒，得pvc管材，挤出机各段温度设置为：一区160℃，二区165℃，三区170℃，四区175℃，五区180℃，六区185℃，七区180℃，八区175℃，九区170℃，机头180℃，主机转速300r/min，喂料频率5r/min。实施例2本实施例提供一种高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材，包含如下重量份的组分：pvc100份，800目的不锈钢粉15份，分散剂8份，晶须8份，丁苯粉末橡胶8份、偶联剂1份、热稳定剂3份、润滑剂1.5份；在本实施例中，所述晶须为钛酸钾晶须；所述丁苯粉末橡胶具有交联结构，其凝胶重量百分含量为65wt％，其颗粒的平均粒径为150nm；所述热稳定剂为质量比为1:2的柠檬酸镧和季戊四醇(3-正癸基硫代丙酸酯)的组合物；所述分散剂为羧甲基纤维素钠；所述偶联剂为γ-巯丙基三甲氧基硅烷，所述润滑剂为pe蜡。上述高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材的制备方法，包括以下步骤：用乙醇配制质量分数为30％的偶联剂溶液；将晶须搅拌的同时雾化喷入偶联剂溶液，然后将表面浸润有偶联剂的晶须在120℃下烘2小时，冷却至常温，即得改性晶须；用水配制质量分数为30％的分散剂溶液；将不锈钢粉加入分散剂溶液中，得改性不锈钢粉溶液；将pvc、丁苯粉末橡胶、热稳定剂、润滑剂搅拌混合的同时喷入改性不锈钢粉溶液，然后在60℃下烘3小时，冷却至常温，得到预混原料；将预混原料从挤出机一区处的主加料口加入，将改性晶须从挤出机三区到五区处的侧加料口加入，挤出造粒，得pvc管材，挤出机各段温度设置为：一区165℃，二区170℃，三区75℃，四区180℃，五区185℃，六区190℃，七区185℃，八区180℃，九区175℃，机头190℃，主机转速450r/min，喂料频率10r/min。实施例3本实施例提供一种高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材，包含如下重量份的组分：pvc100份，500目的不锈钢粉25份，分散剂13份，晶须12份，丁苯粉末橡胶15份、偶联剂2份、热稳定剂2份、润滑剂0.5份；在本实施例中，所述晶须为硫酸钙晶须；所述丁苯粉末橡胶具有交联结构，其凝胶重量百分含量为70wt％，其颗粒的平均粒径为100nm；所述热稳定剂为质量比为1:1的硬脂酸铈和硫代二丙酸双十八酯的组合物；所述分散剂为羟乙基纤维素；所述偶联剂为三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯，所述润滑剂为微晶蜡。上述高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材的制备方法，包括以下步骤：用乙醇配制质量分数为20％的偶联剂溶液；将晶须搅拌的同时雾化喷入偶联剂溶液，然后将表面浸润有偶联剂的晶须在100℃下烘2.5小时，冷却至常温，即得改性晶须；用水配制质量分数为20％的分散剂溶液；将不锈钢粉加入分散剂溶液中，得改性不锈钢粉溶液；将pvc、丁苯粉末橡胶、热稳定剂、润滑剂搅拌混合的同时喷入改性不锈钢粉溶液，然后在70℃下烘2.5小时，冷却至常温，得到预混原料；将预混原料从挤出机一区处的主加料口加入，将改性晶须从挤出机四区处的侧加料口加入，挤出造粒，得pvc管材，挤出机各段温度设置为：一区160℃，二区170℃，三区175℃，四区180℃，五区185℃，六区185℃，七区180℃，八区175℃，九区170℃，机头185℃，主机转速350r/min，喂料频率7r/min。实施例4本实施例提供一种高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材，包含如下重量份的组分：pvc100份，600目的不锈钢粉30份，分散剂15份，晶须18份，丁苯粉末橡胶12份、偶联剂3份、热稳定剂2.5份、润滑剂1份；在本实施例中，所述晶须为氢氧化镁晶须；所述丁苯粉末橡胶具有交联结构，其凝胶重量百分含量为65wt％，其颗粒的平均粒径为80nm；所述热稳定剂为质量比为1:1的硬脂酸镨和季戊四醇(3-正癸基硫代丙酸酯)的组合物；所述分散剂为羟乙基纤维素；所述偶联剂为四辛氧基钛[二(十三烷基亚磷酸酯)]，所述润滑剂为pe蜡。上述高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材的制备方法，包括以下步骤：用乙醇配制质量分数为20％的偶联剂溶液；将晶须搅拌的同时雾化喷入偶联剂溶液，然后将表面浸润有偶联剂的晶须在110℃下烘2小时，冷却至常温，即得改性晶须；用水配制质量分数为20％的分散剂溶液；将不锈钢粉加入分散剂溶液中，得改性不锈钢粉溶液；将pvc、丁苯粉末橡胶、热稳定剂、润滑剂搅拌混合的同时喷入改性不锈钢粉溶液，然后在70℃下烘2小时，冷却至常温，得到预混原料；将预混原料从挤出机一区处的主加料口加入，将改性晶须从挤出机五区处的侧加料口加入，挤出造粒，得pvc管材，挤出机各段温度设置为：一区165℃，二区170℃，三区175℃，四区180℃，五区185℃，六区190℃，七区185℃，八区180℃，九区175℃，机头190℃，主机转速400r/min，喂料频率8r/min。实施例5本实施例提供一种高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材，包含如下重量份的组分：pvc100份，600目的不锈钢粉22份，分散剂12份，晶须13份，丁苯粉末橡胶10份、偶联剂2份、热稳定剂2份、润滑剂1份；在本实施例中，所述晶须为硼酸铝晶须；所述丁苯粉末橡胶具有交联结构，其凝胶重量百分含量为70wt％，其颗粒的平均粒径为100nm；所述热稳定剂为质量比为1:1的异辛酸钕和硫代二丙酸双十八酯的组合物；所述分散剂为甲基纤维素；所述偶联剂为四辛氧基钛[二(二月桂基亚磷酸酯)]，所述润滑剂为微晶蜡。上述高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材的制备方法，包括以下步骤：用乙醇配制质量分数为20％的偶联剂溶液；将晶须搅拌的同时雾化喷入偶联剂溶液，然后将表面浸润有偶联剂的晶须在100℃下烘3小时，冷却至常温，即得改性晶须；用水配制质量分数为20％的分散剂溶液；将不锈钢粉加入分散剂溶液中，得改性不锈钢粉溶液；将pvc、丁苯粉末橡胶、热稳定剂、润滑剂搅拌混合的同时喷入改性不锈钢粉溶液，然后在70℃下烘3小时，冷却至常温，得到预混原料；将预混原料从挤出机一区处的主加料口加入，将改性晶须从挤出机五区处的侧加料口加入，挤出造粒，得pvc管材，挤出机各段温度设置为：一区165℃，二区170℃，三区175℃，四区180℃，五区185℃，六区190℃，七区185℃，八区180℃，九区175℃，机头190℃，主机转速400r/min，喂料频率7r/min。实施例6本实施例提供一种高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材，包含如下重量份的组分：pvc100份，600目的不锈钢粉25份，分散剂13份，晶须15份，丁苯粉末橡胶12份、偶联剂2.5份、热稳定剂2.5份、润滑剂1份；在本实施例中，所述晶须为氧化锌晶须；所述丁苯粉末橡胶具有交联结构，其凝胶重量百分含量为70wt％，其颗粒的平均粒径为100nm；所述热稳定剂为质量比为1:0.5的氰尿酸镧和硫代二丙酸双十八酯的组合物；所述分散剂为羧甲基纤维素钠；所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述润滑剂为微晶蜡。上述高韧性、热稳定的具有不锈钢效果的pvc管材的制备方法，包括以下步骤：用乙醇配制质量分数为20％的偶联剂溶液；将晶须搅拌的同时雾化喷入偶联剂溶液，然后将表面浸润有偶联剂的晶须在100℃下烘3小时，冷却至常温，即得改性晶须；用水配制质量分数为20％的分散剂溶液；将不锈钢粉加入分散剂溶液中，得改性不锈钢粉溶液；将pvc、丁苯粉末橡胶、热稳定剂、润滑剂搅拌混合的同时喷入改性不锈钢粉溶液，然后在70℃下烘3小时，冷却至常温，得到预混原料；将预混原料从挤出机一区处的主加料口加入，将改性晶须从挤出机三区处的侧加料口加入，挤出造粒，得pvc管材，挤出机各段温度设置为：一区165℃，二区170℃，三区170℃，四区180℃，五区180℃，六区185℃，七区180℃，八区175℃，九区170℃，机头185℃，主机转速350r/min，喂料频率6r/min。对比例1与实施例6的不同仅在于，pvc管材的组分中不含丁苯粉末橡胶。对比例2与实施例6的不同仅在于，pvc管材的组分中的热稳定剂只含氰尿酸镧，不含硫代二丙酸双十八酯。对实施例1-6和对比例1-2的pvc管材进行断裂伸长率、弯曲弹性模量、抗冲击强度和热稳定性等性能指标的考察，其中断裂伸长率根据gb/t3681-2000测试，弯曲弹性模量根据gb/t9341-2000测试，抗冲击强度根据gb/t15142-2001测试，热稳定性的测试方法是将pvc管材放入吉尔老化恒温箱中，测定在180℃的温度下完全成为黑色所需的时间，测试结果见表1。表1pvc管材的性能指标断裂伸长率/％抗冲击强度/kj/m2黑化时间/分钟实施例116316198实施例2150145160实施例318217292实施例4185183155实施例5178175122实施例6192188183对比例1123135171对比例2180184105通过观察实施例1～6的pvc管材的外表面可以看出pvc管材均具有良好的不锈钢效果，通过实施例1～6的pvc管材的性能测定结果可以看出，本发明的具有不锈钢效果的pvc管材具有良好的抗拉伸水平和韧性，热稳定性好。通过实施例6和对比例1的pvc管材进行性能测定结果的对比可以看出：丁苯粉末橡胶与晶须联用能够充分发挥对pvc管材的增韧效果，大幅度增强pvc管材的抗拉伸水平，有效抵抗pvc管材受到外力冲击或者重压时的开裂，而单独使用晶须的效果会大打折扣。通过实施例6和对比例2的的pvc管材进行性能测定结果的对比可以看出：复配的稀土稳定剂和硫代酯类抗氧剂作为热稳定剂，能对pvc的热稳定性产生协同作用，表现出优异的热稳定效果，而单独使用稀土稳定剂的会使pvc管材的热稳定性明显变差。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。当前第1页12