本发明涉及一种pvc材料，特别是一种耐高温的光扩散pvc材料及其制备方法。
背景技术：
pvc材料是五大通用塑料之一，改性后综合性能优良，其总产量仅次于聚乙烯，被广泛应用于工业、农业、建筑、电子电气、交通运输、电力、电讯、包装等各个领域。
pvc材料是目前通讯、电子、灯饰领域应用广泛的一类高分子材料，其具有抗化学腐蚀性,对氧化剂、还原剂以及强酸都有很强的抵抗力，而且易于生产、成本低廉，被大量用于led灯带、灯罩灯板等产品中。但是pvc材料在光、热作用下的稳定性较差，在高温作用下或经长时间阳光曝晒之后，会分解变色，物理力学性能迅速下降。
而在现有技术之中，pvc材料普遍存在一些缺陷，例如：高温出油、老化发粘、发脆以及信号传输衰减差等缺点，因此提供一种自主研发的耐高温的光扩散pvc材料已成为人们迫切的需求。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种耐高温的光扩散pvc材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种耐高温的光扩散pvc材料，由如下重量份数的原料制成：pvc树脂100-105份、甲基乙烯基硅橡胶5-20份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.1-0.4份、甲基含氢硅油5-20份、聚乙烯蜡0.1-0.4份、环氧大豆油2-5份、钙锌稳定剂4-8份、硬脂酸钙1-2份、防老剂2-3份、邻苯二甲酸二辛酯5-40份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)5-40份、有机硅微球0.4-0.8份、ob：0.03-0.05份。
优选的，pvc树脂101-103份、甲基乙烯基硅橡胶8-15份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.2-0.3份、甲基含氢硅油8-15份、聚乙烯蜡0.1-0.3份、环氧大豆油2-3份、钙锌稳定剂4-6份、硬脂酸钙1-2份、防老剂2-3份、邻苯二甲酸二辛酯15-35份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)15-35份、有机硅微球0.5-0.7份、ob：0.04-0.05份。
优选的，pvc树脂101份、甲基乙烯基硅橡胶8份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.2份、甲基含氢硅油8份、聚乙烯蜡0.1份、环氧大豆油2份、钙锌稳定剂4份、硬脂酸钙1份、防老剂2份、邻苯二甲酸二辛酯15份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)15份、有机硅微球0.5份、ob0.04份。
优选的，pvc树脂103份、甲基乙烯基硅橡胶15份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.3份、甲基含氢硅油15份、聚乙烯蜡0.3份、环氧大豆油3份、钙锌稳定剂6份、硬脂酸钙2份、防老剂3份、邻苯二甲酸二辛酯35份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)35份、有机硅微球0.7份、ob0.05份。
优选的，pvc树脂100份、甲基乙烯基硅橡胶5份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.1份、甲基含氢硅油5份、聚乙烯蜡0.1份、环氧大豆油2份、钙锌稳定剂4份、硬脂酸钙1份、防老剂2份、邻苯二甲酸二辛酯5份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)5份、有机硅微球0.4份、ob：0.03份。
优选的，pvc树脂102份、甲基乙烯基硅橡胶12份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.25份、甲基含氢硅油12份、聚乙烯蜡0.25份、环氧大豆油0.25份、钙锌稳定剂6份、硬脂酸钙1.5份、防老剂2.5份、邻苯二甲酸二辛酯22.5份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)22.5份、有机硅微球0.6份、ob：0.04份。
优选的，pvc树脂105份、甲基乙烯基硅橡胶20份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.4份、甲基含氢硅油20份、聚乙烯蜡0.4份、环氧大豆油5份、钙锌稳定剂8份、硬脂酸钙2份、防老剂3份、邻苯二甲酸二辛酯40份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)40份、有机硅微球0.8份、ob：0.05份。
所述防老剂由2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯组成，所述2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的重量份数比为2:1。
一种制备上述耐高温的光扩散pvc材料的方法，其步骤如下：
(1)制备第一混合物：将上述重量份数的甲基乙烯基硅橡胶、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂、甲基含氢硅油、环氧大豆油和重量份数为0.05-0.2的聚乙烯蜡在转速为20-150rpm的混合机中混合15-30min，然后加入1-2重量份数的防老剂，继续混合5-10min，制得所述第一混合物。
(2)制备第二混合物：将上述重量份数的钙锌稳定剂、硬脂酸钙、ob、10-20重量份数的邻苯二甲酸二辛酯，10-20重量份数的偏苯三酸三(2-乙基己酯)，有机硅微球和其余重量份数的防老剂在转速为20-150rpm的混合机中混合15-30min，制得所述第二混合物。
(3)制备第三混合物：将上述质量分数的pvc树脂、其余重量份数的邻苯二甲酸二辛酯，偏苯三酸三(2-乙基己酯)，有机硅微球和聚乙烯蜡在转速为20-150rpm的高速混合机中高速混合8-10min，制得所述第三混合物。
(4)制备混合料：将所述第一混合物、第二混合物和第三混合物依次加入转速为30-150rpm的混合机中混合25-30min后，放入温度为0-65℃、转速为50-150rpm的冷却混合机中进行冷搅10-30min，出料，制得所述混合料。
(5)制备pvc材料：将所述混合料在转速为30-150rpm的双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，制得所述pvc材料。
本发明的有益效果是：本发明制备的pvc材料，不仅具有优异的韧性，而且具有优异的耐高温性，此外，所得材料无毒透明、无污染、质轻、耐磨、不出油、介电损耗低，十分符合电子信号传输、led灯带胶料、灯罩材料的使用要求。
具体实施方式
本实施例中，关于温度和压力没有特别强调的部分，均为常温常压。
实施例1：
一种耐高温的光扩散pvc材料，由如下重量份数的原料制成：pvc树脂100-105份、甲基乙烯基硅橡胶5-20份，1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.1-0.4份，甲基含氢硅油5-20份，聚乙烯蜡0.1-0.4份、环氧大豆油2-5份、钙锌稳定剂4-8份、硬脂酸钙1-2份、防老剂2-3份、邻苯二甲酸二辛酯5-40份，偏苯三酸三(2-乙基己酯)5-40份，有机硅微球0.4-0.8份，ob为0.03-0.05份。
优选的，pvc树脂101-103份、甲基乙烯基硅橡胶8-15份，1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.2-0.3份，甲基含氢硅油8-15份，聚乙烯蜡0.1-0.3份、环氧大豆油2-3份、钙锌稳定剂4-6份、硬脂酸钙1-2份、防老剂2-3份、邻苯二甲酸二辛酯15-35份，偏苯三酸三(2-乙基己酯)15-35份，有机硅微球0.5-0.7份，ob0.04-0.05份。
优选的，pvc树脂101份、甲基乙烯基硅橡胶8份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.2份、甲基含氢硅油8份、聚乙烯蜡0.1份、环氧大豆油2份、钙锌稳定剂4份、硬脂酸钙1份、防老剂2份、邻苯二甲酸二辛酯15份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)15份、有机硅微球0.5份、ob0.04份。
所述pvc树脂采用的是通用性pvc树脂，平均聚合度范围为700-1700,低聚合度pvc树脂则是400-600,高聚合度pvc树脂为1800-8000。本实施例中，所述pvc树脂的聚合度为1900。
所述钙锌稳定剂为热稳定剂，热稳定剂也可为碱土金属氯化物、水滑石基、环氧基、有机亚磷酸酯基、二酮基或月桂酸锡基等，在塑化过程中，由于电负性较大，热稳定剂的极性基团与pvc树脂的极性节点有一定的亲和力，形成键能较强的结合物，从而减弱或消除了pvc各层离子键的吸引力，使pvc相互缠绕的链段易于扩散，分子基团之间界限易于小时，促进pvc树脂塑化。
所述防老剂由2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯组成，所述2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的重量份数为1.67份，三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的重量份数为0.83份，本实施例中的防老剂(抗氧化剂)也可为酚类抗氧化剂、磷类抗氧化剂、硫类抗氧化剂中的一种或多种。
由于所述邻苯二甲酸二辛酯的苯环共轭大π键结构的稳定性，此类增塑剂具有较好的耐久性，偏苯三酸三酯类增塑剂的重要产品指标是体积电阻系数，它能有效提高pvc产品的电绝缘性能，使pvc产品超过国际ul90℃、105℃电缆料标准，并在产品的加工过程中减少返工率,拉线成型方便。所述偏苯三酸三(2-乙基己酯)的分子量较大，分子上带有三个苯环，兼具单体型增塑剂和聚合性增塑剂两者的优点，迁移性少，耐抽出，且具有较高的耐热性，在125℃加热3h后，失重只在0.15％以下。所述偏苯三酸三(2-乙基己酯)的耐高温性、耐水/肥皂水/油漆特性皆优于邻苯二甲酸酯类增塑剂，pvc制品的体积电阻率通常为使用邻苯二甲酸酯类增塑剂的2-3倍，而且偏苯三酸三酯类增塑剂无论是单独使用，还是与其他增塑剂复配使用，都会赋予所述pvc树脂较好的塑性和加工性能，因此本实施例中，所述邻苯二甲酸二辛酯和偏苯三酸三(2-乙基己酯)复配使用，使得制成的所述pvc材料兼具了耐热性和耐久性等加工性能。
其制备步骤如下：
(1)制备第一混合物：将上述重量份数的甲基乙烯基硅橡胶、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂、甲基含氢硅油、环氧大豆油和重量份数为0.05的聚乙烯蜡在转速为45rpm的混合机中混合20min，然后加入1重量份数的防老剂，继续混合7min，制得所述第一混合物。
(2)制备第二混合物：将上述重量份数的钙锌稳定剂、硬脂酸钙、ob、12重量份数的邻苯二甲酸二辛酯，偏苯三酸三(2-乙基己酯)12份和1重量份数的防老剂在转速为45rpm的混合机中混合20min，制得所述第二混合物。
(3)制备第三混合物：将上述质量分数的pvc树脂、剩余重量份数的邻苯二甲酸二辛酯和偏苯三酸三(2-乙基己酯)，有机硅微球0.6份和0.25重量份数的聚乙烯蜡在转速为45rpm的高速混合机中高速混合9min，制得所述第三混合物。
(4)制备混合料：将所述第一混合物、第二混合物和第三混合物依次加入转速为65rpm的混合机中混合28min后，放入温度为20℃、转速为70rpm的冷却混合机中进行冷搅20min，出料，制得所述混合料。
(5)制备pvc材料：将所述混合料在转速为65rpm的双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，制得所述pvc材料。
本实施例中采用了原位法交联硅橡胶方式以增韧pvc，通过甲基乙烯基硅橡胶与甲基含氢硅油在1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂(铂催化剂)作用下升温反应，得到弹性体分散于pvc中达到增韧的目的，且提高耐热性，不析出。原位聚合硅橡胶对pvc及其他助剂产生协同作用，使他们不易析出。
本实施例中加入有机硅微球作为pvc中光扩散剂，有机硅微球添加到pvc中可以获得优异的光扩散性能，同时保持冲击韧性，雾度和透光率的平衡。与其他无机微球粒子相比，其优点是相对密度小，比表面积大，润滑性好，透光性好。与其他有机微球粒子相比，硅光扩散剂效率更高，耐热性更高，颜色和光泽更稳定，无泛黄、黑点的现象出现。同时具有更精密细致的颗粒微形态控制和更窄的粒度分布。光扩散剂可以选自含苯基的高折光指数的有机硅微球，也可以是含甲基的低折光指数的有机硅微球，或者是含苯基又含甲基的有机硅微球做光扩散剂。
本实施例中的有机硅微球的合成步骤如下：
(1)将400g苯基三甲氧基硅烷(或甲基三甲氧基硅烷)，400g二苯基二甲氧基硅烷(或二甲基二甲氧基硅烷)，200g二甲基二乙氧基硅烷加到5l的三口瓶中，再加入甲苯、乙醇和水，搅拌均匀后，将温度升到80℃，然后滴入盐酸(30分钟左右滴完)，反应6h，将反应物水洗至中性，放入烘箱中烘干，控制温度、反应时间等条件制得直径为1-5um的有机硅微球。
本实施例制备的pvc材料，不仅具有优异的韧性，而且具有优异的耐高温性，此外，所得材料无毒、无污染、质轻、耐磨、不出油，十分符合led光扩散胶料、面板灯罩材料的使用要求。
实施例2：
一种耐高温的光扩散pvc材料，由如下重量份数的原料制成：pvc树脂103份、甲基乙烯基硅橡胶15份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.3份、甲基含氢硅油15份、聚乙烯蜡0.3份、环氧大豆油3份、钙锌稳定剂6份、硬脂酸钙2份、防老剂3份、邻苯二甲酸二辛酯35份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)35份、有机硅微球0.7份、ob0.05份。
所述防老剂由2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯组成，所述2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的重量份数为1.34份，三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的重量份数为0.67份。
其制备步骤如下：
(1)制备第一混合物：将上述重量份数的甲基乙烯基硅橡胶、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂、甲基含氢硅油、环氧大豆油和重量份数为0.05的聚乙烯蜡在转速为20rpm的混合机中混合30min，然后加入1重量份数的防老剂，继续混合10min，制得所述第一混合物。
(2)制备第二混合物：将上述重量份数的钙锌稳定剂、硬脂酸钙、ob、10重量份数的邻苯二甲酸二辛酯，10重量份数的偏苯三酸三(2-乙基己酯)和1重量份数的防老剂在转速为20rpm的混合机中混合30min，制得所述第二混合物。
(3)制备第三混合物：将上述质量分数的pvc树脂、剩余重量份数的邻苯二甲酸二辛酯，偏苯三酸三(2-乙基己酯)，有机硅微球0.8份和0.05重量份数的聚乙烯蜡在转速为20rpm的高速混合机中高速混合10min，制得所述第三混合物。
(4)制备混合料：将所述第一混合物、第二混合物和第三混合物依次加入转速为30rpm的混合机中混合30min后，放入温度为0℃、转速为50rpm的冷却混合机中进行冷搅30min，出料，制得所述混合料。
(5)制备pvc材料：将所述混合料在转速为30rpm的双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，制得所述pvc材料。
实施例3：
一种耐高温的光扩散pvc材料，由如下重量份数的原料制成：pvc树脂100份、甲基乙烯基硅橡胶5份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.1份、甲基含氢硅油5份、聚乙烯蜡0.1份、环氧大豆油2份、钙锌稳定剂4份、硬脂酸钙1份、防老剂2份、邻苯二甲酸二辛酯5份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)5份、有机硅微球0.4份、ob：0.03份所述防老剂由2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯组成，所述2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的重量份数为1.67份，三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的重量份数为0.83份。
其制备步骤如下：
(1)制备第一混合物：将上述重量份数的甲基乙烯基硅橡胶、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂、甲基含氢硅油、环氧大豆油和重量份数为0.15的聚乙烯蜡在转速为85rpm的混合机中混合22min，然后加入1.5重量份数的防老剂，继续混合8min，制得所述第一混合物。
(2)制备第二混合物：将上述重量份数的钙锌稳定剂、硬脂酸钙、ob、15重量份数的邻苯二甲酸二辛酯，15重量份数的偏苯三酸三(2-乙基己酯)，有机硅微球0.2份和1重量份数的防老剂在转速为85rpm的混合机中混合22min，制得所述第二混合物。
(3)制备第三混合物：将上述质量分数的pvc树脂、剩余重量份数的邻苯二甲酸二辛酯和偏苯三酸三(2-乙基己酯)，有机硅微球0.4和0.1重量份数的聚乙烯蜡在转速为85rpm的高速混合机中高速混合9min，制得所述第三混合物。
(4)制备混合料：将所述第一混合物、第二混合物和第三混合物依次加入转速为90rpm的混合机中混合27min后，放入温度为32℃、转速为100rpm的冷却混合机中进行冷搅20min，出料，制得所述混合料。
(5)制备pvc材料：将所述混合料在转速为85rpm的双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，制得所述pvc材料。
实施例4：
一种耐高温的光扩散pvc材料，由如下重量份数的原料制成：pvc树脂102份、甲基乙烯基硅橡胶12份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.25份、甲基含氢硅油12份、聚乙烯蜡0.25份、环氧大豆油0.25份、钙锌稳定剂6份、硬脂酸钙1.5份、防老剂2.5份、邻苯二甲酸二辛酯22.5份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)22.5份、有机硅微球0.6份、ob：0.04份。
所述防老剂由2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯组成，所述2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的重量份数为2份，三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的重量份数为1份。
其制备步骤如下：
(1)制备第一混合物：将上述重量份数的甲基乙烯基硅橡胶、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂、甲基含氢硅油、环氧大豆油和重量份数为0.2的聚乙烯蜡在转速为150rpm的混合机中混合15min，然后加入2重量份数的防老剂，继续混合5min，制得所述第一混合物。
(2)制备第二混合物：将上述重量份数的钙锌稳定剂、硬脂酸钙、ob、12重量份数的邻苯二甲酸二辛酯，15重量份数的偏苯三酸三(2-乙基己酯)，有机硅微球0.4份和1重量份数的防老剂在转速为150rpm的混合机中混合15min，制得所述第二混合物。
(3)制备第三混合物：将上述质量分数的pvc树脂、剩余重量份数的邻苯二甲酸二辛酯和偏苯三酸三(2-乙基己酯)，有机硅微球0.3份和0.2重量份数的聚乙烯蜡在转速为150rpm的高速混合机中高速混合8min，制得所述第三混合物。
(4)制备混合料：将所述第一混合物、第二混合物和第三混合物依次加入转速为150rpm的混合机中混合25min后，放入温度为65℃、转速为150rpm的冷却混合机中进行冷搅10min，出料，制得所述混合料。
(5)制备pvc材料：将所述混合料在转速为150rpm的双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，制得所述pvc材料。
实施例5：
一种耐高温的光扩散pvc材料，由如下重量份数的原料制成：pvc树脂105份、甲基乙烯基硅橡胶20份、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂0.4份、甲基含氢硅油20份、聚乙烯蜡0.4份、环氧大豆油5份、钙锌稳定剂8份、硬脂酸钙2份、防老剂3份、邻苯二甲酸二辛酯40份、偏苯三酸三(2-乙基己酯)40份、有机硅微球0.8份、ob：0.05份。
所述防老剂由2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯组成，所述2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的重量份数为2份，三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的重量份数为1份。
其制备步骤如下：
(1)制备第一混合物：将上述重量份数的甲基乙烯基硅橡胶、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂、甲基含氢硅油、环氧大豆油和重量份数为0.1的聚乙烯蜡在转速为80rpm的混合机中混合20min，然后加入2重量份数的防老剂，继续混合6min，制得所述第一混合物。
(2)制备第二混合物：将上述重量份数的钙锌稳定剂、硬脂酸钙、ob、8重量份数的邻苯二甲酸二辛酯，12重量份数的偏苯三酸三(2-乙基己酯)，有机硅微球0.4和1重量份数的防老剂在转速为80rpm的混合机中混合20min，制得所述第二混合物。
(3)制备第三混合物：将上述质量分数的pvc树脂、剩余重量份数的邻苯二甲酸二辛酯和偏苯三酸三(2-乙基己酯)，有机硅微球0.2份和0.1重量份数的聚乙烯蜡在转速为80rpm的高速混合机中高速混合9min，制得所述第三混合物。
(4)制备混合料：将所述第一混合物、第二混合物和第三混合物依次加入转速为80rpm的混合机中混合28min后，放入温度为45℃、转速为80rpm的冷却混合机中进行冷搅15min，出料，制得所述混合料。
(5)制备pvc材料：将所述混合料在转速为80rpm的双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，制得所述pvc材料。
另外，设置三份对比例来对其制得的pvc材料和实施例1-2制得的pvc材料进行性能测试，测试结果如表1所示。
对比例1：与实施例2相比，不含所述有机硅微球，其他与实施例2相同。
对比例2：与实施例3相比，不含所述甲基乙烯基硅橡胶、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂、甲基含氢硅油，其他与实施例3相同。
对比例3：与实施例4相比，不含所述有机硅微球、甲基乙烯基硅橡胶、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂、甲基含氢硅油，其他与实施例4相同。
表1性能测试表
从以上结果中可看出，本实施例制备的耐高温的光扩散pvc材料的力学性能能够满足市场需求，且具有优异的抗老化性能，经过老化后的pvc材料依然能够保持较高的抗张强度，能够为led灯带提供良好的保护，保证了灯带的使用寿命，具有广阔的市场前景。
以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。