一种耐油抗静电聚氯乙烯管材的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚氯乙烯材料技术领域，尤其涉及一种耐油抗静电聚氯乙烯管材。
【背景技术】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是通过氯乙烯单体由聚合反应而生成的热塑性高聚物，由于其具有优良的难燃性、抗磨性、抗化学腐蚀性、综合机械物理性能、产品透明性、制品电绝缘性、价格低廉、加工安装方便等优点，目前已成为世界的五大通用合成树脂之一，其制品也是产量较大的一种通用塑料产品。虽然聚氯乙烯的用途广泛，但是在专业领域的应用其性能还存在很大不足，例如，在用作煤矿、石油、纺织等领域的板材、管材等时，存在抗静电性差，耐油性不足的缺陷，限制了聚氯乙烯的应用。虽然通过改性可以提高聚氯乙烯材料的性能，但在目前的改性方法中，配方成本、可加工性与性能之间很难达到平衡，性能改进效果也一般。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐油抗静电聚氯乙烯管材，其具有优异的耐油性和抗静电性，且成本低，加工性能好。
[0004]本发明提出的一种耐油抗静电聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括以下组分:聚氯乙稀100份、氯化聚乙稀10-30份、三元乙丙橡胶1-10份、氧化锌改性氧化石墨稀1-3.5份、硼酸锌2-10份、氢氧化铝3-10份、偶联剂改性硅藻土 2-5份、五(巯基乙酸异辛酯)锑0.5-1.5份、N-异丙基-V -苯基对苯二胺1-2.5份、硬脂酸钙1-3份、硬脂酸镧1-2.5份、环氧大豆油1-5份、聚乙烯蜡5-10份、聚-4-甲基-1-戊烯5-15份、偏苯三酸三辛酯0.5-2份、亚磷酸三(2，4_二叔丁基苯)酯1-5份。
[0005]优选地，其原料中，聚氯乙稀、氯化聚乙稀、三元乙丙橡胶的重量比为100:18-25:5-9。
[0006]优选地，其原料按重量份包括以下组分:聚氯乙烯100份、氯化聚乙烯20-23份、三元乙丙橡胶6-7份、氧化锌改性氧化石墨烯1.9-2.4份、硼酸锌6-8份、氢氧化铝5-7份、偶联剂改性硅藻土2.9-3.2份、五(巯基乙酸异辛酯)锑0.9-1.2份、N-异丙基-Y -苯基对苯二胺1.9-2.4份、硬脂酸钙1.6-2.2份、硬脂酸镧1.4-1.8份、环氧大豆油2.5-3.1份、聚乙烯蜡8-8.6份、聚-4-甲基-1-戊烯9-12份、偏苯三酸三辛酯1-1.5份、亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯
3-3.7份。
[0007]优选地，其原料按重量份包括以下组分:聚氯乙烯100份、氯化聚乙烯22份、三元乙丙橡胶6.5份、氧化锌改性氧化石墨烯2.1份、硼酸锌7.2份、氢氧化铝6.2份、偶联剂改性硅藻土 3份、五(巯基乙酸异辛酯)锑I份、N-异丙基-N。苯基对苯二胺2.1份、硬脂酸钙1.9份、硬脂酸镧1.6份、环氧大豆油3份、聚乙烯蜡8.2份、聚-4-甲基-1-戊烯10份、偏苯三酸三辛酯1.3份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)酯3.4份。
[0008]优选地，氯化聚乙烯中氯元素的含量为20-35wt%。
[0009]优选地，氧化锌改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备:将氧化石墨烯、纳米氧化锌、乙烯基硅烷偶联剂加入无水乙醇中，搅拌均匀后加入羧基丁腈胶乳混合均匀，然后加入水合肼，搅拌均匀后在65-75 V下反应0.5-2h，反应结束后加入氯化钙溶液中，调节pH为酸性，经静置、水洗、干燥得到所述氧化锌改性氧化石墨烯。
[0010]优选地，氧化锌改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备:按重量份将10-18份氧化石墨稀、2-8份纳米氧化锌、0.5-2份乙稀基娃烧偶联剂加入30-50份无水乙醇中，搅拌10-25min后加入15-30份羧基丁腈胶乳混合均匀，然后加入3-10份水合肼，搅拌均匀后在70-730C下反应0.9-1.2h，反应结束后加入氯化钙溶液中，调节pH值为4-5，搅拌30_50min后静置、水洗、干燥得到所述氧化锌改性氧化石墨烯;羧基丁腈胶乳具有优异的耐油、耐老化、耐腐蚀性，且其与PVC相容性好，利用纳米氧化锌、乙烯基硅烷偶联剂和羧基丁腈胶乳对氧化石墨烯进行改性，将羧基丁腈胶乳、乙烯基硅烷偶联剂、纳米氧化锌和氧化石墨烯结合为一体，其中，羧基丁腈胶乳、乙烯基硅烷偶联剂和纳米氧化锌均匀地分散在了氧化石墨烯的表面和片层间，改善了氧化石墨烯的表面性能，同时有效促进了纳米氧化锌和氧化石墨烯的分散，防止了其团聚，加入体系中，能与PVC作用，提高了与PVC的相容性，一方面，限制了PVC分子链段的移动与取向，在管材受力时防止了在PVC中的相对滑动，改善了管材的力学性能;一方面能提高管材的成碳量，抑制PVC碳链的断裂，改善了管材的热稳定性；另一方面，氧化石墨烯与纳米氧化锌配合，在体系中形成了连续的导电通路，改善了管材的导电性，提高了管材的抗静电性。
[0011 ] 优选地，所述纳米氧化锌的平均粒径为15-25nm。
[00?2] 优选地，所述乙稀基娃烧偶联剂为乙稀基二甲氧基娃烧、乙稀基二乙氧基娃烧、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷中的一种或者多种的混合物。
[0013]优选地，所述偶联剂改性硅藻土所使用的改性剂为铝酸酯偶联剂;所述铝酸酯偶联剂为铝酸酯偶联剂DH-st、铝酸酯偶联剂DH-306、铝酸酯偶联剂DH-335中的一种或多种的混合物。
[0014]本发明所述耐油抗静电聚氯乙烯管材可以按照常规的聚氯乙烯复合材料制备工艺进行制备。
[0015]本发明中，添加的氯化聚乙烯结构与聚氯乙烯接近，且因分子中含有极性的氯原子，与分子中填料等极性物质具有一定的相容性，将氯化聚乙烯加入体系中，改善了各原料的相容性，使氯化聚乙烯、聚氯乙烯、三元乙丙橡胶和填料形成了网络结构，在受到外力时能够吸收应力和应变，提高了管材的韧性;氧化锌改性氧化石墨烯、偶联剂改性硅藻土加入到体系中，与体系中的各原料相容性好，提高了管材的拉伸强度、冲击强度和维氏硬度，同时由于氧化石墨烯和硅藻土的结构，对体系具有辅助热稳定作用，与五(巯基乙酸异辛酯)锑、环氧大豆油配合，使管材的玻璃化温度向高温方向移动，提高了管材的热、动稳定性，避免了因氯化聚乙烯的加入引起的体系的稳定性降低的缺陷;添加的硼酸锌与氢氧化铝作为阻燃剂，不仅可以维持阻燃剂的阻燃作用还可以降低材料的成本、生烟量和毒性，在管材燃烧的过程中，硼酸锌能形成多孔炭层，且能与氢氧化铝生成类似玻璃、陶瓷等硬质多孔残渣，有利于隔热和阻止空气扩散入管材内部，减少了高温熔滴，减少了危险的引燃源，起到抑燃的作用，提高了管材的阻燃性;聚-4-甲基-1-戊烯加入体系中，与N-异丙基-N。苯基对苯二胺、亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯具有协同作用，提高了体系的化学稳定性、耐老化性和耐油性。
[0016]对本发明所述耐油抗静电聚氯乙烯管材进行性能检测，其拉伸强度为25_40MPa，断裂伸长率为480-530%，线膨胀系数为3-5 X 10—5m/m.°C，用其制作的聚氯乙烯管具有优异的耐油性、抗静电性、阻燃性，且使用寿命长，在正常工作条件下可使用达40-55年。
【具体实施方式】
[0017]在具体实施例中，本发明提出的一种耐油抗静电聚氯乙烯管材，其原料中，聚氯乙烯的重量份为100份，氯化聚乙烯的重量份可以为10、12、13、14、15、16、18、19、21、23、24、25、26、27、28、28.6、29、29.3、30份；三元乙丙橡胶的重量份可以为1、2、3、3.4、4、4.6、5、5.8、6、8、9、9.3、10份;氧化锌改性氧化石墨烯的重量份可以为1、1.2、1.8、2、2.3、2.6、2.8、
3、3.1、3.4、3.5份;硼酸锌的重量份可以为2、3、4、5、5.3、6、6.3、7、7.4、8、8.5、9、9.6、10份;氢氧化铝的重量份可以为3、4.2、5、5.3、6、6.3、7、8、8.5、9、9.3、10份;偶联剂改性硅藻土的重量份可以为2、2.3、2.8、3、3.4、3.8、4、4.2、4.8、5份;五(巯基乙酸异辛酯)锑的重量份可以为0.5、0.6、0.7、0.85、0.9、1、1.2、1.3、1.45、1.5份;N-异丙基-N' _苯基对苯二胺的重量份可以为1、1.2、1.3、1.5、1.8、2、2.1、2.2、2.26、2.3、2.34、2.4、2.46、2.5份;硬脂酸钙的重量份可以为1、1.2、1.5、1.64、1.7、1.8、2、2.1、2.5、2.8、3份;硬脂酸镧的重量份可以为1、1.2、1.3、1.56、1.8、1.9、2、2.1、2.3、2.34、2.4、2.46、2.5份;环氧大豆油的重量份可以为1、1.2、1.8、2、2.3、2.38、2.4、2.6、2.8、3、3.4、3.8、4、4.2、4.6、5 份;聚乙烯蜡的重量份可以为
5、6、6.3、7、7.4、8、8.5、9、9.3、9.7、10份;聚-4-甲基-1-戊烯的重量份可以为5、6、7、8、8.5、
9、9.3、10、10.3、11、11.6、12、12.3、13、13.4、14、14.6、15 份;偏苯三酸三辛酯的重量份可以为0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.1、1.3、1.4、1.5、1.6、1.8、1.9、2份;亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)酯的重量份可以为 1、1.2、1.8、2、2.3、2.8、3、3.4、3.8、4、4.5、5 份。
[0018]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0019]实施例1
[0020]本发明提出的一种耐油抗静电聚氯乙烯管材，其原料按重量份包括以下组分:聚氯乙烯100份、氯化聚乙烯10份、三元乙丙橡胶10份、氧化锌改性氧化石墨烯3.5份、硼酸锌2份、氢氧化铝10份、偶联剂改性硅藻土 2份、五(巯基乙酸异辛酯)锑1.5份、N-异丙基-N。苯基对苯二胺I份、硬脂酸钙3份、硬脂酸镧I份、环氧大豆油5份、聚乙烯蜡5份、聚-4-甲基-1-戊烯15份、偏苯三酸三辛酯0.5份、亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯5份；
[0021]其中，氧化锌改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备:按重量份将10份氧化石墨稀、8份纳米氧化锌、0.5份乙稀基三甲氧基娃烧加入50份无水乙醇中，搅拌1min后加入30份羧基丁腈胶乳混合均匀，然后加入3份水合肼，搅拌均匀后在73 °C下反应0.9h，反应结束后加入氯化钙溶液中，调节PH值为4，搅拌50min后静置、水