专利名称：户外用asa/pvc-m共挤出管材组合物及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子聚合材料领域，主要涉及一种户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物及其制备工艺。
背景技术：
随着材料合成技术的发展与提高，国内外对新材料的研究不断取得突破，抗冲改性聚氯乙烯管材，简称PVC-M因其良好的抗冲击性、耐寒性和加工流动性而被广泛运用。与普通PVC-U管材相比，PVC-M管材的抗冲击性能显著提高，能更好地抵抗管材安装和运输过程中产生的轻微划伤、点载荷和地基的不均匀下降；PVC-M管材可以有效的抵抗水锤，减少管线在运营、施工过程中的破坏；耐环境应力开裂能力显著提高，能有效抵抗安装和运输过程中对管材的外力冲击，防止快速开裂现象的发生。PVC-M管在不少国家已经大量生产，广泛应用于城乡和建筑给排水，矿山用管道等。ASA是一种由丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸橡胶组成的于上世纪70年代研制成功的三元聚合物，属于抗冲改性树脂，具有极佳的机械物理性能。高分子材料中若含有双键，则双键容易被能量强度较大的太阳光中的紫外线所打开，由此，造成高分子材料分解。而ASA正是用不含不饱和双键的丙烯酸橡胶替代了 ABS中含有不饱和双键的丁二烯橡胶，因此，不但可抵抗紫外线照射引起的降解、老化、褪色，同时对大气中的氧化加工过程中的高温引起ASA分解或变色有了坚强保障，由此极大的提升了材料的抗老化与耐侯性能。然而，目 前市场上已经出现的户外用ASA/PVC复合管材耐候性能却并不理想，由于制备过程中管材配方、原料和加工工艺不够合理，ASA/PVC复合管材的耐候性、耐冲击性和韧性均受到一定的影响。特别是白色ASA/PVC复合管材在户外使用时，使用寿命短，同时易产生变色，影响美观。目前市场上急需一种耐候性更好的的户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物及其制备工艺。使用该组合物及其制备工艺生产的户外用ASA/PVC-M共挤出管材既保持了 PVC-M的力学性能，又具备ASA管材的高耐候性和抗静电性能。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物，由管材外层组合物及管材内层组合物组成，其特征在于，所述的管材外层组合物由下列组份组成(重量份):ASA 100份，乙撑双硬脂酰胺
0.8 1.5份，钛白粉O 2份，受阻酚类抗氧剂0.6 0.8份；所述的管材内层组合物由下列组份组成(重量份)::PVC100份，有机锡稳定剂
1.5 2.5份，MBS抗冲改性剂10 12份，复合润滑剂1.5 3.0份，填充剂5 10份。所述的管材外层组合物中ASA为丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物，本发明选用挤出级ASA。
所述的管材外层组合物中钛白粉选用金红石型结构钛白粉。金红石型结构钛白粉的耐候性和着色力较佳，可以提高本发明管材的耐候性。但PVC中加入钛白粉会使其粘度上升，流动性降低，扭矩增大造成加工困难。因此本发明管材内层组合物中不添加钛白粉，从而在不影响管材耐候性能的前提下大大减少了管材中钛白粉的加入量，克服了 PVC的流动特性差工艺范围较窄，特别是大分子量的PVC材料难于加工的问题。所述管材外层组合物中的润滑剂选用乙撑双硬脂酰胺。乙撑双硬脂酰胺与石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸盐等润滑剂相比，不但具有很好的外部润滑作用，而且具有很好的内部润滑作用，在塑料成型加工中提高熔隔塑料的流动性和脱模性，从而提高了塑料加工的产量，降低了能耗，使产品获得了极高的表面光洁性、平滑性。同时由于在乙撑双硬脂酰胺分子结构中含有二个酰胺基-C-NH-，所以该产品加入塑料后，塑料制品还会具有较好的防静电性。所述的管材外层组合 物中受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂264的混合物，抗氧剂1076和抗氧剂264按重量比1:1混合使用。所述的管材内层组合物中复合润滑剂为微晶蜡和氧化聚乙烯蜡的组合物。传统润滑剂多采用硬脂酸或硬脂酸钙，但硬脂酸或硬脂酸钙在合成过程中含有成分极复杂的有机杂质，这些杂质在紫外线和热量作用下极易氧化，成为黑色的脂类氧化物，从而致使PVC管材出现严重变色和局部黑斑的现象；另一方面，在因为阳光下、湿度增大、温度升高和缺氧条件下，管材外表面易发生霉变，生成大量霉菌致使管材变灰。因此，在本发明管材内层组合物和外层组合物中，均不采用硬脂酸或硬脂酸钙作为润滑剂。所述的管材内层组合物中填充剂为大于等于1200目的超细活性碳酸钙。填料粒径越细，对复合材料力学性能影响越小，超细活性碳酸钙作为一种无机填料，适宜的粒径以大于1200目为效果最好。超细活性碳酸钙因对其碳酸钙微粒进行过活化，使用超细活性碳酸钙作为填充剂时，可以增加聚合物的力学性能，并且对聚合物的抗冲击性能不造成影响。所述管材的内层组合物中PVC树脂为1000型，即V型PVC树脂。优选中国石化齐鲁分公司生产的PVC管材专用树脂PVC QS-1050P。所述PVC-M内层组合物中选用MBS作为冲击改性剂，MBS为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，优选牌号为MBS561。MBS是一种预定弹性体型冲击改性剂，它属于核-壳结构的聚合物，其核为丁苯橡胶核属于软状弹性体，可赋予制品较高的抗冲击性能；其壳为具有高玻璃化温度的聚合物。MBS与PVC树脂具有较好的界面相容性，又在PVC/MBS体系中保持粒子形状完整。在改善冲击性同时，MBS对PVC树脂的其他性能，如拉伸强度、断裂伸长率等影响很小。本发明内层组合物中没有采用传统的CPE作抗冲改性剂。这是因为CPE为非预定弹性体型冲击改性剂，它属于网状聚合物，其改性机理是以增塑作用机理对塑料进行改性。因此，NPDE必须形成一个包覆树脂的网状结构，它与PVC不是十分好的相容体。CPE因其制备过程中发生加氯反应产生了氯化氢(HCl)，造成CPE颗粒包覆有HC1，在温度升高时会挥发出HC1。这些在常温下不会对CPE产生明显影响，但由于CPE分子中存在与PVC相同的分子结构，在温度升高时会像催化分解PVC —样，降解CPE。PVC因其结构的原因，在光照下可分解释放HC1。在有HCl存在时，PVC脱HCl成自催化反应，PVC脱HCl速度明显加快。175°C时，这种自催化反应是非催化反应的1000倍，造成使用CPE做抗冲改性剂的PVC在户外使用时老化程度明显加快。
所述的PVC-M内层组合物中有机锡稳定剂为有机锡稳定剂2903。一种权利要求1-5任一所述的户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物的制备工艺，按如下工序进行:a)将ASA粉体，乙撑双硬脂酰胺、钛白粉、受阻酚类抗氧剂按上述比例称取放入高低速混合机中，充分搅拌混合均匀充分搅拌混合，搅拌转速1000 2000转/分，混合时间10 15分钟，混合至温度110 120°C，将物料放到低速混合机中，待混合至温度40 45°C出料，制得管材外层组合物。b)将PVC树脂、有机锡稳定剂、MBS、复合润滑剂、填充剂按上述比例称取放入高低速混合机中，充分搅拌混合，搅拌转速1000 2000转/分，混合时间10 15分钟，混合至温度110 120°C时，将物料放到低速混合机中，待混合至温度40 45°C出料，制得管材内层组合物。与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明的两种专用组合物共挤出生产的户外用ASA/PVC-M管材为高耐候性材料，且具有较高的抗冲击性能和耐侯性能。用不含双键的、抗老化性能优异的ASA配方组合物挤出高耐候PVC-M管材外层，使ASA/PVC-M共挤出管材具有良好的耐候性能，在户外长期使用不会产生变色现象，其黄指数变化差值。由于共挤出管材组合物外层的主要成分为ASA，ASA与共挤出管材的内层PVC是完全相容的材料，共挤出的管材界面间具有良好的粘结强度，使用过程中不会出现层间脱层、分离等现象。本发明生产的户外用ASA/PVC-M管材组合物，其抗冲击性能明显高于普通ASA/PVC管材组合物，同时拉伸强度和简支梁冲击强度值都较高，其中拉伸强度可达47.9MPa，简支梁冲击强度值可达85.6MPa。本发明由于采用双层共挤出的生产方法，两种材料的界面能够很好的熔接和粘合，不会造成管材的分层和脱落，具有良好的市场应用前景。
具体实施例方式
实施例1 6表I实施例1 6ASA/PVC-M管材组合物(以重量份计)
权利要求
1.一种户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物，其特征在于，管材内、外层组合物分别由下列重量份的组分制成: 管材外层组合物:ASA 100份，乙撑双硬脂酰胺0.8 1.5份，钛白粉O 2份，受阻酚类抗氧剂0.6 0.8份； 管材内层组合物=PVC 100份，有机锡稳定剂1.5 2.5份，MBS抗冲改性剂10 12份，复合润滑剂1.5 3.0份，填充剂5 10份。
2.根据权利要求1所述的户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物，其特征在于:所述钛白粉为金红石型钛白粉。
3.根据权利要求1所述的户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物，其特征在于:所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂264按重量比1:1配比的混合物。
4.根据权利要求1所 述的户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物，其特征在于:所述的复合润滑剂为微晶蜡和氧化聚乙烯蜡按任意比混合。
5.根据权利要求1所述的户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物，其特征在于:所述填充剂为大于等于1200目的超细活性碳酸钙。
6.根据权利要求1-5任一所述的户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物的制备工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤: 称取管材内、外层组合物原料，分别放入高低速混合机中充分搅拌混合均匀，搅拌转速1000 2000转/分，混合时间10 15分钟，混合至温度110 120°C时将物料放到低速混合机中，待混合至温度40 45°C出料，制得管材内、外层组合物。
全文摘要
一种户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物及其制备工艺，属于高分子聚合材料领域。由PVC-M管材组合物作为共挤出管材的内层组份，ASA组合物作为ASA/PVC-M共挤出管材的外层组份，两种组合物由两台挤出机共用一个双层共挤出复合口模，一次成型。依照本发明生产的户外用ASA/PVC-M共挤出管材组合物具有良好的耐候性能、冲击性能及力学性能，并且在户外长期使用时不易出现变色现象，具有广阔的市场前景。
文档编号C08L51/00GK103160055SQ20111042171
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者孙培培, 李静, 张桦, 刘容德, 刘浩, 贾小波, 桂俊杰 申请人:中国石油化工股份有限公司