本发明涉及塑料材料技术领域，更具体地说，它涉及一种钢塑复合管外壁料及其制备工艺。
背景技术：
钢塑复合管通常是在塑料管和金属管相结合的管件，现有的钢塑复合管的制备方法通常以无缝钢管或焊接钢管为基管，然后在基管外套塑料管，使塑料管和基管之间为过盈配合。
因此，对于塑料管部分的整体要求主要体现在其整体强度、成型性能上面。
由于钢塑复合管外壁与滑环直接接触，在静置时，滑环与钢塑复合管外壁之间的接触处产生局部应力，而目前为了美观，窗帘的样式更加复杂且重量较大，而目前的钢塑复合管外壁的整体强度不高，从而更加容易导致钢塑复合管外壁受到损坏。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种钢塑复合管外壁料，具有较好的整体强度以及不易受到损坏的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种钢塑复合管外壁料，包括如下重量份数的组分：
聚氯乙烯树脂100份；
填充剂40-60份；
稳定剂5-9份；
润滑剂0.8-2份；
2，2-双对羟苯基丙烷0.1-0.6份；
抗冲助剂3-16份；
着色剂3-10份；
所述稳定剂包括钙锌稳定剂、稀土稳定剂中的至少一种；
所述润滑剂包括硬脂酸、石蜡中的至少一种；
所述抗冲助剂包括氯化聚乙烯、丙稀酸脂类高分子共聚物中的至少一种。
通过上述技术方案，聚氯乙烯树脂(pvc树脂)属于合成材料，具有较好的阻燃性、耐化学药品性、机械强度以及电绝缘性，但其热稳定性较差。pvc树脂玻璃化转变温度为80-90℃，塑化温度为130-150℃，成型加工温度为160-200℃。温度在90-130℃时，pvc树脂由白变黄，释放出少量的hcl；在140-150℃时，脱hcl反应加速，160℃以上，脱hcl反应十分迅速，物料色泽加重至变黑。
钙锌稳定剂无毒无害，具有较好的热稳定性、光稳定性，且加工性能优异，有助于提高钢塑复合管外壁料的成型性能。但钙锌稳定剂的润滑性能和透明性能较差，而硬脂酸、石蜡具有较好润滑效果，有助于提高形成钢塑复合管外壁料的各种组分的混合效果，从而使钢塑复合管外壁料更为均匀。另一方面，若添加硬脂酸，其可与钙锌稳定剂形成复配作用，从而减少锌烧的现象。
稀土稳定剂具有优异的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力，其中的稀土具有净化作用，有助于进一步减少由于组分带入的杂质的影响，从而有助于提高聚合程度，并且增加分子量，产生高分子链结构的主价键，还有助于使钢塑复合管外壁料的结构更为致密均匀，并提高拉伸强度。
稳定剂的加入，可使pvc树脂在加工成型和使用过程中，不易受到热、光、辐射、氧和外力的作用，而出现分解、降解、老化、变色的现象。
2，2-双对羟苯基丙烷可有助于提高形成的钢塑复合管外壁料的抗老化性能，延长后期制作出的窗轨、窗帘杆等产品的使用寿命。
抗冲助剂中，氯化聚乙烯和丙稀酸脂类高分子共聚物均较为稳定，氯化聚乙烯具有较好的耐候性、耐油性、阻燃性、耐臭氧、耐化学药品的作用，且韧性良好，还具有较好的相容性，有助于与上述的组分之间形成较为充分的混合和接触；丙稀酸脂类高分子共聚物具有优异的韧性、耐候性、耐臭氧、耐化学药品的优点。因此，氯化聚乙烯和丙稀酸脂类高分子共聚物均有助于提高本申请中获得的钢塑复合管外壁的抗冲击强度。
经研究(机械性能试验)发现，在稳定剂、润滑剂、抗冲助剂相互配合作用下，有助于提高钢塑复合管外壁料的整体拉伸强度、抗冲击强度和成型性能。
进一步优选为：所述钢塑复合管外壁料包括如下重量份数的组分：
氯乙烯树脂100份；
填充剂40-57份；
稳定剂5-7.5份；
润滑剂0.8-1.7份；
2，2-双对羟苯基丙烷0.1-0.4份；
抗冲助剂3-13份；
着色剂3-7份。
通过上述技术方案，经研究(机械性能试验)发现，采用上述数据范围的组分制备获得的钢塑复合管外壁料，具有更好的拉伸强度以及更好的整体成型性能。
进一步优选为：所述抗冲助剂由氯化聚乙烯、丙稀酸脂类高分子共聚物组成，所述氯化聚乙烯的重量份数为2-8份，所述丙稀酸脂类高分子共聚物的重量份数为1-5份。
通过上述技术方案，经研究(机械性能试验)发现，cpe抗冲助剂与acr-401抗冲助剂相互复配，可达到更好的弯曲弹性模量，且整体的成型性能较好，更不易出现缺口等现象。
进一步优选为：所述丙稀酸脂类高分子共聚物的粒径为0.4-0.45mm，所述丙稀酸脂类高分子共聚物的粘度为5-5.3ml/g。
通过上述技术方案，有助于增加丙稀酸脂类高分子共聚物与各组分之间的相互配合性，从而减少组分之间的缝隙，提高紧密连接效果，进而提高形成的钢塑复合管外壁料整体拉伸强度、抗冲击强度和成型性能。
进一步优选为：所述氯化聚乙烯的邵尔硬度为55-56sha；所述氯化聚乙烯的拉伸强度为13-13.5mpa；所述氯化聚乙烯的扯断伸长率为630-650％。
通过上述技术方案，氯化聚乙烯具有优异的拉伸强度和扯断伸长率，与丙稀酸脂类高分子共聚物相互配合，有助于提高获得的钢塑复合管外壁料的拉伸强度、抗冲击强度。
进一步优选为：所述填充剂包括重质碳酸钙、活性碳酸钙中的至少一种，所述填充剂的粒径为4.6-5.2μm。
通过上述技术方案，重质碳酸钙、活性碳酸钙的粒径较小，有助于提高混合的充分性和均匀性。
进一步优选为：所述着色剂包括钛白粉、炭黑、铬黄中的一种。
通过上述技术方案，具有较好的着色效果，还具有填充性能，减少组分与组分之间的间隙，从而钢塑复合管外壁料的致密感。
本发明的目的二在于提供一种钢塑复合管外壁料的制备工艺。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种钢塑复合管外壁料的制备工艺，包括如下步骤：
s1，将相应重量份数的聚氯乙烯树脂、填充剂、稳定剂、润滑剂、抗冲助剂、着色剂相互混合，升温至90-100℃，充分混合，获得混合物；
s2，将步骤s1中获得的混合物进行造粒，获得钢塑复合管外壁料。
通过上述技术方案，有助于提高所有组分之间的混合充分性，并且在造粒的过程中，使混合物中的组分分布较为均匀，从而使造粒获得的钢塑复合管外壁料具有更好的成型性能。
进一步优选为：所述步骤s2中的造粒的温度为165-175℃。
通过上述技术方案，在该温度下，有助于使各组分充分熔合，从而提高接触的效果和流动性，提高混合均匀性，进而使整体具有更好的成型性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.润滑剂、填充剂、抗冲助剂相互配合，使获得的复合管外壁料的表面平滑，无杂质或凹凸的缺陷；
2.在稳定剂、润滑剂、抗冲助剂相互配合作用下，获得的复合管外壁料具有较好的整体拉伸强度、抗冲击强度、弯曲弹性模量、以及成型性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种钢塑复合管外壁料，所包括的组分及其相应的重量份数如表1所示，且通过如下步骤制备获得：
s1，将聚氯乙烯树脂、填充剂、稳定剂、润滑剂、抗冲助剂、着色剂相互混合，升温至90℃，充分混合，获得混合物；
s2，将步骤s1中获得的混合物在170℃的温度下进行造粒，获得钢塑复合管外壁料。
其中，抗冲助剂为重量份数为6份的氯化聚乙烯和2份的丙稀酸脂类高分子共聚物，丙稀酸脂类高分子共聚物的粒径为0.45mm，丙稀酸脂类高分子共聚物的粘度为5.28ml/g；氯化聚乙烯的邵尔硬度为56sha；氯化聚乙烯的拉伸强度为13.38mpa；氯化聚乙烯的扯断伸长率为650％；
稳定剂为钙锌稳定剂；
润滑剂为重量份数为0.5份的硬脂酸和0.6份的石蜡；
填充剂为重量份数为35份的重质碳酸钙和15份的活性碳酸钙，且粒径为5.2μm；
着色剂为金红石型钛白粉。
实施例2-5：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，所包括的组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-5所包括的组分及其相应的重量份数
实施例6：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，抗冲助剂全部为氯化聚乙烯。
实施例7：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，抗冲助剂全部为丙稀酸脂类高分子共聚物。
实施例8：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，抗冲助剂为重量份数为2份的氯化聚乙烯和1份的丙稀酸脂类高分子共聚物。
实施例9：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，抗冲助剂为重量份数为8份的氯化聚乙烯和5份的丙稀酸脂类高分子共聚物。
实施例10：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，抗冲助剂为重量份数为4份的氯化聚乙烯和1份的丙稀酸脂类高分子共聚物。
实施例11：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，丙稀酸脂类高分子共聚物的粒径为0.4mm，丙稀酸脂类高分子共聚物的粘度为5ml/g；氯化聚乙烯的邵尔硬度为55sha；氯化聚乙烯的拉伸强度为13mpa；氯化聚乙烯的扯断伸长率为630％。
实施例12：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，丙稀酸脂类高分子共聚物的粒径为0.42mm，丙稀酸脂类高分子共聚物的粘度为5.15ml/g；氯化聚乙烯的邵尔硬度为55.3sha；氯化聚乙烯的拉伸强度为13.3mpa；氯化聚乙烯的扯断伸长率为635％。
实施例13：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，丙稀酸脂类高分子共聚物的粒径为0.44mm，丙稀酸脂类高分子共聚物的粘度为5.22ml/g；氯化聚乙烯的邵尔硬度为55.8sha；氯化聚乙烯的拉伸强度为13.45mpa；氯化聚乙烯的扯断伸长率为649％。
实施例14：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，填充剂为重量份数为28份的重质碳酸钙和18份的活性碳酸钙，粒径为4.6μm。
实施例15：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，填充剂为重量份数为39份的重质碳酸钙和12份的活性碳酸钙，粒径为5.0μm。
实施例16：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，稳定剂为稀土稳定剂。
实施例17：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，稳定剂为重量份数比为1∶1的钙锌稳定剂、稀土稳定剂。
实施例18：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，润滑剂为硬脂酸。
实施例19：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，润滑剂为石蜡。
实施例20：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，步骤s1中，升温到100℃，步骤s2中，造粒的温度为165℃。
实施例21：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，步骤s2中，造粒的温度为175℃。
其中，pvc树脂购自新疆天业集团有限公司；重质碳酸钙、活性碳酸钙均江西科越科技有限公司；钙锌稳定剂购自临安华立塑胶有限公司；稀土稳定剂购自上海微谱化工技术服务有限公司；硬脂酸购自杭州油脂化工有限公司；氯化聚乙烯购自杭州科利化工有限公司；丙稀酸脂类高分子共聚物购自无锡市长盛塑化有限公司；金红石型钛白粉购自上海江沪钛白化工制品有限公司。
对比例1：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，不包括稳定剂、抗冲助剂、填充剂。
对比例2：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，不包括润滑剂、抗冲助剂、填充剂。
对比例3：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，不包括抗冲助剂。
对比例4：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，抗冲助剂为重量份数为0.3份的氯化聚乙烯。
对比例5：一种钢塑复合管外壁料，与实施例1的区别在于，抗冲助剂为重量份数为0.3份的丙稀酸脂类高分子共聚物。
机械性能试验
试验样品：选取实施例1-21中获得的产品作为试验样1-21，选取对比例1-5中获得的产品作为对照样1-5。
试验方法：
1.观察试验样1-21的外观，发现表面平滑且为均匀一致的乳白色，无裂纹及杂质和凹凸不平缺陷。而对照样1-2中，表面出现较为明显的凹凸不平和细小裂纹的缺陷，且对照样2的表面的颜色不够均匀；对照样3中的表面出现轻微的凹凸不平的缺陷；而对照样4-5较为平滑，但仍有凹凸不平的现象出现。润滑剂、填充剂、抗冲助剂相互配合，使获得的复合管外壁料的表面平滑，无杂质或凹凸的缺陷，具有较好的成型性能。
2.根据gb/t3398.2-2008《塑料硬度测定第2部分：洛氏硬度》，对试验样1-21以及对照样1-5进行洛氏硬度的测试；
根据gb/t1040.1-2006《塑料拉伸性能的测定第1部分：总则》对试验样1-21以及对照样1-5进行拉伸性能的测试；
根据gb/t9341-2008《塑料弯曲性能的测定》对试验样1-21以及对照样1-5进行弯曲性能的测试；
根据gb/t1633-2000《热塑性塑料软化点(维卡)试验方法》对试验样1-21以及对照样1-5进行塑料软化点的测试；
根据gb/t1043.1-2008《塑料简支梁冲击性能的测定第1部分：非仪器化冲击试验》对试验样1-21以及对照样1-5进行简支梁冲击性能的测试。
试验结果：试验样1-21以及对照样1-5中的各项检测指标如表2所示。
表2试验样1-21以及对照样1-5中的各项检测指标
由表2可知，试验样1-21的洛氏硬度、拉伸强度、弯曲弹性模量、以及在23±2℃的温度下的简支梁冲击性能分别较为优异，而对照样1-5中的洛氏硬度、拉伸强度、弯曲弹性模量、以及在23±2℃的温度下的简支梁冲击性能，与试验样1-21对应相比，差距较大。这也表明了，在稳定剂、润滑剂、抗冲助剂相互配合作用下，获得的复合管外壁料具有较好的整体拉伸强度、抗冲击强度、弯曲弹性模量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。