本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种高耐候型pvc色母粒及其制备方法。
背景技术：
聚氯乙烯(简称pvc)是一种无毒、无臭的白色粉末。国内pvc的产量和消费量都位居五大通用树脂之首。pvc制品有耐化学稳定性、耐焰自熄、耐磨、消声消震、强度较高、电绝缘性较好、价廉及材料来源广、气密性能好等优点，在工业、建筑、农业、电力、公用事业等领域都有广阔的应用空间。但是pvc热稳定性能差，容易受光、热、氧的作用发生老化、变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。
目前色母粒着色是现今最普遍采用的塑料着色法，色母粒主要组成为着色剂、载体、分散剂三部分，是把超常量的颜料均匀载附于树脂而制得的聚合物的复合物，其所选用的树脂对着色剂具有良好的润湿和分散作用，并且与被着色材料具有良好的相容性。
而国内色母粒产品结构单一、品种不全，通用型产品占很大比重，塑料需要着色时使用单色的色母粒着色，需要抗静电性能时添加抗静电色母粒，需要阻燃性能时添加阻燃色母粒。添加单一母粒的方法使得在对载体树脂综合性能具有较高要求的时候需要添加多种不同作用的色母粒，从而耗用大量的载体树脂，并且由此带来加工过程中抗氧剂消耗量高、下游成型加工组分多、工艺复杂等缺点，未来的色母粒将朝着多功能化、高颜色含量和高技术含量的方向不断发展。
随着人们生活水平的不断提高，人们越发的追求自身生活环境的干净、健康，而经常会出现在人们身边，直接接触人体的pvc制品，其自身的抗菌性能对创造干净健康的生活环境具有重要作用，抗菌性能越高效，越能够减少疾病发生率、保护身体健康。为此，本发明从色母粒着手，提供一种兼具耐候性能、抗菌性能的pvc色母粒及其制备方法。
技术实现要素：
本发明克服了现有技术不足，提供了一种高耐候型pvc色母粒及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高耐候型pvc色母粒，是由下述重量份的原料制成：
聚氯乙烯树脂40-60、无机颜料20-30、纤维10-15、复合分散剂2-3、紫外线吸收剂2-3、抗氧化剂2-3、增强剂1-2。
所述无机颜料为钛白粉、炭黑、铅铬黄、钴蓝、钴绿、颜料红、氧化铬绿中的一种或多种。
所述的纤维是由竹炭纤维和椰炭纤维按质量比为2：1的比例组成。
所述的复合分散剂是由分散剂yy–5023、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、聚羧酸钠盐分散剂按质量比为2：2：1的比例配制而成。
所述的紫外线吸收剂是由邻羟基苯甲酸苯酯与2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮按质量比为1：1的比例组成。
所述的抗氧化剂为抗氧剂1010、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯蜻、三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯按质量比为2：1：1的比例组成。
所述增强剂是由氧化钕、丙三醇、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂按质量比8-12：2：1：1的比例制成。
一种高耐候型pvc色母粒制备方法，包括以下步骤：
(1)将无机颜料用2-3倍去离子水浸泡1-2天后抽滤，得到的滤渣用蒸馏水清洗3-5次去除水溶性杂质，在功率为400-500w下微波干燥2-3分钟，得到的颜料与铝酸酯偶联剂、三亚乙基二胺、聚丁二烯环氧树脂按质量比20-25:4:1:2的比例送入超微粉碎机中，混料1-1.5小时，得到粒径为0.5-10μm的改性颜料；
(2)将氧化钕、丙三醇、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂按照质量比例称取，混合均匀，在温度为50-60℃下搅拌2-3小时，冷却后过滤，得到的滤渣在功率为400-500w下微波干燥2-3分钟，冷却后得到增强剂；
(3)将聚氯乙烯树脂与纤维、复合分散剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、增强剂按重量比例混合，在1000-1200r/min的搅拌速度下搅拌30-50分钟，冷却后送入粉碎机中进行粉碎，得到粒径大小为100-300μm的混合料；
(4)将上述改性颜料送入高压反应釜中，加入二氧化碳，调节高压反应釜内的压强为40-50mpa，温度为80-100℃，使二氧化碳成为超临界流体；
(5)采用磁力搅拌器进行搅拌，3-5小时后改性颜料完全溶解到超临界流体中，再加入步骤(3)中的混合料，继续搅拌20-30小时，维持温度不变降低压强至1-5mpa，继续搅拌10-15小时，通过泄气阀放气，冷却后取出粗色母料；
(6)将上述粗色母料通过熔融、挤出成型，在温度30-40℃流水中静置5-10s，水流速度为20-30l/min，再在气流温度为40-50℃、气压为1-2mpa条件下吹风10-30s，用切粒机进行切粒，得到粒径大小为1-10mm的pvc色母粒。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明通过将无机颜料改性，有效增强了与载体的相容性，使颜料分散均匀，更好着色，并且改性后颜料不容易褪色，更为美观，大大延长了其使用年限。
将蜂窝状微孔结构的竹炭纤维与载体、助剂混合，混合料中布满了椭圆形孔隙。将无机颜料溶解在超临界二氧化碳流体中，待其渗入混合料中众多的孔隙后，通过减压膨胀，微米级的无机颜料会逐渐沉积在混合料中，二氧化碳可回收利用。
超临界二氧化碳流体粘度低、扩散性系数大、扩散边界层小，溶解的单分子无机颜料能快速渗入到混合料中的空隙，着色效率远高于传统工艺，大大缩短了生产周期，并且着色均匀、色差较小、颜色稳定性大大提高。
采用分散剂yy–5023、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、聚羧酸钠盐分散剂组成的分散剂，能够提高色母粒的熔体流动速率，增加平衡扭矩，缩短了达到最大扭矩所需的时间，在最短时间内获得理想的分散效果，降低了分散剂用量，节约成本。
采用邻羟基苯甲酸苯酯与2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮组成紫外线吸收剂，与树脂相容性更好，吸收紫外线的波长范围更广，更具有稳定剂、增塑剂的作用。
采用抗氧剂1010、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯蜻、三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯组成抗氧化剂，不但协同效果更好，能够显著提高pvc制品的抗氧化性，大大提高了pvc制品的使用寿命，并且用量少，节约成本。
通过钛酸酯偶联剂、丙三醇、铝酸酯偶联剂对氧化钕进行改性制得增强剂，能使色母粒在pvc载体含量少的情况下，有效增强色母粒的稳定性。分散剂和增强剂协同使用，有效提高了色母粒的表面活性，从而提高色母粒的耐候性能。
本发明提供的pvc色母粒配方合理，耐候性强，耐磨性优异，易于分散，成本低廉，制备工艺简单。当应用于pvc制品的着色时，用量更少、色料浓度更高、利用率高，具有抗菌性高、耐候性好、着色均匀、不变色和对pvc制品机械性能无影响等优点，有效延长了pvc制品的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例：
一种高耐候型pvc色母粒，是由下述重量份的原料制成：
聚氯乙烯树脂40份、无机颜料20份、纤维10份、复合分散剂2份、紫外线吸收剂2份、抗氧化剂2份、增强剂1份。
所述无机颜料为颜料红。
所述的纤维是由竹炭纤维和椰炭纤维按质量比为2：1的比例组成。
所述的复合分散剂是由分散剂yy–5023、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、聚羧酸钠盐分散剂按质量比为2：2：1的比例配制而成。
所述的紫外线吸收剂是由邻羟基苯甲酸苯酯与2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮按质量比为1：1的比例组成。
所述的抗氧化剂为抗氧剂1010、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯蜻、三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯按质量比为2：1：1的比例组成。
所述增强剂是由氧化钕、丙三醇、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂按质量比为8：2：1：1的比例制成。
一种高耐候型pvc色母粒制备方法，包括以下步骤：
(1)将无机颜料用3倍去离子水浸泡1天后抽滤，得到的滤渣用蒸馏水清洗3次去除水溶性杂质，在功率为500w下微波干燥2分钟，得到的颜料与铝酸酯偶联剂、三亚乙基二胺、聚丁二烯环氧树脂按质量比20:4:1:2的比例送入超微粉碎机中，混料1.5小时，得到粒径为0.5μm的改性颜料；
(2)将氧化钕、丙三醇、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂按照质量比例称取，混合均匀，在温度为50℃下搅拌3小时，冷却后过滤，得到的滤渣在功率为400w下微波干燥3分钟，冷却后得到增强剂；
(3)将聚氯乙烯树脂与纤维、复合分散剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、增强剂按重量比例混合，在1000r/min的搅拌速度下搅拌50分钟，冷却后送入粉碎机中进行粉碎，得到粒径大小为100μm的混合料；
(4)将上述改性颜料送入高压反应釜中，加入二氧化碳，调节高压反应釜内的压强为50mpa，温度为100℃，使二氧化碳成为超临界流体；
(5)采用磁力搅拌器进行搅拌，3小时后改性颜料完全溶解到超临界流体中，再加入步骤(3)中的混合料，继续搅拌20小时，维持温度不变降低压强至3mpa，继续搅拌10小时，通过泄气阀放气，冷却后取出粗色母料；
(6)将上述粗色母料通过熔融、挤出成型，在温度30℃流水中静置5s，水流速度为30l/min，再在气流温度为40℃、气压为2mpa条件下吹风30s，用切粒机进行切粒，得到粒径大小为2mm的pvc色母粒。
对比例：
称取下述重量份的原料：聚氯乙烯树脂40份、颜料红20份、马来酸酐接枝聚乙烯蜡2份、邻羟基苯甲酸苯酯2份、抗氧剂10102份、增强剂1份，混合均匀，加热至50℃，利用磁力搅拌器高速搅拌5小时，再用双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，得到粒径大小为2mm的色母粒。
将实施例与对比例制得的色母粒取等量加入pvc基础配方中进行挤出成型，得到的片材按国标gb11548-89/gb1039-79和gb9341-88/gb9342-88的检测标准进行力学性能检测，按照国标gb3681-83的检测标准进行老化性能检测，检测结果如下表所示：
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于本技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上能够做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动均处于本发明的保护范围和公开范围之中。