本发明涉及一种塑料管材专用料的制备方法，具体来说是一种超韧硬质聚氯乙烯管材混配料的方法。
背景技术
在所有塑料管道中，pvc-u塑料管使用历史最为悠久，其产量约占全部塑料管产量的一半。但是在日常的工程应用中表现抗冲性能较差，以至于在应用过程中造成不安全因素较多，导致使用pvc-u管道事故频发，这反映出pvc-u管道的缺点是脆性大、抗开裂冲击性能差。
国内外聚氯乙烯管道的改进方法有两种，一种是通过共混改性获得超韧管，即所谓pvc-m，另一种是通过定向改性，即所谓pvc-o。其中，通过共混改性制备的pvc-m管由于设备投入增加很少，在原有的pvc-u生产线基础上就可进行，因而得到大量应用，已经开发出一批新产品，成功地应用于各个领域。pvc-m管在强度不降低或稍降低的前提下提高韧度，通过提高韧性可减小安全系数。
pvc进行增韧改性的主要方法为在pvc配方中加入抗冲改性剂，以使材料具有良好的韧性，提高了管材抵抗载荷的能力。常用的增韧剂有cpe、mbs、abs(高橡胶相含量)等。
由于cpe与pvc的相容性不太好，加入量多，所以pvc-m管中较少使用。而常用的以mbs、abs高胶粉为主。例如，中国专利cn101367978a公开了“超韧聚氯乙烯合金材料及其制备方法”，该合金由硬质聚氯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、mbs树脂、光热稳定剂及加工助剂经混合、挤出工艺制得，该合金在改善聚氯乙烯韧性的同时，还具有良好的拉伸强度、弯曲强度、弹性模量。中国专利cn101857706a公开了“一种低成本环保可注塑成型超韧硬质聚氯乙烯纳米复合物及制备方法”，其原料组成为：聚氯乙烯100重量份、纳米碳酸钙10-100份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物4-100份、镧锡复合稳定剂1-3份、丙烯酸脂类加工助剂1-3份、内润滑剂1-3份、外润滑剂0.3-1份。经高速混合机中混合、冷却，再经锥形双螺杆挤出机造粒得到低成本环保型可注塑成型的超韧硬质聚氯乙烯纳米复合物。
其中abs高胶粉价格便宜，成本低，有较高的使用价值。但是abs中存在不饱和双键，但不饱和双键的存在又影响弹性体的耐侯性，进而影响复合材料的色泽的力学性能。此外，abs高胶粉中含有较多的弹性体成分，也影响了与pvc的相容性。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种超韧硬质聚氯乙烯管材混配料的制备方法。它可以获得高韧性、低成本、综合力学性能优良、环境友好、耐候性好的的聚氯乙烯管材，以克服现有技术的不足。
超韧硬质聚氯乙烯管材混配料的原料组成为：聚氯乙烯100重量份、0.2-0.5重量份十二烷基硫酸钠，水200重份，甲基丙烯酸甲酯1-2重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物4-10重量份、纳米碳酸钙10-20份、稳定剂1-3重量份、丙烯酸脂类加工助剂1-3重量份、内润滑剂1-3重量份、外润滑剂0.3-1重量份。
所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物又称abs高胶粉，其组成为：丙烯腈重量含量12-15％、丁二烯重量含量50-65％、苯乙烯重量含量20-28％。所述稳定剂为钙-锌稳定剂或有机锡稳定剂。所述内润滑剂为硬脂酸或硬脂酸钙。所述外润滑剂为氧化聚乙烯蜡或石蜡。
超韧硬质聚氯乙烯管材混配料的制备方法包括如下步骤：
1)将100重量份聚氯乙烯与4-10重量份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、1-2重量份甲基丙烯酸甲酯，0.2-0.5重量份十二烷基硫酸钠和200重量份水加入到带有冷却水和氮气出入口的反应器中，通氮10分钟后，开动超声波发生器20-30分钟，反应温度20-30℃。反应完毕后，过滤、干燥。
2)将上述干燥料加入到高速混合机中，再先后加入纳米碳酸钙10-20份、1-3重量份稳定剂、1-3重量份丙烯酸脂类加工助剂、1-3重量份内润滑剂，加入0.3-1重量份外润滑剂，混合至110-120℃出料冷却，得到超韧硬质聚氯乙烯管材混配料。
高速混合机的转速为：900-1100转/分钟
本发明与现有技术相比，有益效果是：
1)采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物作增韧剂可显著降低成本；
2)采用纳米碳酸钙和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物协同增韧，综合性能优异；
3)采用纳米碳酸钙有利于抵消丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物对热变形温度的负面影响；
4)采用超声固液非均相聚合反应，通过甲基丙烯酸甲酯将pvc与abs连接起来形成嵌段共聚物，一方面改善了pvc与abs间的相容性，另一方面也减少了abs双键的数量，有利于耐候性的提高。
5)采用水体系中超声固液非均相聚合反应，不使用引发剂，绿色环保。
6)pmma具有光亮作用，可以使管材表面光亮。
其原理是，在超声作用下，水体系中会产生声致自由基。声致自由基有以下作用(1)引发甲基丙烯酸甲酯聚合形成聚甲基丙烯酸甲酯链自由基；(2)夺取pvc上不稳定氢原子使用pvc形成活性点；(3)夺取abs上不稳定氢原子使用abs形成活性点；(4)打开abs上双键使其参与反应。
这些活性点将参与引发单体聚合或与自由基链发生双基终点，这样可使pvc与abs通过聚甲基丙烯酸甲酯链形成嵌段聚合物，嵌段聚合物的形成将大大改善pvc与abs间的相容性；abs上的不饱和双键有利于参与聚合反应，通过参与反应的同时也减少了双键数量，提高了耐候性。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本发明：
实施例1
将100重量份聚氯乙烯与4重量份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、1重量份甲基丙烯酸甲酯、200重量份水、0.2重量份十二烷基硫酸钠加入到带有冷却水和氮气出入口的反应器中，通氮10分钟后，开动超声波发生器20-30分钟，反应温度20-30℃。反应完毕后，过滤水分并干燥。
将上述干燥料加入到高速混合机中，再先后加入纳米碳酸钙10份、3重量份钙-锌稳定剂、3重量份丙烯酸脂类加工助剂、1重量份硬脂酸钙，0.5重量份石蜡，混合至110-120℃出料冷却，即得到本发明的超韧硬质聚氯乙烯管材混配料。
实施例2
将100重量份聚氯乙烯与7重量份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、1.5重量份甲基丙烯酸甲酯、200重量份水、0.3重量份十二烷基硫酸钠加入到带有冷却水和氮气出入口的反应器中，通氮10分钟后，开动超声波发生器20-30分钟，反应温度20-30℃。反应完毕后，过滤水分、干燥。
将上述干燥料加入到高速混合机中，再先后加入纳米碳酸钙15份、3重量份钙-锌稳定剂、3重量份丙烯酸脂类加工助剂、1重量份硬脂酸，0.5重量份氧化聚乙烯蜡，混合至110-120℃出料冷却，即得到本发明的超韧硬质聚氯乙烯管材混配料。
实施例3
将100重量份聚氯乙烯与10重量份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、2重量份甲基丙烯酸甲酯、200重量份水，0.5重量份十二烷基硫酸钠加入到带有冷却水和氮气出入口的反应器中，通氮10分钟后，开动超声波发生器30分钟，反应温度20-30℃。反应完毕后，过滤水分、干燥。
将上述干燥料加入到高速混合机中，再先后加入纳米碳酸钙20份、1重量份有机锡稳定剂、3重量份丙烯酸脂类加工助剂、1重量份硬脂酸钙，0.5重量份石蜡，混合至110-120℃出料冷却，即得到本发明的超韧硬质聚氯乙烯管材混配料。
由本发明的超韧硬质聚氯乙烯管材混配料所制备的管材经测试后所得几个关键性能如下表所示：