一种聚氯乙烯复合材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及材料，尤其是一种聚氯乙烯复合材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、目前聚氯乙烯(pvc)较多的应用于空调联机管的pvc包扎带材料。现有的空调联机管的pvc包扎带材料，pvc材料暴晒在户外，紫外光、氧、水、热等因素引起材料降解失效，存在以下问题：包扎带材料长期暴露在户外大气环境中，受光、氧、水等自然因素引起材料老化降解，使用2-3年后，包扎带破碎失效。

2、pvc包扎带材料的耐老化性能差，给用户带来了极大的困扰，老化后pvc型材表面变色，老化后拉伸强度下降，这直接影响到pvc包扎带材料的使用寿命，因而老化现象严重制约了pvc包扎带材料的使用与发展，为了克服这一问题，目前常用的方法是在pvc包扎带材料添加诸如热稳定剂、润滑剂、耐老化剂、着色剂等辅助配料，来改善pvc型材的耐老化性能。

3、但目前来看，材料的使用寿命提升的并不明显，因此，开发出一种耐老化的pvc包扎带材料意义重大。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种聚氯乙烯复合材料及其制备方法与应用。

2、为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种聚氯乙烯复合材料，包括以下重量份的组分：聚氯乙烯树脂50-70份、硬酯酸盐3-5份、抗氧剂0.1-0.5份、增塑剂30-50份、光屏蔽剂3-15份、紫外光吸收剂0.1-0.5份、受阻胺类光稳定剂0.1-0.5份、吸附剂0.5-2份；所述吸附剂的孔径为2nm-15nm，粒径为8nm-250nm；所述受阻胺光稳定剂为丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)的聚合物。

3、发明人经过大量创造性试验后发现，聚氯乙烯树脂中加入特定的孔径和粒径的多孔结构吸附剂，多孔结构吸附低分子量的增塑剂、紫外光吸收剂、受阻胺类光稳定剂，可以减少被雨水抽出导致的质量损失，从而提高材料使用寿命。聚氯乙烯树脂中的紫外光吸收剂可以与具有可再生性的受阻胺类光稳定剂复配。因pvc老化产生hcl，而受阻胺大多数是碱性物质，会被hcl中和，使受阻胺生成no·的量减少，从而降低其捕捉自由基的能力。

4、在pvc中加入紫外光吸收剂，本发明所述紫外光吸收剂中的酮基与羟基生成的内在氢键，构成一个螯合环。它吸收了紫外光的能量后，内在氢键被破坏，螯合环打开，把紫外光能量变成热能释放出来，避免pvc因吸收紫外光而发生光氧化反应而引起的降解。pvc老化产生氢过氧化物和自由基(烷氧自由基、过氧自由基、含氯自由基)，自由基能引发pvc断链反应生成hcl。在pvc中加入受阻胺类光稳定剂，受阻胺的仲胺基被氢过氧化物氧化成氮氧自由基no·，no·与自由基反应生成稳定物质，自由基的消耗阻止了pvc的降解，在此过程中no·得到再生，继续与自由基反应，大大延缓了pvc的光、热氧老化速度；另外，受阻胺能猝灭单线态氧，使其从激发态转化成基态，使其在光老化前干预氧化反应的进行。在pvc中加入具有光屏蔽效果的颜料，满足材料颜色需求，同时能收吸紫外光，减少pvc因吸收紫外光而发生光氧化反应引起的降解。pvc中加入增塑剂使其具有加工性和柔韧性，pvc长期暴露在户外，雨水长期冲刷使增塑剂抽出，使材料变硬失去韧性，因此，要求增塑剂与pvc相容性较好。

5、优选地，所述聚氯乙烯树脂的粘度为106-118ml/g，测试方法参考gb/t3401-2007《用毛细管黏度计测定聚氯乙烯树脂稀溶液的黏度》。对聚氯乙烯树脂的粘度作上述限定可以改善所述聚氯乙烯复合材料的加工性能，提高薄膜的力学性能。

6、优选地，所述紫外光吸收剂的重量份为0.2-0.4份，受阻胺类光稳定剂0.2-0.4份，吸附剂的重量份为1-1.5份。

7、发明人经过大量创造性试验后发现，紫外光吸收剂、受阻胺类光稳定剂、吸附剂的重量份在上述特定范围下，制备得到的聚氯乙烯复合材料的耐老化性能更佳。

8、优选地，所述紫外光吸收剂为3,5-二(叔丁基)4-羟基苯甲酸十六烷基酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物。进一步优选地，所述3,5-二(叔丁基)4-羟基苯甲酸十六烷基酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的重量比＝(2-7)：1。

9、发明人经过大量创造性试验后发现，当紫外光吸收剂选用上述3,5-二(叔丁基)4-羟基苯甲酸十六烷基酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的特定比例的混合物时，在本发明特定配方下，制备得到的聚氯乙烯复合材料的耐老化性能更佳。

10、优选地，所述吸附剂为介孔二氧化硅。

11、本发明选用的的介孔二氧化硅，是指用r-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、r-氨基丙基三乙氧基硅烷进行表面修饰的介孔二氧化硅。发明人经过大量创造性试验后发现，特定的介孔二氧化硅的选择，可以更好地吸附低分子量物质，制备得到的聚氯乙烯复合材料的耐老化性能更佳。

12、优选地，所述受阻胺类光稳定剂为丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)的聚合物。

13、本发明选用选用具有＝n-ch2ch2o-结构的弱碱性受阻胺，与特定的吸附剂、紫外光吸收剂协同，可大幅提高材料的老化性能。

14、优选地，所述的聚氯乙烯复合材料，如下(a)-(d)中的至少一种：

15、(a)所述硬酯酸盐为硬酯酸钙、硬酯酸锌中的至少一种；

16、(b)所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种；

17、(c)所述增塑剂为对苯二甲酸二(2-乙基已)酯、偏苯三甲酸三(2-乙基已)酯、间苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二(十一烷基)酯中的至少一种；

18、(d)所述光屏蔽剂为金红石型二氧化钛。优选地，本发明选用的金红石型二氧化钛，用r-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、r-氨基丙基三乙氧基硅烷进行表面修饰。

19、优选地，所述硬酯酸盐为硬酯酸钙、硬酯酸锌的混合物，其中，硬酯酸钙、硬酯酸锌的重量比＝1：1；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物，其中，抗氧剂1010、抗氧剂168的的重量比＝2：1。

20、此外，本发明提供了所述的聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

21、(1)按重量份称量各组分；

22、(2)将上述组分搅拌混合后，通过双螺杆共混挤出抽条、切粒、筛选、烘干、包装，得到所述聚氯乙烯复合材料。

23、优选地，所述步骤(2)中，搅拌混合的时间为5-10min，双螺杆挤出机的工艺条件为：第一区130-135℃，第二区至第四区150-155℃，第五区至第九区170-175℃，机头温度155-160℃。

24、进一步地，本发明提供了所述的聚氯乙烯复合材料在空调新风排风管中的应用。

25、相对于现有技术，本发明的有益效果为：(1)本发明在聚氯乙烯树脂中加入特定的孔径和粒径的多孔结构吸附剂，多孔结构吸附低分子量的增塑剂、紫外光吸收剂、受阻胺类光稳定剂，可以减少被雨水抽出导致的质量损失，从而提高材料使用寿命。聚氯乙烯树脂中的紫外光吸收剂可以与具有可再生性的受阻胺类光稳定剂复配。因pvc老化产生hcl，而受阻胺大多数是碱性物质，会被hcl中和，使受阻胺生成no·的量减少，从而降低其捕捉自由基的能力。(2)本发明通过选择特定份数的紫外光吸收剂、受阻胺类光稳定剂、吸附剂等组分，制备得到的聚氯乙烯复合材料的耐老化性能更佳。