本发明涉及pvc材料制备的领域，特别涉及一种耐候耐老化pvc材料及其制备方法。
背景技术：
1、pvc(聚氯乙烯)是一种价格低廉，同时具有良好的物理机械性能、介电性能和耐溶剂性能的高分子材料，同时由于pvc材料与多种聚合物均具有良好的相容性，因此可以与其他聚合物进行混合，结合多种聚合物的优点，制备出多种具有良好性能的产品；目前工业上的聚氯乙烯制备的材料越来越多，例如pvc管材、薄膜、涂层制品、泡沫塑料、异型材等，但是由于pvc分子链中存在着一些含氧基团、链支化、不饱和官能团，烯丙基等不稳定的结构，这些不稳定的结构使得pvc材料在有氧气和紫外光照的环境下易分解，导致pvc分子链的断裂，进而使得pvc制品或者含有pvc材料的制品使用过程中易发生老化，使用寿命缩短。
2、上述相关技术中，发明人认为：现有pvc材料在使用时易发生老化，抗老化性能有待提高。
技术实现思路
1、为了提高pvc材料的抗老化性能，本技术提供一种耐候耐老化pvc材料及其制备方法。
2、第一方面，本技术提供的一种耐候耐老化pvc材料，采用如下的技术方案：
3、一种耐候耐老化pvc材料，主要由以下重量份数的原料制得：pvc母料50-60份，填料5-8份，增塑剂2-5份，抗老化剂3-8份；所述抗老化剂的制备方法包括如下步骤：
4、s11：将正硅酸乙酯、乙醇溶液和氨水在25-40℃下搅拌，静置，制得预反应料；
5、s12：在步骤s11中制备的预反应料中添加硅烷偶联剂和n-异丙基-n-苯基对苯二胺，混合均匀后，在惰性气体中反应，取出过滤分离、干燥即得。
6、通过采用上述技术方案，将上述原料进行配合，通过制备抗老化剂，将正硅酸乙酯与乙醇溶液混合后，正硅酸乙酯部分水解生成硅酸和相应的醇产物，添加氨水后，在碱性环境下，硅酸之间或者硅酸和正硅酸乙酯之间发生缩合反应，生成含有纳米二氧化硅溶胶的预反应料，纳米二氧化硅溶胶具有小尺寸效应和宏观量子隧道效应，使得其添加至pvc材料中后，与pvc中的不饱和键发生电子云作用，改善pvc材料的热稳定性和光稳定性，从而提高制备的pvc材料的耐老化性；
7、同时由于纳米二氧化硅溶胶具有较大的比表面积，其表面存在羟基而具有高反应活性；通过将硅烷偶联剂添加至预反应料中，一端先发生水解然后与纳米二氧化硅溶胶表面的硅羟基结合，另一端与n-异丙基-n-苯基对苯二胺相连接，n-异丙基-n-苯基对苯二胺本身具有抗老化作用，通过化学键接枝到纳米二氧化硅溶胶表面上后，使得纳米二氧化硅溶胶对其具有负载、固定作用，使得n-异丙基-n-苯基对苯二胺在pvc材料的制备过程中不易发生挥发和迁移，提高n-异丙基-n-苯基对苯二胺在pvc材料中的稳定性；同时由于n-异丙基-n-苯基对苯二胺分子链较长，可带动纳米二氧化硅粒子在pvc材料中分散，并通过互相之间的分离作用，使得纳米二氧化硅粒子不易在pvc材料中团聚；使得制备的抗老化剂添加至pvc材料中后，可以对pvc材料起到更良好的抗老化作用。
8、可选的，步骤s12中所述硅烷偶联剂与正硅酸乙酯的质量比为(0.1-0.2):(3-5)。
9、通过采用上述技术方案，由于纳米二氧化硅粒子表面具有大量的羟基，调节硅烷偶联剂之间的用量，当硅烷偶联剂的使用量较少时，与纳米二氧化硅粒子的连接效果不足，使得纳米二氧化硅粒子对n-异丙基-n-苯基对苯二胺的固定，负载效果不足，影响后续对pvc材料的抗老化效果；但是当硅烷偶联剂的用量过多时，硅烷偶联剂之间易发生交联，使得纳米二氧化硅粒子之间发生团聚，影响对制备的pvc材料的抗老化效果；因此通过调节硅烷偶联剂与正硅酸乙酯的质量比，使得制备的抗老化剂对pvc材料具有更好的抗老化效果。
10、可选的，所述填料的制备方法包括如下步骤：
11、1)将无水乙二胺、水、赖氨酸和钛酸四丁酯混合制备成预混合物，在预混合物中添加ph调节剂，调节预混合物的ph值为碱性，制备成混合物；
12、2)将步骤1)中制得的混合物加热，洗涤干燥，制备成预成品；
13、3)将步骤2)中制得的预成品与抗氧化物进行混合后，密封加热，即得；所述抗氧化剂为3,5-二叔丁基-4-苯甲酸、单苯甲酸间苯二酚酯中的至少一种。
14、通过采用上述技术方案，采用钛酸四丁酯作为钛源，制备出的预混合物中包含纳米二氧化钛粒子，利用赖氨酸作为修饰剂，由于赖氨酸本身为含有两个氨基和一个羧基的两性电解质，在碱性环境下，通过赖氨酸中的氨基对纳米二氧化钛进行修饰，使得生成的预成品中含有氨基化纳米二氧化钛粒子，然后将抗氧化剂与预成品反应，使得抗氧化剂接枝在预成品上，由于3,5-二叔丁基-4-苯甲酸具有抗老化性能，可以协助氨基化纳米二氧起到更好的抗紫外线性能；单苯甲酸间苯二酚酯具有较好的紫外线吸收性能，连接在预成品上后可以协助氨基化纳米二氧粒子，起到良好的光稳定性效果，使得制备的填料填充至pvc材料内，对pvc材料内部的孔隙进行填充的同时，还使得填料对紫外线进行吸收和抵抗，进一步对pvc材料起到抗老化的效果。
15、可选的，所述抗氧化剂由3,5-二叔丁基-4-苯甲酸、单苯甲酸间苯二酚酯按照质量比(2-3):(3-5)组成。
16、通过采用上述技术方案，由于3,5-二叔丁基-4-苯甲酸具有良好的氮自由基清除能力，连接在氨基化纳米二氧化钛粒子表面上后，可以对pvc材料老化过程中因链段断裂产生的自由基进行清除，抑制老化过程中hci气体的生成，减缓pvc材料老化的进程；单苯甲酸间苯二酚酯对紫外线具有良好的吸收作用，同时还具有良好的光稳定性作用，可以配合氨基化纳米二氧化钛粒子，使得pvc材料在受到紫外线照射时，对紫外线具有良好的吸收和抵抗能力；在3,5-二叔丁基-4-苯甲酸、单苯甲酸间苯二酚的共同配合作用下，提高制备的pvc材料的抗老化性能。
17、可选的，步骤1)中所述赖氨酸与钛酸四丁酯的质量比为(1-2):(14-20)。
18、通过采用上述技术方案，调节赖氨酸与钛酸四丁酯的质量比，当赖氨酸不断添加至填料中后，带正电的赖氨酸和带负电的钛酸四丁酯会互相识别，使得纳米二氧化钛表面的氨基不断增加，氨基化纳米二氧化钛的含量不断增加；但是随着赖氨酸的不断添加，大量的有机基团的加入不利于钛酸四丁酯和无水乙二胺的协同作用，影响了氨基化纳米二氧化钛的制备，进而影响后续填料对pvc材料的填充和抗老化作用；因此通过调节赖氨酸与钛酸四丁酯的质量比，使得制备的氨基化纳米二氧化钛的产率更高，进而使得抗氧化剂更易连接在氨基化纳米二氧化钛上，使得制备的填料对pvc材料具有更好的抗老化效果。
19、可选的，步骤1)中添加所述ph调节剂调节预混合物的ph值为9-11。
20、通过采用上述技术方案，由于钛酸四丁酯分子中，钛离子四周为只有一个氧原子连接的丁基，添加ph调节剂调节预混合物的ph值为9-11，使得钛酸四丁酯可以在碱性环境下失去电子而发生水解，但是当ph值较小时，赖氨酸中的氨基基团不易发生解离，使得纳米二氧化钛不易发生氨基化，影响后续与抗氧化剂的连接；随着ph值逐渐增大，赖氨酸中的氨基基团解离出来后，通过静电引力的作用与纳米二氧化钛进行连接，生成的氨基化纳米二氧化钛不断增多，但是随着ph值的继续增加，纳米二氧化钛与氨基基团之间的静电作用减弱，使得氨基化纳米二氧化钛的数量不再增加；因此通过调节预混合物的ph值，使得制备的氨基化纳米二氧化钛的数量提高，进而使得后续制备的填料对pvc材料的填充以及抗老化效果更好。
21、可选的，将步骤3)中将制得的所述预成品与抗氧化物混合后，加热的温度为80-110℃。
22、通过采用上述技术方案，调节对混合物加热的温度，当温度较低时，赖氨酸水解的速率较慢，生成的氨基基团较少，随着温度的不断升高，氨基基团含量不断提高，但是当温度继续增大时，较高的温度会导致赖氨酸的变性，使得氨基基团的含量的下降，进而影响制备的氨基化纳米二氧化钛的产率，导致制备的填料对pvc材料的填充和抗老化效果下降。
23、第二方面，本技术提供一种耐候耐老化pvc材料的制备方法：
24、一种耐候耐老化pvc材料的制备方法，主要包括如下步骤：
25、s1：将pvc母料，填料，增塑剂，抗老化剂进行混合，制备成预混料；
26、s2：将步骤s1中制得的预混料进行熔融挤出，造粒即得。
27、通过采用上述技术方案，将pvc母料，填料，增塑剂，抗老化剂进行混合后，通过熔融挤出使得抗老化剂均匀分散在制备的pvc材料中，抗老化剂添加至pvc材料中后，通过纳米二氧化硅负载n-异丙基-n-苯基对苯二胺，使得n-异丙基-n-苯基对苯二胺不易迁移出pvc材料，同时通过n-异丙基-n-苯基对苯二胺的分离作用，使得纳米二氧化硅粒子不易发生团聚，利用纳米二氧化硅和n-异丙基-n-苯基对苯二胺之间互相协同作用，对pvc材料起到良好的抗老化作用。
28、可选的，步骤s2中所述预混料在进行熔融挤出前，还在预混料中添加了马来酸酐；所述马来酸酐与pvc母料的质量比为(0.8-1.3):(86-97)。
29、通过采用上述技术方案，pvc材料在使用过程中，易受热脱hci，形成共轭多烯烃，通过添加马来酸酐，由于马来酸酐中含有双键，可以与pvc受热后分子链断裂形成的共轭双键发生加成反应，提高pvc材料的力学强度，延缓pvc材料的受热老化速率，提高pvc材料的抗老化效果。
30、综上所述，本技术具有以下有益效果：
31、本技术通过在pvc材料的制备原料中添加抗老化剂，抗老化剂的制备过程中，通过将正硅酸乙酯、乙醇溶液和氨水反应，制备出含有纳米二氧化硅溶胶的预反应料，并通过硅烷偶联剂的连接作用，使得n-异丙基-n-苯基对苯二胺连接在纳米二氧化硅粒子上，起到对纳米二氧化硅粒子的分离作用，阻止纳米二氧化硅粒子的团聚，同时纳米二氧化硅通过对n-异丙基-n-苯基对苯二胺的负载固定作用，减少n-异丙基-n-苯基对苯二胺在制备过程中的挥发，通过n-异丙基-n-苯基对苯二胺和纳米二氧化硅粒子的共同作用，共同提高制备的pvc材料的抗老化性能。