一种PVC增韧剂、高韧性PVC材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及pvc材料，更具体地，涉及一种pvc增韧剂、高韧性pvc材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前市场上阻燃绝缘pvc材料各项物理性能普遍能满足国家建筑工业行业标准《jg/t3050-1998》中所规定的各项技术要求，如阻燃绝缘pvc电工套管，具有良好的阻燃和绝缘性能。现有的电工套管标准仅要求电工套管能满足常温下空弯无可见裂纹，并未对低温空弯进行标准定义。市面上的电工套管基本满足常温空弯无可见裂纹的性能，但在实际市场需求中，需要能满足低温(0～5℃左右)空弯无可见裂纹的电管套管，特别是北方市场，冬季时气温较低，常规的电工套管无法进行空弯(低温下空弯断裂)，不方便施工，这显然无法满足现有市场需求。为克服以上弊端，需在不提高产品配方成本基础上开发能在低温(0～5℃左右)下能自由简捷挠曲的产品。

2、现有技术公开了一种高韧性聚氯乙烯的制备方法，所述高韧性聚氯乙烯是由pvc、cpe、改性纳米碳酸钙、钛酸脂偶联剂、硬脂酸、热稳定剂、助剂acr组成，在聚氯乙烯制品中添加大量的碳酸钙，以提高制品的耐热性、耐磨性、尺寸稳定性及刚度等，但是韧性改善幅度不大，导致在低温挠曲仍然易破裂，无法具有良好的低温空弯性能。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有pvc材料不能满足低温(0～5℃左右)空弯无可见裂纹，不具有良好的低温空弯性能的缺陷和不足，提供一种pvc增韧剂，显著提高了pvc的柔韧性和弯曲变形能力，具有良好的低温空弯性。

2、本发明的另一目的是提供一种高韧性pvc材料。

3、本发明的再一目的是提供一种高韧性pvc材料的制备方法。

4、本发明的再一目的是提供一种高韧性pvc材料在制备pvc电工套管中的应用。

5、本发明的再一目的是提供一种pvc电工套管。

6、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

7、一种pvc增韧剂，由有机硅低聚物、表面活化纳米碳酸钙、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯酸树脂共混得到，

8、由有机硅低聚物、表面活化纳米碳酸钙、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯酸树脂共混得到，

9、其中有机硅低聚物、表面活化纳米碳酸钙、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯酸树脂的质量比为3：2～3：1.5～2.5：3～4；

10、所述有机硅低聚物由一甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和一苯基三乙氧基硅烷聚合得到的含乙氧基的有机硅低聚物。

11、其中，需要说明的是：

12、本发明的pvc增韧剂分子结构中含有硅氧烷基团，这些基团可以与pvc分子链上的氯原子发生反应，通过化学键合，形成一种具有高柔韧性的结构，从而提高了pvc的柔韧性和弯曲变形能力，尤其是低温韧性，同时具有良好的阻燃性能和电气性能。

13、且本发明的pvc增韧剂的分子结构不仅可以与pvc基体很好的相容，能更均匀地分散在pvc基体中，还可以在pvc分子链之间形成硅氧烷基交联网络，这些交联网络可以使pvc分子链更加紧密地结合在一起，提高了pvc材料的整体韧性和耐冲击性能，尤其是低温性能。

14、且本发明的pvc增韧剂中还含有表面活化纳米碳酸钙，活化纳米碳酸钙粒子颗粒均匀且粒径较小，在pvc分子链间分散均匀，经过硬酯酸单甘油酯处理后，与pvc分子链界面结合作用增大，显著提高了材料韧性，既能保证产品抗压性能又能大幅度提高产品低温挠曲性，使产品在低温(0℃)挠曲不会破裂，产品韧性优于相关标准中所规定的技术指标，可以广泛应用于低温操作的建筑工程作业中。

15、优选地，有机硅低聚物、表面活化纳米碳酸钙、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯酸树脂的质量比为3：2：2：3。

16、在具体实施方式中，优选地，所述表面活化纳米碳酸钙由纳米碳酸钙和硬酯酸单甘油酯反应得到。

17、在具体实施方式中，本发明的表面活化纳米碳酸钙的制备方法可以参考如下：

18、每100份纳米碳酸钙中加入2～5份硬酯酸单甘油酯高速搅拌，在80～90℃下反应完全，然后搅拌冷却至室温，得到表面活化纳米碳酸钙。反应温度更优选为85℃。

19、在具体实施方式中，优选地，所述一甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和一苯基三乙氧基硅烷的质量比比为：1～3：0.5～2：1，进一步优选为。2～3：1～2：1，更优选为3:2:1。

20、本发明的有机硅低聚物的合成方法可以为本领域的常规合成方法，例如具体可以参考如下：

21、将一甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和一苯基三乙氧基硅烷混合均匀，在75～85℃下催化聚合反应2.5～3h，制备得到有机硅低聚物。

22、在合成过程中，需要使用催化剂来促进聚合反应的进行，可以选择不同的催化剂，如酸、碱或其他有机化合物等，例如可以选择去水与盐酸(体积比为1:2)的盐酸水溶液作为催化剂，促进聚合反应的进行。开始滴加80～120ml水与盐酸的混合液，控制反应温度的稳定，滴加完毕后，保持温度继续反应2～3h。

23、反应结束后，将反应生成的乙醇和部分水蒸出，例如可以采用先常压蒸馏后减压蒸馏的方式，降至室温，得到含乙氧基的有机硅低聚物。

24、本发明还具体保护一种高韧性pvc材料，以重量份数计，包括如下组分：

25、聚氯乙烯100份、超细活性碳酸钙35～45份、增韧剂0.8～1.5份、抗冲剂8～12份、其他助剂0～8.5份，

26、其中，所述增韧剂为所述pvc增韧剂。

27、其中，需要说明的是：

28、本发明的超细活性碳酸钙是指粒径在0.02-0.1μm之间的碳酸钙。

29、在具体实施方式中，本发明的高韧性pvc材料中的其他助剂可以根据实际需求添加，例如以重量份数计，所述其他助剂包括如下组分：

30、钙锌稳定剂4～5.5份、润滑剂1～1.5份、钛白粉1～2份。

31、本发明的高韧性pvc材料，其韧性强，在较低温度(0℃)条件下建筑施工时，在挠曲时不易被破坏，同时pvc的含氯量为53～58％，具有较好的阻燃绝缘性。

32、优选地，以重量份数计，包括如下组分：

33、聚氯乙烯100份、超细活性碳酸钙35～45份、增韧剂0.8～1.5份、抗冲剂8～12份、其他助剂0～8.5份。

34、本发明还具体保护一种高韧性pvc材料的制备方法，包括如下步骤：

35、s1：将各组分在110℃-120℃下混合均匀，温度降至30-40℃得到待用物料；

36、s2：将步骤s1中的待用物料投入到挤出机塑化，随后挤出成型，挤出温度为150-200℃。

37、本发明还具体保护一种高韧性pvc材料在pvc电工套管中的应用。

38、本发明还具体保护一种pvc电工套管，由所述高韧性pvc材料制备得到。

39、本发明的高韧性pvc材料不均具有良好的低温空弯性能，还具有良好的力学性能和电气性能，可广泛应用于pvc电工套管的制备。

40、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

41、本发明的pvc增韧剂可以与pvc形成一种具有高柔韧性的结构，提高了pvc的柔韧性和弯曲变形能力，且与pvc基体很好的相容较好，可以在pvc分子链之间形成硅氧烷基交联网络，提高了pvc材料的整体韧性和耐冲击性能，尤其是低温性能。且本发明的pvc增韧剂中还含有表面活化纳米碳酸钙，与pvc分子链界面结合作用增大，显著提高了材料韧性，既能保证产品抗压性能又能大幅度提高产品低温挠曲性，使产品在低温(0℃)挠曲不会破裂。

42、本发明的高韧性pvc材料具有良好的冲击性能、低温空弯性能和电器性能，可广泛应用于低温环境。