一种高韧性耐腐蚀PVC材料的生产工艺的制作方法

本发明涉及高分子材料，具体为一种高韧性耐腐蚀pvc材料的生产工艺。

背景技术：

1、pvc材料具有耐酸碱腐蚀、耐磨损的优点，在建材、包装、汽车工业等领域应用广泛。但是pvc单体含有极性氯原子，且单体分子连接方式多样，使pvc材料存在脆性大、塑化性能较差等缺点，无法满足特定情景下加工和使用需求，限制pvc进一步应用。

2、现有技术中为了增强聚氯乙烯材料的力学性能，常添加价格低廉的碳酸钙，作为增韧填料，但是，碳酸钙不耐酸蚀，制备得到的材料易腐蚀和老化。

3、因此，如何提供一种韧性高且耐腐蚀的pvc材料的生产工艺是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高韧性耐腐蚀pvc材料的生产工艺，以解决背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高韧性耐腐蚀pvc材料的生产工艺，包括以下步骤：

4、步骤s1、准备以下重量份原料：聚氯乙烯90-100份、氯化聚乙烯8-14份、功能化硫酸钙晶须36-44份、耐蚀组分12-18份、热稳定剂3-5份、润滑剂1-3份、抗氧剂1-3份、紫外线吸收剂2-4份；

5、步骤s2、加工成型：将聚氯乙烯加入高速混合机中，加入热稳定剂、功能化硫酸钙晶须、氯化聚乙烯、润滑剂和抗氧剂，75-85℃下搅拌10-15min后，加入耐蚀组分和紫外线吸收剂，升温至155-165℃，搅拌8-10min后转移至双螺杆挤出机中，混合得到预混物，将预混物置于转矩流变仪中170℃下密炼10-15min，卸料，粉碎后置于注塑机中注塑成型得到高韧性耐腐蚀pvc材料。

6、进一步的，双螺杆挤出混合时的工艺参数为：一区为135-145℃，二区为155-165℃，三区为165-175℃，机头160-170℃，停留2-5min，压力为10-20mpa。

7、进一步的，注塑成型时机头温度为180-185℃，注塑压力为66-70mpa，挤出速率为1.2-1.4g/s，牵引力为6-6.2n，移动速度为0.3-0.35m/min。

8、进一步的，氯化聚氯乙烯为cm粉末。

9、进一步的，热稳定剂为钙锌复合稳定剂和钡锌复合稳定剂中的一种或两者的混合物。

10、进一步的，润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和单脂肪酸甘油酯中的一种或多种按照任意比例混合。

11、进一步的，抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或多种按照任意比例混合。

12、进一步的，紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv-531、紫外线吸收剂tbs、紫外线吸收剂uv-p中的一种。

13、进一步的，功能化硫酸钙晶须的制备方法，包括以下步骤：

14、步骤a1、将硫酸钙晶须加入体积分数为30％的过氧化氢溶液中，升温至75-85℃，搅拌回流12h,抽滤，再用去离子水洗涤3-5次，80℃下干燥至恒重，得到活化硫酸钙晶须，其中，硫酸钙晶须和体积分数为30％的过氧化氢溶液的用量比为10-20g：60-100ml,经过过氧化氢溶液的活化作用，得到表面富含活性羟基的活化硫酸钙晶须；

15、步骤a2、将活化硫酸钙晶须和乙二醇二缩水甘油醚加入无水dmf中，超声分散均匀，边搅拌边加入冰醋酸，升温至65-75℃，搅拌反应6-8h，反应结束后，冷却至室温，离心，沉淀用四氢呋喃洗涤3-5次，干燥，得到改性硫酸钙晶须，其中，活化硫酸钙晶须、乙二醇二缩水甘油醚、无水dmf和冰醋酸的用量比为6-12g：2.5-5.5ml：60-80ml：2-3ml，在上述反应过程中，以无水dmf为溶剂，活化硫酸钙晶须表面的羟基与乙二醇二缩水甘油醚上的环氧发生开环反应，得到改性硫酸钙晶须，反应过程中，使得活化硫酸钙晶须的物质的量略高于两倍当量的乙二醇二缩水甘油醚，使得其上的环氧基能够被充分消耗掉；

16、步骤a3、将改性硫酸钙晶须超声分散于dmf中，升温至35-45℃，边搅拌边加入对羟基肉桂酸和对甲苯磺酸，继续升温至65-75℃，搅拌反应6-10h，反应结束后，离心分离，沉淀用去离子水洗涤3-5次后于80℃下干燥至恒重，得到功能化硫酸钙晶须，其中，改性硫酸钙晶须、dmf和对羟基肉桂酸的用量比为3-5g：35-55ml：0.8-1.4g，对甲苯磺酸的用量比为改性硫酸钙晶须和对羟基肉桂酸质量和的2％，在上述反应过程中，以dmf为溶剂，对甲苯磺酸为催化剂，改性硫酸钙晶须上的羟基与对羟基肉桂酸上的羧基发生酯化反应，得到功能化硫酸钙晶须。

17、进一步的，耐蚀组分的制备方法，包括以下步骤：

18、步骤b1、将工业碱木质素溶解在1m氢氧化钠溶液中，充分搅拌，抽滤，除去不溶杂质，得到滤液；然后用1m稀盐酸水溶液将滤液的ph值调至2-3，使碱木质素充分析出；抽滤，将所得滤渣洗涤至中性后干燥至恒重，研磨过30-50目筛，得到纯化碱木质素,其中，工业碱木质素和1m氢氧化钠溶液的用量比为12-18g：180-240ml；

19、步骤b2、将纯化碱木质素和亚硫酸钠加入去离子水中，再加入氢氧化钠粉末，搅拌均匀，升温至65-75℃，搅拌反应2-3h，反应结束后，冷却至室温，用质量分数为12％的盐酸溶液调节ph至1.8-2.2，离心，弃去滤液，滤渣用去离子水洗涤中性，干燥得到去甲基化木质素，其中，纯化碱木质素、亚硫酸钠、去离子水和氢氧化钠粉末的用量比为8-12g：0.8-1.2g：30-50ml：2-3g，在上述反应过程中，在碱性条件下，亚硫酸钠能作为强亲核试剂，脱去纯化碱木质素中的甲基，得到具有活性酚羟基的去甲基化木质素；

20、步骤b3、将环氧氯丙烷升温至55-65℃，边搅拌边滴加去甲基化木质素、去离子水和氢氧化钠粉末的混合液a，控制在30min内滴完，滴毕，继续搅拌反应2.5-3.5h，再加入质量分数为20％氢氧化钠水溶液，继续反应1-2h，降温出料，反应液用去离子水反复洗涤至中性，得到环氧化木质素，其中，环氧氯丙烷、混合液a和质量分数为20％氢氧化钠水溶液的用量比为24-36ml：20ml：55-85ml，混合液a中，去甲基化木质素、去离子水和氢氧化钠粉末的用量比为4-6g：20ml：2-4g，在上述反应过程中，以氢氧化钠为催化剂，环氧氯丙烷上的活性氯原子与去甲基化木质素上的酚羟基发生亲核取代反应，得到环氧化木质素。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：为了提高pvc材料的耐腐蚀性和韧性，本发明从两方面入手，一是在pvc材料原料中加入功能化硫酸钙晶须，功能化硫酸钙晶须含有活性羟基、柔性长链烷烃结构、苯环和不饱和双键，活性羟基一方面能够与耐蚀组分上的羟基形成氢键作用，提高pvc材料体系的交联度，使分子间的结合力变强，提高pvc材料的韧性，另一方面做为锚固点，与耐蚀组分的环氧基发生开环反应，进一步提高交联度，提高pvc材料的韧性，柔性长链烷烃结构能与聚氯乙烯烷基分子链纠缠结形成互相缠绕的分子互穿网络结构，进一步提高pvc材料的韧性，苯环是刚性环结构，能够提高pvc材料的耐冲击性，不饱和双键能够使制备得到的功能化硫酸钙晶须通过化学键合接枝到聚氯乙烯表面，提高功能化硫酸钙晶须相容性的同时，进一步提高了pvc材料的韧性，同时，硫酸钙晶须自身具有高韧性，通过对其进行改性，增强了其与聚氯乙烯间的界面相容性，进一步提高了pvc材料的韧性；二是加入耐蚀组分，耐蚀组分表面接枝的去甲化木质素含稠合多脂环刚性结构，具有优异耐候性和硬度，将其引入pvc材料中，能够与功能化硫酸钙晶须协同发挥作用，共同提高pvc材料的韧性、耐冲击性和耐腐蚀性。