本发明涉及pvc管材，具体为一种复合保护型pvc管材及其制备方法。
背景技术：
1、pvc曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛，pvc有硬质和软质两种。聚氯乙烯用于建筑管材、门窗，它还用于制造塑料瓶、包装等，添加增塑剂可使pvc变得更柔软、更有弹性，它可用于管道、电缆绝缘、地板、标牌、留声机唱片、充气产品和橡胶替代品；但是pvc的阻燃性能较差，如何提高其阻燃性能，是解决问题的关键。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种复合保护型pvc管材及其制备方法，具有较好的阻燃、力学性能。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种复合保护型pvc管材，包括以下重量组分：100重量份的聚氯乙烯、5-10重量份的马来酸酐接枝聚氯乙烯、3-5重量份的酚醛树脂、10-20重量份的金刚烷修饰聚氨酯、1-3重量份的增塑剂。
5、优选的，所述金刚烷修饰聚氨酯的制备方法包括以下步骤：
6、(1)向n,n-二甲基甲酰胺溶剂中加入3-羟基-1-甲基丙烯酰氧基金刚烷搅拌均匀，然后再加入三溴化磷和吡啶催化剂，在20-40℃下反应3-6h，反应结束减压蒸馏，洗涤并干燥，得到溴化金刚烷；
7、(2)将溴化金刚烷和1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷加入丙酮溶剂中，50-70℃冰浴下搅拌反应12-24h；然后继续加入浓度为2-7％的次氯酸钠水溶液，室温搅拌反应6-10h，反应结束后过滤，洗涤并干燥，得到卤胺金刚烷；
8、(3)将纳米氧化铝超声分散到无水乙醇和去离子水混合溶液中，混合均匀后，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在70-90℃下反应12-20h，反应后，离心，洗涤，干燥，得到氨基化氧化铝；
9、(4)将氨基化氧化铝和丙烯酰氯加入到n,n-二甲基甲酰胺溶剂中，搅拌均匀，在30-60℃下反应4-10h，结束后减压蒸馏，过滤、洗涤并干燥，得到烯基化氧化铝；
10、(5)将十二烷基硫酸钠乳化剂和烯基化氧化铝加入到去离子水中，分散均匀后加入烯基化聚氨酯、卤胺金刚烷，通入氮气保护，然后继续加入偶氮二异丁腈引发剂，在80-100℃下反应3-5h，依次用去离子水、乙醇洗涤，干燥，得到金刚烷修饰聚氨酯。
11、优选的，所述(1)中3-羟基-1-甲基丙烯酰氧基金刚烷、三溴化磷、吡啶催化剂的质量比为1:0.8-1.2:0.01-0.02。
12、优选的，所述(2)中溴化金刚烷、1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷的质量比为1.1-1.5:1。
13、优选的，所述(3)中纳米氧化铝、无水乙醇、去离子水、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:10-20:15-30:0.8-1.2。
14、优选的，所述(4)中氨基化氧化铝、丙烯酰氯的质量比为1:1.1-1.3。
15、优选的，所述(5)中十二烷基硫酸钠乳化剂、烯基化氧化铝、烯基化聚氨酯、卤胺金刚烷、偶氮二异丁腈引发剂的质量比为0.1-0.2:1:1.2-1.6:1.3-1.5:0.2-0.3。
16、优选的，所述(5)中烯基化聚氨酯的制备方法为：向二甲基甲酰胺溶剂中加入经过纯化的聚氨酯颗粒，在60-90℃下搅拌溶解6-12h，然后继续加入甲基丙烯酸异硫氰酸酯，通入氮气进行保护，再向其加入三乙胺，其中聚氨酯颗粒、甲基丙烯酸异硫氰酸酯、三乙胺的质量比为2.5-3.0:1.5-2.2:0.1-0.3，50-70℃下油浴6-12h，反应后乙腈洗涤、干燥，得到烯基化聚氨酯。
17、优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二苯酯。
18、优选的，包括以下步骤：按配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝聚氯乙烯、酚醛树脂、金刚烷修饰聚氨酯、增塑剂混合均匀，升温至70-90℃加热2-5min，然后加入到料筒中，依次通过合流芯和模头造型，得到复合保护型pvc管材。
19、(三)有益的技术效果
20、本发明通过将聚氯乙烯、马来酸酐接枝聚氯乙烯、酚醛树脂、金刚烷修饰聚氨酯、增塑剂混合均匀，加热，然后加入到料筒中，依次通过合流芯和模头造型，得到复合保护型pvc管材。
21、将3-羟基-1-甲基丙烯酰氧基金刚烷和三溴化磷在吡啶催化剂的作用下反应，得到溴化金刚烷，然后继续和1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷反应，并在次氯酸钠水溶液的作用下，得到卤胺金刚烷；将纳米氧化铝和γ-氨丙基三乙氧基硅烷反应，得到氨基化氧化铝，继续和丙烯酰氯发育，得到烯基化氧化铝；将烯基化氧化铝、烯基化聚氨酯、卤胺金刚烷进行聚合反应，得到金刚烷修饰聚氨酯。
22、在加热混合的过程中，金刚烷修饰聚氨酯中的端异氰酸酯会和马来酸酐接枝聚氯乙烯的酸酐基团反应，生成酰亚胺基并且具有较好的阻燃效果，并增加了和聚氯乙烯之间的界面相容性，使之更紧密的连接，金刚烷修饰聚氨酯中的端异氰酸酯会和也会和酚醛树脂中的酚羟基发生反应，并且三者之间形成紧密的分子联络网，增加其力学性能。而且聚氨酯和酚醛树脂本身具有较好的阻燃性和力学性能，并和金刚烷修饰聚氨酯中的卤胺、纳米氧化铝协同阻燃，和其中的金刚烷基团协同提升力学性能。
1.一种复合保护型pvc管材，其特征在于，包括以下重量组分：100重量份的聚氯乙烯、5-10重量份的马来酸酐接枝聚氯乙烯、3-5重量份的酚醛树脂、10-20重量份的金刚烷修饰聚氨酯、1-3重量份的增塑剂。
2.根据权利要求1所述的复合保护型pvc管材，其特征在于，所述金刚烷修饰聚氨酯的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的复合保护型pvc管材，其特征在于，所述(1)中3-羟基-1-甲基丙烯酰氧基金刚烷、三溴化磷、吡啶催化剂的质量比为1:0.8-1.2:0.01-0.02。
4.根据权利要求2所述的复合保护型pvc管材，其特征在于，所述(2)中溴化金刚烷、1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷的质量比为1.1-1.5:1。
5.根据权利要求2所述的复合保护型pvc管材，其特征在于，所述(3)中纳米氧化铝、无水乙醇、去离子水、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:10-20:15-30:0.8-1.2。
6.根据权利要求2所述的复合保护型pvc管材，其特征在于，所述(4)中氨基化氧化铝、丙烯酰氯的质量比为1:1.1-1.3。
7.根据权利要求2所述的复合保护型pvc管材，其特征在于，所述(5)中十二烷基硫酸钠乳化剂、烯基化氧化铝、烯基化聚氨酯、卤胺金刚烷、偶氮二异丁腈引发剂的质量比为0.1-0.2:1:1.2-1.6:1.3-1.5:0.2-0.3。
8.根据权利要求2所述的复合保护型pvc管材，其特征在于，所述(5)中烯基化聚氨酯的制备方法为：向二甲基甲酰胺溶剂中加入经过纯化的聚氨酯颗粒，在60-90℃下搅拌溶解6-12h，然后继续加入甲基丙烯酸异硫氰酸酯，通入氮气进行保护，再向其加入三乙胺，其中聚氨酯颗粒、甲基丙烯酸异硫氰酸酯、三乙胺的质量比为2.5-3.0:1.5-2.2:0.1-0.3，50-70℃下油浴6-12h，反应后乙腈洗涤、干燥，得到烯基化聚氨酯。
9.根据权利要求1所述的复合保护型pvc管材，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二苯酯。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的复合保护型pvc管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝聚氯乙烯、酚醛树脂、金刚烷修饰聚氨酯、增塑剂混合均匀，升温至70-90℃加热2-5min，然后加入到料筒中，依次通过合流芯和模头造型，得到复合保护型pvc管材。
