本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耐老化的pvc塑料浪板及其制备方法。
背景技术：
塑料浪板，又称塑料瓦，主要用于现代建筑的屋面，其功能已不仅仅是为房屋遮风蔽雨了。例如，种植屋面，其用途之一就是用来种植植物的，可以用温室用塑料瓦。又如，隔热屋面，屋面选材则要注重隔热性能，在施工中，要考虑屋面的散热、通风等问题，这种情况下就要用隔热夹心瓦。尤其是随着工业化时代的到来，大批工业厂房需要的屋面材料形成一个新的大市场。工业厂房的屋面材料相对民居的屋面材料特性而言，不仅要求材料防水、隔音、隔热、保温，而且还要质轻、环保、耐腐，因此要用强力复合瓦来代替金属钢板了。
塑料浪板的重要特征是：(1)主视呈波形状，或呈直线状，或呈下凹弧形状，瓦之正面其一侧边有纵向沟槽；(2)其另一侧边瓦之背面有可与纵向沟槽相扣合的纵向凸棱。
聚氯乙烯，英文简称pvc，是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
pvc为无定形结构的白色粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度77～90℃，170℃左右开始分解，对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
工业生产的pvc分子量一般在5万～11万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60mpa左右，冲击强度5～10kj/m2；有优异的介电性能。
pvc曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
但是，目前所使用的pvc塑料浪板还存在以下问题：
1、耐老化性能差，在阳光下容易因紫外光照射加速老化，导致力学性能大幅下降，进而无法使用，使用寿命短；
2、改性之后弯曲强度下降，简支梁缺口冲击强度下降，韧性差，力学性能差，抗荷载能力若，在使用过程中，在外力的作用下容易产生裂缝等破坏，进而无法使用，使用寿命短。
技术实现要素：
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种耐老化的pvc塑料浪板及其制备方法，可有效解决以上问题。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种耐老化的pvc塑料浪板，由包括以下重量份的原料制成：
聚氯乙烯70～80份、轻质碳酸钙17～23份、重质碳酸钙17～23份、氯化聚乙烯3～5份、复合铅3～4份、加工助剂1.5～2份、硬脂酸0.5～1份、聚乙烯蜡0.5～1份、颜料0.8～1.7份、碳黑0.8～1.5份、环氧大豆油2～2.7份、抗老化剂0.05～0.15份、抗紫外线剂0.05～0.15份；
所述轻质碳酸钙的粒径为0.01um～0.03um；
所述重质碳酸钙的粒径为0.6～0.9um；
所述碳黑的粒径8～10nm；
所述抗老化剂为抗氧剂1098和抗氧化剂168的混合物；
所述抗紫外线剂为三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的混合物。
优选的，所述耐老化的pvc塑料浪板由包括以下重量份的原料制成：聚氯乙烯75份、轻质碳酸钙20份、重质碳酸钙20份、氯化聚乙烯4.5份、复合铅3.5份、加工助剂1.8份、硬脂酸0.7份、聚乙烯蜡0.7份、颜料1份、碳黑1份、环氧大豆油2.3份、抗老化剂0.1份、抗紫外线剂0.1份。
优选的，所述氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯和氯经取代反应而制得。
优选的，所述聚乙烯蜡是由高密度聚乙烯热解生成的聚乙烯蜡。
优选的，所述抗氧剂1098和抗氧化剂168的质量之比为1：(0.65～0.75)。
优选的，所述三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的质量之比为1：(1.5～1.7)。
优选的，所述加工助剂为高效加工助剂wac88。
优选的，所述颜料为氧化铁红、铁黄、酞菁蓝和酞菁绿中的至少一种。
本发明还提供一种所述的耐老化的pvc塑料浪板的制备方法，包括下列步骤：
a、分别称取所述耐老化的pvc塑料浪板的原料；
b、先将轻质碳酸钙、重质碳酸钙、复合铅、加工助剂、硬脂酸、颜料、碳黑、环氧大豆油、抗老化剂、抗紫外线剂投入高速混合机中，混合15～20min；然后将剩余原料投入高速混合机中，并升温至110～120℃，继续混合20～30min；然后冷却至40～70℃，继续混合20～40min，得到混合料；
c、将所述混合料送入挤出机，进行挤出成型，冷却定型，得到所述耐老化的pvc塑料浪板。
优选的，所述挤出成型时挤出机的温度控制在180～200℃，挤出摸头的温度控制在185～230℃。
优选的，所述冷却定型的温度控制在48～52℃。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的耐老化的pvc塑料浪板通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的聚氯乙烯、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、氯化聚乙烯、复合铅、加工助剂、硬脂酸、聚乙烯蜡、颜料、碳黑、环氧大豆油、抗老化剂、抗紫外线剂，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，提升了产品的质量，制得的耐老化的pvc塑料浪板的耐老化性能优异；且弯曲强度高，简支梁缺口冲击强度高，韧性好，力学性能好，抗荷载能力强，在使用过程中，在外力的作用下不容易产生裂缝等破坏；使用寿命长，具有广阔的市场应用前景。
本发明的耐老化的pvc塑料浪板添加适当比例的轻质碳酸钙、重质碳酸钙，两者相互配合，起到良好的协同作用，对本发明的耐老化的pvc塑料浪板具有良好的协同增强作用，大大提升了本发明的耐老化的pvc塑料浪板的弯曲强度和简支梁缺口冲击强度；发明人经过大量实验发现：对于本发明的原料体系，单一使用轻质碳酸钙或重质碳酸钙的增强效果均明显不及添加适当比例的轻质碳酸钙、重质碳酸钙两者配合，单一使用轻质碳酸钙增强效果较差，强度提升有限，而单一使用重质碳酸钙也存在增强效果较差，强度提升有限的问题，且简支梁缺口冲击强度大大下降，变脆。
本发明的耐老化的pvc塑料浪板添加适当比例的氯化聚乙烯，氯化聚乙烯既可以增加其他非极性组分在本发明的原料体系中的相容性，还可以提高本发明的耐老化的pvc塑料浪板的耐老化性能和弯曲强度简支梁缺口冲击强度等力学性能，与其他组分相互配合，保证了本发明的耐老化的pvc塑料浪板的耐老化性能优异；且弯曲强度高，简支梁缺口冲击强度高，韧性好，力学性能好，抗荷载能力强，在使用过程中，在外力的作用下不容易产生裂缝等破坏。
本发明的耐老化的pvc塑料浪板添加适当比例的碳黑，碳黑在本发明的原料体系中，可吸附所述抗老化剂和所述抗紫外线剂，配合比例的轻质碳酸钙(也可吸附一定所述抗老化剂和所述抗紫外线剂)、重质碳酸钙，三者因为粒径的分布，使三者在本发明的原料体系中，轻质碳酸钙、重质碳酸钙分布均匀，结合紧密，具有高致密性，而碳黑质量最轻，粒径最小，在三者配合中具有良好的表面悬浮效果，即本发明的耐老化的pvc塑料浪板表面部分(尤其是上表面)碳黑浓度最高，且临近分布均匀的轻质碳酸钙、重质碳酸钙，由于碳黑吸附所述抗老化剂和所述抗紫外线剂(这样可大大减少所述抗老化剂和所述抗紫外线剂的添加量，保证良好的耐老化效果)，可有效阻挡紫外光等于本发明的耐老化的pvc塑料浪板的表面，进而大大提高了本发明的耐老化的pvc塑料浪板的耐老化性能，且本发明的耐老化的pvc塑料浪板中所述抗老化剂和所述抗紫外线剂的添加量很少，耐老化性能好；还可提高力学性能。
本发明的耐老化的pvc塑料浪板添加适当比例的抗老化剂，所述抗老化剂为抗氧剂1098和抗氧化剂168的混合物，抗氧剂1098和抗氧化剂168两者相互配合，起到良好的协同作用，大大提升了本发明的耐老化的pvc塑料浪板的耐老化性能。
本发明的耐老化的pvc塑料浪板添加适当比例的抗紫外线剂，所述抗紫外线剂为三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的混合物，三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯可捕捉本发明中聚氯乙烯等聚合物降解所产生的活性自由基，分解氢过氧化物和传递激发态分子的能量，紫外线吸收剂uv-531主要用作紫外线吸收剂，两者相互配合，起到良好的协同作用，大大提升了本发明的耐老化的pvc塑料浪板的耐老化性能。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种耐老化的pvc塑料浪板，由包括以下重量份的原料制成：
聚氯乙烯70～80份、轻质碳酸钙17～23份、重质碳酸钙17～23份、氯化聚乙烯3～5份、复合铅3～4份、加工助剂1.5～2份、硬脂酸0.5～1份、聚乙烯蜡0.5～1份、颜料0.8～1.7份、碳黑0.8～1.5份、环氧大豆油2～2.7份、抗老化剂0.05～0.15份、抗紫外线剂0.05～0.15份；
所述轻质碳酸钙的粒径为0.01um～0.03um；
所述重质碳酸钙的粒径为0.6～0.9um；
所述碳黑的粒径8～10nm；
所述抗老化剂为抗氧剂1098和抗氧化剂168的混合物；
所述抗紫外线剂为三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的混合物。
在本实施例中，所述耐老化的pvc塑料浪板可以优选但不局限于由包括以下重量份的原料制成：聚氯乙烯75份、轻质碳酸钙20份、重质碳酸钙20份、氯化聚乙烯4.5份、复合铅3.5份、加工助剂1.8份、硬脂酸0.7份、聚乙烯蜡0.7份、颜料1份、碳黑1份、环氧大豆油2.3份、抗老化剂0.1份、抗紫外线剂0.1份。
在本实施例中，所述氯化聚乙烯可以优选但不局限于是由高密度聚乙烯和氯经取代反应而制得。
在本实施例中，所述聚乙烯蜡可以优选但不局限于是由高密度聚乙烯热解生成的聚乙烯蜡。
在本实施例中，所述抗氧剂1098和抗氧化剂168的质量之比可以优选但不局限于为1：(0.65～0.75)。
在本实施例中，所述三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的质量之比可以优选但不局限于为1：(1.5～1.7)。
在本实施例中，所述加工助剂可以优选但不局限于为高效加工助剂wac88。
在本实施例中，所述颜料可以优选但不局限于为氧化铁红、铁黄、酞菁蓝和酞菁绿中的至少一种。
本实施例还提供一种所述的耐老化的pvc塑料浪板的制备方法，包括下列步骤：
a、分别称取所述耐老化的pvc塑料浪板的原料；
b、先将轻质碳酸钙、重质碳酸钙、复合铅、加工助剂、硬脂酸、颜料、碳黑、环氧大豆油、抗老化剂、抗紫外线剂投入高速混合机中，混合15～20min；然后将剩余原料投入高速混合机中，并升温至110～120℃，继续混合20～30min；然后冷却至40～70℃，继续混合20～40min，得到混合料；
c、将所述混合料送入挤出机，进行挤出成型，冷却定型，得到所述耐老化的pvc塑料浪板。
在本实施例中，所述挤出成型时挤出机的温度控制在180～200℃，挤出摸头的温度控制在185～230℃。
在本实施例中，所述冷却定型的温度控制在48～52℃。
实施例2：
一种耐老化的pvc塑料浪板，由包括以下重量份的原料制成：
聚氯乙烯70份、轻质碳酸钙23份、重质碳酸钙17份、氯化聚乙烯3份、复合铅3份、加工助剂1.5份、硬脂酸0.5份、聚乙烯蜡0.5份、颜料0.8份、碳黑0.8份、环氧大豆油2份、抗老化剂0.05份、抗紫外线剂0.05份；
所述轻质碳酸钙的粒径为0.01um～0.03um；
所述重质碳酸钙的粒径为0.6～0.9um；
所述碳黑的粒径8～10nm；
所述抗老化剂为抗氧剂1098和抗氧化剂168的混合物；
所述抗紫外线剂为三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的混合物。
在本实施例中，所述氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯和氯经取代反应而制得。
在本实施例中，所述聚乙烯蜡是由高密度聚乙烯热解生成的聚乙烯蜡。
在本实施例中，所述抗氧剂1098和抗氧化剂168的混合物中抗氧剂1098和抗氧化剂168的质量之比为1：0.65。
在本实施例中，所述三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的质量之比为1：1.5。
在本实施例中，所述加工助剂为高效加工助剂wac88。
在本实施例中，所述颜料为氧化铁红。
在本实施例中，所述的耐老化的pvc塑料浪板的制备方法，包括下列步骤：
a、分别称取所述耐老化的pvc塑料浪板的原料；
b、先将轻质碳酸钙、重质碳酸钙、复合铅、加工助剂、硬脂酸、颜料、碳黑、环氧大豆油、抗老化剂、抗紫外线剂投入高速混合机中，混合15min；然后将剩余原料投入高速混合机中，并升温至110℃，继续混合30min；然后冷却至40℃，继续混合40min，得到混合料；
c、将所述混合料送入挤出机，进行挤出成型，冷却定型，得到所述耐老化的pvc塑料浪板。
在本实施例中，所述挤出成型时挤出机的温度控制在180～200℃，挤出摸头的温度控制在185～210℃。
在本实施例中，所述冷却定型的温度控制在48℃。
实施例3：
一种耐老化的pvc塑料浪板，由包括以下重量份的原料制成：
聚氯乙烯80份、轻质碳酸钙17份、重质碳酸钙23份、氯化聚乙烯5份、复合铅4份、加工助剂2份、硬脂酸1份、聚乙烯蜡1份、颜料1.7份、碳黑1.5份、环氧大豆油2.7份、抗老化剂0.15份、抗紫外线剂0.15份；
所述轻质碳酸钙的粒径为0.01um～0.03um；
所述重质碳酸钙的粒径为0.6～0.9um；
所述碳黑的粒径8～10nm；
所述抗老化剂为抗氧剂1098和抗氧化剂168的混合物；
所述抗紫外线剂为三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的混合物。
在本实施例中，所述氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯和氯经取代反应而制得。
在本实施例中，所述聚乙烯蜡是由高密度聚乙烯热解生成的聚乙烯蜡。
在本实施例中，所述抗氧剂1098和抗氧化剂168的混合物中抗氧剂1098和抗氧化剂168的质量之比为1：0.75。
在本实施例中，所述三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的质量之比为1：1.7。
在本实施例中，所述加工助剂为高效加工助剂wac88。
在本实施例中，所述颜料为质量之比为1：1的氧化铁红和铁黄。
在本实施例中，所述的耐老化的pvc塑料浪板的制备方法，包括下列步骤：
a、分别称取所述耐老化的pvc塑料浪板的原料；
b、先将轻质碳酸钙、重质碳酸钙、复合铅、加工助剂、硬脂酸、颜料、碳黑、环氧大豆油、抗老化剂、抗紫外线剂投入高速混合机中，混合20min；然后将剩余原料投入高速混合机中，并升温至120℃，继续混合20min；然后冷却至70℃，继续混合20min，得到混合料；
c、将所述混合料送入挤出机，进行挤出成型，冷却定型，得到所述耐老化的pvc塑料浪板。
在本实施例中，所述挤出成型时挤出机的温度控制在180～200℃，挤出摸头的温度控制在205～230℃。
在本实施例中，所述冷却定型的温度控制在52℃。
实施例4：
一种耐老化的pvc塑料浪板，由包括以下重量份的原料制成：
聚氯乙烯75份、轻质碳酸钙20份、重质碳酸钙20份、氯化聚乙烯4.5份、复合铅3.5份、加工助剂1.8份、硬脂酸0.7份、聚乙烯蜡0.7份、颜料1份、碳黑1份、环氧大豆油2.3份、抗老化剂0.1份、抗紫外线剂0.1份；
所述轻质碳酸钙的粒径为0.01um～0.03um；
所述重质碳酸钙的粒径为0.6～0.9um；
所述碳黑的粒径8～10nm；
所述抗老化剂为抗氧剂1098和抗氧化剂168的混合物；
所述抗紫外线剂为三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的混合物。
在本实施例中，所述氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯和氯经取代反应而制得。
在本实施例中，所述聚乙烯蜡是由高密度聚乙烯热解生成的聚乙烯蜡。
在本实施例中，所述抗氧剂1098和抗氧化剂168的混合物中抗氧剂1098和抗氧化剂168的质量之比为1：0.72。
在本实施例中，所述三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和紫外线吸收剂uv-531的质量之比为1：1.58。
在本实施例中，所述加工助剂为高效加工助剂wac88。
在本实施例中，所述颜料为酞菁绿。
在本实施例中，所述的耐老化的pvc塑料浪板的制备方法，包括下列步骤：
a、分别称取所述耐老化的pvc塑料浪板的原料；
b、先将轻质碳酸钙、重质碳酸钙、复合铅、加工助剂、硬脂酸、颜料、碳黑、环氧大豆油、抗老化剂、抗紫外线剂投入高速混合机中，混合18min；然后将剩余原料投入高速混合机中，并升温至115℃，继续混合25min；然后冷却至55℃，继续混合30min，得到混合料；
c、将所述混合料送入挤出机，进行挤出成型，冷却定型，得到所述耐老化的pvc塑料浪板。
在本实施例中，所述挤出成型时挤出机的温度控制在180～200℃，挤出摸头的温度控制在200～215℃。
在本实施例中，所述冷却定型的温度控制在50℃。
对比例1：
与实施例4的区别在于，轻质碳酸钙用重质碳酸钙替代，其他与实施例4相同。
对比例2：
与实施例4的区别在于，重质碳酸钙用轻质碳酸钙替代，其他与实施例4相同。
对比例3：
与实施例4的区别在于，所述氯化聚乙烯是由低密度聚乙烯和氯经取代反应而制得，其他与实施例4相同。
对比例4：
与实施例4的区别在于，没有碳黑，其他与实施例4相同。
对比例5：
与实施例4的区别在于，所述抗老化剂为抗氧化剂168，单一组分，其他与实施例4相同。
对比例6：
与实施例4的区别在于，所述抗紫外线剂为紫外线吸收剂uv-531，单一组分，其他与实施例4相同。
下面对本发明实施例2至实施例4、对比例1至对比例6得到的pvc塑料浪板以及(市售)普通pvc塑料浪板进行性能测试，测试结果如表1和2所示。
表1
从上表可以看出，本发明的耐老化的pvc塑料浪板具有以下优点：弯曲强度高，简支梁缺口冲击强度高，韧性好，力学性能好，抗荷载能力强，在使用过程中，在外力的作用下不容易产生裂缝等破坏。
表2
从上表可以看出，本发明的耐老化的pvc塑料浪板具有以下优点：耐老化性能好。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。