一種高性能PVC/SAN合金自增強型材及其生產方法與流程

本發明屬于型材領域，具體涉及一種高性能PVC/SAN合金自增強型材及其生產方法。PVC/SAN合金自增強型材共擠出一體成型，主要應用于塑料門窗，提升PVC塑料門窗的節能效果和強度。
背景技術：
：聚氯乙烯門窗型材作為新興的化學建筑材料，因其具有節能、隔熱、保溫、環保、安裝簡便等特點，已成為我國建筑業中必不可少的新型建材。由于聚氯乙烯型材本身強度遠低于鋁質、鐵質等金屬材料，且門窗制作需要安裝五金配件，需要承受啟閉力和自身重量，門窗安裝后將會承受自然環境中的風壓，因此，聚氯乙烯塑料門窗本身需要具有一定的強度和抗風壓能力。目前，聚氯乙烯塑料門窗加工時主要通過在型材中添加襯鋼以提升成窗后整體強度和抗風壓性能。現有技術中，一般型材與襯鋼是分開的，需要在門窗組裝過程中人工穿入，并進行固定，增加了門窗組裝程序，消耗了鋼材。同時，由于襯鋼是熱的良導體，在塑料門窗中添加后增加了其傳熱系數，不利于保溫和節能。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供了一種高性能PVC/SAN合金自增強型材，提升塑料型材本身強度和節能效果。本發明還提供了一種高性能PVC/SAN合金自增強型材的生產方法，設置主擠出機和共計擠出機，通過共計一體成型，得到高強度的型材。本發明提供的一種高性能PVC/SAN合金自增強型材，包括增強體和PVC基材；所述增強體包括以下重量份的原料：苯乙烯-丙烯晴共聚物40-80份玻璃纖維20-60份。利用高強度高流動性的玻璃纖維增強苯乙烯-丙烯晴共聚物，由玻璃纖維和苯乙烯-丙烯晴共聚物混合而成。所述的PVC基材含有以下重量份的原料：所述的PVC聚合度為1000；所述穩定劑為環保鈣鋅或復合鉛鹽穩定劑；所述鈦白粉為金紅石型；所述抗沖改性劑為氯化聚乙烯、抗沖ACR改性劑或其共混物；所述ACR加工助劑為丙烯酸酯類共聚物；所述填料為活性輕質碳酸鈣；所述調色劑為群青和/或群紫。ACR加工助劑：丙烯酸類聚合物，外觀為白色粉末，它在本發明中起促進PVC塑化，增強PVC熔體的強度、伸長度和彈性度，改善PVC抗沖擊性能及加工性能。CPE：目前國內PVC型材配方主要使用CPE作為抗沖改性劑，具有使用成本低和適應性強等特點。CPE本身呈鏈狀結構，在加工中形成立體網絡，分子鏈中柔軟的PE鏈段提供韌性；類似PVC被氯化的鏈段，提供與PVC的相容性，CPE改性PVC作用的發揮與網絡結構的形成情況有很大關系，網絡型抗沖改性劑獲得最佳物理機械性能的加工范圍相對較窄，抗沖強度隨PVC混合料混煉和加工條件的變化較為敏感，同時拉伸強度和模量以及熱變形溫度的下降幅度較大。抗沖ACR改性劑：一種殼-核結構的物質，內核為輕度交聯的丙烯酸丁酯，類似橡膠的彈性體；外殼是甲基丙烯酸甲酯，提供與PVC的良好相容性。ACR是通過核層的彈性體來吸收PVC所受到的沖擊能量的，因此，ACR的應用受加工條件的影響更小，加工范圍更寬，分散更為均勻，可以有效地提升PVC塑料型材的耐低溫沖擊性能和表觀質量。填料:在PVC中加入某些無機填料作為增量劑，以降低成本，同時提高某些物理機械性能(如硬度、熱變形溫度、尺寸穩定性與降低收縮率)，增加電絕緣性和耐燃性。增加產品體積、降低成本,改善加工性能(如調節粘度、流變性能、硫化性能),提高尺寸穩定性,補強或半補強,提高印刷性能,提高物理性能(如耐熱性、消光性、耐磨性、阻燃性、白度、光澤度)等。鈦白粉:在塑料中加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化學性能得到改善，增強制品的機械強度，延長使用壽命。一種高性能PVC/SAN合金自增強型材的生產方法,具體為：將PVC基材和增強體共擠一體成型；分別用主擠出機和共擠擠出機；主擠出機用于PVC基材擠出，共擠機用于增強體擠出，同時擠出，并在模具中合流后冷卻成型。進一步的，在生產中設置一臺主擠出機和兩臺共擠擠出機；所述的PVC/SAN合金型材SAN型材應該具有一種襯鋼結構，與PVC型材基材一起擠出成型,作為PVC/SAN合金自增強型材的增強部位。所述的主擠出機為雙螺桿PVC塑料型材擠出機，生產工藝參數為：筒1:175-200℃，筒2：175-200℃，筒3：175-200℃，筒4:170-195℃，筒5：170-195℃，連接體溫度：170-180℃，螺桿溫度：120-150℃，螺桿轉速：7-20rpm，喂料轉速：8-45rpm，擠出負荷：35-60％。所述的共擠擠出機為單螺桿擠出機，生產工藝參數分別為：筒1:200-245℃，筒2:200-245℃，筒3:200-245℃，模區溫度：200-250℃，螺桿轉速：40-100rpm。進一步的，增強體流道設計：壓縮比3-6；根據增強材料的原料特性，在擠出條件下的狀態，以及最終成型壁厚確定壓縮比3-6，使得增強材料密實，提高型材的機械性能。進一步的，增強體流道壓縮角控制20-40度；根據型材斷面圖形，計算出增強材料的間隙總面積，結合選取的壓縮比，計算出材料的穩流區域的總橫截面積，保證物料在穩流區域內，等速均衡的流向各個待壓縮區域。本發明采用壓縮角在20-40度之間，確保物料流動順滑，無死角，順利進入模具的成型段區域，形成所需斷面形狀的融胚。進一步的，增強體流道喉徑為穩流段間隙總面積的1.2-1.5倍；取決于穩流段的間隙的總面積，一般喉徑的橫截面積要大于穩流段間隙的總面積，這樣才能保證物料在流道內有足夠擠出壓力。進一步的，流道一般采用由主干道和分流道結合的方式來設計，主干道的橫截面要大于各個分流道的橫截面積之和，且分流道要帶有一定的料流擴張角，保證料流分配均勻，流動順滑。結合型材的斷面結構和型材的擠出速度來計算出所需共擠設備的產能，選用合適的共擠設備，來滿足共擠流道的產能需求。本發明中原料用量對產品成型效果影響較大，溫度設置需盡可能的接近，PVC180-200℃成型，若PVC加工溫度設置較高，由于PVC高溫加工易分解，需要消耗較高的熱穩定劑，增加配方成本。SAN在200-240℃成型，若SAN加工溫度設置較低，SAN產品成型效果不好，塑化效果不佳，影響材料性能。而如果SAN加工溫度設置較高，二者結合時易發生熱量交換，導致PVC分解。而且若二者溫度結合時若相差溫度較大，由于溫差導致冷卻速度差異，如差異較大可能導致產品變形，或者二者結合效果不好，出現分離。因此SAN加工工藝溫度盡可能降低，PVC加工工藝溫度盡可能升高，保證二者結合效果；SAN材料的特點就是加工成型溫度低，與PVC材料結合更好，同時材料密度小，強度好。與現有技術相比，本發明玻璃纖維增強苯乙烯-丙烯晴共聚物，與PVC基材共擠一體成型，得到PVC合金自增強型材，具有高強度和良好的保溫效果。附圖說明圖1為本發明生產的PVC合金自增強型材的斷面圖Ⅰ；1為PVC基材，2為增強體；圖2為本發明流道設計示意圖；圖3為本發明生產的PVC合金自增強型材的斷面圖Ⅱ；1為PVC基材，2為增強體；圖4為本發明生產的PVC合金自增強型材的斷面圖Ⅲ；1為PVC基材，2為增強體；圖5為本發明生產的PVC合金自增強型材的斷面圖Ⅴ；1為PVC基材，2為增強體；圖6為本發明生產的PVC合金自增強型材的斷面圖Ⅵ；1為PVC基材，2為增強體；圖7為本發明生產的PVC合金自增強型材的斷面圖Ⅶ；1為PVC基材，2為增強體。具體實施方式下面結合實施例對本發明作詳細的說明。本實施例中的“份”指的是“重量份”。實施例1一種高性能PVC/SAN合金自增強型材，包括增強體和PVC基材；1、PVC基材配方配比如下表所示：通過自動配料系統將所需的物料按一定配方比例自動計量后投入到熱混合機中進行混合，熱混過程中經熱混排潮充分去除混合料中的水分，物料在熱混合機中混合到工藝溫度(120℃)后排入到冷混合機中，冷混至40℃經羅茨風機和震動篩去除異物后進入儲存罐，并均化24小時輸送至擠出機料斗。2、增強體配方配比原料名稱質量份數苯乙烯-丙烯晴共聚物50玻璃纖維503、主機采用雙螺桿擠出機，兩臺共擠機分別為單螺桿擠出機，生產工藝如下：主擠出機生產工藝：共擠擠出機生產工藝：共擠機1共擠機2筒1溫度，℃220220筒2溫度，℃220220筒3溫度，℃220220模區溫度，℃230230轉速，rpm68764、型材彎曲彈性模量檢測對比PVC塑料型材PVC/SAN合金型材彎曲彈性模量，MPa27455458模量提升/98.8％實施例2一種高性能PVC/SAN合金自增強型材，包括增強體和PVC基材；1、PVC基材配方配比如下表所示：原料名稱質量分數PVC100輕質活性碳酸鈣10鈣鋅復合穩定劑3.7鈦白粉8CPE10加工助劑1群青0.03通過自動配料系統將所需的物料按一定配方比例自動計量后投入到熱混合機中進行混合，熱混過程中經熱混排潮充分去除混合料中的水分，物料在熱混合機中混合到工藝溫度(120℃)后排入到冷混合機中，冷混至40℃經羅茨風機和震動篩去除異物后進入儲存罐，并均化24小時輸送至擠出機料斗。2、增強體配方配比3、主機采用雙螺桿擠出機，兩臺共擠機分別為單螺桿擠出機，生產工藝如下：主機生產工藝：生產工藝螺桿溫度，℃135筒1溫度，℃185筒2溫度，℃185筒3溫度，℃185筒4溫度，℃178筒5溫度，℃178連接體溫度，℃178模1溫度，℃195模2溫度，℃200模3溫度，℃198模4溫度，℃206螺桿轉速，rpm6.9喂料，rpm8.0牽引，m/min1.69負荷，％35熔溫，℃192熔壓，bar245共擠擠出機生產工藝：共擠機1共擠機2筒1溫度，℃235235筒2溫度，℃240240筒3溫度，℃240240模區溫度，℃240240轉速，rpm61704、型材彎曲彈性模量檢測對比PVC塑料型材PVC/SAN合金型材彎曲彈性模量(MPa)27455534模量提升(％)/101.6％本發明導熱系數PVC合金自增強型材導熱系數遠遠小于鋼鐵的導熱系數，在保證高強度的條件下，保溫性能好。而且密度小，體現材料質量輕，降低整窗重量。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3