本發明屬于材料領域，尤其涉及一種用于制備間隔型材的聚氯乙烯組合物，還涉及由其得到的間隔型材。
背景技術：
在建筑領域，由于具有較好的隔熱隔音功能，中空玻璃得到了日益廣泛的應用。目前建筑物用中空玻璃一般具有兩層或多層保溫玻璃單元，這些玻璃在保溫玻璃單元內部彼此間隔開，形成中空狀態。為了提高隔熱效果，通常在玻璃之間的中空空間中充入惰性氣體。然而，為了實現低導熱性，玻璃和間隔框的邊緣結合處(即保溫玻璃單元的邊緣的結合處)的傳熱起著非常重要的作用，這決定了間隔型材必須具有良好的隔熱性。與此同時，由于建筑物用中空玻璃的隔音要求較高，間隔型材本身也應當具有良好的隔音性能。此外，由于在實際加工使用中，需要彎折，因此必須同時具備較高的力學強度和較好的可加工性能。
現有技術中，間隔型材一般使用商業化的可塑性材料，如聚丙烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二酯或聚碳酸酯等，這些材料雖然易得，但是難以兼具高隔熱、高隔音、高延展性以及高力學強度。
因此，非常需要通過配方以及生產工藝的改進，以獲得綜合性能優異的間隔型材。
技術實現要素：
為了解決上述問題，本發明提供一種用于制備間隔型材的聚氯乙烯組合物，其包含：
24～87重量％的聚氯乙烯；
1～9重量％的丙烯酸酯類共聚物；
1～4重量％的穩定劑；
0～4重量％的交聯劑；
10～40重量％的填料；
0.2～3重量％的潤滑劑；
1～10重量％的沖擊改性劑；
0～3重量％的紫外吸收劑；
0～3重量％的顏料；
其中，所述聚氯乙烯滿足以下至少一種條件：
聚合度為600～1200，
平均密度為1.2～1.6g/cm3，
特性粘度為2dl/g～5dl/g。
進一步地，上述丙烯酸酯類共聚物為甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯的共聚物，且所述甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯的共聚物滿足以下至少一種條件：
平均密度為1.0～1.3g/cm3，
平均粒徑為20～60目，
特性粘度為2dl/g～5dl/g。
進一步地，上述穩定劑選自鈣鋅復合穩定劑、鋇鋅復合穩定劑、液體鋇鎘復合穩定劑、液體鋇鎘鋅復合穩定劑、鉛鹽復合穩定劑、酯基硫醇錫穩定劑以及稀土類穩定劑的一種或多種。
進一步地，上述的交聯劑選自過氧化二異丙苯(DCP)、2,5-二甲基-2,5雙(過氧化叔丁基)己烷、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)、三唑二巰基胺鹽(FHS)、二嗪均三硫醇(TCY)、鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、有機硅類交聯劑的一種或多種。
進一步地，上述的填料為滑石粉、玻璃微珠、云母粉、碳酸鈣、硅灰石的一種或多種。
進一步地，上述潤滑劑選自硬脂酸、硬脂酸鈣以及聚乙烯蠟中的一種或多種。
進一步地，上述沖擊改性劑選自氯化聚乙烯、丙烯酸酯類聚合物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一種或多種。
進一步地，上述紫外吸收劑可選自光穩定劑770、光穩定劑944、光穩定劑622、光穩定劑822、紫外線吸收劑UV-9、紫外吸收劑UV-P、紫外線吸收劑UV-531、紫外線吸收劑UV-327、紫外線吸收劑UV-P和紫外線吸收劑UV-320中的一種或多種。
本發明還涉及一種間隔型材，其使用了上述任一項的用于制備間隔型材的聚氯乙烯組合物。
本發明還涉及一種制備間隔型材的方法，包括：將上述任一項的用于制備間隔型材的聚氯乙烯組合物混合后，進行鋼塑復合擠出成型得到間隔型材。
本發明有以下有益效果：本發明獲得的間隔型材材料兼具高隔熱、高隔音、高延展性、高力學強度以及高耐候性能的特點；間隔型材制品的耐熱性、阻燃性、耐候性和機械強度均得到大幅提升；采用滑石粉作為無機填料，為間隔型材提供了優異的隔熱和隔音效果。
具體實施方式
參選以下本發明的優選實施方法的詳述以及包括的實施例可更容易地理解本公開內容。在以下說明書和權利要求書中會提及大量術語，這些術語被定義為具有以下含義。
單數形式包括復數討論對象，除非上下文中另外清楚地指明。
“任選的”或者“任選地”是指其后描述的事項或事件可以發生或不發生，而且該描述包括事件發生的情形和事件不發生的情形。
說明書和權利要求書中的近似用語用來修飾數量，表示本發明并不限定于該具體數量，還包括與該數量接近的可接受的而不會導致相關基本功能的改變的修正的部分。相應的，用“大約”、“約”等修飾一個數值，意為本發明不限于該精確數值。在某些例子中，近似用語可能對應于測量數值的儀器的精度。在本申請說明書和權利要求書中，范圍限定可以組合和/或互換，如果沒有另外說明這些范圍包括其間所含有的所有子范圍。
根據本發明的一個實施方案，提供一種用于制備間隔型材的聚氯乙烯組合物，其包含：
24～87重量％的聚氯乙烯；
1～9重量％的丙烯酸酯類共聚物；
1～4重量％的穩定劑；
0～4重量％的交聯劑；
10～40重量％的填料；
0.2～3重量％的潤滑劑；
1～10重量％的沖擊改性劑；
0～3重量％的紫外吸收劑；和
0～3重量％的顏料；
其中，所述聚氯乙烯滿足以下至少一種條件：
聚合度為600～1200，
平均密度為1.2～1.6g/cm3，
特性粘度為2dl/g～5dl/g；
優選地，所述用于制備間隔型材的聚氯乙烯組合物，其包含：
45～77重量％的聚氯乙烯；
1～3重量％的丙烯酸酯類共聚物；
2.5～4重量％的穩定劑；
1～4重量％的交聯劑；
15～30重量％的填料；
0.8～1.5重量％的潤滑劑；
2.8～8.5重量％的沖擊改性劑；
0.5～3重量％的紫外吸收劑；
0～2重量％的顏料；
其中，所述聚氯乙烯滿足以下至少一種條件：
聚合度為600～1200，
平均密度為1.2～1.6g/cm3，
特性粘度為2dl/g～5dl/g。
作為用于間隔型材的聚氯乙烯原則上應當選擇聚合度高且密度高的材料，因為這有利于獲得高強度、高隔音以及高隔熱的間隔型材，但是不可避免地，材料的可延展性將大幅度下降，勢必影響其可彎折性能，因此，選擇合適性能參數的聚氯乙烯是非常復雜且重要的。優選地，用于本發明的聚氯乙烯的聚合度為800～1000，平均密度為1.3～1.5g/cm3，且特性粘度為3dl/g～4dl/g。
用于本發明的丙烯酸酯類共聚物并無特別限定，可以為市售的或實驗合成的。
優選地，所用丙烯酸酯類共聚物為甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯的共聚物。
優選地，所述甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯的共聚物滿足以下至少一種條件：
平均密度為1.0～1.3g/cm3，
平均粒徑為20～60目，
特性粘度為2dl/g～5dl/g。
現有技術中，一般認為甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯的共聚物在改性聚氯乙烯材料中，僅僅起抗沖改性劑和改善聚氯乙烯加工性能的作用。但是，申請人意外地發現，甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯共聚物的性能參數對改性聚氯乙烯材料的隔熱及隔音性能有明顯地影響，通過粘度、密度以及粒徑的改變可以影響改性聚氯乙烯材料的微觀共混結構，例如分散性的好壞以及材料內部的空腔大小等，因此，選擇合適性能參數的甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯的共聚物是非常復雜且重要的。優選地，用于本發明的甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯的共聚物的平均密度為1.1～1.2g/cm3，平均粒徑為50～60目，且特性粘度為3dl/g～4dl/g。
用于本發明的穩定劑并無特別限定，可以為市售的或實驗合成的，如選自鈣鋅復合穩定劑、鋇鋅復合穩定劑、液體鋇鎘復合穩定劑、液體鋇鎘鋅復合穩定劑、鉛鹽復合穩定劑以及酯基硫醇錫穩定劑、稀土類穩定劑的一種或多種；優選地，所述穩定劑選自鈣鋅復合穩定劑、鋇鋅復合穩定劑以及液體鋇鎘復合穩定劑的一種或多種；更優選地，所述穩定劑為鈣鋅復合穩定劑。
交聯劑常用于多種塑料如PE、PVC、EVA、PS、CPE等的交聯改性，可明顯提高制品的耐熱性、機械強度、耐溶性和電性能。國內目前用于PVC領域的并不多見，申請人發現在制備間隔型材的聚氯乙烯組合物中加入少量交聯劑后，制品的耐熱性、阻燃性、耐候性和機械強度均得到大幅提升。用于本發明的交聯劑選自過氧化二異丙苯、2,5-二甲基-2,5雙(過氧化叔丁基)己烷、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)、三唑二巰基胺鹽(FHS)、二嗪均三硫醇(TCY)、鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、有機硅類交聯劑的一種或多種。
用于本申請的填料并無特別限定，可以為市售的或實驗合成的，例如為滑石粉、玻璃微珠、云母粉、碳酸鈣、硅灰石的一種或多種，但優選為滑石粉。
滑石粉作為一種塑料填充的無機填料，在聚氯乙烯制備領域已經有廣泛應用。一般認為滑石粉的加入可以在大幅度降低成本的同時，提高制品的耐熱性以及強度。而且，現有技術中一般優先選用粒徑較小(大于500目)的滑石粉，甚至納米級的滑石粉來提高改性塑料的性能，因為這類滑石粉的比表面積大，更易于提高與聚氯乙烯的界面親和性。但是，在間隔型材材料中，選用粒徑較小的滑石粉，在提高材料強度的前提下，可以明顯地提高材料的隔熱以及隔音性能。這很可能是由于較小粒徑的滑石粉會形成一定程度的團聚，從而在聚氯乙烯中形成一定的真空空腔，從而提供了優異的隔熱和隔音效果。優選地，用于本發明的滑石粉的粒徑為1000～3000目；更優選，為2500目。用于本發明的滑石粉可以為市售的或自行加工得到。
潤滑劑在塑料的實際加工中具有多種效能，例如在混煉、壓延加工時，能防止聚合物粘著料筒，抑制摩擦生熱，減小混煉轉矩和負荷，從而防止聚合物材料的熱劣化。在擠出成型時，可提高流動性，改善聚合物料與料筒和模具的黏附性，防止并減少滯留物。另外還能改善薄膜的外觀和光澤。潤滑劑可分為兩種，外潤滑劑的作用主要是，它與聚合物相容性較差，容易從熔體內往外遷移，所以能在塑料熔體與金屬的交界面形成潤滑的薄層。內潤滑劑與聚合物有良好的相容性，它在聚合物內部起到降低聚合物分子間內聚力的作用，從而改善塑料熔體的內摩擦生熱和熔體的流動性。常用的外潤滑劑是硬脂酸及其鹽類；內潤滑劑是低分子量的聚合物。有的潤滑劑還有其他的功用。實際每一種潤滑劑都有可以實現某一要求的作用，總是內外潤滑共同作用，只是在某一方面更突出一些。同一種潤滑劑在不同的聚合物中或不同的加工條件下會表現出不同的潤滑作用，如高溫、高壓下，內潤滑劑會被擠壓出來而成為外潤滑劑。用于本發明的潤滑劑并無特別限定，可以為上述各種類型的潤滑劑。但是，考慮到間隔型材材料的隔熱與隔音要求，優選地，用于本發明的潤滑劑選自硬脂酸、硬脂酸鈣以及聚乙烯蠟中的一種或多種；更優選地，用于本發明的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣以及聚乙烯蠟的混合物。其中，所述硬脂酸、硬脂酸鈣以及聚乙烯蠟的混合物的重量比優選為1:(0.5～2)：(0.5～2)。
用于本發明的沖擊改性劑并無特別限定，可以為市售的或實驗合成的，例如可選自氯化聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯類聚合物(ACR)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物(MBS)以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中的一種或多種。
為了提高間隔型材的抗紫外能力，其還可以含有紫外吸收劑，其中所述紫外吸收劑可選自光穩定劑770、光穩定劑944、光穩定劑622、光穩定劑822、紫外線吸收劑UV-9、紫外吸收劑UV-P、紫外線吸收劑UV-531、紫外線吸收劑UV-327、紫外線吸收劑UV-P和紫外線吸收劑UV-320中的一種或多種。
上述聚氯乙烯組合物根據需求還可以包括顏料，所述顏料也無特別限定，可以為市售的或實驗合成的。所述顏料可以為有機顏料或無機顏料或兩者的混合，其中有機顏料可以為偶氮顏料、酞青顏料、雜環顏料或色淀顏料等中的一種或多種，無機顏料可以為鈦白粉、碳黑、鐵紅或群青等的一種或多種。
根據本發明的另一個實施方案，提供一種間隔型材，其使用了上述任意一種用于制備間隔型材的聚氯乙烯組合物。
根據本發明的另一個實施方案，提供一種制備間隔型材的方法，包括：
將上述任意一種用于制備間隔型材的聚氯乙烯組合物混合后，送入擠出機進行鋼塑復合擠出成型；
優選地，所述間隔型材的制備方法為：
(1)將一定重量份的聚氯乙烯組合物加入高混機，進行預混；
(2)將預混后的物料送入擠出機進行鋼塑復合擠出成型；
所述擠出機的料筒溫度，沿所述物料的推進方向依次為195-205℃、185-195℃、175-185℃、170-180℃；
所述擠出機的成型模具溫度，沿所述物料的推進方向依次為155-165℃、160-170℃、165-175℃、175-185℃、195-205℃。
下面通過實施例對本發明進行具體描述。有必要在此指出的是，以下實施例只用于對本發明作進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的專業技術人員根據上述本發明的內容做出的一些非本質的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。
另外，如果沒有其它說明，所用原料都是市售的，且以下物料所用份數均為重量份。
原料：
A1：聚氯乙烯(聚合度600，平均密度1.2g/cm3，特性粘度2dl/g)
A2：聚氯乙烯(聚合度1200，平均密度1.5g/cm3，特性粘度5dl/g)
A3：聚氯乙烯(聚合度800，平均密度1.4g/cm3，特性粘度4dl/g)
A4：聚氯乙烯(聚合度450，平均密度1.0g/cm3，特性粘度1.8dl/g)
B1：甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯共聚物(平均密度1.0g/cm3，平均粒徑20目，特性粘度2dl/g)
B2：甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯共聚物(平均密度1.3g/cm3，平均粒徑60目，特性粘度5dl/g)
B3：甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯共聚物(平均密度1.3g/cm3，平均粒徑50目，特性粘度5dl/g)
B4：甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯共聚物(平均密度0.9g/cm3，平均粒徑80目，特性粘度1.8dl/g)
C1：鈣鋅復合穩定劑
C2：鋇鋅復合穩定劑
C3：鉛鹽復合穩定劑
C4：液體鋇鎘復合穩定劑
D1：滑石粉(200目)
D2：滑石粉(800目)
D3：滑石粉(1500目)
D4：滑石粉(2500目)
E1：硬脂酸
E2：硬脂酸鈣
E3：聚乙烯蠟
E4：硬脂酸、硬脂酸鈣以及聚乙烯蠟按重量比1：1：1的混合物
F1：ACR
F2：EVA
F3：MBS
G1：UV-9
G2：UV-531
H1：偶氮顏料
H2：碳黑
I1：三烯丙基異氰脲酸酯
本發明還涉及一種制備間隔型材，包括：
(1)按照下表中的配方將所述原料按比例加入混料機中預混；
(2)將預混后的物料送入擠出機進行鋼塑復合擠出成型；
所述擠出機的料筒溫度，沿所述物料的推進方向依次為195-205℃、185-195℃、175-185℃、170-180℃；
所述擠出機的成型模具溫度，沿所述物料的推進方向依次為155-165℃、160-170℃、165-175℃、175-185℃、195-205℃。
作為本發明的優選實施例，本發明所得的聚丙烯物組合物也適用于制作中空百葉窗暖邊蓋板和中空百葉窗暖邊框。
表1為制備間隔型材的原料配方及用量(重量份數)
測試方法
力學性能：拉伸強度按照GB/T1040-2006標準測試進行，測試速度為50mm/min(測試溫度23℃)；沖擊強度按照GB/T1843-2008標準測試進行(測試溫度23℃)；彎曲強度按照GB9341-2008標準測試(測試溫度23℃)。
隔熱性能：按照GB/T3399-82標準測試導熱系數進行評價。
耐候性能：紫外光照500小時后，測試色差，其中紫外光燈的型號為UVA-340，照射強度34w/m2，紫外光燈管數為4個，每個紫外光燈管為40W。
隔音性能：按照GB/T23451-2009標準測試隔音系數以及隔音量
表2
以上數據可以看出，通過使用特定性能的聚氯乙烯、特定性能的丙烯酸酯類共聚物、特定粒徑的碳酸鈣以及特定的混合型潤滑劑，本發明的間隔型材材料兼具高隔熱、高隔音、高延展性、高力學強度以及高耐候性能的特性。
前述的實例僅是說明性的，用于解釋本公開的特征的一些特征。所附的權利要求旨在要求可以設想的盡可能廣的范圍，且本文所呈現的實施例僅是根據所有可能的實施例的組合的選擇的實施方式的說明。因此，本發明的用意是所附的權利要求不被說明本發明的特征的示例的選擇限制。而且在科技上的進步將形成由于語言表達的不準確的原因而未被目前考慮的可能的等同物或子替換，且這些變化也應在可能的情況下被解釋為被所附的權利要求覆蓋。