一種PVC制品專用助劑及其制備和應(yīng)用方法與流程

本發(fā)明涉及一種pvc制品專用助劑，特別是涉及一種能夠提高pvc塑料玻璃化溫度的專用助劑及其制備方法，以及一種使用所述專用助劑制造pvc異型材制品的工藝方法。

背景技術(shù)：

pvc塑料是近年來發(fā)展起來的一種節(jié)能環(huán)保型窗體材料，已經(jīng)成為建筑市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。隨著對(duì)建筑個(gè)性化和多樣化要求的不斷提高，pvc窗體材料已由以往單一白色品種，發(fā)展成為多種顏色品種的彩色化pvc窗體的系列產(chǎn)品，其豐富多彩、光艷靚麗的外觀深受用戶的青睞和喜愛。但是，由于彩色pvc型材的表面顏色較深，光反射系數(shù)較低，因而在太陽光照射在型材外表面時(shí)，彩色型材表面受光照后吸收的熱量較多，使其溫度明顯高于白色型材的溫度，這種現(xiàn)象在夏季炎熱天氣下尤為突出。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)室外溫度為33℃時(shí)，在陽光直射的情況下，白色pvc塑料窗體色型材的表面溫度一般可達(dá)到40℃，而彩色pvc塑料窗體色型材的表面溫度則可達(dá)到80℃以上，而且窗體色度越深，其表面溫度越高。

如圖1所示，彩色pvc塑料窗體型材是由表面彩色層4、外基材2、內(nèi)基材3和中空腔室5組成，以所述型材經(jīng)外框焊接則構(gòu)成了矩形窗體的基本結(jié)構(gòu)，在矩形窗體的四個(gè)角部形成焊接口1，其中a側(cè)為室外朝向，b側(cè)為室內(nèi)朝向。pvc塑料具備三態(tài)變化的特性：在低于玻璃化溫度（tg）的狀態(tài)下，pvc制品保持有較高的剛性和強(qiáng)度指標(biāo)，具有良好的使用性能，所述tg溫度一般為80℃，但受pvc分子量不均勻性的影響，實(shí)際pvc的tg溫度要低于其理論值，pvc塑料窗的長期使用溫度上線不宜超過55℃。；當(dāng)處于玻璃化溫度（tg）與粘流溫度（tf）之間的狀態(tài)時(shí)，pvc制品將呈高彈性橡膠狀，同時(shí)也將喪失剛性及部分強(qiáng)度，使其使用性能受到影響。

如圖2所示，在pvc塑料窗體的使用狀態(tài)下，窗體外側(cè)面a受日間陽光c的照射，由于表面彩色層4的吸熱效應(yīng)，使外基材2的溫度驟升至80℃以上，導(dǎo)致其剛性的損失和機(jī)械強(qiáng)度的明顯降低，在自然風(fēng)壓的作用下，使窗體的外側(cè)面a產(chǎn)生了朝向室內(nèi)方向的凹陷變形，夜間隨著外基材2溫度的降低，型材將產(chǎn)生較急劇地收縮硬化，使軟化變形的pvc窗體較大程度地恢復(fù)到原有剛直狀態(tài)。這種日夜復(fù)始的往復(fù)循環(huán)作用，使窗體焊接口1在外側(cè)基材一側(cè)產(chǎn)生疲勞裂紋，并隨著作用時(shí)間的延續(xù)使疲勞裂紋不斷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致窗體在焊接口1處出現(xiàn)完全斷裂現(xiàn)象。目前，在彩色窗體的使用過程中，兩年后窗體角部焊接部位的外側(cè)基材2上出現(xiàn)開裂現(xiàn)象已經(jīng)成為一個(gè)十分普遍的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在四季分明、晝夜溫差大的東北地區(qū)尤為明顯，這一問題已經(jīng)成為制約彩色pvc塑料窗體拓展市場(chǎng)、擴(kuò)大應(yīng)用的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題，其中，改善pvc塑料的理化性能，提高tg溫度，在特殊的使用環(huán)境條件下能保持原有機(jī)械強(qiáng)度，以盡可能減小窗體晝夜間的變形量，是探索解決上述問題的可行途經(jīng)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，提供一種能夠提高pvc塑料玻璃化溫度的專用助劑及其制備方法，以及一種使用所述專用助劑制造pvc異型材制品的工藝方法。

一種pvc制品專用助劑，由軟化水、n-苯基馬來酰亞胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二異丁腈、十二烷基硫醇和乳化劑組成。其中，以偶氮二異丁腈為反應(yīng)引發(fā)劑，十二烷基硫醇為分子鏈控制劑。所述各組分的構(gòu)成比例為，以軟化水為基本組份，每100l軟化水中，加入n-苯基馬來酰亞胺10～20kg、苯乙烯8～15kg、甲基丙烯酸甲酯5～12kg、偶氮二異丁腈0.1～1g、十二烷基硫醇和乳化劑適量。

一種制備所述pvc制品專用助劑的方法，采用配有攪拌槳的搪瓷夾套釜，制備過程包括下述步驟：在搪瓷夾套釜中加入一定量的軟化水和適量的乳化劑，加熱至60～100℃時(shí)，依次加入相應(yīng)比例的n-苯基馬來酰亞胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二異丁腈，反應(yīng)50分鐘后，再加入十二烷基硫醇，聚合到80～180分鐘時(shí)，出料、離心、洗滌、干燥，制得所述pvc制品專用助劑。

一種使用所述pvc制品專用助劑生產(chǎn)pvc異型材制品的工藝方法，包括以下步驟：

步驟1，按照前述方法制備所述的pvc制品專用助劑備用；

步驟2，稱取pvc制品的生產(chǎn)原料，所述生產(chǎn)原料包括pvc樹脂、碳酸鈣、穩(wěn)定劑、鈦白粉、cpe、acr、硬脂酸、聚乙烯蠟、顏料和步驟1所述pvc專用助劑；其中，所述專用助劑的加入量，以pvc樹脂為基本組份，按照重量份數(shù)比例，在含有每100份pvc樹脂的生產(chǎn)原料中，加入7～30份的所述pvc專用助劑；

步驟3，將步驟2稱取的所述生產(chǎn)原料投入高速混合機(jī)內(nèi)，混合到115～125℃，再冷混到40～50℃度左右放料，形成松散、易流動(dòng)的粉狀混合物，自然冷卻后排放到料罐中作為生產(chǎn)原料備用；

步驟4，使用錐形雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出加工，具體工作工藝參數(shù)如下：

（1）擠出機(jī)擠出段溫度：機(jī)筒一段175、二段170℃、三段167℃、四段160℃、過渡體185℃，模具溫度控制區(qū)域，為180～200℃；

（2）擠出機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)：主機(jī)轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/分，加料螺桿轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/分鐘；

步驟5，擠出料胚經(jīng)過定型模具和冷卻水箱冷卻定型，之后定尺切割制成成品。

在所述使用所述pvc制品專用助劑生產(chǎn)pvc制品的工藝方法中，步驟2中所述的pvc制品生產(chǎn)原料各組份的構(gòu)成比例優(yōu)選為，以pvc樹脂為基本組份，按照重量份數(shù)比例，pvc樹脂100份、碳酸鈣15～30份、穩(wěn)定劑3～8份、鈦白粉4～5份、cpe6～10份、acr1～3份、硬脂酸0.1～0.5份、聚乙烯蠟0.1～0.5份、專用助劑7～30份、顏料適量。

本發(fā)明的有益效果是：提供一種能夠提高pvc塑料玻璃化溫度的專用助劑及其制備方法，將所述pvc專用助劑應(yīng)用于pvc異型材制品的生產(chǎn)中，進(jìn)而提供一種使用所述專用助劑制造pvc異型材制品的工藝方法；通過所述pvc專用助劑的改性調(diào)節(jié)作用，改善pvc塑料的理化性能，提高塑料tg溫度，保持塑料機(jī)械強(qiáng)度，從而減小窗體晝夜間的變形量，改善或解決pvc窗體由于日夜復(fù)始的往復(fù)的循環(huán)應(yīng)力作用，使窗體焊接口外側(cè)基材產(chǎn)生疲勞裂紋，并不斷擴(kuò)展最終可導(dǎo)致窗體單側(cè)開裂的問題，提高pvc窗體的產(chǎn)品質(zhì)量，延長使用壽命。

附圖說明

圖1、正常狀態(tài)下pvc塑料窗體型材斷面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2、變形狀態(tài)下pvc塑料窗體型材斷面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1。

以軟化水為基本組份，按照每100l軟化水中，分別加入n-苯基馬來酰亞胺10kg、苯乙烯15kg、甲基丙烯酸甲酯8kg、偶氮二異丁腈0.5g的比例稱取使用量的各個(gè)組份，并加入適量的十二烷基硫醇和乳化劑。將使用所述pvc制品專用助劑的制備方法制備所述pvc制品專用助劑備用。

采用所述使用pvc制品專用助劑生產(chǎn)pvc異型材的工藝方法生產(chǎn)pvc異型材，選取pvc異型材生產(chǎn)原料各組份的構(gòu)成比例為，以pvc樹脂為基本組份，按照重量份數(shù)比例，pvc樹脂100份、碳酸鈣30份、穩(wěn)定劑5份、鈦白粉5份、cpe10份、acr1份、硬脂酸0.1份、聚乙烯蠟0.1份、專用助劑14份、顏料適量。

依照本實(shí)施例生產(chǎn)的pvc異型材塑化良好，表面細(xì)膩，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，波動(dòng)不大，易于控制，玻璃化溫度可由85℃提升至98～103℃，使窗體角部焊接點(diǎn)單側(cè)開裂問題得到明顯改善。

實(shí)施例2。

以軟化水為基本組份，按照每100l軟化水中，分別加入n-苯基馬來酰亞胺20kg、苯乙烯12kg、甲基丙烯酸甲酯12kg、偶氮二異丁腈1.0g的比例稱取使用量的各個(gè)組份，并加入適量的十二烷基硫醇和乳化劑。將使用所述pvc制品專用助劑的制備方法制備所述pvc制品專用助劑備用。

采用所述使用pvc制品專用助劑生產(chǎn)pvc異型材的工藝方法生產(chǎn)pvc異型材，選取pvc異型材生產(chǎn)原料各組份的構(gòu)成比例為，以pvc樹脂為基本組份，按照重量份數(shù)比例，pvc樹脂100份、碳酸鈣30份、穩(wěn)定劑5份、鈦白粉5份、cpe10份、acr1份、硬脂酸0.1份、聚乙烯蠟0.1份、專用助劑22份、顏料適量。

依照本實(shí)施例生產(chǎn)的pvc異型材塑化良好，表面細(xì)膩，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，波動(dòng)不大，易于控制，玻璃化溫度可由85℃提升至105～112℃，使窗體角部焊接點(diǎn)單側(cè)開裂問題得到明顯改善。