一種封閉門窗用環保耐腐蝕pvc型材及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子復合材料技術領域，特別是一種封閉門窗用環保耐腐蝕PVC型 材及其制備方法。
【背景技術】
[0002] PVC塑料異型材發展至今，已經是一個很成熟的產品，產品種類包括PVC塑料門窗 異型材、PVC外墻掛板、PVC合成樹脂瓦和PVC護欄等戶外制品。PVC塑料具有剛性好、強度 高、阻燃、電絕緣性好等優點，但是，因為PVC的耐熱性耐腐蝕性能差，不可以在較高溫度下 使用，在很大程度上影響了PVC異型材的應用。
[0003] 然而普通PVC門窗與建筑物外立面色彩匹配上不免有些單調，與單一的白色PVC 門窗相比，彩色PVC門窗滿足了城鎮建筑物多彩化發展的需要，其應用量正在迅速增加，而 且PVC材料中由于PVC樹脂的分子結構總存在較不穩定的活潑C1，容易形成雙鍵結構，使 得PVC樹脂耐候性變差，在戶外使用過程中容易受到太陽光中紫外線破壞而引起PVC樹脂 發黃、發紅等變色現象。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種封閉門窗用環保 耐腐蝕PVC型材及其制備方法。
[0005] 為了解決以上技術問題，本發明提供一種封閉門窗用環保耐腐蝕PVC型材，包括 PVC基材和耐熱改性劑，PVC基材的含量為95. 5-96. 5%，耐熱改性劑的含量為3. 5-4. 5% ; PVC基材按質量份數計包括： 聚氯乙稀樹脂60份，氯化聚氯乙稀樹脂31-33份，聚丙稀晴-丁二稀-苯乙稀11-14 份，PVC樹脂：80-100份，ASA樹脂：25-38份，氯化聚乙烯：9-15份，ACR:5-8份； 耐熱改性劑各組分按質量份數計為：正硅酸乙脂28-35份；耐熱顏填料35-50份；助劑 2-4份；二甲基甲酰胺13-18份；熱固性酚醛樹脂50份；苯乙烯10-30份；甲基丙烯酸甲酯 5份；N-苯基馬來酰胺2-5份；引發劑1-2份；硅烷偶聯劑，潤滑劑：5-8份，稀土復合穩定 劑：2-5份，硅烷偶聯劑與正硅酸乙脂的質量比為1:15 ; 稀土復合穩定劑按質量份數計包括以下組分： 混合氯化稀土 ：40-61份，硫酸鋅：18-26份，氯化鈣：16-20份，氯化鋇：20-28份，氫氧 化鈉：20-25份，硬脂酸：5-10份，色劑10-12份，其中： 稀土復合穩定劑制備方法為： .X:將混合氯化稀土和燒堿溶解，配成質量分數為45%和50%的溶液，硫酸鋅、氯化鈣和 氯化鋇配制成2mol/L的溶液，澄清，備用； f.在500ml帶攪拌的三口燒瓶中加蒸餾水200ml，開動攪拌，投入45%氯化稀土溶液 16. 7g、50%的燒堿溶液9. 05g、硫酸鋅溶液3ml、氯化鈣溶液4. 5ml或氯化鋇溶液6ml、硬脂 酸35g，升溫至70-75°C，保溫反應15-20min，將余下的燒堿溶液稀釋后在20min內加完，繼 續反應20-25min后結束，將最后的產物洗滌，過濾，干燥，粉碎即得到稀土復合穩定劑； 色劑為鈦菁綠、立索寶紅、11〇2或拜黃；增韌劑為苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體；填料 為碳酸鈣；增塑劑為MBS樹脂；潤滑劑為聚乙烯蠟、石蠟或硬脂酸鈣； 耐熱顏填料包括：納米二氧化硅、阻隔型功能填料及鋁粉且納米二氧化硅、阻隔型功能 填料及錯粉的質量比為1. 5:1:1 ; 阻隔型功能填料按質量份數計包括以下組分：空心玻璃微珠：2-6份，石墨：10-15份， 黑碳化硅：20-35份，細晶氧化鋁：25-30份，二硫化鉬：5-10份，氧化鋅：1-5份，滑石粉：3-6 份； 助劑為按質量份數計包括以下組分：分散劑：1〇_15份，潤濕劑：2-6份，固化劑20-50 份，消光劑：2-6份，成膜助劑：5-10份，增稠劑：5-10份，羥乙基纖維素：5-10份，pH調節劑： 1 一 5份，消泡劑：2-4份； 其中，分散劑為三聚磷酸鈉、四聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的一種；成膜助劑為乙二醇乙 醚、乙二醇丁醚、乙二醇或丙二醇中的一種；消泡劑為有機硅、聚醚、有機硅氧烷或酰胺中的 一種或幾種。
[0006] 技術效果：ASA樹脂中不含碳碳雙鍵，主鏈上氫的離解能為376KJ/mol，可抵抗波 長在300nm以上的光線，太陽光的波長基本上都在290nm以上，因而ASA樹脂具有卓越的耐 候性；而另一方面PVC樹脂主鏈上氫的離解能為298KJ/mol，可抵抗波長在364nm以上，其 耐候性不如ASA樹脂，將ASA與PVC進行混合，增強了PVC材料的耐候性，延長了抗老化時 間； 本發明采用一次皂化法合成稀土復合穩定劑，為了使皂化反應徹底，同時避免生成鈉 皂，燒堿分兩個階段加入，利用一次皂化法合成硬脂酸稀土和多種硬脂酸鹽的工藝能夠得 到一種穩定性良好的稀土復合穩定劑，即能夠提高生產效率又能降低能耗； 色劑中選用Ti〇2可用來折射、屏蔽紫外線以提高PVC樹脂的光穩定性，從而對PVC材 料及門窗表面的變色起到抑制或延緩的作用； 基材中使用氯化氯乙烯，并且采用熱固性酚醛樹脂合成的耐熱改性劑，成型性能好，氣 孔率低，并且耐熱性好，耐酸性強；耐熱改性劑的性能好，用量少，同時，合成材料都是常用 的材料，容易取得，成本低； 由于利用正硅酸乙酯制備耐高溫涂料，該涂料在熱固化后呈無機膜，隨著溫度的升高， 固化膜的附著力和硬度顯著提高，附著力達1級，鉛筆硬度大于6H，使涂料能耐更高的溫 度，同時，二甲基甲酰胺與偶聯劑的使用均能減少涂膜開裂傾向； 正硅酸乙酯能夠大大降低涂層開裂傾向；在正硅酸乙酯中加入二甲基甲酰胺后，一方 面，溶膠在向凝膠轉變過程中，二甲基甲酰胺通過氫鍵與水解中間體結合，抑制了水解中間 體Si(OC2H5) 4-x(OH)x和產物SixOy(OH)z的化學活性，降低溶膠水解、縮聚的反應速率， 促進了粒子之間的這種相互交聯，形成有序的網絡結構，改善了凝膠結構，同時又使凝膠質 點增大，介孔孔徑和孔體積增大，導致干燥后凝膠收縮量變小，獲得孔徑大小分布均勻的凝 膠，從而溶劑蒸發時，凝膠內部應力均勻。
[0007]本發明進一步限定的技術方案是： 進一步的，前述的封閉門窗用環保耐腐蝕PVC型材，PVC基材的含量為96. 5%，耐熱改性 劑的含量為3. 5%。
[0008] 前述的封閉門窗用環保耐腐蝕PVC型材，PVC基材的含量為96%，耐熱改性劑的含 量為4%。
[0009] 本發明還設計了一種封閉門窗用環保耐腐蝕PVC型材的制備方法，具體步驟如 下： (1) 按質量份數稱取聚氯乙烯樹脂、氯化聚氯乙烯樹脂、聚丙烯晴-丁二烯-苯乙烯、 PVC樹脂、ASA樹脂、氯化聚乙烯及ACR，并投入高攪機中攪拌升溫至60-71 °C，攪拌速度為 350-450 轉 /min，攪拌 18-25min; (2) 加入耐熱改性劑，攪拌升溫至90-105 °C，攪拌速度為500-600轉/min，攪拌 l〇-15min，后投入低速混合冷卻機中繼續攪拌10_17min，攪拌速度為250-340轉/min，攪拌 冷卻至20-45 °C，出料待用； (2)將上述混合料靜置8-15h后加入到型材擠出生產線的料斗中，通過錐形雙螺桿擠 出機的喂料螺桿向錐形雙螺桿擠出機的主機喂料，維持擠出溫度為180-200°C，擠出壓力為 19-22MPa，即完成型材的制備。
[0010] 前述的封閉門窗用環保耐腐蝕PVC型材制備方法，擠出機采用該SJSZ-55型錐 形異向雙螺桿擠出機，主機真空為〇. 10-0. 15MPa，定型真空為0. 07-0. 09mpa，牽引速度為 L6-1. 9m/min〇
【具體實施方式】
[0011] 實施例1 本實施例提供的一種封閉門窗用環保耐腐蝕PVC型材，包括PVC基材和耐熱改性劑，PVC基材的含量為96. 5%，耐熱改性劑的含量為3. 5% ; PVC基材按質量份數計包括： 聚氯乙稀樹脂60份，氯化聚氯乙稀樹脂33份，聚丙稀晴-丁二稀-苯乙稀11份，PVC樹脂：100份，ASA樹脂：25份，氯化聚乙烯：15份，ACR:5份； 耐熱改性劑各組分按質量份數計為：正硅酸乙脂35份；耐熱顏填料35份；助劑4份； 二甲基甲酰胺13份；熱固性酚醛樹脂50份；苯乙烯30份；甲基丙烯酸甲酯5份；N-苯基馬 來酰胺2份；引發劑2份；硅烷偶聯劑，潤滑劑：5份，稀土復合穩定劑：5份，硅烷偶聯劑與 正硅酸乙脂的質量比為1:15; 稀土復合穩定劑按質量份數計包括以下組分： 混合氯化稀土 ：40份，硫酸鋅：26份，氯化鈣：16份，氯化鋇：28份，氫氧化鈉：20份，硬 脂酸：10份，色劑10份，其中： 稀土復合穩定劑制備方法為： X將混合氯化稀土和燒堿溶解，配成質量分數為45%和50%的溶液，硫酸鋅、氯化鈣和 氯化鋇配制成2mol/L的溶液，澄清，備用； f:在500ml帶攪拌的三口燒瓶中加蒸餾水200ml，開動攪拌，投入45%氯化稀土溶液 16. 7g、50%的燒堿溶液9. 05g、硫酸鋅溶液3ml、氯化鈣溶液4. 5ml或氯化鋇溶液6ml、硬脂 酸35g，升溫至75°C，保溫反應15min，將余下的燒堿溶液稀釋后在20min內加完，繼續反應 25min后結束，將最后的產物洗滌，過濾，干燥，粉碎即得到稀土復合穩定劑； 色劑為鈦菁綠、立索寶紅、11〇2或拜黃；增韌劑為苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體；填料 為碳酸鈣；增塑劑為MBS樹脂；潤滑劑為聚乙烯蠟、石蠟或硬脂酸鈣； 耐熱顏填料包括：納米二氧化硅、阻隔型功能填料及鋁粉且納米二氧化硅、阻隔型功能 填料及錯粉的質量比為1. 5:1:1 ; 阻隔型功能填料按質量份數計包括以下組分：空心玻璃微珠：2份，石墨：15份，黑碳 化硅：20份，細晶氧化鋁：30份，二硫化鉬：5份，氧化鋅：5份，滑石粉：3份； 助劑為按質量份數計包括以下組分：分散劑：15份，潤濕劑：2份，固化劑50份，消光 劑：2份，成膜助劑：10份，增稠劑：5份，羥乙基纖維素：10份，pH調節劑：1份，消泡劑：4 份； 其中，分散劑為三聚磷酸鈉、四聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的一種；成膜助劑為乙二醇乙 醚、乙二醇丁醚、乙二醇或丙二醇中的一種；消泡劑為有機硅、聚醚、有機硅氧烷或酰胺中的 一種或幾種。
[0012] 本實施例中封閉門窗用環保耐腐蝕PVC型材的制備方法具體如下： (1) 按質量份數稱取聚氯乙烯樹脂、氯化聚氯乙烯樹脂、聚丙烯晴-丁二烯-苯乙烯、 PVC樹脂、ASA樹脂、氯化聚乙烯及ACR，并投入高攪機中攪拌升溫至60 °C，攪