一種耐低溫高韌性硬質聚氯乙烯(upvc)復合材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐低溫高韌性的硬質聚氯乙烯(UPVC)復合材料的制備，屬于塑料復合材料領域。
【背景技術】
[0002]聚氯乙烯十五大通用合成塑料之一，具有良好的物理及機械性能。可用于生產建筑材料、包裝材料、電子材料、日常消費品等，廣泛應用于工業、農業、建筑、交通運輸、電力電訊和包裝領域。但由于其耐寒性和低溫抗沖擊性能較差，硬質聚氯乙烯(UPVC)的使用溫度下限一般為一 15°c，限制了聚氯乙烯(PVC)材料在低溫領域的應用。
[0003]—般情況下，采用增加耐寒增塑劑，添加改性劑，改變樹脂分子量等方法來提升聚氯乙烯(PVC)的耐寒性，但硬質聚氯乙烯(UPVC)在生產和制作過程中，不能添加具有增塑效果的增塑劑，所以需要發明一種既可以滿足低溫下可以使用，又不改變產品自身其他特性的材料。
[0004]本發明通過低溫改性劑熱塑性彈性體(TPE)對硬質聚氯乙烯(UPVC)進行改性，生產出一種耐低溫沖擊的硬質聚氯乙烯(UPVC)材料，再將發泡聚氯乙烯材料和上述硬質聚氯乙烯(UPVC)材料通過高溫熔融的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)進行粘合，組成一種耐低溫高韌性的硬質聚氯乙烯(UPVC)復合材料。
【發明內容】
[0005]本發明主要解決的技術問題是:針對硬質聚氯乙烯(UPVC)在低溫條件下其耐寒性和抗沖擊性較差的問題，提供了一種改性硬質聚氯乙烯(UPVC)材料，并使用三層復合的結構的方法來改善其韌性和耐低溫的特性，使硬質聚氯乙烯(UPVC)滿足在低溫環境下的使用，提升了產品特性，拓寬了產品的使用范圍。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
(1)按重量份數比計稱量下述各物質:
主材料:聚氯乙烯(PVC)樹脂80?90份；低溫改性劑:核一殼結構的丙烯酸酯類共聚物(ACR樹脂)3?6份，粉末丁腈橡膠(NBR) 3?8份；填充劑:I?2份納米碳酸鈣或超細碳酸鈣(CaCO3)和3?4份的氯化聚乙烯(CPE);
(2)將按上述配方稱量好的物質加進高速混合機中混合，混合時間為1min;
(3)將混合完成的混合物投入進雙螺桿擠出機進行擠出成型，壓制得到改性的硬質聚氯乙烯(UPVC)樹脂材料，作為復合材料的內層；
(4)按重量份數比計稱量下述各物質:
聚氯乙烯樹脂(PVC) 60?70份，發泡劑偶氮二甲酰(AC發泡劑)5?8份，增塑劑20?30份，鈣鋅復合穩定劑2?5份；
(5)將上述物料按順序依次投放進高速捏合機進行捏合，再冷卻靜置，通過注塑機進行注射成型，得到聚氯乙烯(PVC)自由發泡板，作為復合材料的外層； (6)將上述得到的內外兩層分別涂上2mm厚度的高溫熔融的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，作為中間層，并在乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)熔融狀態下(150°C)將內外兩層進行粘合，冷卻靜置，得到一種耐低溫高韌性的硬質聚氯乙烯(UPVC)復合材料。
[0007]所述的擠出參數為混合機轉速為800?1000r/min，雙螺桿擠出機各區溫度為一區:180 ?185°C，二區:185 ?190°C，三區:190 ?195°C，擠出機轉速 50r/min。
[0008]所述的鈣鋅復合穩定劑為液體鈣鋅復合穩定劑，由6?7%的2—乙基己酸鋇，3?4%的2 —乙基己酸鎘，0.5?I %的乙基己酸鋅，15?20%作為螯合劑的亞磷酸酯和少量2，6-二特丁基對甲酚、雙酚A抗氧劑及紫外線吸收劑，以及液體石蠟油作溶劑，和少量高級醇消泡劑組成。
[0009]所述的注射機參數為:注射機嘴部:180°C?190°C，注射機前部:180°C?195°C，注射機中部:190°C?195°C注射機后部:190°C?195°C，熔膠溫度范圍:180°C?200°C，模具溫度:80°C?90°C，注塑壓力:78.4Mpa?127Mpa，注塑速度:中速至快速，螺桿轉速:28r/min。
[0010]本發明的原理是:內層硬質聚氯乙烯(UPVC)使用低溫改性劑熱塑性彈性體(TPE)對硬質聚氯乙烯(UPVC)進行改性，再加入具有優良低溫沖擊性強度及耐候性較好的ACR樹脂，用來改善硬質聚氯乙烯(UPVC)的耐寒性和韌性；通過使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)進行粘合發泡的聚氯乙烯，由于EVA材料中引入了乙酸乙烯單體，降低了結晶度，有效地提高了產品的韌性和保溫隔熱性能；發泡材料自身優良的結構特性，通過材料的三維網狀結構，有效地提高產品的韌性特性，同時發泡聚乙烯自身也具備優良的耐低溫特性，三者有機結合，，緊密相連，層層包覆，將產品的耐低溫特性發揮到最大，同時，由于復合材料內部的彈性體和發泡結構，可消除大量的沖擊和彎曲力量，保證產品的強韌。
[0011]本發明與其他方法相比，有益效果是:
(1)采用三層結構，突破傳統硬質聚氯乙烯結構單一的進行改性的缺陷，三者的優點有機的結合，最低使用溫度可達-80°C，抗沖擊強度可達130J/m ;
(2)使用低溫改性劑熱塑性彈性體(TPE)對硬質聚氯乙烯進行改性，有效地改善了產品的耐寒性，同時用量較小，節約成本；
(3)使用EVA材料進行粘合，替代傳統的粘合劑，降低了成本和污染，同時提升產品的性能。
【具體實施方式】
[0012]按重量份數比計稱量下述各物質:主材料:聚氯乙烯(PVC)樹脂80?90份；低溫改性劑:核一殼結構的丙烯酸酯類共聚物(ACR樹脂)3?6份，粉末丁腈橡膠(NBR) 3?8份；填充劑?2份納米碳酸鈣或超細碳酸鈣(CaCO3)和3?4份的氯化聚乙烯(CPE);將按上述配方稱量好的物質加進高速混合機中混合，混合時間為1min ;再將混合完成的混合物投入進雙螺桿擠出機進行擠出成型，壓制得到改性的硬質聚氯乙烯(UPVC)樹脂材料，作為復合材料的內層；再按重量份數比計稱量下述各物質:聚氯乙烯樹脂(PVC)60?70份，發泡劑偶氮二甲酰(AC發泡劑)5?8份，增塑劑20?30份，鈣鋅復合穩定劑2?5份；然后將上述物料按順序依次投放進高速捏合機進行捏合，再冷卻靜置，通過注塑機進行注射成型，得到聚氯乙烯(PVC)自由發泡板，作為復合材料的外層； 最后將上述得到的內外兩層分別涂上2mm厚度的高溫熔融的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，作為中間層，并在乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)熔融狀態下(150°C)將內外兩層進行粘合，冷卻靜置，得到一種耐低溫高韌性的硬質聚氯乙烯(UPVC)復合材料；其中所用的擠出參數為混合機轉速為800?1000r/min，雙螺桿擠出機各區溫度為一區:180?185°C，二區:185?190°C，三區:190?195°C，擠出機轉速50r/min ;使用的鈣鋅復合穩定劑為液體鈣鋅復合穩定劑，由6?7%的2—乙基己酸鋇，3?4%的2—乙基己酸鎘，0.5?1%的乙基己酸鋅，15?20%作為螯合劑的亞磷酸酯和少量2，6- 二特丁基對甲酚、雙酚A抗氧劑及紫外線吸收劑，以及液體石蠟油作溶劑，和少量高級醇消泡劑組成；使用的注射機參數為:注射機嘴部:180°C?190 °C，注射機前部:180°C?195 °C，注射機中部:190°C?195 °C注射機后部:190°C?195°C，熔膠溫度范圍:180°C?200°C，模具溫度:80°C?90°C，注塑壓力:78.4Mpa?127Mpa，注塑速度:中速至快速，螺桿轉速:28r/min。
實例I
[0013]按重量份數比計稱量下述各物質:主材料:聚氯乙烯(PVC)樹脂80份；低溫改性劑:核一殼結構的丙烯酸酯類共聚物(ACR樹脂)6份，粉末丁腈橡膠(NBR)S份；