CN102276944B - 一种低米重高光亮度的硬质pvc-u型材及其制备工艺 - Google Patents
一种低米重高光亮度的硬质pvc-u型材及其制备工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于材料领域，公开了一种低米重高光亮度的硬质PVC-U型材及其制备工艺。一种PVC-U型材，包含如下重量份的组分：聚氯乙烯：100重量份；氯化聚乙烯或丙烯酸酯类共聚物：5-20重量份；钛白粉：3-10重量份；轻质活化碳酸钙：10-80重量份；门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂：3-10重量份。本发明简化了配方和加工工艺，降低了生产成本，在保证硬质PVC-U型材质量达到国标GB/T8814-2004的前提下，不仅能够提高型材的表面光亮度、焊角强度，型材的壁厚增加0.1--0.3mm，还能确保型材的米重不超重，牵引速度提高10--30％，型材的抗老化性能也大大提高。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，涉及一种低米重高光亮度的硬质PVC-U型材及其制备工艺。
背景技术
硬质PVC-U型材生产行业目前已进入一个非常困难的时期，由于原材料价格的不断上涨，型材成品价格不变，造成大多数的型材生产企业亏损或倒闭，为了生存，许多型材厂家只有靠增加碳酸钙的数量或加大回收废料用量来降低生产成本。而增加碳酸钙的份数会导致型材的米重增加，内在品质下降。为了保住型材的米重，许多型材生产厂家只有将型材壁厚拉薄，拉薄后的型材会导致型材焊接性能下降，低温落锤冲击性能变差，低于2.2mm的型材壁厚许多城市是不允许上工程的，而要保住型材的壁厚，米重又会超重，导致门窗的出窗率减少，型材难以销售，这样就使型材生产厂家处于两难的境地。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种低米重高光亮度耐老化的硬质PVC-U型材。
本发明的另一目的是提供该型材的制备工艺。
本发明的目的可通过如下技术方案实现：
一种PVC-U型材，包含如下重量份的组分：
聚氯乙烯 100重量份；
氯化聚乙烯或丙烯酸酯类共聚物 5-20重量份；
钛白粉 3-10重量份；
轻质活化碳酸钙 10-80重量份；
门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂 3-10重量份。
所述的PVC-U型材配方优选包含如下重量份的组分：
聚氯乙烯 100重量份；
氯化聚乙烯或丙烯酸酯类共聚物 8-13重量份；
钛白粉 4-6重量份；
轻质活化碳酸钙 10-50重量份；
门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂 4-6重量份。
其中，
所述的聚氯乙烯优选SG5型聚氯乙烯。
所述的氯化聚乙烯优选含氯量为35±1％(质量百分含量，下同)的氯化聚乙烯。
所述的丙烯酸酯类共聚物优选丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯共聚物含量50-65％，粒径0.1-0.5μm的丙烯酸酯类共聚物。
所述的钛白粉优选金红石型钛白粉，进一步优选美国杜邦R-960钛白粉或江苏镇钛化工有限公司ZR-940钛白粉。
所述的门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂为南京新硕科技有限公司的LHA-PVC异型材专用添加剂。
所述的PVC-U型材的制备工艺，包含如下步骤：
(1).配混料工艺
a.热混釜在475转/分转速下，将所述的聚氯乙烯树脂加入热混釜中；
b.在55～65℃，热混釜在950/分转速下，加入所述的门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂；
c.在75～90℃，热混釜在950/分转速下，加入所述的氯化聚乙烯或丙烯酸酯类共聚物，钛白粉；
d.在95～105℃，热混釜在950/分转速下，加入轻质活化碳酸钙；
e.在110-120℃，热混釜在475转/分转速下将物料排入冷混釜中；
f.冷混釜以80转/分混至40℃排出、过筛送至成型加工工序；
(2)使用双螺杆挤出机进行加工成型.。
步骤(2)所述的使用双螺杆挤出机加工成型的工艺参数见表1：
表1
其中，该PVC-U型材配方，包含如下重量份的组分：
聚氯乙烯 100重量份；
氯化聚乙烯或丙烯酸酯类共聚物 5-20重量份；
钛白粉 3-10重量份；
轻质活化碳酸钙 10-80重量份；
门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂 3-10重量份。
所述的PVC-U型材配方优选包含如下重量份的组分：
聚氯乙烯 100重量份；
氯化聚乙烯或丙烯酸酯类共聚物 8-13重量份；
钛白粉 4-6重量份；
轻质活化碳酸钙 10-50重量份；
门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂 4-6重量份。
所述的聚氯乙烯优选SG5型聚氯乙烯。
所述的氯化聚乙烯优选含氯量为35±1％(质量百分含量，下同)的氯化聚乙烯。
所述的丙烯酸酯类共聚物优选丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯共聚物含量50-65％，粒径0.1-0.5μm的丙烯酸酯类共聚物。
所述的钛白粉优选金红石型钛白粉，进一步优选美国杜邦R-960钛白粉或江苏镇钛化工有限公司ZR-940钛白粉。
所述的门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂为南京新硕科技有限公司的LHA-PVC异型材专用添加剂。
本发明的有益效果：
本发明配方只用了5种原料，较之现有型材配方需要十多种原料，简化了配方和加工工艺，降低了生产成本，解决了型材生产行业多年来一直期盼解决的问题。
本发明配方在保证硬质PVC-U型材质量达到国标GB/T8814-2004的前提下，不仅能够显著提高型材的表面光亮度、焊角强度，型材的壁厚增加0.1--0.3mm，还能确保型材的米重不超重，牵引速度提高10--30％，并且型材的抗老化性能也大大提高。
具体实施方式
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
实施例6
其中，丙烯酸酯类共聚物为丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯共聚物含量50％，粒径0.1～0.3μm的丙烯酸酯类共聚物。
实施例7
其中，丙烯酸酯类共聚物为丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯共聚物含量60％，粒径0.1～0.3μm的丙烯酸酯类共聚物。
实施例8
其中，丙烯酸酯类共聚物为丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯共聚物含量65％，粒径0.2～0.5μm的丙烯酸酯类共聚物。
实施例9
1)试验地点：东北某型材厂
2)时间2010年10月--11月
3)试验对象：
4)i原厂老配方：
ii本发明配方：同实施例7
5)试验设备：Φ65锥型双螺杆挤出机生产线，60平开框模具、低温落锤冲击试验机、焊角强度测试机、游标卡尺，塑料老化试验机。
6)加工工艺：
i原厂生产工艺：
(1)配混料工艺
没有加料顺序，将所有配好的原料一次性倒入热混釜混至120℃，放料至冷混釜混至40℃出料供生产使用。
(2).成型加工工艺：使用双螺杆挤出机加工成型，参数见表2：
表2
2本发明生产工艺：
(1)配混料工艺
加料顺序如下：
g.热混釜在475转/分下，将聚氯乙烯树脂(PVC树脂)加入热混釜中。
h.在60℃，热混釜在950转/分下，加入LHA-PVC异型材专用添加剂。
i.在80℃左右，热混釜在950转/分下，加入丙烯酸酯类共聚物，钛白粉。
j.在100℃左右，热混釜在950转分下，加入轻质活化碳酸钙。
k.在110-120℃，热混釜在475转/分下将物料排入冷混釜中。
l.冷混釜以80转/分混至40℃左右，排出、过筛送至成型加工工序。
(2)成型加工工艺：使用双螺杆挤出机加工成型，参数见表3：
表3
7)产品检验方法：国标GB/T8814-2004
8)试验结果对比：
a.型材可焊接性测试
原厂老配方焊角的平均应力：45MPa 国标≥35MPa
本发明配方焊角的平均应力：59.2--65.6MPa
b.低温落锤冲击测试：试样十根，落锤高度1米
原厂老配方落锤冲击：可视面破裂3--4个 国标≤1个
本发明配方落锤冲击：可视面破裂0个 国标≤1个
c.壁厚测量
原厂配方60平开框壁厚：2.2-2.3mm，米重5.94；
本发明配方60平开框壁厚：2.4--2.5mm，米重5.87--5.94。
d.型材外观对比：目测
原厂配方型材：表面粗糙无光
本发明配方型材：表面细腻光亮
e.加热后尺寸变化率
原厂配方型材：加热后尺寸变化率1.9％，每个试样两个可视面的加热后尺寸变化率之差0.38％，
本发明配方型材：加热后尺寸变化率1.5％，每个试样两个可视面的加热后尺寸变化率之差0.28％。
f..其它指标原厂配方和本发明配方生产的型材均能达到国家标准，但本发明配方生产的型
材耐老化性能明显高于原产配方生产的型材。
原厂配方生产型材老化试验时间：2000小时，
本发明配方生产型材老化试验时间：6000小时。
g.新老工艺对比：
原厂配方16种原料，加工工艺不科学，牵引速度慢，产量低，操作繁锁，稳定性差；
本发明配方5种原料，加工工艺科学，牵引速度快，产量高，操作简化，稳定性好；并且本发明本在保证硬质PVC-U型材质量达到国标GB/T8814-2004的前提下，不仅能够提高型材的表面光亮度、焊角强度，型材的壁厚增加0.1--0.3mm，还能确保型材的米重不超重，牵引速度提高10--30％，并且型材的抗老化性能也大大提高。
Claims (7)
1.一种低米重高光亮度的硬质 PVC-U型材，其特征在于由如下重量份的组分组成：
聚氯乙烯树脂 100重量份；
氯化聚乙烯或丙烯酸酯类共聚物 5—20重量份；
钛白粉 3—10重量份；
轻质活化碳酸钙 10—80重量份；
门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂 3—10重量份；
其中，所述的门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂为南京新硕科技有限公司的LHA-PVC异型材专用添加剂。
2.根据权利要求1所述的低米重高光亮度的硬质PVC-U型材，其特征在于由如下重量份的组分组成：
聚氯乙烯树脂 100重量份；
氯化聚乙烯或丙烯酸酯类共聚物 8—13重量份；
钛白粉 4—6重量份；
轻质活化碳酸钙 10—50重量份；
门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂 4—6重量份。
3.根据权利要求2所述的低米重高光亮度的硬质PVC-U型材，其特征在于所述的聚氯乙烯树脂为SG5型聚氯乙烯。
4.根据权利要求2所述的低米重高光亮度的硬质PVC-U型材，其特征在于所述的氯化聚乙烯为含氯35±1%的氯化聚乙烯。
5. 根据权利要求2所述的低米重高光亮度的硬质PVC-U型材，其特征在于所述的丙烯酸酯类共聚物为丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯共聚物含量在50-65%之间，粒径为0.1—0.5μm的丙烯酸 酯类共聚物。
6.根据权利要求2所述的低米重高光亮度的硬质PVC-U型材，其特征在于所述的钛白粉为金红石型钛白粉。
7.权利要求1~6中任一项所述的低米重高光亮度的硬质PVC-U型材的制备工艺，其特征在于包含如下步骤：
（1）配混料工艺：
热混釜在475转/分转速下，将所述的聚氯乙烯树脂加入热混釜中；
在55~65℃下，热混釜在950/分转速下，加入所述的门、窗框用硬聚氯乙烯型材添加剂；
在75~90℃下，热混釜在950/分转速下，加入所述的氯化聚乙烯或丙烯酸酯类共聚物，钛白粉;
在95~105℃，热混釜在950/分转速下，加入轻质活化碳酸钙 ；
在110—120℃，热混釜在475转/分转速下将物料排入冷混釜中；
冷混釜以80转/分混至40℃排出、过筛送至成型加工工序；
（2）使用双螺杆挤出机进行加工成型.。
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