CN104262845A - 一种环保的pvc/pmma合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种环保的PVC/PMMA合金材料及其制备方法，其特征是，所含成分及其各成分的重量配比如下：PVC树脂37~62份、PMMA树脂25~38份、稳定剂3.0~4.0份、抗冲改性剂4.0~8.0份、加工助剂0.5~1.0份、耐候剂0.5~1.0份、无机填料3.0~5.0份、颜料2.0~6.0份；其制备方法是将上述物料以800~1000r/min的速度在高冷混机组的高混锅中混合6~10分钟，混合物料在高混锅内高速摩擦升温，温度达到100℃~110℃时，再以100~150r/min的速度在高冷混机组的冷混锅中混合8~12分钟，温度降至40~50℃；用锥型双螺杆挤出机在160~190℃温度下，螺杆转速为700~1000r/min挤出，模头采用热切风冷造粒；本发明的PVC/PMMA合金材料共挤出生产的制品大大提高表面的抗老化性能及抗硫化物污染性能，有效延长其使用寿命。

Description

一种环保的PVC/PMMA合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子的改性材料及其制备方法，尤其涉及一种环保的PVC/PMMA合金材料及其制备方法。
背景技术
PVC树脂原材料来源广泛，价格便宜，同时具有突出的力学性能高、硬度大、耐化学腐蚀性好、电绝缘性好、阻燃等，常用于代替金属及木材等材料。PVC塑料制品在我国应用占很重要的地位，尤其是户外制品的应用很广泛，比如建筑用PVC门窗、外墙挂板、户外塑木地板、塑木栅栏等，但前这些PVC塑料制品有一个共同的缺点就是的耐黄变、抗老化、性能都不太理想 ，甚至部分产品的无机填料量过高，其韧性、强度、抗老化性能存在缺陷，当这些制品长期应用于户外时，长时间受户外紫外线的辐射和长期吸热会发生光老化、热老化导致加速降解。PVC分子链中的不稳定氯、不饱和双键等结构容易发生变化，从而出现黄变现象，同时其强度、韧性和光泽度将大幅度降低，最后导致其实际使用寿命降低。其次目前我国PVC材料加工大部分采用的稳定剂为铅盐稳定剂，铅本身属于非环保材料，在加工过程中对人体存在一定的危害，当这些PVC制品在我国局部地区使用过程遇到含硫化物较高的酸雨时，会出现明显的颜色变化。
因而开发一种用于以上制品表层共挤覆合的改性材料，并且要求环保、高耐候的材料是解决问题的关键技术。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种环保的PVC/PMMA合金材料，其特征是，所含成分及其各成分的重量配比如下：
PVC树脂               37~62份 
PMMA树脂            25~38份                                  
稳定剂                   3.0~4.0份                                       
抗冲改性剂            4.0 ~8.0份                                                 
加工助剂               0.5~1.0份                                                    
耐候剂                  0.5~1.0份                                                    
无机填料               3.0~5.0份                                                   
颜料                      2.0~6.0份。
所述环保稳定剂为钙锌复合稳定剂。
所述抗冲改性剂为丙烯酸酯抗冲改性剂。
所述加工助剂由ACR-201、氧化聚乙烯蜡按6~9：1~4的重量配比复配而成。
所述耐候剂由抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂按2~5：2~4：3~4的重量配比复配而成。
所述无机填料为轻质碳酸钙。
所述颜料为，根据不同颜色选择不同颜料
所述的PVC树脂可以为SG-5、SG-7型树脂。
所述的PMMA树脂可以为未增韧透明树脂。
更进一步，上述的PMMA树脂耐候性非常好，部分替代PVC树脂时有利于耐候性的提高。
更进一步，上述的丙烯酸酯类抗冲改性剂不含不稳定双键，因此对光和热的稳定性非常高，在提高PVC抗冲击强度的同时也提高了材料的老化性能。  
更进一步，本发明中所使用的抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类，光稳定剂所使用的为受阻胺类，紫外线吸收剂所使用的为苯并三唑类、二苯甲酮类。
本发明的另一目的，一种环保的PVC/PMMA合金材料的制备方法，其特征是，按照权利要求 2中的组份和重量配比备料，具体包括以下步骤：                                                   
（1）将抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂依次按2~5：2~4：3~4的重量配比复配好，加入混料机中，用1200~1400r/min的速度混合60s，制备得到耐候剂，备用；
（2）将ACR-201和氧化聚乙烯蜡按6~9：1~4的重量配比复配好，加入混料机中，用1200~1400r/min的速度混合60s，制备得到加工助剂，备用；
（3）按照颜料重量配比称量好，备用；
（4）按照PVC树脂 37~62份 、PMMA树脂25~38份、稳定剂3.0~4.0份、抗冲改性剂4.0 ~8.0份、加工助剂0.5~1.0份、耐候剂0.5~1.0份、无机填料3.0~5.0份、颜料4.0~6.0份的比例以800~1000r/min的速度在型号是SRL-Z200/500的高冷混机组的高混锅中混合6~10分钟，混合物料在高混锅内高速摩擦升温，温度达到100℃~110℃时，再以100~150r/min的速度在型号是SRL-Z200/500的高冷混机组的冷混锅中混合8~12分钟，温度降至40~50℃；                                      
（5）将步骤（4）混合好的物料用锥型双螺杆挤出机在160~190℃温度下，螺杆转速为700~1000r/min挤出，模头采用热切风冷造粒。
更进一步的，上述方法中的锥型双螺杆挤出机为SJSZ65型号，直径为65/120/132，为本领域常用的挤出机型。
本发明的有益效果是：
（1）本发明提供的PVC/PMMA合金材料料，适用对PVC户外制品老化要求更高的地区，尤其是紫外线辐照较高和硫化物污染较高的地区。
（2）本发明的PVC/PMMA合金料使用使用高耐候PMMA树脂部分替代PVC树脂，大大提高树脂基材的耐候性能；其次本发明的PVC/PMMA合金材料使用稳定为钙锌稳定剂，能很好地抵抗环境中的硫化物；再者本发明的PVC/PMMA合金材料使用的抗冲改性剂为丙烯酸酯类，不含不稳定双键，对光和热的稳定非常高，在提高PVC抗冲击强度的同时也提高了材料的抗老化性能。因此用本发明的PVC/PMMA合金材料共挤出生产的制品大大提高表面的抗老化性能及抗硫化物污染性能，有效延长其使用寿命。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其他多种形式的修改、替换或变更。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细的说明
实施案例1：
本实施例提供一种白色环保PVC/PMMA合金材料及其制备方法，按如下材料及配比混合：
PVC树脂              55份  
PMMA树脂           25份                                    
稳定剂                  3份                                       
抗冲改性剂            5份                                                 
加工助剂               0.5份                                                    
耐候剂                  1份                                                    
无机填料               5份                                                   
颜料                     5.5份。
所述环保稳定剂为钙锌复合稳定剂。
所述抗冲改性剂为丙烯酸酯抗冲改性剂。
所述加工助剂由ACR-201、氧化聚乙烯蜡按8：2的重量配比复配而成。
所述耐候剂由抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂按5：2：3的重量配比复配而成。
所述无机填料为轻质碳酸钙。
所述颜料为，根据不同颜色选择不同颜料
所述的PVC树脂可以为SG-5、SG-7型树脂。
所述的PMMA树脂可以为未增韧透明树脂。
制备方法具体包括如下步骤：                                                  
（1）将抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂依次按5：2：3的重量配比复配好，加入混料机中，用1400r/min的速度在型号SRL110-100的打粉缸中混合60s，制备得到耐候剂，备用；
（2）将ACR-201和氧化聚乙烯蜡按8：2的重量配比复配好，加入混料机（型号SRL110-100打粉缸）中，用1400r/min的速度混合60s，制备得到加工助剂，备用；
（3）将金红石型钛白粉和酞青兰按999:1的重量配比称量好，得到颜料，备用；
（4）按照PVC树脂 55份 、PMMA树脂25份、稳定剂3.0份、抗冲改性剂5.0份、加工助剂0.5份、耐候剂1.0份、无机填料5.0份、颜料5.5份的比例以1000r/min的速度在型号是SRL-Z200/500的高冷混机组的高混锅中混合10分钟，混合物料在高混锅内高速摩擦升温，温度达到105℃，再以150r/min的速度在型号是SRL-Z200/500的高冷混机组的冷混锅中混合8分钟，温度降至45℃；                                      
（5）将步骤（4）混合好的物料用锥型双螺杆挤出机在175~185℃（由于挤出机内具有长度的加热腔，加热腔内沿长度延伸方向设置有多个加热体，每个加热体在加热时的温度均不相同，所以挤出机的加热腔在工作过程中允许控制在一定的温度范围内工作）温度下，螺杆转速为800r/min挤出，模头采用热切风冷造粒得到一种白色环保PVC/PMMA合金材料。
按照第1实施例得出的一种白色环保PVC/PMMA合金材料，其技术指标如下：
实施案例2：
本实施例提供一种灰色环保PVC/PMMA合金材料及其制备方法，按如下材料及配比混合：
PVC树脂             47份  
PMMA树脂           33份                                    
稳定剂                  3.5份                                       
抗冲改性剂            8份                                                 
加工助剂               0.5份                                                    
耐候剂                  1份                                                    
无机填料               4份                                                   
颜料                     3份。
所述环保稳定剂为钙锌复合稳定剂。
所述抗冲改性剂为丙烯酸酯抗冲改性剂。
所述加工助剂由ACR-201、氧化聚乙烯蜡按8：2的重量配比复配而成。
所述耐候剂由抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂按5：2：3的重量配比复配而成。
所述无机填料为轻质碳酸钙。
所述颜料为，根据不同颜色选择不同颜料
所述的PVC树脂可以为SG-5、SG-7型树脂。
所述的PMMA树脂可以为未增韧透明树脂。
制备方法具体包括如下步骤：                                                  
（1）将抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂依次按5：2：3的重量配比复配好，加入混料机中，用1400r/min的速度在型号SRL110-100的打粉缸中混合60s，制备得到耐候剂，备用；
（2）将ACR-201和氧化聚乙烯蜡按8：2的重量配比复配好，加入混料机（型号SRL110-100打粉缸）中，用1400r/min的速度混合60s，制备得到加工助剂，备用；
（3）将金红石型钛白粉、83#黄、炭黑依次按66.7：8.3：25的重量配比称量好，得到颜料，备用； 
（4）按照PVC树脂 47份 、PMMA树脂33份、稳定剂3.5份、抗冲改性剂8份、加工助剂0.5份、耐候剂1.0份、无机填料4.0份、颜料3份的比例以1000r/min的速度在型号是SRL-Z200/500的高冷混机组的高混锅中混合10分钟，混合物料在高混锅内高速摩擦升温，温度达到105℃，再以150r/min的速度在型号是SRL-Z200/500的高冷混机组的冷混锅中混合8分钟，温度降至45℃； 
（5）将步骤（4）混合好的物料用SJSZ65型号的锥型双螺杆挤出机在175~185℃（由于挤出机内具有长度的加热腔，加热腔内沿长度延伸方向设置有多个加热体，每个加热体在加热时的温度均不相同，所以挤出机的加热腔在工作过程中允许控制在一定的温度范围内工作）温度下，螺杆转速为800r/min挤出，模头采用热切风冷造粒得到一种灰色环保PVC/PMMA合金材料。
按照第2实施例得出的一种灰色环保PVC/PMMA合金材料，其技术指标如下：
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改或等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种环保的PVC/PMMA合金材料，其特征是，所含成分及其各成分的重量配比如下：
PVC树脂               37~62份 
PMMA树脂            25~38份                                  
稳定剂                   3.0~4.0份                                       
抗冲改性剂             4.0 ~8.0份                                                 
加工助剂                0.5~1.0份                                                    
耐候剂                   0.5~1.0份                                                    
无机填料                3.0~5.0份                                                   
颜料                      2.0~6.0份。
2.根据权利要求1所述环保的PVC/PMMA合金材料，其特征是，所述加工助剂由ACR-201和氧化聚乙烯蜡按6~9：1~4的重量配比复配而成；
所述耐候剂由抗氧剂、光稳定剂以及紫外线吸收剂依次按2~5：2~4：3~4的重量配比复配而成。
3.根据权利要求1所述环保的PVC/PMMA合金材料，其特征是，所述环保稳定剂为钙锌复合稳定剂。
4.根据权利要求1所述环保的PVC/PMMA合金材料，其特征是，所述抗冲改性剂为丙烯酸酯抗冲改性剂。
5.根据权利要求1所述环保的PVC/PMMA合金材料，其特征是，所述无机填料为轻质碳酸钙。
6.根据权利要求1所述环保的PVC/PMMA合金材料，其特征是，所述PMMA树脂可以为未增韧透明树脂。
7.根据权利要求1所述环保的PVC/PMMA合金材料，其特征是，所述PVC树脂可以为SG-5或SG-7型树脂。
8.一种环保的PVC/PMMA合金材料的制备方法，其特征是，按照权利要求 2中的组份和重量配比备料，具体包括以下步骤：                                                   
（1）将抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂依次按2~5：2~4：3~4的重量配比复配好，加入混料机中，用1200~1400r/min的速度混合60s，制备得到耐候剂，备用；
（2）将ACR-201和氧化聚乙烯蜡按6~9：1~4的重量配比复配好，加入混料机中，用1200~1400r/min的速度混合60s，制备得到加工助剂，备用；
（3）按照颜料重量配比称量好，备用；                                                   
（4）按照PVC树脂 37~62份 、PMMA树脂25~38份、稳定剂3.0~4.0份、抗冲改性剂4.0~8.0份、加工助剂0.5~1.0份、耐候剂0.5~1.0份、无机填料3.0~5.0份、颜料4.0~6.0份的比例以800~1000r/min的速度在高冷混机组的高混锅中混合6~10分钟，混合物料在高混锅内高速摩擦升温，温度达到100℃~110℃时，再以100~150r/min的速度在高冷混机组的冷混锅中混合8~12分钟，温度降至40~50℃；                                      
（5）将步骤（4）混合好的物料用锥型双螺杆挤出机在160~190℃温度下，螺杆转速为700~1000r/min挤出，模头采用热切风冷造粒。
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