CN106957498A - 高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料 - Google Patents

高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料，属于木塑复合材料领域。高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料通过PVC与ASA的不同比例进行共混造粒获得共挤料。本共挤料保留了PVC的性能，后期打磨或拉丝效果都非常好。本共挤料具有高耐候性，与普通PVC料粘接牢固的优点，抗老化性高、不龟裂，耐酸碱、抗虫害、无毒无害。可用于PVC及PE的木塑共挤面料。可代替现国内价格昂贵的ASA共挤料。经抗老化性试验，本发明的PVC木塑共挤料耐候性能接近ASA共挤料，但配方成本比ASA共挤料降低了45%。

Description

高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料
技术领域
本发明属于木塑复合材料领域，特别是一种高抗紫外线共挤料。
背景技术
近年来随着节能和环保意识增强，木塑复合材料发挥了材料中各组分的优势。其中PVC木塑具有可发泡、质量轻、易加工等独特优点，已得到国内木塑厂家的大力推广。目前市场研制的PVC木塑复合材料产品主要都是室内使用的多,户外使用的较少。由于PVC在强光热条件下易分解,所以PVC木塑的耐臭氧性、耐水性、耐候性不高。现国内为了解决PVC木塑耐候性问题，常采用的是共挤工艺。主要是ASA共挤料和改性PVC共挤料。ASA共挤料虽耐候性好，但价格昂贵（35000-39000元/吨），提高了木塑产品的价格。且ASA粘性高，产品不易打磨或拉丝处理等后期处理。采用改性PVC共挤料，是同材质的两种不同配方的PVC共挤工艺，是在表皮PVC树脂中添紫外线吸收剂，使表皮PVC材质耐候性优于芯部材质，这种工艺虽降低了生产成本，但耐候性效果与ASA共挤料相比相差很多，不能满足户外产品需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料，本共挤料是将PVC树脂与ASA高胶粉共混，再加入其他加工助剂，对PVC树脂进行改性处理，达到屏蔽紫外线，提高耐候性的作用，改善了使用性能，降低了生产成本。克服了现有技术中材料价格高，性能较差的不足。本发明的目的是这样实现的：高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料，通过PVC与ASA的不同比例进行共混造粒获得共挤料。
，共挤料由以下重量份的组分制备而成：主料，PVC树脂50-75份、ASA高胶粉25-50份，辅料，碳酸钙5-10份、紫外线吸收剂5-8份、抗氧剂3-5份，热稳定剂2-3.5份、润滑剂0.5-1.0份、钛酸酯偶联剂1.5-3份、氯化聚乙烯1-2份，色粉适量。
，共挤料的工艺过程，先将主料放入高速混合机混合，温度升至70-80℃；加入各种辅料进行共混；高速混合机搅拌混合至温度升到120-125℃排料至低速混合机；低速混合机使物料冷却至40-45℃排料；排出的物料放置12小时进行熟化；经双螺杆造粒机造粒成PVC合金共挤料。
主辅料的具体选择是：
主料：PVC 树脂采用国内通用牌号5型， ASA高胶粉采用牌号600A；
辅料： 碳酸钙，采用1000-1200目轻质碳酸钙；
紫外线吸收剂，通用牌号531，化学名称为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
抗氧剂，牌号1076，化学名称为丙酸正十八烷醇酯。
热稳定剂，钙锌稳定剂或铅盐稳定剂选一。
润滑剂，包括石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌，选其中2-3种配合使用；
钛酸酯偶联剂，化学名称异丙基三钛酸酯。
氯化聚乙烯，牌号135A，
色粉，选拜耳氧化铁。
共挤料的主辅料配方可按重量份的组分作如下选择，主料，PVC树脂50份，ASA高胶粉50份，辅料，碳酸钙6-8份，紫外线吸收剂5-6份，抗氧剂3-5份，热稳定剂2-3份，润滑剂选用石蜡（熔点58℃) 0.15-0.25份、硬脂酸（熔点70℃）0.15-0.25份份、聚乙烯蜡(熔点110℃）0.35-0.5份，钛酸酯偶联剂2-3份、氯化聚乙烯1-2份，拜耳氧化铁 (红、黄、橙各种颜色择选其一)1.2-1.5份。
共挤料的主辅料配方可按重量份的组分作另一种选择，主料，
PVC树脂75、ASA高胶粉25份，⑵辅料，碳酸钙4-6份、紫外线吸收剂5-6份、抗氧剂3-5份，热稳定剂2.5-3.5份、润滑剂选用石蜡（熔点58℃) 0.1-0.25份、硬脂酸（熔点70℃）0.15-0.25份、聚乙烯蜡(熔点110℃）0.25-0.5份，钛酸酯偶联剂2-3份、氯化聚乙烯1-2份，拜耳氧化铁 (红、黄、橙各种颜色择其一)1.2-1.5份。
本发明的高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料，是将两种不同的主料共混，制成一种合金共挤料。本共挤料保留了PVC的性能，后期打磨或拉丝效果都非常好。本共挤料具有高耐候性，与普通PVC料粘接牢固的优点，抗老化性高、不龟裂，耐酸碱、抗虫害、无毒无害。可用于PVC及PE的木塑共挤面料。可代替现国内价格昂贵的ASA共挤料。经抗老化性试验，本发明的PVC木塑共挤料耐候性能接近ASA共挤料，但配方成本比ASA共挤料降低了45%。
具体实施方式
下面结合实施例作进一步的说明。
高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料，通过PVC与ASA的不同比例进行共混造粒获得共挤料。本共挤料由以下重量份的组分制备而成：主料，PVC树脂50-75份、ASA高胶粉25-50份，高胶粉是ASA共挤料的粉状原料。辅料，碳酸钙5-10份、紫外线吸收剂5-8份、抗氧剂3-5份，热稳定剂2-3.5份、润滑剂0.5-1.0份、钛酸酯偶联剂1.5-3份、氯化聚乙烯1-2份，色粉适量。本共挤料的工艺过程，先将主料放入高速混合机混合，温度升至70-80℃；加入各种辅料进行共混；高速混合机搅拌混合至温度达到120-125℃排料到低速混合机；混合料在低速混合机混合，温度冷却至40-45℃排料；排出的物料放置12小时进行熟化；熟化后经双螺杆造粒机造粒成PVC合金共挤料。
本共挤料的主辅料的具体选择是： 主料，PVC 树脂采用国内通用牌号5型， ASA高胶粉采用牌号600A；
辅料， 碳酸钙，采用1000-1200目轻质碳酸钙；
紫外线吸收剂，通用牌号531，化学名称为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；是一种高效防老化助剂，能吸收240-340 nm的紫外光，它对聚合物有最大的保护作用，有助于减少色泽损失，延缓泛黄和阻滞物理性能损失。
抗氧剂，牌号1076，化学名称为：丙酸正十八烷醇酯。此助剂无味，对光稳定，不易变色。同基材有很好的相容性。可与其它添加剂同时使用，有显著的协同增效作用。
热稳定剂，钙锌稳定剂或铅盐稳定剂，二者选一。钙锌稳定剂是环保型稳定剂，添加量为3份。铅盐稳定剂铅含量较高，添加量为2.5份。
润滑剂，包括石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌，选其中2-3种配合使用；
钛酸酯偶联剂，化学名称异丙基三钛酸酯。用于改善碳酸钙、滑石粉等无机填料的加工流变性，提高颜料的遮盖力及着色力，提高机械性能。
氯化聚乙烯，牌号135A，本助剂是一种抗冲改性剂, 有良好的相容性，耐候性和抗冲击性，并具有阻燃效果。
色粉选拜耳氧化铁。
本共挤料一个实施例的主辅料配方可按重量份的组分作如下选择，主料，PVC树脂50份，ASA高胶粉50份，辅料，碳酸钙6-8份，紫外线吸收剂5-6份，抗氧剂3-5份，热稳定剂选钙锌稳定剂2-3份，润滑剂选用石蜡（熔点58℃) 0.15-0.25份、硬脂酸（熔点70℃）0.15-0.25份、聚乙烯蜡(熔点110℃）0.35-0.5份，钛酸酯偶联剂2-3份、氯化聚乙烯1-2份，拜耳氧化铁 (红、黄、橙各种颜色择其一)1.2-1.5份。
本共挤料另一个实施例的主辅料配方可按重量份的组分作另一种选择，主料，PVC树脂75、ASA高胶粉25份，⑵辅料，碳酸钙4-6份、紫外线吸收剂5-6份、抗氧剂3-5份，热稳定剂选钙锌稳定剂2.5-3.5份、润滑剂选用石蜡（熔点58℃) 0.1-0.25份、硬脂酸（熔点70℃）0.15-0.25份、聚乙烯蜡(熔点110℃）0.25-0.5份、钛酸酯偶联剂2-3份、氯化聚乙烯1-2份，拜耳氧化铁 (红、黄、橙各种颜色择其一)1.2-1.5份。
下面是对上述两个配方PVC与ASA的不同比例进行共混造粒获得共挤料的测试结果。
表一共挤料配比
配方1 ASA:PVC=1：1
配方2 ASA:PVC=1:3
配方3 纯ASA
配方4 改性的纯PVC
表二材料力学性能
检测项目 配方1 配方2 配方3 配方4
硬度（HRR) 83 85 73 89
简支梁冲击强度（KJ/m2 36.5 34 37.2 32.0
低温落锤冲击破裂数（个） 0 0 0 1
有无共挤层剥离现象 无剥离 无剥离 无剥离 无剥离
可见ASA材料低温抗冲击性能明显优于PVC， ASA与PVC共混可以提高PVC材料的韧性，ASA在共混体系中起到抗冲改性剂的作用。
采用QUV紫外线加速耐候性试验机，分别对四个样本进行人工老化测试，
试验仪器：Q-Sun 风冷氙灯
测试仪器：CM-2600d 分光测色仪（精度 0.04）
循环周期：102min 光照，18min 光照+喷淋
辐照强度 ： 0.35W/㎡
温度设定：63±2℃
总暴露时间：1000h老化时间
测试结果如表三
表三老化性能
配方 ΔE(色差值）
配方一 0.75
配方二 1.1
配方三 0.65
配方四 3
通过抗老化试验，对颜色变化测试 ，结果表明纯ASA产品颜色变化最小，耐候性最好，对紫外线的耐受能力很强；改性的纯PVC产品耐候性最差，会产生显色现象。采用ASA/PVC共混改性材料得到的共挤料可以明显提高木塑型材的耐候性，配方一是纯改性PVC的4倍，接近ASA共挤料。配方二是纯改性PVC的2.7倍。ASA根据品质差异价格区间为35000-39000元/吨。配方一成本价为19178元/吨元，仅采用配方一就也可使成本降低约45%左右。配方二成本价14057元/吨，可使配方成本降低约60%。因此，高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料是一种性价比非常好的高抗紫外线共挤料。配方一适合用于紫外强度为3、4、5级的城市；配方二适合用于紫外线强度为1、2级的城市。

Claims (4)

1.高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料，通过PVC与ASA的不同比例进行共混造粒获得共挤料，其特征是：，共挤料由以下重量份的组分制备而成： 主料，PVC树脂50-75份、ASA高胶粉25-50份， 辅料，碳酸钙5-10份、紫外线吸收剂5-8份、抗氧剂3-5份，热稳定剂2-3.5份、润滑剂0.5-1.0份、钛酸酯偶联剂1.5-3份、氯化聚乙烯1-2份，色粉适量；，共挤料的工艺过程，先将主料放入高速混合机混合，温度升至70-80℃；加入各种辅料进行共混；高速混合机搅拌混合至温度达到120-125℃排料到低速混合机；混合料在低速混合机混合，温度冷却至40-45℃排料；排出的物料放置12小时进行熟化，经双螺杆造粒机造粒成PVC合金共挤料。
2.如权利要求1所述的高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料，其主辅料的具体选择是：主料，PVC 树脂采用国内通用牌号5型， ASA高胶粉采用牌号600A；
辅料， 碳酸钙，采用1000-1200目轻质碳酸钙；
紫外线吸收剂，通用牌号531，化学名称为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
抗氧剂，牌号1076，化学名称为：丙酸正十八烷醇酯；
热稳定剂，钙锌稳定剂或铅盐稳定剂选一；
润滑剂，包括石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌，选其中2-3种配合使用；
钛酸酯偶联剂，化学名称异丙基三钛酸酯；
氯化聚乙烯，牌号135A，是一种抗冲改性剂；
色粉选拜耳氧化铁。
3.如权利要求1所述的高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料，其特征是：共挤料的主辅料配方可按重量份的组分作如下选择，主料，PVC树脂50份，ASA高胶粉50份，辅料，碳酸钙6-8份，紫外线吸收剂5-6份，抗氧剂3-5份，热稳定剂2-3份，润滑剂选用石蜡（熔点58℃)0.15-0.25份、硬脂酸（熔点70℃）0.15-0.25份、聚乙烯蜡(熔点110℃）0.35-0.5份，钛酸酯偶联剂2-3份、氯化聚乙烯1-2份，拜耳氧化铁 (红、黄、橙各种颜色择其一)1.2-1.5份。
4.如权利要求1所述的高抗紫外线合金聚氯乙烯木塑共挤料，其特征是：共挤料的主辅料配方可按重量份的组分作另一种选择，主料，
PVC树脂75、ASA高胶粉25份，⑵辅料，碳酸钙4-6份、紫外线吸收剂5-6份、抗氧剂3-5份，热稳定剂2.5-3.5份、润滑剂选用石蜡（熔点58℃) 0.1-0.25份、硬脂酸（熔点70℃）0.15-0.25份、聚乙烯蜡(熔点110℃）0.25-0.5份、钛酸酯偶联剂2-3份、氯化聚乙烯1-2份，拜耳氧化铁 (红、黄、橙各种颜色择其一)1.2-1.5份。
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