CN108395641A - 一种新型阻燃门窗型材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型阻燃门窗型材，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯30～50份、聚碳酸酯树脂20～40份、丙烯酸类橡胶7～15份、硬脂酸钠2～4份、硬脂酸3～7份、环氧大豆油1～3份、氢氧化镁4～8份、改性纳米级碳酸钙5～9份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1～2份、磷酸二氢铵1～2份、增塑剂2～4份、抗氧化剂1.3～2.2份、紫外线吸收剂2～4份。本发明所述新型阻燃门窗型材力学性能优，耐热性能和耐候性能好，不易变形，阻燃性能好。

Description

一种新型阻燃门窗型材及其制备方法
技术领域
本发明属于节能材料技术领域，具体涉及一种新型阻燃门窗型材及其制备方法。
背景技术
在如今的建筑行业中，新型的化工建材得到了广泛应用，这也促进了建筑新材料的不断推陈出新。以建筑门窗材料来说，它既要求要有一定的力学强度，又要求容易加工，同时还要满足装饰的需要。门窗材料也经历了一个发展阶段，由最初的传统木质门窗、钢门窗到如今的铝合金门窗、塑料门窗，从材料的应用上，以及用综合性能上都得到了很大的提高，如今以塑料门窗的发展最为迅速。
但是现有技术中的塑料门窗耐热性和耐候性差，高温易变性，阻燃性不好。
发明内容
本发明提供了一种新型阻燃门窗型材及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述新型阻燃门窗型材力学性能优，耐热性能和耐候性能好，不易变形，阻燃性能好。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种新型阻燃门窗型材，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯30～50份、聚碳酸酯树脂20～40份、丙烯酸类橡胶7～15份、硬脂酸钠2～4份、硬脂酸3～7份、环氧大豆油1～3份、氢氧化镁4～8份、改性纳米级碳酸钙5～9份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1～2份、磷酸二氢铵1～2份、增塑剂2～4份、抗氧化剂1.3～2.2份、紫外线吸收剂2～4份。
优选的，所述新型阻燃门窗型材，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯35～45份、聚碳酸酯树脂28～36份、丙烯酸类橡胶10～14份、硬脂酸钠2.6～3.8份、硬脂酸4～6份、环氧大豆油1.4～2.2份、氢氧化镁5～7份、改性纳米级碳酸钙6～8份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1.3～1.9份、磷酸二氢铵1.4～1.8份、增塑剂2.6～3.7份、抗氧化剂1.8～2.1份、紫外线吸收剂2.6～3.3份。
优选的，所述新型阻燃门窗型材，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯40份、聚碳酸酯树脂30份、丙烯酸类橡胶12份、硬脂酸钠3份、硬脂酸5份、环氧大豆油1.9份、氢氧化镁6份、改性纳米级碳酸钙7份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1.8份、磷酸二氢铵1.5份、增塑剂3.2份、抗氧化剂2份、紫外线吸收剂2.9份。
优选的，所述改性纳米级碳酸钙的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙90份、偶联剂6份、润滑剂3份及分散剂1份，备用；
（2）将纳米级碳酸钙放于100℃的热烘箱中烘干2～4小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌8～10分钟；
（3）然后加入偶联剂搅拌10～20分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，即得所述改性纳米级碳酸钙。
优选的，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯。
优选的，所述抗氧化剂为亚磷酰胺类抗氧化剂。
一种制备所述新型阻燃门窗型材的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油、氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙、三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、抗氧化剂、紫外线吸收剂，，备用；
（2）将聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油混合，置于反应釜中加热至60～70℃，搅拌混合8～10分钟，得混合物A；
（3）将氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙混合均匀，加入至步骤（2）所得的混合物A中，加热至70～80℃，高速分散4～6分钟，得混合物B；
（4）向混合物B中依次加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌混合，并置于超声波分散仪中超声分散3～5分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）所得的混合母料置于模具中，加压成型，即得所述新型阻燃门窗型材。
优选的，所述步骤（3）中高速分散的分散速度为1000～2000r/min。
优选的，所述步骤（5）中加压成型的压力为8～12Mpa。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述的新型阻燃门窗型材力学性能优，耐热性能和耐候性能好，不易变形，阻燃性能好，具体如下：
（1）本发明所述的新型阻燃门窗型材在原料中添加了烯酸类橡胶和改性纳米级碳酸钙，使得本产品在弯曲强度、弯曲模量、热变形温度、维卡软化点损失很小的基础上，具有很好的断裂伸长率，并且提高了其抗冲击性能；
（2）本发明所述的新型阻燃门窗型材在原料中添加了聚碳酸酯树脂，通过使聚碳酸酯树脂与其他原料相互配合，使得本产品具有耐冲击性、强度、尺寸稳定性等机械性能；
（3）本发明所述的新型阻燃门窗型材通过在原料中添加抗氧化剂、紫外线吸收剂，对产品进行改性，使得产品具有很好的耐候性和阻燃性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种新型阻燃门窗型材，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯30份、聚碳酸酯树脂20份、丙烯酸类橡胶7份、硬脂酸钠2份、硬脂酸3份、环氧大豆油1份、氢氧化镁4份、改性纳米级碳酸钙5份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1份、磷酸二氢铵1份、增塑剂2份、抗氧化剂1.3份、紫外线吸收剂2份。
其中，所述改性纳米级碳酸钙的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙90份、偶联剂6份、润滑剂3份及分散剂1份，备用；
（2）将纳米级碳酸钙放于100℃的热烘箱中烘干2小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌8分钟；
（3）然后加入偶联剂搅拌10分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，即得所述改性纳米级碳酸钙。
其中，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯。
其中，所述抗氧化剂为亚磷酰胺类抗氧化剂。
一种制备所述新型阻燃门窗型材的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油、氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙、三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油混合，置于反应釜中加热至60℃，搅拌混合8分钟，得混合物A；
（3）将氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙混合均匀，加入至步骤（2）所得的混合物A中，加热至70℃，高速分散4分钟，得混合物B；
（4）向混合物B中依次加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌混合，并置于超声波分散仪中超声分散3分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）所得的混合母料置于模具中，加压成型，即得所述新型阻燃门窗型材。
其中，所述步骤（3）中高速分散的分散速度为1000r/min。
其中，所述步骤（5）中加压成型的压力为8Mpa。
实施例2
本实施例涉及一种新型阻燃门窗型材，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯50份、聚碳酸酯树脂40份、丙烯酸类橡胶15份、硬脂酸4份、硬脂酸7份、环氧大豆油3份、氢氧化镁8份、改性纳米级碳酸钙9份、三异硬脂酸钛酸异丙酯2份、磷酸二氢铵2份、增塑剂4份、抗氧化剂2.2份、紫外线吸收剂4份。
其中，所述改性纳米级碳酸钙的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙90份、偶联剂6份、润滑剂3份及分散剂1份，备用；
（2）将纳米级碳酸钙放于100℃的热烘箱中烘干4小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌10分钟；
（3）然后加入偶联剂搅拌20分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，即得所述改性纳米级碳酸钙。
其中，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯。
其中，所述抗氧化剂为亚磷酰胺类抗氧化剂。
一种制备所述新型阻燃门窗型材的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油、氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙、三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油混合，置于反应釜中加热至70℃，搅拌混合10分钟，得混合物A；
（3）将氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙混合均匀，加入至步骤（2）所得的混合物A中，加热至80℃，高速分散6分钟，得混合物B；
（4）向混合物B中依次加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌混合，并置于超声波分散仪中超声分散5分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）所得的混合母料置于模具中，加压成型，即得所述新型阻燃门窗型材。
其中，所述步骤（3）中高速分散的分散速度2000r/min。
其中，所述步骤（5）中加压成型的压力为12Mpa。
实施例3
本实施例涉及一种新型阻燃门窗型材，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯35份、聚碳酸酯树脂28份、丙烯酸类橡胶10份、硬脂酸钠2.6份、硬脂酸4份、环氧大豆油1.4份、氢氧化镁5份、改性纳米级碳酸钙6份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1.3份、磷酸二氢铵1.4份、增塑剂2.6份、抗氧化剂1.8份、紫外线吸收剂2.6份。
其中，所述改性纳米级碳酸钙的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙90份、偶联剂6份、润滑剂3份及分散剂1份，备用；
（2）将纳米级碳酸钙放于100℃的热烘箱中烘干2.5小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌8.5分钟；
（3）然后加入偶联剂搅拌12分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，即得所述改性纳米级碳酸钙。
其中，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯。
其中，所述抗氧化剂为亚磷酰胺类抗氧化剂。
一种制备所述新型阻燃门窗型材的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油、氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙、三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油混合，置于反应釜中加热至62℃，搅拌混合8.5分钟，得混合物A；
（3）将氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙混合均匀，加入至步骤（2）所得的混合物A中，加热至72℃，高速分散4.5分钟，得混合物B；
（4）向混合物B中依次加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌混合，并置于超声波分散仪中超声分散3.5分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）所得的混合母料置于模具中，加压成型，即得所述新型阻燃门窗型材。
其中，所述步骤（3）中高速分散的分散速度为1200r/min。
其中，所述步骤（5）中加压成型的压力为9Mpa。
实施例4
本实施例涉及一种新型阻燃门窗型材，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯45份、聚碳酸酯树脂36份、丙烯酸类橡胶14份、硬脂酸钠3.8份、硬脂酸6份、环氧大豆油2.2份、氢氧化镁7份、改性纳米级碳酸钙8份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1.9份、磷酸二氢铵1.8份、增塑剂3.7份、抗氧化剂2.1份、紫外线吸收剂3.3份。
其中，所述改性纳米级碳酸钙的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙90份、偶联剂6份、润滑剂3份及分散剂1份，备用；
（2）将纳米级碳酸钙放于100℃的热烘箱中烘干3小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌9分钟；
（3）然后加入偶联剂搅拌15分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，即得所述改性纳米级碳酸钙。
其中，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯。
其中，所述抗氧化剂为亚磷酰胺类抗氧化剂。
一种制备所述新型阻燃门窗型材的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油、氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙、三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油混合，置于反应釜中加热至65℃，搅拌混合9分钟，得混合物A；
（3）将氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙混合均匀，加入至步骤（2）所得的混合物A中，加热至75℃，高速分散5分钟，得混合物B；
（4）向混合物B中依次加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌混合，并置于超声波分散仪中超声分散4分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）所得的混合母料置于模具中，加压成型，即得所述新型阻燃门窗型材。
其中，所述步骤（3）中高速分散的分散速度为1500r/min。
其中，所述步骤（5）中加压成型的压力10Mpa。
实施例5
本实施例涉及一种新型阻燃门窗型材，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯40份、聚碳酸酯树脂30份、丙烯酸类橡胶12份、硬脂酸钠3份、硬脂酸5份、环氧大豆油1.9份、氢氧化镁6份、改性纳米级碳酸钙7份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1.8份、磷酸二氢铵1.5份、增塑剂3.2份、抗氧化剂2份、紫外线吸收剂2.9份。
其中，所述改性纳米级碳酸钙的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙90份、偶联剂6份、润滑剂3份及分散剂1份，备用；
（2）将纳米级碳酸钙放于100℃的热烘箱中烘干3.5小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌9.5分钟；
（3）然后加入偶联剂搅拌18分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，即得所述改性纳米级碳酸钙。
其中，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯。
其中，所述抗氧化剂为亚磷酰胺类抗氧化剂。
一种制备所述新型阻燃门窗型材的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油、氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙、三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油混合，置于反应釜中加热至68℃，搅拌混合9分钟，得混合物A；
（3）将氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙混合均匀，加入至步骤（2）所得的混合物A中，加热至78℃，高速分散5分钟，得混合物B；
（4）向混合物B中依次加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌混合，并置于超声波分散仪中超声分散3～5分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）所得的混合母料置于模具中，加压成型，即得所述新型阻燃门窗型材。
其中，所述步骤（3）中高速分散的分散速度为1700r/min。
其中，所述步骤（5）中加压成型的压力为11Mpa。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种新型阻燃门窗型材，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯30～50份、聚碳酸酯树脂20～40份、丙烯酸类橡胶7～15份、硬脂酸钠2～4份、硬脂酸3～7份、环氧大豆油1～3份、氢氧化镁4～8份、改性纳米级碳酸钙5～9份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1～2份、磷酸二氢铵1～2份、增塑剂2～4份、抗氧化剂1.3～2.2份、紫外线吸收剂2～4份。
2.根据权利要求1所述的新型阻燃门窗型材，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯35～45份、聚碳酸酯树脂28～36份、丙烯酸类橡胶10～14份、硬脂酸钠2.6～3.8份、硬脂酸4～6份、环氧大豆油1.4～2.2份、氢氧化镁5～7份、改性纳米级碳酸钙6～8份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1.3～1.9份、磷酸二氢铵1.4～1.8份、增塑剂2.6～3.7份、抗氧化剂1.8～2.1份、紫外线吸收剂2.6～3.3份。
3.根据权利要求1所述的新型阻燃门窗型材，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯40份、聚碳酸酯树脂30份、丙烯酸类橡胶12份、硬脂酸钠3份、硬脂酸5份、环氧大豆油1.9份、氢氧化镁6份、改性纳米级碳酸钙7份、三异硬脂酸钛酸异丙酯1.8份、磷酸二氢铵1.5份、增塑剂3.2份、抗氧化剂2份、紫外线吸收剂2.9份。
4.根据权利要求1所述的新型阻燃门窗型材，其特征在于，所述改性纳米级碳酸钙的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙90份、偶联剂6份、润滑剂3份及分散剂1份，备用；
（2）将纳米级碳酸钙放于100℃的热烘箱中烘干2～4小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌8～10分钟；
（3）然后加入偶联剂搅拌10～20分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，即得所述改性纳米级碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的新型阻燃门窗型材，其特征在于，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯。
6.根据权利要求1所述的新型阻燃门窗型材，其特征在于，所述抗氧化剂为亚磷酰胺类抗氧化剂。
7.一种制备权利要求1～6任一项所述新型阻燃门窗型材的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油、氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙、三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将聚氯乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类橡胶、硬脂酸钠、硬脂酸、环氧大豆油混合，置于反应釜中加热至60～70℃，搅拌混合8～10分钟，得混合物A；
（3）将氢氧化镁、改性纳米级碳酸钙混合均匀，加入至步骤（2）所得的混合物A中，加热至70～80℃，高速分散4～6分钟，得混合物B；
（4）向混合物B中依次加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、磷酸二氢铵、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌混合，并置于超声波分散仪中超声分散3～5分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）所得的混合母料置于模具中，加压成型，即得所述新型阻燃门窗型材。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中高速分散的分散速度为1000～2000r/min。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中加压成型的压力为8～12Mpa。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112321963A (zh) * 2020-09-25 2021-02-05 李世兵 一种耐黄变型塑料合金材料及其制备方法

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