CN108997682A - 一种可用于超薄共挤的彩色合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可用于超薄共挤的彩色合金材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：PVC 100；ASA 10‑50；钛白粉0‑2；抗冲改性剂6‑10；稳定剂6‑12；ACR加工助剂3‑8；固体增塑剂0.1‑2；分散剂0.2‑1.5；颜料0.5‑5。本发明与现有技术相比，拓宽了PVC材料在超薄共挤领域的使用，抗冲击性能明显优于使用纯PMMA或ASA粒料生产的共挤型材，并且具有良好的耐候性能，本发明公开的彩色合金材料的配方中各原料相互配合作用解决了原有合金配方不易着色，生产出的制品颜色单一，仅为白色型材、添加色粉后流动性差等问题，满足了不同个性化需求。

Description

一种可用于超薄共挤的彩色合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种合金材料，具体涉及一种可用于超薄共挤的彩色合金材料及其制备方法。
背景技术
合金材料是一种利用多种树脂通过共混改性后得到的复合材料，改性方式主要有物理共混和化学接枝的方式，合金材料具有高性能、功能化、专用化等特点，可广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域。它能改善或提高现有塑料的性能并降低成本，已成为塑料工业中最为活跃的品种之一，增长十分迅速。
目前，PVC共挤材料主要有三种，PVC、PMMA、ASA共挤材料。对于PMMA/PVC、ASA/PVC共挤型材，虽然其相互之间可以使用同种模具、同种设备及同种工艺，且共挤层厚度可以控制在0.1-0.3mm，并具有优良的耐候性，但由于PMMA、ASA与PVC间材料差别，导致PMMA/PVC、ASA/PVC共挤型材抗低温冲击性能远差于通体白色PVC型材，易出现发脆现象，同时因为材料本身收缩率不同，生产制品易出现弯曲现象。对于PVC/PVC共挤型材，由于PVC本身流动性能差，导致PVC/PVC共挤型材的共挤层厚度至少需控制在0.6mm以上，且需使用特殊流道的模具及PVC专用共挤机，无法与PMMA/PVC、ASA/PVC共挤使用同种模具、同种设备及同种工艺。
前期利用PMMA与PVC分子具有较强的相容性原理，将PMMA或ASA与PVC进行混炼、造粒开发出具有良好耐候性、与PVC本体具有良好相容性的合金材料，再将其与PVC主体材料共挤形成复合材料，生产出具有良好耐候性能的共挤型材，彻底解决了PMMA、ASA共挤型材易出现的脆性大、工艺控制不当易产生变形，剥落等问题，但由于该合金材料生产出的制品颜色单一(仅可用于白色型材)，不能满足不同个性化需求，且不易着色。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种可用于超薄共挤的彩色合金材料及其制备方法，所述彩色合金材料具有高抗冲击性能、高耐候性能的。
本发明采取的技术方案为：
一种可用于超薄共挤的彩色合金材料，所述彩色合金材料包括以下重量份的原料：
进一步地，还可将上述原料中的ASA替换为同等重量的PMMA。ASA为丙烯酸酯类橡胶体-丙烯腈-苯乙烯的三元共聚物，PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯，俗称有机玻璃，两者均不含不稳定双键，受热及光照条件下性能稳定，耐候性好，在配方中均可起改善PVC加工流动性能及配方耐候性作用。
所述PVC聚合度为1000，可以为乙烯法或电石法得到的SG-5型PVC。
所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述金红石型钛白粉的型号为R-105。
所述抗冲改性剂为氯化聚乙烯与抗冲ACR按照重量比1：1～1.5组成的混合物，抗冲改性剂可促进塑化和改善产品抗冲性能的作用，氯化聚乙烯抗冲改性效果较好，但会降低制品维卡软化温度，抗冲ACR的抗冲改性效果较弱，但对提高制品维卡润滑温度有一定作用，以两者按照重量比1：1～1.5组成的混合物作为抗冲改性剂，可利用氯化聚乙烯和抗冲ACR之间的性能互补性，提高产品综合性能。
进一步地，所述氯化聚乙烯的牌号为135A；所述抗冲ACR的牌号为KM355P。
所述的稳定剂为有机锡稳定剂或环保钙锌稳定剂；所述环保钙锌稳定剂的牌号为CZPS-02Z，其可提高PVC分解温度，延长受热分解时间，防止PVC在受热过程中快速分解。
所述ACR加工助剂为丙烯酸酯类聚合物。所述ACR加工助剂为牌号为CPPA-01、K123、PA1180、K125P和K175P中的一种或几种复合物。ACR加工助剂可改善混合料流动性及加工性能。
所述颜料为炭黑、铅铬黄、铁蓝中的一种，颜料可起到调色的作用，其中炭黑具有较好的稳定性，弥补光稳定剂起到的耐候作用。
所述固体增塑剂为高分子量丙烯酸酯类聚合物。所述丙烯酸酯类聚合物的分子量在180～200万。
所述分散剂为EBS或乙撑双硬脂酰胺。分散剂的加入可提高颜料的分散性，并增加物料的流动性。
本发明还提供了所述的可用于超薄共挤的彩色合金材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
A、除颜料外，将配方量的其他原料投入热混合机混合，温度达到110-120℃后排入到冷混合机中，冷混至40-45℃，去除异物，入储存罐，均化24小时，得到PVC合金空白料；
B、将合金空白料、配方量的颜料投入到混料机中进行混合，混料时间10min，得到彩色合金混合料；
C、将上述彩色合金混合料放入挤出机，然后经模具挤出，水箱冷却，牵引、切割成粒，包装成品入库。
进一步地，步骤C中，挤出机的参数控制为：螺杆温度150-170℃；筒区1温度170-190℃；筒区2温度170-190℃；筒区3温度170-190℃；筒区4温度170-190℃；连接体温度160-180℃；模区温度200-210℃；螺杆速度30-35rpm；进料速度70-80rpm；牵引速度5-6m/min；负荷15-25％。
本发明与现有技术相比，拓宽了PVC材料在超薄共挤领域的使用，抗冲击性能明显优于使用纯PMMA或ASA粒料生产的共挤型材，并且具有良好的耐候性能，本发明公开的彩色合金材料的配方中各原料相互配合作用解决了原有合金配方不易着色，生产出的制品颜色单一，仅为白色型材、添加色粉后流动性差等问题，满足了不同个性化需求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
本发明所述的PVC由内蒙古君正化工股份有限公司生产。
本发明所述的钛白粉型号为R-105，由杜邦钛白科技有限公司生产。
本发明所述的稳定剂由芜湖海螺新材料有限公司生产的环保钙锌稳定剂牌号为CZPS-02Z以及复合铅盐稳定剂牌号为CPS-208T。
本发明所述的抗冲改性剂为亚星化学生产的135A型CPE，或罗门哈斯生产的KM355P抗冲ACR。
本发明所述的ACR加工助剂型号为CPPA-01、K123、PA1180、K125P和K175P中的一种或几种复合物，分别由芜湖海螺新材料有限公司、威海金泓高分子有限公司、惠州嘉柏科技有限公司和罗门哈斯公司生产或同类型助剂厂家生产。
本发明所述的分散剂为上海华熠化工助剂公司生产的EBS。
本发明所述的ASA由苏州恒涛塑料科技有限公司生产。
本发明所述的PMMA由苏州恒涛塑料科技有限公司生产。
本发明所述的颜料由广东波斯科技有限公司生产。
拉伸冲击强度依据GB/T13525-1992标准进行检测，单位为kJ/m2
拉伸强度及断裂伸长率依据GB/T1040-1992标准进行测试，单位为MPa
本实施例中的“份”指的是“重量份”。
实施例1
一种可用于超薄共挤的彩色合金材料，所述彩色合金材料包括如表1所示的重量份的原料。
其制备方法如下：
A、除颜料外，将配方量的其他原料通过自动配料系统自动计量后投入到热混合机中进行混合，热混过程中经热混排潮充分去除混合料中的水分，物料在热混合机中混合到110℃后排入到冷混合机中，冷混至40℃经罗茨风机和震动筛去除异物后进入储存罐，并均化24小时，得到合金空白料；
B、将合金空白料、配方量的颜料计量后投入到混料机中进行混合，混料时间10min，得到彩色合金混合料；
C、彩色合金混合料从挤出线上的料斗进入挤出机后，随着不断地前移及挤出过程中所发生的温度变化，物料慢慢从固态转化为黏流态，熔体经模具挤出后，进入水箱进一步冷却，经过牵引、切割成粒后包装成品入库。挤出机的参数控制如下表2所示。
实施例2
一种可用于超薄共挤的彩色合金材料，所述彩色合金材料包括如表1所示的重量份的原料，其制备方法同实施例1。挤出机的参数控制如下表2所示。
实施例3
一种可用于超薄共挤的彩色合金材料，所述彩色合金材料包括如表1所示的重量份的原料，其制备方法同实施例1。挤出机的参数控制如下表2所示。
比较例1
其他同实施例1，只是其中的彩色合金材料的配方如表1中的比较例1所示。
比较例2
其他同实施例1，只是其中的彩色合金材料的配方如表1中的比较例2所示。
表1各实施例和比较例中的彩色合金材料的配方
表2各实施例中挤出机参数控制
实施例1 实施例2 实施例3
螺杆温度(℃) 160 165 160
筒1温度(℃) 180 185 188
筒2温度(℃) 180 185 188
筒3温度(℃) 180 185 188
筒4温度(℃) 180 185 188
连接体(℃) 170 175 176
模具温度(℃) 206 205 205
螺杆转速(rpm) 33.2 32.2 33
进料速度(rpm) 79.3 75.8 79
牵引(m/min) 5.5 5.25 5.4
负荷(％) 20 16 18
实施例1-3均适用于超薄共挤型材生产，与现行超薄共挤型材的技术指标如表3所示：
表3相关性能及技术指标测试结果
注：现行技术使用的共挤粒料由芜湖创科公司提供生产。
由表3可以看出，使用实施例1-3配方生产的彩色合金共挤型材韧性及抗冲击性能较现有PMMA、ASA共挤技术及比较例有明显改善，实现了彩色共挤型材的高抗冲性。
表4共挤层厚度对比
共挤层厚度 实施例1 实施例2 实施例3 现有技术
实测值(mm) 0.2 0.22 0.23 0.15-0.30
由表4可以看出，实施例1-3均可实现超薄共挤。
上述参照实施例对一种可用于超薄共挤的彩色合金材料及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可用于超薄共挤的彩色合金材料，其特征在于，所述彩色合金材料包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的可用于超薄共挤的彩色合金材料，其特征在于，还可将原料中的ASA替换为同等重量的PMMA。
3.根据权利要求1或2所述的可用于超薄共挤的彩色合金材料，其特征在于，所述PVC聚合度为1000，可以为乙烯法或电石法得到的SG-5型PVC。
4.根据权利要求1或2所述的可用于超薄共挤的彩色合金材料，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
5.根据权利要求1或2所述的可用于超薄共挤的彩色合金材料，其特征在于，所述抗冲改性剂为氯化聚乙烯与抗冲ACR按照重量比1：1～1.5组成的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的可用于超薄共挤的彩色合金材料，其特征在于，所述的稳定剂为有机锡稳定剂或环保钙锌稳定剂；所述ACR加工助剂为丙烯酸酯类聚合物。
7.根据权利要求1或2所述的可用于超薄共挤的彩色合金材料，其特征在于，所述颜料为炭黑、铅铬黄、铁蓝中的一种。
8.根据权利要求1或2所述的可用于超薄共挤的彩色合金材料，其特征在于，所述固体增塑剂为高分子量丙烯酸酯类聚合物；所述分散剂为EBS或乙撑双硬脂酰胺。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的可用于超薄共挤的彩色合金材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
A、除颜料外，将配方量的其他原料投入热混合机混合，温度达到110-120℃后排入到冷混合机中，冷混至40-45℃，去除异物，入储存罐，均化24小时，得到PVC合金空白料；
B、将合金空白料、配方量的颜料投入到混料机中进行混合，混料时间10min，得到彩色合金混合料；
C、将上述彩色合金混合料放入挤出机,然后经模具挤出,水箱冷却,牵引、切割成粒，包装成品入库。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤C中，挤出机的参数控制为螺杆温度150-170℃；筒区1温度170-190℃；筒区2温度170-190℃；筒区3温度170-190℃；筒区4温度170-190℃；连接体温度160-180℃；模区温度200-210℃；螺杆速度30-35rpm；进料速度70-80rpm；牵引速度5-6m/min；负荷15-25％。
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