CN110079043A - 一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料及其制备方法 - Google Patents

一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其原料包括：ASA树脂，AS树脂，改性蒙脱土，光屏蔽剂，受阻胺光稳定剂，紫外线吸收剂，抗氧剂，EBS，色粉。改性蒙脱土采用如下步骤制备：将六偏磷酸钠溶于水中形成均相溶液，再加入蒙脱土制得悬浮液；将悬浮液经超声波分散处理、静置分层后，取上层物真空喷雾干燥制得预制料；将预制料溶于甲苯中，升温并滴入处理剂搅拌反应后，制得一次改性蒙脱土；将一次改性蒙脱土溶于甲苯中，经超声分散处理后，在保护气氛下加入引发剂，再缓慢滴入单体MMA，升温搅拌反应制得改性蒙脱土。本发明制得树脂瓦共挤料的抗紫外老化性能优异，使用寿命长，且力学性能良好。

Description

一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料及其制备方法。
背景技术
粘土瓦作为防水、保温、隔热的建筑材料，是我们使用较多、历史较长的建筑材料之一，但是，此种瓦需要消耗大量的粘土，而为了保护耕地、保护环境、节约能源、我国已经逐渐限制、甚至禁止使用粘土瓦。目前，越来越多的合成树脂瓦已经应用到建筑上。合成树脂瓦，是运用高新化学化工技术研制而成的新型建筑材料，合成树脂瓦具有颜色持久、质轻、自防水、坚韧、保温隔热、隔音、耐腐蚀、抗风防震、抗冰雹、抗污、绿色环保、防火、绝缘、安装方便等优点，而且造型美观立体感强，颜色极具中国元素，使得它被广泛应用于农贸市场、商场、住宅小区、新农村建设居民高档别墅、雨篷、遮阳篷、仿古建筑等各类永久建筑屋面装饰，尤其目前国内大力推广的“平改坡”工程。
合成树脂瓦一般产用优良的工程树脂，如ASA，PPMA，pmma等。其中，ASA树脂在户外条件中抗紫外老化性能较差，因此，为了提高ASA树脂的抗紫外老化性能，往往添加光稳定剂，然而，少量添加并不能有效提高ASA的抗紫外老化性能，而大量添加光稳定剂，则会明显降低材料的力学性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料及其制备方法，制得树脂瓦共挤料的抗紫外老化性能优异，使用寿命长，且力学性能良好。
本发明提出一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，其原料按重量份包括：ASA树脂60-80份，AS树脂10-20份，改性蒙脱土1-5份，光屏蔽剂0.5-5份，受阻胺光稳定剂0.1-0.6份，紫外线吸收剂0.1-0.4份，抗氧剂0.2-0.6份，EBS0.1-0.5份，色粉0.5-5份。
优选地，ASA树脂，熔指在4-8g/10min(220℃，10kg)，拉伸强度≥50Mpa，冲击强度≥400J/m。
优选地，AS树脂，熔指在6-15g/10min(220℃，10kg)，拉伸强度≥65Mpa。
优选地，改性蒙脱土采用如下步骤制备：将六偏磷酸钠溶于水中形成均相溶液，再加入蒙脱土制得悬浮液；将悬浮液经超声波分散处理、静置分层后，取上层物真空喷雾干燥制得预制料；将预制料溶于甲苯中，升温并滴入处理剂KH-570，搅拌反应4-9h，经过滤、洗涤、干燥制得一次改性蒙脱土；将一次改性蒙脱土溶于甲苯中，经超声分散处理后，在保护气氛下加入引发剂BPO，升温、搅拌，再缓慢滴入单体MMA，搅拌反应3-7h，经离心分离、洗涤、干燥制得改性蒙脱土。
优选地，均相溶液中六偏磷酸钠的质量浓度为1.2-1.6％，悬浮液中蒙脱土含量为0.3-0.6g/ml。
优选地，蒙脱土的粒径不大于0.0444mm。
优选地，预制料、甲苯、KH-570的质量比为1-2：20-30：1-2。
优选地，一次改性蒙脱土、甲苯、BPO、MMA的质量比为1-1.5：20-30：0.05-0.1：5-6。
优选地，光屏蔽剂为炭黑、纳米二氧化钛、氧化锌、锌钡中的一种或多种。
优选地，受阻胺光稳定剂为UV-944、UV-622、UV-770、UV-2020中的一种或两种以上混合。
优选地，紫外吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的一种或两种以上混合。
优选地，抗氧剂为1010、1076、168、1098中的一种或两种以上混合。
本发明还提出上述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将改性蒙脱土、受阻胺光稳定剂、紫外吸收剂混合均匀，制得预制料A；
S2、将ASA树脂、AS树脂、光屏蔽剂、抗氧剂、EBS、色粉混合均匀，制得预制料B；
S3、将预制料A和预制料B混合均匀，经挤出造粒制得具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料。
优选地，S3中挤出温度为190-220℃，挤出速度为400-500r/min。
本发明以ASA树脂、AS树脂、改性蒙脱土、光屏蔽剂、受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、EBS、色粉为原料得到树脂瓦共挤料。其中紫外吸收剂是通过转移光能而达到保护材料的目的，受阻胺类光稳定剂具有更高的猝灭效率，其在有氧状态转变为氮氧自由基后，可分解氢过氧化物、捕获自由基，使材料达到优秀的光稳定性能；受阻胺类稳定剂具有优异的再生能力、优良的热稳定性以及与树脂间良好的相容性等优点，与紫外光吸收剂协同作用时，可显著提高光稳定剂性能；光屏蔽剂可以屏蔽紫外光的照射，减少自由基的形成，从源头上减缓了材料的老化速率。本发明通过采用光屏蔽剂、受阻胺光稳定剂协同配合紫外线吸收剂对材料进行改性，显著提高了树脂瓦共挤料的抗紫外线性能。
本发明利用表面改性后的蒙脱土，与ASA树脂进行复合材料化，改性蒙脱土在材料体系中作为增强剂和高效成核剂和阳离子捕捉剂，对材料体系有明显增强和增韧作用。同时，表面改性的蒙脱粉具有较大的比表面积和较强的吸附能力，将其作为光稳定剂的分散体，并利用其独特的晶体结构和纳米尺寸，可提高光稳定剂的分散程度，显著提升光稳定剂的作用效率。本发明中各组分相互协配合制得树脂瓦共挤料的抗紫外老化性能优异，使用寿命长，且力学性能良好。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，其原料按重量份包括：ASA树脂65份，AS树脂20份，改性蒙脱土5份，炭黑、纳米二氧化钛5份，UV-944 0.5份，水杨酸酯类0.3份，抗氧剂1010 0.2份，EBS 0.5份，色粉3.5份。
其中，改性蒙脱土采用如下步骤制备：将六偏磷酸钠溶于水中形成质量浓度为1.2％均相溶液，再加入蒙脱土制得蒙脱土含量为0.3g/ml的悬浮液；将悬浮液经超声波分散处理、静置分层后，取上层物经100℃的真空喷雾干燥制得预制料；将预制料溶于甲苯中，升温至沸腾并滴入处理剂KH-570，搅拌反应4h，经过滤、洗涤、干燥制得一次改性蒙脱土；将一次改性蒙脱土溶于甲苯中，经超声分散处理后，在氮气气氛下加入引发剂BPO，升温至75℃，再缓慢滴入单体MMA，搅拌反应3h，经离心分离、洗涤、干燥制得改性蒙脱土。
实施例2
一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，其原料按重量份包括：ASA树脂65份，AS树脂20份，改性蒙脱土5份，纳米二氧化钛5份，UV-622 0.6份，苯并三唑类0.4份，抗氧剂168 0.5份，EBS0.5份，色粉3份。
其中，改性蒙脱土采用如下步骤制备：将六偏磷酸钠溶于水中形成质量浓度为1.6％均相溶液，再加入蒙脱土制得蒙脱土含量为0.6g/ml的悬浮液；将悬浮液经超声波分散处理、静置分层后，取上层物经110℃的真空喷雾干燥制得预制料；将预制料溶于甲苯中，升温并滴入处理剂KH-570，搅拌反应9h，经过滤、洗涤、干燥制得一次改性蒙脱土；将一次改性蒙脱土溶于甲苯中，经超声分散处理后，在氮气气氛下加入引发剂BPO，升温至80℃，再缓慢滴入单体MMA，搅拌反应7h，经离心分离、洗涤、干燥制得改性蒙脱土。
实施例3
一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，其原料按重量份包括：ASA树脂75份，AS树脂15份，改性蒙脱土3.5份，炭黑3份，UV-770、0.5份，取代丙烯腈类0.3份，抗氧剂1076 0.2份，EBS0.1份，色粉2份。
其中，改性蒙脱土采用如下步骤制备：将六偏磷酸钠溶于水中形成质量浓度为1.4％均相溶液，再加入蒙脱土制得蒙脱土含量为0.45g/ml的悬浮液；将悬浮液经超声波分散处理、静置分层后，取上层物经105℃的真空喷雾干燥制得预制料；将预制料溶于甲苯中，升温并滴入处理剂KH-570，搅拌反应7h，经过滤、洗涤、干燥制得一次改性蒙脱土；将一次改性蒙脱土溶于甲苯中，经超声分散处理后，在氮气气氛下加入引发剂BPO，升温至70℃，再缓慢滴入单体MMA，搅拌反应4h，经离心分离、洗涤、干燥制得改性蒙脱土。
上述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将改性蒙脱土、受阻胺光稳定剂、紫外吸收剂通过高混机混合分散20min，混合均匀，制得预制料A；
S2、将ASA树脂、AS树脂、光屏蔽剂、抗氧剂、EBS、色粉通过高混机混合分散30min，混合均匀，制得预制料B；
S3、将预制料A和预制料B混合均匀，在温度215℃、转速为450r/min的条件下，挤出造粒制得具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料。
实施例4
一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，其原料按重量份包括：ASA树脂70份，AS树脂25份，改性蒙脱土3份，锌钡5份，UV-20200.2份，水杨酸酯类0.1份，抗氧剂1010 0.2份，EBS 0.2份，色粉1份。
其中，改性蒙脱土采用如下步骤制备：将六偏磷酸钠溶于水中形成质量浓度为1.4％均相溶液，再加入蒙脱土制得蒙脱土含量为0.4g/ml的悬浮液；将悬浮液经超声波分散处理、静置分层后，取上层物经100℃的真空喷雾干燥制得预制料；将预制料溶于甲苯中，升温并滴入处理剂KH-570，搅拌反应6h，经过滤、洗涤、干燥制得一次改性蒙脱土；将一次改性蒙脱土溶于甲苯中，经超声分散处理后，在氮气气氛下加入引发剂BPO，升温至75℃，再缓慢滴入单体MMA，搅拌反应5h，经离心分离、洗涤、干燥制得改性蒙脱土。
上述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将改性蒙脱土、受阻胺光稳定剂、紫外吸收剂通过高混机混合分散20min，混合均匀，制得预制料A；
S2、将ASA树脂、AS树脂、光屏蔽剂、抗氧剂、EBS、色粉通过高混机混合分散30min，混合均匀，制得预制料B；
S3、将预制料A和预制料B混合均匀，在温度190℃、转速为500r/min的条件下，挤出造粒制得具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料。
实施例5
一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，其原料按重量份包括：ASA树脂80份，AS树脂10份，改性蒙脱土1-5份，氧化锌5份，UV-2020 0.6份，水杨酸酯类0.4份，抗氧剂1098 0.6份，EBS 0.5份，色粉5份。
其中，改性蒙脱土采用如下步骤制备：将六偏磷酸钠溶于水中形成质量浓度为1.5％均相溶液，再加入蒙脱土制得蒙脱土含量为0.5g/ml的悬浮液；将悬浮液经超声波分散处理、静置分层后，取上层物经110℃的真空喷雾干燥制得预制料；将预制料溶于甲苯中，升温并滴入处理剂KH-570，搅拌反应5h，经过滤、洗涤、干燥制得一次改性蒙脱土；将一次改性蒙脱土溶于甲苯中，经超声分散处理后，在氮气气氛下加入引发剂BPO，升温至80℃，再缓慢滴入单体MMA，搅拌反应6h，经离心分离、洗涤、干燥制得改性蒙脱土。
上述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将改性蒙脱土、受阻胺光稳定剂、紫外吸收剂通过高混机混合分散20min，混合均匀，制得预制料A；
S2、将ASA树脂、AS树脂、光屏蔽剂、抗氧剂、EBS、色粉通过高混机混合分散30min，混合均匀，制得预制料B；
S3、将预制料A和预制料B混合均匀，在温度20℃、转速为400r/min的条件下，挤出造粒制得具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料。
将实施例1-5制得到的树脂瓦共挤料，进行2000h人工氙灯老化试验，得到具体检测数据见表1：
表1
由表1结果可知，本发明具有优异的抗紫外老化性能，使用寿命长，材料的力学性能更好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，其原料按重量份包括：ASA树脂60-80份，AS树脂10-20份，改性蒙脱土1-5份，光屏蔽剂0.5-5份，受阻胺光稳定剂0.1-0.6份，紫外线吸收剂0.1-0.4份，抗氧剂0.2-0.6份，EBS0.1-0.5份，色粉0.5-5份。
2.根据权利要求1所述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，ASA树脂，熔指在4-8g/10min(220℃，10kg)，拉伸强度≥50Mpa，冲击强度≥400J/m。
3.根据权利要求1所述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，AS树脂，熔指在6-15g/10min(220℃，10kg)，拉伸强度≥65Mpa。
4.根据权利要求1所述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，改性蒙脱土采用如下步骤制备：将六偏磷酸钠溶于水中形成均相溶液，再加入蒙脱土制得悬浮液；将悬浮液经超声波分散处理、静置分层后，取上层物真空喷雾干燥制得预制料；将预制料溶于甲苯中，升温并滴入处理剂KH-570，搅拌反应4-9h，经过滤、洗涤、干燥制得一次改性蒙脱土；将一次改性蒙脱土溶于甲苯中，经超声分散处理后，在保护气氛下加入引发剂BPO，升温、搅拌，再缓慢滴入单体MMA，搅拌反应3-7h，经离心分离、洗涤、干燥制得改性蒙脱土。
5.根据权利要求4所述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，均相溶液中六偏磷酸钠的质量浓度为1.2-1.6％，悬浮液中蒙脱土含量为0.3-0.6g/ml；优选地，蒙脱土的粒径不大于0.0444mm。
6.根据权利要求4所述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，预制料、甲苯、KH-570的质量比为1-2：20-30：1-2。
7.根据权利要求4所述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，一次改性蒙脱土、甲苯、BPO、MMA的质量比为1-1.5：20-30：0.05-0.1：5-6。
8.根据权利要求1所述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，光屏蔽剂为炭黑、纳米二氧化钛、氧化锌、锌钡中的一种或多种；优选地，受阻胺光稳定剂为UV-944、UV-622、UV-770、UV-2020中的一种或两种以上混合；优选地，紫外吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的一种或两种以上混合；优选地，抗氧剂为1010、1076、168、1098中的一种或两种以上混合。
9.一种如权利要求1所述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将改性蒙脱土、受阻胺光稳定剂、紫外吸收剂混合均匀，制得预制料A；
S2、将ASA树脂、AS树脂、光屏蔽剂、抗氧剂、EBS、色粉混合均匀，制得预制料B；
S3、将预制料A和预制料B混合均匀，经挤出造粒制得具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料。
10.根据权利要求9所述具有光屏蔽功能的长效耐候树脂瓦共挤料，其特征在于，S3中挤出温度为190-220℃，挤出速度为400-500r/min。
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