CN112300504A - 一种高强度隔热条及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其涉及一种高强度隔热条及其制备方法。所述隔热条由氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、钙锌复合稳定剂、硫酸钙晶须、改性炭黑、硬脂酸镁、碳酸钙、石蜡、增塑剂、碳化硅晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须制备而成。本发明隔热条机械强度高，具有较高的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度，同时也具有很好的抗老化性，可有效解决由于长时间光照使材料变形导致材料和门窗框之间间隙增加的问题，使之持续地保持良好的结合性能。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其涉及一种高强度隔热条及其制备方法。
背景技术
隔热条作为一种隔热件和连接件，通常设置在内外铝合金框的中间，其需要具备高强度、高热变形温度、低热传导系数、尺寸稳定及耐热氧老化等性能。而传统的现有技术通常采用PVC、ABS等塑料来生产隔热条，但其产量、质量低下，在使用过程中发现其性能不能完全满足使用要求，而且还存在着严重的安全隐患。
为此，业内对此隔热材料进行了广泛的开发和研究，已有改性尼龙复合材料所制得的隔热型材得到应用，并且取得了较好的效果。但是，用于铝门窗的隔热条技术目前只有德国泰诺风等少数几家国外公司所掌握，且从原料配比到工艺生产均严格保密，不为人所知。虽然国内公司也已对此进行研究，但目前所生产的隔热条的机械强度特别是拉伸强度仍不能完全满足铝门窗应用的实际要求。
综上所述，本领域缺乏能解决上述技术问题的一种高强度隔热条及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度隔热条及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种高强度隔热条，所述隔热条由氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、钙锌复合稳定剂、硫酸钙晶须、改性炭黑、硬脂酸镁、碳酸钙、石蜡、增塑剂、碳化硅晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须制备而成。
所述隔热条由如下重量份的原料在制备而成：氯化聚乙烯90～130份、三元乙丙橡胶90～110份、钙锌复合稳定剂6～10份、硫酸钙晶须12～18份、改性炭黑4～8份、硬脂酸镁1～5份、碳酸钙20～32份、石蜡5～10份、增塑剂3～7份、碳化硅晶须20～30份、硼酸铝晶须12～18份、钛酸钾晶须15～25份。
优选地，所述氯化聚乙烯的氯含量为45～55wt％。
优选地，所述炭黑为改性炭黑，所述改性炭黑所采用的改性剂为过硫酸铵。
优选地，所述钛酸钾晶须为八钛酸钾晶须。
优选地，所述八钛酸钾晶须的直径为0.2～3.0μm。
优选地，所述碳酸钙为2000-2500目轻质超细碳酸钙。
优选地，所述增塑剂包括癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、己二酸二丁酯、二乙二醇苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、偏苯三酸三辛酯、己二酸聚酯、苯酚烷基磺酸盐的其中一种或两种以上的混合物。
本发明还提供一种高强度隔热条的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、改性炭黑、碳酸钙、硬脂酸镁、碳化硅晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须加入高速混合机中，升温至100～120℃，混合30～40min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合20～30min，静置陈化6～8小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为235～245℃，螺杆转速为200～250转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机，经熔融共混挤出造粒，利用热压机在120～140℃下将上述混合后的材料压制成所需的隔热条形状。
在其中一个实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、改性炭黑、碳酸钙、硬脂酸镁、碳化硅晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须加入高速混合机中，升温至100℃，混合40min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合20min，静置陈化6小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为235℃，螺杆转速为200转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机，经熔融共混挤出造粒，利用热压机在120℃下将上述混合后的材料压制成所需的隔热条形状
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明隔热条机械强度高，具有较高的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度，同时也具有很好的抗老化性，可有效解决由于长时间光照使材料变形导致材料和门窗框之间间隙增加的问题，使之持续地保持良好的结合性能。
2.本发明隔热条导热系数较低，能起到很好的隔热阻燃作用。
3.本发明提供的隔热条的制备方法，简单易行，原料易得，价格低廉，对设备要求不高，适合大规模生产。
具体实施方式
实施例1
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、改性炭黑、碳酸钙、硬脂酸镁、碳化硅晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须加入高速混合机中，升温至100℃，混合40min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合20min，静置陈化6小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为235℃，螺杆转速为200转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机，经熔融共混挤出造粒，利用热压机在120℃下将上述混合后的材料压制成所需的隔热条形状。
实施例2
(1)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、改性炭黑、碳酸钙、硬脂酸镁、碳化硅晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须加入高速混合机中，升温至120℃，混合30min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合0min，静置陈化8小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为245℃，螺杆转速为250转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机，经熔融共混挤出造粒，利用热压机在140℃下将上述混合后的材料压制成所需的隔热条形状。
实施例3
(1)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、改性炭黑、碳酸钙、硬脂酸镁、碳化硅晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须加入高速混合机中，升温至120℃，混合40min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合0min，静置陈化8小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为245℃，螺杆转速为250转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机，经熔融共混挤出造粒，利用热压机在140℃下将上述混合后的材料压制成所需的隔热条形状。
对比例1
(1)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、改性炭黑、碳酸钙、硬脂酸镁、碳化硅晶须、加入高速混合机中，升温至120℃，混合40min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合0min，静置陈化8小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为245℃，螺杆转速为250转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机，经熔融共混挤出造粒，利用热压机在140℃下将上述混合后的材料压制成所需的隔热条形状。
表1
| 物料种类 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 |
| 氯化聚乙烯 | 90 | 110 | 130 | 148 |
| 三元乙丙橡胶 | 90 | 100 | 110 | 135 |
| 钙锌复合稳定剂 | 6 | 8 | 10 | 10 |
| 硫酸钙晶须 | 12 | 16 | 18 | 18 |
| 改性炭黑 | 4 | 6 | 8 | 8 |
| 硬脂酸镁 | 1 | 3 | 5 | 5 |
| 轻质超细碳酸钙 | 20 | 26 | 32 | 32 |
| 石蜡 | 5 | 7 | 10 | 10 |
| 二乙二醇苯甲酸酯 | 3 | 5 | 7 | 7 |
| 碳化硅晶须 | 20 | 25 | 30 | 30 |
| 硼酸铝晶须 | 12 | 15 | 18 | / |
| 八钛酸钾晶须 | 15 | 20 | 25 | / |
实施例4材料性能测试
参照相关方法，对本实施例1～3、对比例1～2的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、导热系数、热变形温度、缺口冲击强度等性能进行测试并记录。其中，耐老化试验采用氙灯光源420nm，持续光照500小时，重新检测力学性能。具体结果如表2、3所示。
表2 性能测试结果
表3 老化后性能测试结果
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 测试方法 |
| 拉伸强度(mpa) | 165 | 151 | 138 | 116 | ISO527-2 |
| 弯曲强度(mpa) | 182 | 165 | 142 | 125 | ISO178 |
| 弯曲模量(mpa) | 6750 | 6230 | 6180 | 5762 | ISO178 |
| 缺口冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) | 10.6 | 9.2 | 9.1 | 7.5 | ISO179-1/1eA |
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (9)
1.一种高强度隔热条，其特征在于，所述隔热条由如下重量份的原料在制备而成：氯化聚乙烯90～130份、三元乙丙橡胶90～110份、钙锌复合稳定剂6～10份、硫酸钙晶须12～18份、改性炭黑4～8份、硬脂酸镁1～5份、碳酸钙20～32份、石蜡5～10份、增塑剂3～7份、碳化硅晶须20～30份、硼酸铝晶须12～18份、钛酸钾晶须15～25份。
2.根据权利要求1所述的隔热条，其特征在于，所述氯化聚乙烯的氯含量为45～55wt％。
3.根据权利要求1所述的隔热条，其特征在于，所述炭黑为改性炭黑，所述改性炭黑所采用的改性剂为过硫酸铵。
4.根据权利要求1所述的隔热条，其特征在于，所述钛酸钾晶须为八钛酸钾晶须。
5.根据权利要求4所述的隔热条，其特征在于，所述八钛酸钾晶须的直径为0.2～3.0μm。
6.根据权利要求1所述的隔热条，其特征在于，所述碳酸钙为2000-2500目轻质超细碳酸钙。
7.根据权利要求1所述的隔热条，其特征在于，所述增塑剂包括癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、己二酸二丁酯、二乙二醇苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、偏苯三酸三辛酯、己二酸聚酯、苯酚烷基磺酸盐的其中一种或两种以上的混合物。
8.一种制备如权利要求1～7任一所述的高强度隔热条的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、改性炭黑、碳酸钙、硬脂酸镁、碳化硅晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须加入高速混合机中，升温至100～120℃，混合30～40min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合20～30min，静置陈化6～8小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为235～245℃，螺杆转速为200～250转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机，经熔融共混挤出造粒，利用热压机在120～140℃下将上述混合后的材料压制成所需的隔热条形状。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、改性炭黑、碳酸钙、硬脂酸镁、碳化硅晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须加入高速混合机中，升温至100℃，混合40min。
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合20min，静置陈化6小时。
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为235℃，螺杆转速为200转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机，经熔融共混挤出造粒，利用热压机在120℃下将上述混合后的材料压制成所需的隔热条形状。
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