一种环保型pvc塑料门窗型材及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种门窗型材及其制备方法，具体涉及一种环保型PVC塑料门窗及其 制备方法，属于高分子复合材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 聚氯乙烯（PVC)是五大热塑性合成树脂之一，是世界上第二大通用塑料，来源丰 富，价格低廉，应用广泛，主要用于建筑材料、包装材料、日用消费品等，在工业、农业、建筑、 交通运输、电力电讯和包装等各个领域获得了广泛的应用，随着经济的不断发展、PVC门窗 已经开始向功能型、高档化发展，PVC材料是门窗用PVC型材的主要材料之一，其主要成分 为PVC树脂，PVC门窗以其节能，美观实用等特点正在被广大用户接受，并越来越受到人们 的喜爱，需求量不断增加；然而普通PVC门窗与建筑物外立面色彩匹配上不免有些单调，与 单一的白色PVC门窗相比，彩色PVC门窗满足了城镇建筑物多彩化发展的需要，其应用量正 在迅速增加，而且PVC材料中由于PVC树脂的分子结构总存在较不稳定的活泼C1，容易形成 双键结构，使得PVC树脂耐候性变差，在户外使用过程中容易受到太阳光中紫外线破坏而 引起PVC树脂发黄、发红等变色现象，因此，研发一种能克服上述缺陷的PVC门窗成为本领 域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种环保型 PVC塑料门窗及其制备方法，该环保型PVC塑料门窗具有良好的阻燃性、保温性能，耐腐蚀 性好，密封性能好，耐候性好，绿色环保，该环保型PVC塑料门窗的制备方法简单易行，成本 低廉。
[0004] 本发明解决以上技术问题的技术方案是： 一种环保型PVC塑料门窗型材，该门窗型材按质量份数计包括以下组分： PVC树脂：80-100份，ASA树脂：25-38份，氯化聚乙烯：9-15份，ACR:5-8份，色剂：3-5 份，增韧剂：5-10份，填料：8-15份，增塑剂：2-8份，硅烷偶联剂：1-3份，润滑剂：5-8份，稀 土复合稳定剂：2-5份，其中： 稀土复合稳定剂按质量份数计包括以下组分： 混合氯化稀土 ：40-61份，硫酸锌：18-26份，氯化钙：16-20份，氯化钡：20-28份，氢氧 化钠：20-25份，硬脂酸：5-10份，其中： 色剂为钛菁绿、立索宝红、11〇2或拜黄；增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体；填料 为碳酸钙；增塑剂为MBS树脂；润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡或硬脂酸钙。
[0005] 本发明进一步的技术方案为： 前述环保型PVC塑料门窗型材中，该门窗型材按质量份数计包括以下组分： PVC树脂：80份，ASA树脂：25份，氯化聚乙烯：12份，ACR:5份，色剂：4份，增韧剂：8 份，填料：8份，增塑剂：5份，硅烷偶联剂：1份，润滑剂：7份，稀土复合稳定剂：2份，其中： 稀土复合稳定剂按质量份数计包括以下组分： 混合氯化稀土 ：61份，硫酸锌：21份，氯化钙：20份，氯化钡：28份，氢氧化钠：23份，硬 脂fe:5份。
[0006] 前述环保型PVC塑料门窗型材中，该门窗型材按质量份数计包括以下组分： PVC树脂：89份，ASA树脂：38份，氯化聚乙烯：15份，ACR:8份，色剂：5份，增韧剂：10 份，填料15份，增塑剂：2份，硅烷偶联剂：3份，润滑剂：8份，稀土复合稳定剂：5份，其中： 稀土复合稳定剂按质量份数计包括以下组分： 混合氯化稀土 ：40份，硫酸锌：26份，氯化钙：16份，氯化钡：20份，氢氧化钠：25份，硬 脂fe: 10份。
[0007] 前述环保型PVC塑料门窗型材中，该门窗型材按质量份数计包括以下组分： PVC树脂：100份，ASA树脂：34份，氯化聚乙烯：9份，ACR:6份，色剂：3份，增韧剂：5 份，填料11份，增塑剂：8份，硅烷偶联剂：2份，润滑剂：5份，稀土复合稳定剂：4份，其中： 稀土复合稳定剂按质量份数计包括以下组分： 混合氯化稀土 ：50份，硫酸锌：18份，氯化钙：18份，氯化钡：25份，氢氧化钠：20份，硬 脂fe:8份。
[0008] 前述环保型PVC塑料门窗型材中，稀土复合稳定剂的制备方法具体操作步骤为： X将混合氯化稀土和烧碱溶解，配成质量分数为45%和50%的溶液，硫酸锌、氯化钙和 氯化钡配制成2mol/L的溶液，澄清，备用； 1:在500ml带搅拌的三口烧瓶中加蒸馏水200ml，开动搅拌，投入45%氯化稀土溶液 16. 7g、50%的烧碱溶液9. 05g、硫酸锌溶液3ml、氯化钙溶液4. 5ml或氯化钡溶液6ml、硬脂 酸35g，升温至70-75°C，保温反应15-20min，将余下的烧碱溶液稀释后在20min内加完，继 续反应20-25min后结束，将最后的产物洗涤，过滤，干燥，粉碎即得到稀土复合稳定剂。
[0009] 本发明还设计了一种环保型PVC塑料门窗型材的制备方法，该门窗型材的制备方 法具体步骤如下： (1) 热冷混料 称取PVC树脂及ASA树脂并投入高搅机中搅拌升温至60-71°C，搅拌速度为350-450 转/min，搅拌18-25min，然后加入稀土复合稳定剂，搅拌升温至90-105°C，搅拌速度为 500-600转/min，搅拌10-15min，边搅拌边加入润滑剂、ACR、色剂、增塑剂及氯化聚乙烯，继 续搅拌升温至ll〇_134°C下料，投入低速混合冷却机中，然后加入增韧剂、填料及硅烷偶联 剂搅拌l〇_17min，搅拌速度为250-340转/min，搅拌冷却至20-45°C，出料待用； (2) 挤出成型 将步骤（1)中制备得到的混合料静置8-15h后加入到型材挤出生产线的料斗中， 通过锥形双螺杆挤出机的喂料螺杆向锥形双螺杆挤出机的主机喂料，维持挤出温度为 180-200°C，挤出压力为19-22MPa，即可生产出门窗型材。
[0010] 本发明进一步的技术方案为： 前述环保型PVC塑料门窗型材的制备方法中，挤出机采用该SJSZ-55型锥形异向双螺 杆挤出机，主机真空为0. 10-0. 15MPa，定型真空为0.07-0. 09mpa，牵引速度为1.6-1. 9m/ min 本发明的有益效果是： 本发明中加入ASA材料，ASA树脂中不含碳碳双键，主链上氢的离解能为376KJ/mol，可 抵抗波长在300nm以上的光线，太阳光的波长基本上都在290nm以上，因而ASA树脂具有卓 越的耐候性；而另一方面PVC树脂主链上氢的离解能为298KJ/mol，可抵抗波长在364nm以 上，其耐候性不如ASA树脂，将ASA与PVC进行混合，增强了PVC材料的耐候性，延长了抗老 化时间。
[0011] 本发明为PVC材料的门窗属于塑料门窗类，该门窗装饰性好尺寸精确，表面光滑， 线条分明，形式多样，设计安装后给人以舒适柔和的美感，具有多色泽、多品种的造型，该门 窗保养特别容易，脏污时，表面可用一般的清洗剂除污，门窗不用油漆，省时、省料、省力。
[0012] PVC门窗节能环保不仅大大节省了空调房间所需的能源，生产PVC型材所需的能 源比生产铝型材所需能源也少的多，有利于节能环保，使用起来更经济，对保护环境、保护 资源都有好处。
[0013] PVC门窗性能价格比好，不需要刷油漆，基本上不需要维修，而钢木门窗没2-3年 须刷油漆，维修费用高，且PVC材料可以100%再利用。
[0014] 本发明中使用的稀土复合稳定剂对PVC具有一定的润滑效果，在降低物料塑化的 最大扭矩与平衡扭矩的同时，还能缩短物料塑化时间，从而改善PVC的加工性；具有良好的 抗着色性，有利于提尚PVC制品的白度；重金属含量低，具有环保功能。
[0015] 本发明采用一次皂化法合成稀土复合稳定剂，为了使皂化反应彻底，同时避免生 成钠皂，烧碱分两个阶段加入，利用一次皂化法合成硬脂酸稀土和多种硬脂酸盐的工艺能 够得到一种稳定性良好的稀土复合稳定剂，即可提高生产效率又能降低能耗。
[0016] ASA材料由丙烯晴、苯乙烯和丙烯酸酯组成的三元共聚物，ASA材料与ABS树脂相 比，由于引入不含双键的丙烯酸酯橡胶取代了丁二烯橡胶，因为耐候性有了本质的改善。
[0017] 色剂中选用Ti〇2可用来折射、屏蔽紫外线以提高PVC树脂的光稳定性，从而对PVC 材料及门窗表面的变色起到抑制或延缓的作用。
[0018] 填料中选用碳酸钙，可以减少制品弯曲折叠时的白化现象，并能赋予制品较好的 光泽及光滑的表面。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1 本实施例提供一种环保型PVC塑料门窗型材，该门窗型材按质量份数计包括以下组 分： PVC树脂：80份，ASA树脂：25份，氯化聚乙烯：12份，ACR:5份，钛菁绿：4份，苯乙 烯-丁二烯热塑性弹性体：8份，碳酸钙：8份，MBS树脂：5份，硅烷偶联剂：1份，聚乙烯蜡： 7份，稀土复合稳定剂：2份，其中： 稀土复合稳定剂按质量份数计包括以下组分： 混合氯化稀土 ：61份，硫酸锌：21份，氯化钙：20份，氯化钡：28份，氢氧化钠：23份，硬 脂酸：5份，其中： 稀土复合稳定剂的制备方法具体操作步骤为： T将混合氯化稀土和烧碱溶解，配成质量分数为45%和50%的溶液，硫酸锌、氯化钙和 氯化钡配制成2mol/L的溶液，澄清，备用； I.在500ml带搅拌的三口烧瓶中加蒸馏水200ml，开动搅拌，投入45%氯化稀土溶液 16. 7g、50%的烧碱溶液9. 05g、硫酸锌溶液3ml、氯化钙溶液4. 5ml或氯化钡溶液6ml、硬脂 酸35g，升温至70°C，保温反应15min，将余下的烧碱溶液稀释后在20min内加完，继续反应 25min后结束，将最后的产物洗绦，过滤，干燥，粉碎即得到稀土复合稳定剂。
[0020] 上述环保型PVC塑料门窗型材的制备方法，该门窗型材的制备方法具体步骤如 下： (1) 热冷混料 称取PVC树脂及ASA树脂并投入高搅机中搅拌升温至66°C，搅拌速度为450转/min， 搅拌25min，然后加入稀土复合稳定剂，搅拌升温至95 °C，搅拌速度为550转/min，搅拌 13min，边搅拌边加入润滑剂聚乙烯蜡、ACR、色剂钛菁绿、增塑剂及氯化聚乙烯，继续搅拌升 温至123°C下料，投入低速混合冷却机中，然后加入增韧剂苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、 填料碳酸钙及硅烷偶联剂搅拌14min，搅拌速度为290转/min，搅拌冷却至32°C，出料待 用； (2) 挤出成型 将步骤（1)中制备得到的混合料静置15h后加入到型材挤出生产线的料斗中，通过锥 形双螺杆挤出机的喂料螺杆向锥形双螺杆挤出机的主机喂料，挤出机采用该SJSZ-55型锥 形异向双螺杆挤出机，主机真空为〇. 15MPa，定型真空为0. 08mpa，牵引速度为1. 9m/min，维 持挤出温度