CN104479259A - 一种满足高速挤出的高抗冲pvc型材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材及其制备方法,包括PVC 100份、热稳定剂3.5-6份、钛白粉5-12份、抗冲改性剂5-10份、加工助剂0.5-2份、填充剂5-12份、润滑调节剂0.02-2.0份，调色剂0-0.1份。与现有技术相比，本发明制备的PVC型材适用于平行双螺杆挤出机高速挤出，而且低温抗冲性能优良，型材表观质量得到显著提高，表面光滑细腻；组成中不含Ba、Cd和Pb等重金属，无毒环保，且不易受到硫化污染；加工范围宽，无需对现有CPE配方体系工艺进行大幅度调整。

Description

一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材及其制备方法
技术领域
本发明属于环保高耐候高抗冲PVC型材，特别涉及一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材及其制备方法。
背景技术
硬质PVC树脂是指未增塑PVC，属硬脆性材料，其主要缺点是耐冲击性差、低温脆性大。硬质PVC抗冲击强度很低，常温下一般仅为3-5KJ/m2，低温耐冲击性能就更差，主要原因是它对缺口具有高度敏感性，这与它的分子结构有关。因此硬质PVC树脂需要加以增韧改性才能使用，以大幅度提高材料的冲击性能，满足使用需求。
目前国内PVC型材配方主要使用CPE作为抗冲改性剂，具有使用成本低和适应性强等特点。CPE本身呈链状结构，在加工中形成立体网络，分子链中柔软的PE链段提供韧性；类似PVC被氯化的链段，提供与PVC的相容性，CPE改性PVC作用的发挥与网络结构的形成情况有很大关系，而网络型抗冲改性剂获得最佳物理机械性能的加工范围相对较窄。
抗冲ACR改性剂一种壳-核结构的物质，内核为轻度交联的丙烯酸丁酯，类似橡胶的弹性体；外壳是甲基丙烯酸甲酯，提供与PVC的良好相容性，因此一般使用CPE作为抗冲击改性剂生产型材的耐低温冲击性能差。与CPE的作用机理不同，ACR是通过核层的弹性体来吸收PVC所受到的冲击能量的，因此，ACR的应用受加工条件的影响更小，加工范围比CPE更宽，分散更为均匀，相对于CPE可以更有效地提升PVC塑料型材的耐低温冲击性能和表观质量。
但是，现有的使用抗冲ACR改性剂的体系无法达到高速挤出的要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材及其制备方法，可以在现有使用CPE为改性剂的平行双螺杆高速挤出设备上稳定生产。
本发明提供的一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材，包括以下重量份的物质：
所述的PVC聚合度为1000，可以为乙烯法或电石法得到的SG-5型PVC。
所述的热稳定剂为环保钙锌复合稳定剂。
所述的钛白粉为金红石型。
所述的抗冲改性剂为抗冲ACR改性剂。
所述的加工助剂为丙烯酸酯类聚合物。
所述的填充剂为轻质活性碳酸钙。
所述的调色剂为硅酸铝的含硫复合物。
所述的润滑调节剂为高密度氧化聚乙烯蜡。
本发明提供的一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)、称取PVC 100份、热稳定剂3.5-6份、钛白粉5-12份、抗冲改性剂5-10份、加工助剂0.5-2份、填充剂5-12份、润滑调节剂0.02-2.0份，调色剂0-0.1份，投入热混合机混合，温度达到120℃后排入到冷混合机中，冷混至40-45℃，经罗茨风机和震动筛去除异物后进入储存存罐，均化24小时，得到PVC干混料；
(2)、将PVC干混料加入双螺杆挤出机料斗，利用螺杆旋转加压方式,连续地将塑化好的成型物料从挤出机的机筒中挤进机头模具，融熔物料通过机头口模成型为与口模形状相仿的连续体，用牵引装置将成型制品连续地从模具中拉出,同时进行冷却定型，覆膜，切割，经检验合格后包装，入库。
抗冲ACR体系与CPE抗冲体系相比，在加工性方面存在着化快、扭矩高、电流大、熔体压力大的问题。由CPE配方转换成抗冲ACR配方会出现难以顺利加工的问题，本发明使用的高密度氧化聚乙烯蜡：具有挤出速率提高，保持制品表面高光泽。不含金属离子，防止析出，延迟摩擦热的积聚，提高在高温下的热稳定性等特性，用于挤出,注塑,延压及吸塑,吹塑等行业。对PVC的内、外润滑作用比较平衡：在硬质透明、不透明的PVC配方中添加氧化聚乙烯蜡其润滑性优于其他润滑剂。在本发明中起外滑为主兼具部分内滑调节作用。
与现有技术相比，本发明制备的PVC型材适用于平行双螺杆挤出机高速挤出，而且低温抗冲性能优良，型材表观质量得到显著提高，表面光滑细腻；组成中不含Ba、Cd和Pb等重金属，无毒环保，且不易受到硫化污染；加工范围宽，无需对现有CPE配方体系工艺进行大幅度调整。解决了一般在更换抗冲ACR改性体系(配合使用环保复合稳定剂)后无法在适用于现行CPE配方体系装备模具上顺利平稳生产以及工艺调整幅度大、生产稳定性差等问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
本发明所述的钛白粉型号为金红石型，由杜邦钛白科技有限公司生产。
本发明所述的抗冲ACR改性剂型号为KM355P,由陶氏公司生产。
本发明所述的调色剂型号为463型群青，由山东仁和工贸有限公司生产或同类型助剂厂家生产。
本发明所述的环保稳定剂，由芜湖海螺新材料有限公司生产。
本发明所述的高密度氧化聚乙烯蜡型号为AC316A，由霍尼韦尔(中国)有限公司生产。
本发明的弯曲弹性模量依据GB/T9341-2000标准进行检测，单位为MPa
拉伸冲击强度依据GB/T13525-1992标准进行检测，单位为KJ/m2
维卡软化温度依据GB/T1633-2000标准进行检测，单位为℃。
低温落锤冲击及主型材可焊接性按GB/T8814-2004标准列示方法检测，并检测零下20℃的冲击性能。
简支梁冲击强度依据ISO179：2000标准进行检测，单位为KJ/m2。
弯曲弹性模量：在温度为23±2℃的环境下，将型材样片放在电子万能实验机的夹具上，然后通过探头施加一定的外力使其以恒定的速度向下移动，当样片的形变达到4mm时，实验停止。电脑上显示的数字即为弯曲弹性模量。数字越大，表明该型材的刚性越好。
拉伸冲击强度：在温度为23±2℃的环境下，将型材样片固定在拉伸冲击仪的夹具上，让摆锤以恒定的能量下落，直至样片被冲断时冲击仪上显示的数字。数字越大，表明该型材的无缺口韧性越好。
维卡软化温度：按照GB/T1633-2000的规定中B50法进行试验。试样承受的静负载G＝50N±1N，读取数值。
低温落锤冲击：将试样放置在-10±2℃条件下1h后，在温度为23±2℃的试验环境下，将试验样的冲击可视面向上放在支撑物上，在10s内冲击试样两支撑筋间的中心位置，记录型材可视面产生破裂、裂纹或分离的试样数。
可焊接性：在温度为23±2℃的实验环境下，将试验两端放在活动的支撑座上，对焊角或T型接头施加压力，直到断裂为止，记录数值。
简支梁冲击强度：在温度为23±2℃的环境下，将使用新型钙锌复合稳定剂生产的型材样片固定在在简支梁冲击仪的夹具上，让白锤以恒定的能量下落，直至样片被冲断时冲击仪上显示的数字。数字越大，表明该型材的有缺口韧性越好。
本实施例中的“份”指的是“重量份”。
实施例1
一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材，包括以下重量份的物质：
PVC 100份，钛白粉8份，轻质碳酸钙10份，抗冲ACR改性剂7份，ACR加工助剂丙烯酸酯类聚合物1份，环保钙锌稳定剂3.7份，高密度氧化聚乙烯蜡0.05份，群青0.03份。
一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)、通过自动配料***将所需的物料按上述重量份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120℃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PVC干混料；
(2)、将PVC干混料加入双螺杆挤出机料斗，利用螺杆旋转加压方式,连续地将塑化好的成型物料从挤出机的机筒中挤进机头模具，融熔物料通过机头口模成型为与口模形状相仿的连续体，用牵引装置将成型制品连续地从模具中拉出,同时进行冷却定型，覆膜，切割，经检验合格后包装，入库。
实施例2
一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材，包括以下重量份的物质：
PVC 100份，钛白粉8份，轻质碳酸钙10份，抗冲ACR改性剂6份，ACR加工助剂丙烯酸酯类聚合物1份，环保钙锌稳定剂3.7份，高密度氧化聚乙烯蜡0.1份，群青0.03份。
一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)、通过自动配料***将所需的物料按上述配方比例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120℃后排入到冷混合机中，冷混至45℃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PVC干混料。
(2)、将PVC干混料加入双螺杆挤出机料斗，利用螺杆旋转加压方式,连续地将塑化好的成型物料从挤出机的机筒中挤进机头模具，融熔物料通过机头口模成型为与口模形状相仿的连续体，用牵引装置将成型制品连续地从模具中拉出,同时进行冷却定型，覆膜，切割，经检验合格后包装，入库。
实施例1、2和CPECPE配方体系生产挤出工艺见表1：
表1
挤出工艺 实施例1 实施例2 CPE+铅盐
螺杆温度(℃) 125 125 125
筒区温度(℃) 165 166 158
模区温度(℃) 195 195 193
螺杆转速(rpm) 15.8 15.8 15.8
喂料(l/rpm) 32.2 31.2 30.7
牵引(m/min) 3.23 3.19 3.25
负荷(％) 54 54 52
熔温(℃) 200 200 198
熔压(bar) 230 230 224
背压(KN) 135 135 135
如表1所示，实施实例1、2在线生产工艺与在线CPE配方体系基本相当，无需进行大幅度工艺调整，生产运行过程稳定，产能发挥基本相当，可以满足平行双螺杆高速挤出。
实施例1、2与现行CPE配方体系生产的PVC型材的技术指标如表2所示：
表2
如表2所示：标准为GB/T8814-2004《门、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》规定的标准。实施例1、2均能实现本发明，与在线CPE配方体系相比，耐低温冲击性能和型材表观质量有所上升，其它各项性能指标基本相当。

Claims (10)

1.一种满足高速挤出的高抗冲PVC型材，其特征在于，包括以下重量份的物质：
2.根据权利要求1所述的满足高速挤出的高抗冲PVC型材，其特征在于，所述的润滑调节剂为高密度氧化聚乙烯蜡。
3.根据权利要求2所述的满足高速挤出的高抗冲PVC型材，其特征在于，所述的抗冲改性剂为抗冲ACR改性剂。
4.根据权利要求3所述的满足高速挤出的高抗冲PVC型材，其特征在于，所述的热稳定剂为环保钙锌复合稳定剂。
5.根据权利要求3或4所述的满足高速挤出的高抗冲PVC型材，其特征在于，所述的钛白粉为金红石型。
6.根据权利要求5所述的满足高速挤出的高抗冲PVC型材，其特征在于，所述的加工助剂为丙烯酸酯类聚合物。
7.根据权利要求6所述的满足高速挤出的高抗冲PVC型材，其特征在于，所述的填充剂为轻质活性碳酸钙。
8.根据权利要求6或7所述的满足高速挤出的高抗冲PVC型材，其特征在于，所述的调色剂为硅酸铝的含硫复合物。
9.根据权利要求8所述的满足高速挤出的高抗冲PVC型材，其特征在于，所述的PVC聚合度为1000。
10.一种权利要求1所述的满足高速挤出的高抗冲PVC型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)、称取PVC 100份、热稳定剂3.5-6份、钛白粉5-12份、抗冲改性剂5-10份、加工助剂0.5-2份、填充剂5-12份、润滑调节剂0.02-2.0份，调色剂0-0.1份，投入热混合机混合，温度达到120℃后排入到冷混合机中，冷混至40-45℃，经罗茨风机和震动筛去除异物后进入储存存罐，均化24小时，得到PVC干混料；
(2)、将PVC干混料加入双螺杆挤出机料斗，利用螺杆旋转加压方式,连续地将塑化好的成型物料从挤出机的机筒中挤进机头模具，融熔物料通过机头口模成型为与口模形状相仿的连续体，用牵引装置将成型制品连续地从模具中拉出,同时进行冷却定型，覆膜，切割，经检验合格后包装，入库。
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