CN118085475A - 纯再生料pvc型材及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑型材门窗框及其制备方法和应用生产技术领域，是一种纯再生料PVC型材及其制备方法和应用，前者原料包括PVC纯再生粉料和所需量的稳定剂、加工助剂、填充剂、抗冲改性剂、颜料，将所需量的稳定剂、加工助剂、填充剂、抗冲改性剂、颜料、润滑剂加入PVC纯再生粉料中，得到再生PVC干混粉料，再生PVC干混粉料经过掺混熔融和降温得到再生PVC冷混料，PVC冷混料经挤压塑化，得到再生PVC塑化料，再将PVC塑化料与再生PVC塑化料共挤，得到PVC型材。本发明得到的纯再生料PVC型材用于PVC门、窗主型材，且为企业降低综合生产成本，降低对环境的污染，适用于大规模连续化生产。
Description
技术领域
本发明涉及门、窗型材及其制备方法技术领域，是一种纯再生料PVC型材及其制备方法和应用。
背景技术
聚氯乙烯（Polyvinyl chloride)，英文简称PVC，是世界上产量第三大的合成聚合物塑料，仅次于聚乙烯和聚丙烯。PVC有硬质和软质两种，硬质PVC用于建筑管材、门窗。PVC型材门、窗作为新时代的建筑节能门窗,具有抗腐蚀能力好、装饰效果好、隔热性能好、生产耗能低等特点，其产品的优越性能受到人们的青睐。
随着PVC门、窗主型材推广和普及，然而PVC型材生产厂家对PVC型材生产的质量保证存在不可回避的质量问题，PVC型材生产厂家在生产完毕后自行检测出的不合格品，对生产企业造成一定的困扰，一般存在以下问题：
第一，不合格PVC型材做为废料降价处理，由于产品基数大，PVC型材废料产生量也随之提高，会给生产企业造成极大的材料浪费与经济损失。
第二，将不合格PVC型材废品破碎、磨粉后，作为PVC纯再生粉料直接用于PVC型材生产，与用纯新PVC造粒料生产的PVC型材相比，纯再生料PVC型材产品的安全性能无法达到国家法规标准。
第三，纯再生料PVC型材与纯新造粒料PVC型材相比，纯再生料PVC型材会出现明显颜色差异，与现有PVC型材产品无法配套使用，生产的产品只能低于正常售价销售，也给生产企业造成了一定的经济损失。
上述问题给生产企业带来了极大的材料浪费和经济损失。因此，不合格PVC型材的有效再利用成为了生产企业难以攻破的技术难题。
发明内容
本发明提供了一种纯再生料PVC型材及其制备方法和应用，克服了上述现有技术之不足，提供了一种高抗拉强度、高耐热稳定性、高耐低温冲击性、颜色标准的纯再生料PVC型材，并用于生产高抗拉强度、高耐热稳定性、高耐低温冲击性、高悍角强度、颜色标准的PVC门、窗主型材。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种纯再生料PVC型材，原料按照重量份数计，包括PVC纯再生粉料100份、稳定剂0.7份至1.2份、加工助剂0.2份至0.5份、填充剂0.5份至2份、抗冲改性剂0.8份至1.2份、第一颜料2.8份至3.2份、第二颜料0.015份至0.025份、第三颜料0.01份至0.02份、润滑剂0.05份至0.09份，按照下述步骤制备得到：第一步，将不合格PVC型材进行破碎、磨粉，得到PVC纯再生粉料；第二步，将所需量的稳定剂、加工助剂、填充剂、抗冲改性剂、颜料、润滑剂加入PVC纯再生粉料中，进行混合，得到再生PVC干混粉料；第三步，再生PVC干混粉料经过高速搅拌掺混熔融，得到再生PVC热混料；第四步，再生PVC热混料经过降温，得到再生PVC冷混料；第五步，再生PVC冷混料静置所需时间后，进行挤压塑化，得到再生PVC塑化料；第六步，将PVC造粒料进行挤压塑化，得到PVC塑化料；第七步，将PVC塑化料与再生PVC塑化料共挤，得到共挤再生PVC型坯，其中，PVC塑化料覆于再生PVC塑化料表面；第八步，共挤再生PVC型坯冷却所需时间定型后，再进行牵引切割，得到纯再生料PVC型材。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述PVC纯再生粉料的密度为0.62g/ml至0.64g/ml。
上述稳定剂为钙锌稳定剂，加工助剂为丙烯酸酯类共聚物,填充剂为碳酸钙，抗冲改性剂为氯化聚乙烯，润滑剂为聚乙烯蜡，第一颜料为钛白粉，第二颜料为群青，第三颜料为增白剂。
上述第三步中，搅拌频率为50Hz至54Hz，再生PVC热混料的出料温度为108℃至114℃上述第四步中，再生PVC冷混料出料温度为45℃至50℃。
上述第七步中，共挤再生PVC型坯的表面PVC塑化料厚度为0.1mm至0.3mm。
上述第五步中，再生PVC冷混料静置8小时后，再进行挤压塑化。
上述第八步中，共挤再生PVC型坯冷却2分钟至3分钟定型后，再进行牵引切割。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种纯再生料PVC型材的制备方法，按照下述步骤进行制备：第一步，将不合格PVC型材进行破碎、磨粉，得到PVC纯再生粉料；第二步，将所需量的稳定剂、加工助剂、填充剂、抗冲改性剂、颜料、润滑剂加入PVC纯再生粉料中，进行混合，得到再生PVC干混粉料；第三步，再生PVC干混粉料经过高速搅拌掺混熔融，得到再生PVC热混料；第四步，再生PVC热混料经过降温，得到再生PVC冷混料；第五步，再生PVC冷混料静置所需时间后，进行挤压塑化，得到再生PVC塑化料；第六步，将PVC造粒料进行挤压塑化，得到PVC塑化料；第七步，将PVC塑化料与再生PVC塑化料共挤，得到共挤再生PVC型坯，其中，PVC塑化料覆于再生PVC塑化料表面；第八步，共挤再生PVC型坯冷却所需时间定型后，再进行牵引切割，得到纯再生料PVC型材。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种纯再生料PVC型材在生产PVC门、窗主型材中的应用。
本发明得到的纯再生料PVC型材具有高抗拉强度、高耐热稳定性、高耐低温冲击性、颜色标准的优点，且用于生产得到高抗拉强度、高耐热稳定性、高耐低温冲击性、高悍角强度、颜色标准的PVC门、窗主型材，为企业减少材料的浪费，降低对环境的污染，降低综合生产成本，适用于大规模连续化生产。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：该纯再生料PVC型材，原料按照重量份数计，包括PVC纯再生粉料100份、稳定剂0.7份至1.2份、加工助剂0.2份至0.5份、填充剂0.5份至2份、抗冲改性剂0.8份至1.2份、第一颜料2.8份至3.2份、第二颜料0.015份至0.025份、第三颜料0.01份至0.02份、润滑剂0.05份至0.09份，按照下述步骤制备得到：第一步，将不合格PVC型材进行破碎、磨粉，得到PVC纯再生粉料；第二步，将所需量的稳定剂、加工助剂、填充剂、抗冲改性剂、颜料、润滑剂加入PVC纯再生粉料中，进行混合，得到再生PVC干混粉料；第三步，再生PVC干混粉料经过高速搅拌掺混熔融，得到再生PVC热混料；第四步，再生PVC热混料经过降温，得到再生PVC冷混料；第五步，再生PVC冷混料静置所需时间后，进行挤压塑化，得到再生PVC塑化料；第六步，将PVC造粒料进行挤压塑化，得到PVC塑化料；第七步，将PVC塑化料与再生PVC塑化料共挤，得到共挤再生PVC型坯，其中，PVC塑化料覆于再生PVC塑化料表面；第八步，共挤再生PVC型坯冷却所需时间定型后，再进行牵引切割，得到纯再生料PVC型材。
第五步中，可根据用户对主型材可视面颜色的要求，向PVC造粒料中加入所需颜料。
本发明由PVC纯再生粉料、稳定剂、加工助剂、填充剂、抗冲改性剂、颜料、润滑剂混合制备得到高抗拉强度、高耐热稳定性、高耐低温冲击性、颜色标准的纯再生料PVC型材，配方稳定，制备方法简单，生产的PVC门、窗主型材具有高抗拉强度、高耐热稳定性、高耐低温冲击性、高悍角强度、颜色标准的特点，适合大规模连续化生产。
实施例2：该纯再生料PVC型材，原料按照重量份数计，包括PVC纯再生粉料100份、稳定剂0.7份或1.2份、加工助剂0.2份或0.5份、填充剂0.5份或2份、抗冲改性剂0.8份或1.2份、第一颜料2.8份或3.2份、第二颜料0.015份或0.025份、第三颜料0.01份或0.02份、润滑剂0.05份或0.09份，按照下述步骤制备得到：第一步，将不合格PVC型材进行破碎、磨粉，得到PVC纯再生粉料；第二步，将所需量的稳定剂、加工助剂、填充剂、抗冲改性剂、颜料、润滑剂加入PVC纯再生粉料中，进行混合，得到再生PVC干混粉料；第三步，再生PVC干混粉料经过高速搅拌掺混熔融，得到再生PVC热混料；第四步，再生PVC热混料经过降温，得到再生PVC冷混料；第五步，再生PVC冷混料静置所需时间后，进行挤压塑化，得到再生PVC塑化料；第六步，将PVC造粒料进行挤压塑化，得到PVC塑化料；第七步，将PVC塑化料与再生PVC塑化料共挤，得到共挤再生PVC型坯，其中，PVC塑化料覆于再生PVC塑化料表面；第八步，共挤再生PVC型坯冷却所需时间定型后，再进行牵引切割，得到纯再生料PVC型材。
实施例3：作为上述实施例的优化，PVC纯再生粉料的密度为0.62g/ml至0.64g/ml。
实施例4：作为上述实施例的优化，稳定剂为钙锌稳定剂，加工助剂为丙烯酸酯类共聚物,填充剂为碳酸钙，抗冲改性剂为氯化聚乙烯，润滑剂为聚乙烯蜡，第一颜料为钛白粉，第二颜料为群青，第三颜料为增白剂。
本发明中，所涉及的稳定剂（钙锌稳定剂）、加工助剂（丙烯酸酯类共聚物）、填充剂（碳酸钙）、抗冲改性剂（氯化聚乙烯）、颜料(钛白粉、群青、增白剂)均为市面商售产品，氯化聚乙烯简称CPE，丙烯酸酯类共聚物简称ACR，ACR的牌号为ACR401。
实施例5：作为上述实施例的优化，搅拌频率为50Hz至54Hz，再生PVC热混料的出料温度为108℃至114℃。
实施例6：作为上述实施例的优化，第四步中，再生PVC冷混料出料温度为45℃至50℃。
实施例7：作为上述实施例的优化，第五步中，再生PVC冷混料静置8小时后，再进行挤压塑化。
实施例8：作为上述实施例的优化，第七步中，共挤再生PVC型坯的表面PVC塑化料厚度为0.1mm至0.3mm。
实施例9：作为上述实施例的优化，第八步中，共挤再生PVC型坯冷却2分钟至3分钟定型后，再进行牵引切割。
实施例10：该纯再生料PVC型材在生产高抗拉强度、高耐热稳定性、高耐低温冲击性、高悍角强度、颜色标准的PVC门、窗主型材中的应用。
实施例11：该纯再生料PVC型材，按照下述步骤进行制备：第一步，将不合格PVC型材放入磨粉机中进行破碎、磨粉，得到密度为0.62g/ml的PVC纯再生粉料；第二步，将100份PVC纯再生粉料和0.7份钙锌稳定剂、0.2份ACR401、0.5份碳酸钙、0.8份氯化聚乙烯、2.8份钛白粉、0.015份群青、0.01份增白剂、0.05份聚乙烯蜡加入至混料锅中，混料锅低速搅拌混合，得到再生PVC干混粉料；第三步，再生PVC干混粉料输送至高速混合机中，高速混合机以50Hz的频率进行搅拌混合，高速混合机的叶片高速剪切再生PVC干混粉料，产生较高的摩擦热，使再生PVC干混粉料掺混熔融，得到108℃的再生PVC热混料；第四步，再生PVC热混料输送至冷混锅中，启动冷混锅匀速搅拌混合，冷混锅夹套中冷却介质对再生PVC热混料进行均匀降温，得到45℃的再生PVC冷混料；第五步，再生PVC冷混料静置8小时后，输送至双螺旋挤出机中进行挤压塑化，得到再生PVC塑化料；第六步，将PVC造粒料通过单螺杆共挤机进行挤压塑化，得到PVC塑化料；第七步，将PVC塑化料与再生PVC塑化料通过专用共挤模具共挤，得到共挤再生PVC型坯，其中，PVC塑化料覆于再生PVC塑化料表面；第八步，共挤再生PVC型坯冷却2分钟定型后，再进行牵引切割机切割，得到纯再生料PVC型材。
实施例12：该纯再生料PVC型材，按照下述步骤制备得到：第一步，将不合格PVC型材放入磨粉机中进行破碎、磨粉，得到密度为0.64g/ml的PVC纯再生粉料；第二步，将100份PVC纯再生粉料和1.2份钙锌稳定剂、0.5份ACR401、2份碳酸钙、1.2份氯化聚乙烯、3.2份钛白粉、0.025份群青、0.02份增白剂、0.09份聚乙烯蜡加入至混料锅中，混料锅低速搅拌混合，得到再生PVC干混粉料；第三步，再生PVC干混粉料输送至高速混合机中，高速混合机以54Hz的频率进行搅拌混合，高速混合机的叶片高速剪切再生PVC干混粉料，产生较高的摩擦热，使再生PVC干混粉料掺混熔融，得到114℃的再生PVC热混料；第四步，再生PVC热混料输送至冷混锅中，启动冷混锅匀速搅拌混合，冷混锅夹套中冷却介质对再生PVC热混料进行均匀降温，得到50℃的再生PVC冷混料；第五步，再生PVC冷混料静置8小时后，输送至双螺旋挤出机中进行挤压塑化，得到再生PVC塑化料；第六步，将PVC造粒料通过单螺杆共挤机进行挤压塑化，得到PVC塑化料；第七步，将PVC塑化料与再生PVC塑化料通过专用共挤模具共挤，得到共挤再生PVC型坯，其中，PVC塑化料覆于再生PVC塑化料表面；第八步，共挤再生PVC型坯冷却3分钟定型后，再进行牵引切割机切割，得到纯再生料PVC型材。
实施例13：该纯再生料PVC型材，按照下述步骤制备得到：第一步，将不合格PVC型材放入磨粉机中进行破碎、磨粉，得到密度为0.63g/ml的PVC纯再生粉料；第二步，将100份PVC纯再生粉料和0.9份钙锌稳定剂、0.3份ACR401、1.0份碳酸钙、1.0份氯化聚乙烯、3.0份钛白粉、0.020份群青、0.015份增白剂、0.07份聚乙烯蜡加入至混料锅中，混料锅低速搅拌混合，得到再生PVC干混粉料；第三步，再生PVC干混粉料输送至高速混合机中，高速混合机以52Hz的频率进行搅拌混合，高速混合机的叶片高速剪切再生PVC干混粉料，产生较高的摩擦热，使再生PVC干混粉料掺混熔融，得到110℃的再生PVC热混料；第四步，再生PVC热混料输送至冷混锅中，启动冷混锅匀速搅拌混合，冷混锅夹套中冷却介质对再生PVC热混料进行均匀降温，得到47℃的再生PVC冷混料；第五步，再生PVC冷混料静置8小时后，输送至双螺旋挤出机中进行挤压塑化，得到再生PVC塑化料；第六步，将PVC造粒料通过单螺杆共挤机进行挤压塑化，得到PVC塑化料；第七步，将PVC塑化料与再生PVC塑化料通过专用共挤模具共挤，得到共挤再生PVC型坯，其中，PVC塑化料覆于再生PVC塑化料表面；第八步，共挤再生PVC型坯冷却2.5分钟定型后，再进行牵引切割机切割，得到纯再生料PVC型材。
根据本发明实施例11至13得到的纯再生料PVC型材，根据本领域现有公用公知的型材加工方法，用于生产得到高抗拉强度、高耐热稳定性、高耐低温冲击性、高悍角强度、颜色标准的纯再生料PVC门、窗主型材，进行安全性能测试，GB/T8814-2017中各项性能指标如表1所示，与表1对比，结果如表2所示。由表2可知，经拉伸试验，主主型材框、梃、扇的拉伸屈服应力分别为40.85MPa、39.33MPa、39.73MPa，均高于37MPa；主型材框、梃、扇的拉伸断裂应变分别为155.1%、137.2%、129.5%，均高于100%。经-20℃落锤试验，主型材框、梃、扇的共挤层和基层均未出现分离和破裂现象。经弯曲试验，主型材框、梃、扇的平均焊角强度分别为44MPa、41MPa、43MPa，均高于35MPa；主型材框、梃、扇的最小焊角强度分别为41MPa、38MPa、42MPa，均高于30MPa。经100℃，60min加热试验后，主型材框、梃、扇的大面尺寸变化率分别为1.57%、1.50%、1.62%，均低于2.0%；主型材框、梃、扇的小面尺寸变化率分别为1.65%、1.62%、1.78%，均低于2.0%；经150℃，30min加热试验后，主型材框、梃、扇的共挤层和基材均未分离。
可见，通过对稳定剂、加工助剂、填充剂、抗冲改性剂、颜料、润滑剂组分分析，进行配方优化及工艺调整，使该发明纯再生料PVC型材各项性能指标符合GB/T8814-2017中相应的性能指标标准，并且整体外观颜色均匀一致，也符合用户在订购合同中对型材外观颜色的要求。
综上所述，本发明得到的纯再生料PVC型材具有高抗拉强度、高耐热稳定性、高耐低温冲击性、颜色标准的优点，且用于生产生产高抗拉强度、高耐热稳定性、高耐低温冲击性、高悍角强度、颜色标准的纯再生料PVC门、窗主型材,适用大规模连续化生产。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种纯再生料PVC型材，其特征在于原料按照重量份数计，包括PVC纯再生粉料100份、稳定剂0.7份至1.2份、加工助剂0.2份至0.5份、填充剂0.5份至2份、抗冲改性剂0.8份至1.2份、第一颜料2.8份至3.2份、第二颜料0.015份至0.025份、第三颜料0.01份至0.02份、润滑剂0.05份至0.09份，按照下述步骤制备得到：第一步，将不合格PVC型材进行破碎、磨粉，得到PVC纯再生粉料；第二步，将所需量的稳定剂、加工助剂、填充剂、抗冲改性剂、颜料、润滑剂加入PVC纯再生粉料中，进行混合，得到再生PVC干混粉料；第三步，再生PVC干混粉料经过高速搅拌掺混熔融，得到再生PVC热混料；第四步，再生PVC热混料经过降温，得到再生PVC冷混料；第五步，再生PVC冷混料静置所需时间后，进行挤压塑化，得到再生PVC塑化料；第六步，将PVC造粒料进行挤压塑化，得到PVC塑化料；第七步，将PVC塑化料与再生PVC塑化料共挤，得到共挤再生PVC型坯，其中，PVC塑化料覆于再生PVC塑化料表面；第八步，共挤再生PVC型坯冷却所需时间定型后，再进行牵引切割，得到纯再生料PVC型材。
2.根据权利要求1所述的纯再生料PVC型材，其特征在于PVC纯再生粉料的密度为0.62g/ml至0.64g/ml。
3.根据权利要求1或2所述的纯再生料PVC型材，其特征在于稳定剂为钙锌稳定剂，加工助剂为丙烯酸酯类共聚物,填充剂为碳酸钙，抗冲改性剂为氯化聚乙烯，润滑剂为聚乙烯蜡，第一颜料为钛白粉，第二颜料为群青，第三颜料为增白剂。
4.根据权利要求1或2或3所述的纯再生料PVC型材，其特征在于第三步中，搅拌频率为50Hz至54Hz，再生PVC热混料的出料温度为108℃至114℃。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的纯再生料PVC型材，其特征在于第四步中，再生PVC冷混料出料温度为45℃至50℃。
6.根据权利要求1至5所述的纯再生料PVC型材，其特征在于第五步中，再生PVC冷混料静置8小时后，再进行挤压塑化。
7.根据权利要求1至6所述的纯再生料PVC型材，其特征在于第七步中，共挤再生PVC型坯的表面PVC塑化料厚度为0.1mm至0.3mm。
8.根据权利要求1至7所述的纯再生料PVC型材，其特征在于第八步中，共挤再生PVC型坯冷却2分钟至3分钟定型后，再进行牵引切割。
9.一种根据权利要求2至8任意一项所述的纯再生料PVC型材的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行制备：第一步，将不合格PVC型材进行破碎、磨粉，得到PVC纯再生粉料；第二步，将所需量的稳定剂、加工助剂、填充剂、抗冲改性剂、颜料、润滑剂加入PVC纯再生粉料中，进行混合，得到再生PVC干混粉料；第三步，再生PVC干混粉料经过高速搅拌掺混熔融，得到再生PVC热混料；第四步，再生PVC热混料经过降温，得到再生PVC冷混料；第五步，再生PVC冷混料静置所需时间后，进行挤压塑化，得到再生PVC塑化料；第六步，将PVC造粒料进行挤压塑化，得到PVC塑化料；第七步，将PVC塑化料与再生PVC塑化料共挤，得到共挤再生PVC型坯，其中PVC塑化料覆于再生PVC塑化料表面；第八步，共挤再生PVC型坯冷却所需时间定型后，再进行牵引切割，得到纯再生料PVC型材。
10.一种根据权利要求1至8任意一项所述纯再生料PVC型材在生产PVC门、窗主型材中的应用。
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