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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