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CN107474430A - 一种门窗用的pvc改性木塑型材及其制备方法 - Google Patents

一种门窗用的pvc改性木塑型材及其制备方法 Download PDF

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CN107474430A CN201710700775.3A CN201710700775A CN107474430A CN 107474430 A CN107474430 A CN 107474430A CN 201710700775 A CN201710700775 A CN 201710700775A CN 107474430 A CN107474430 A CN 107474430A
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赵悦英
杨明
李素坤
付静
李冲
王振
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Shandong Rays Of Sunlight Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种门窗用的PVC改性木塑型材，包括如下重量份数的原料：PVC改性树脂80‑100份；植物纤维粉20‑40份；钙质填充剂80‑120份；环保稳定剂3‑6份；加工助剂2‑10份；增塑剂2‑8份；发泡剂0.5‑1份；润滑剂1‑3份。本发明还公开了一种门窗用的PVC改性木塑型材的制备方法，本发明的PVC改性木塑型材由于添加了ASA树脂，并且采用PVC树脂对ASA树脂进行了改性，因此不仅具有高的表面硬度和良好的力学性能，而且具有颜色多样，不易老化褪色的特点，满足了不同人群对门窗型材强度、力学性能和色彩的要求。

Description

一种门窗用的PVC改性木塑型材及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑门窗型材技术领域，具体涉及一种门窗用的PVC改性木塑型材及其制备方法。
背景技术
传统的铝合金门窗型材强度有余而美观性不好，PVC塑料门窗型材颜色单一且容易褪色。随着科技的发展，人们对于门窗型材表面颜色变化需求越来越大，迫切需要一种颜色多样且不易褪色的门窗型材。
近年来随着社会的发展，木塑型材受到了人们广泛的关注，木塑型材是指采用植物纤维粉和热塑性塑料，经熔融混炼加工制成的绿色环保材料，它兼具木质纤维材料和高分子材料两者的性能优点，即尺寸稳定性好，耐水性能好、耐腐蚀性能等，因此被作为实木材料或纯塑料的替代品而广泛应用于建筑产品、汽车、园林及室外设施等领域，发展迅速。
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种门窗用的新型木塑型材，不仅具有耐酸碱，不会腐烂等优点，而且颜色多样、牢固且不易褪色。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种门窗用的PVC改性木塑型材。本发明的木塑型材不仅具有传统木塑型材的优良性能，而且具有良好的力学性能，强的抗氧化功能，绿色环保，颜色多样，满足了不同人群对于门窗型材表面颜色变化的需求。
本发明的第二个目的在于提供一种门窗用的PVC改性木塑型材的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种门窗用的PVC改性木塑型材，包括如下重量份数的原料：
PVC改性树脂80-100份；
植物纤维粉20-40份；
钙质填充剂80-120份；
环保稳定剂3-6份；
加工助剂2-10份；
增塑剂2-8份；
发泡剂0.5-1份；
润滑剂1-3份。
进一步，所述PVC改性树脂包括如下重量份数的原料：
丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚物(ASA)50-60份；
PVC树脂20-80份；
钙质填充剂5-25份；
环保稳定剂3-7份
润滑剂0.5-2份；
冲击改性剂3-8份。
进一步，所述PVC改性树脂通过如下方法制得：将ASA、PVC树脂、钙质填充剂、环保稳定剂、润滑剂和冲击改性剂混合并加热至90-125℃，搅拌，然后冷却至40-70℃出料即得PVC改性树脂。
进一步，所述植物纤维粉为秸秆粉、稻壳粉、林业三剩物和芦苇粉中的一种或多种。
进一步，为了添加钙质填充剂的硬度，降低成本及收缩率；所述钙质填充剂为轻质碳酸钙和活性轻质碳酸钙；更进一步，所述钙质填充剂为1200-1500目的轻质碳酸钙。
进一步，所述环保稳定剂为钙锌稳定剂和水滑石稳定剂中的一种或两种。
进一步，为了防止PVC及ASA热分解，在PVC改性树脂的过程中，添加润滑剂组分；所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和单甘脂中的一种或多种；更进一步，所述润滑剂为聚乙烯蜡。
进一步，在制备PVC改性木塑型材的过程中，为了使原料具备良好的加工性能，在原料中添加加工助剂，所述加工助剂为二辛脂和/或丙烯酸酯。
进一步，在制备PVC改性木塑型材的过程中，为了提高原料的塑化性能，增加流动性，在原料中增加增塑剂；所述增塑剂为丁酯和/或苯乙烯。
进一步，在制备PVC改性木塑型材的过程中，为了降低PVC改性木塑型材密度，提高PVC改性木塑型保温隔热性能，在原料中增加发泡剂，所述发泡剂为小苏打和/或偶氮酰胺。
进一步，为了提高PVC改性树脂的韧性，所述冲击改性剂为氯化聚乙烯和季戊四醇。
一种门窗用的PVC改性木塑型材的制备方法，包括如下步骤：
1)将PVC改性树脂在50-100℃的条件下烘干2-4h；
2)将烘干的PVC改性树脂、植物纤维粉、钙质填充剂、环保稳定剂、加工助剂、增塑剂、发泡剂和润滑剂混合搅拌并加热至90-140℃，然后冷却至40-80℃得混合原料；
3)将所述混合原料置于挤出机，然后加热至120-200℃挤出，挤出后成型、牵引、切割获得PVC改性的木塑型材。
进一步，所述挤出机的转速为8-30r/min。
本发明采用PVC树脂对ASA树脂进行改性制备得到PVC改性树脂；然后采用共混的方式将PVC改性树脂和其他组分混合制备得到门窗用的PVC改性木塑型材。一方面，由于ASA树脂硬度低，颜色多样化且不易老化，本发明利用PVC树脂具有高硬度的特点从而实现PVC树脂对ASA树脂的改性，不仅提高了PVC改性树脂的硬度，而且赋予了PVC改性树脂颜色多样化和抗氧化的功能；从而使得终产品木塑型材具有高的表面硬度，颜色多样且不易褪色；另一方面，由于ASA树脂价格高，因此本发明采用PVC树脂对ASA树脂进行改性，极大地降低了制备木塑型材的生产成本。
另外注意的是，如果没有特别说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的PVC改性木塑型材由于添加了ASA树脂，并且采用PVC树脂对ASA树脂进行了改性，因此不仅具有高的表面硬度和良好的力学性能，而且具有颜色多样，不易老化褪色的特点，满足了不同人群对门窗型材强度、力学性能和色彩的要求。
2、本发明的PVC改性木塑型材绿色环保，不含甲醛、重金属，防水阻燃，不易变形，耐磨，耐酸碱，不会腐蚀，且隔热保温，使用数年后可回收循环利用。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种门窗用的PVC改性木塑型材，包括如下重量份数的原料：PVC改性树脂90份；秸秆粉30份；1400目的轻质碳酸钙100份；钙锌稳定剂5份；丙烯酸酯8份；丁酯6份；小苏打0.8份；聚乙烯蜡2份。
其中，PVC改性树脂通过如下制备方法制得：将ASA树脂50份、PVC树脂50份、1400目的轻质碳酸钙20份、钙锌稳定剂3份、聚乙烯蜡2份和季戊四醇5份混合并加热至90-125℃，然后冷却至40-70℃出料即得PVC改性树脂。
一种门窗用的PVC改性木塑型材的制备方法：
将PVC改性树脂在50-100℃的条件下烘干2-4h；将烘干的PVC改性树脂、秸秆粉、轻质碳酸钙、钙锌稳定剂、丙烯酸酯、丁酯、小苏打和聚乙烯蜡混合搅拌，并加热至90-140℃，然后冷却至40-80℃得混合原料；将所述混合原料置于转速为8-30r/min的挤出机，然后加热至120-200℃挤出，挤出后成型、牵引、切割获得PVC改性的木塑型材。
实施例2
一种门窗用的PVC改性木塑型材，包括如下重量份数的原料：PVC改性树脂100份；秸秆粉25份；1400目的轻质碳酸钙90份；水滑石稳定剂4份；丙烯酸酯5份；丁酯6份；小苏打0.7份；聚乙烯蜡1份。
其中，PVC改性树脂通过如下制备方法制得：将ASA树脂50份、PVC树脂70份、1400目的轻质碳酸钙20份、钙锌稳定剂4份、聚乙烯蜡1份和季戊四醇5份混合并加热至100-125℃，然后冷却至40-70℃出料即得PVC改性树脂。
一种门窗用的PVC改性木塑型材的制备方法：
将PVC改性树脂在50-100℃的条件下烘干2-4h；将烘干的PVC改性树脂、秸秆粉、轻质碳酸钙、水滑石稳定剂、丙烯酸酯、丁酯、小苏打和聚乙烯蜡混合搅拌并加热至90-140℃，然后冷却至40-80℃得混合原料；将所述混合原料置于转速为8-30r/min的挤出机，然后加热至120-200℃挤出，挤出后成型、牵引、切割获得PVC改性的木塑型材。
实施例3
一种门窗用的PVC改性木塑型材，包括如下重量份数的原料：PVC改性树脂90份；芦苇粉20份；1400目的轻质碳酸钙95份；水滑石稳定剂5份；丙烯酸酯7份；丁酯5份；偶氮酰胺0.9份；聚乙烯蜡2份。
其中，PVC改性树脂通过如下制备方法制得：将ASA树脂50份、PVC树脂80份、1400目的轻质碳酸钙25份、钙锌稳定剂4份、聚乙烯蜡1份和季戊四醇7份混合并加热至100-125℃，然后冷却至40-70℃出料即得PVC改性树脂。
一种门窗用的PVC改性木塑型材的制备方法：
将PVC改性树脂在50-100℃的条件下烘干2-4h；将烘干的PVC改性树脂、芦苇粉、轻质碳酸钙、水滑石稳定剂、丙烯酸酯、丁酯、偶氮酰胺和聚乙烯蜡混合搅拌并加热至90-140℃，然后冷却至40-80℃得混合原料；将所述混合原料置于转速为8-30r/min的挤出机，然后加热至120-200℃挤出，挤出后成型、牵引、切割获得PVC改性的木塑型材。
实施例4
将实施例制备的PVC改性木塑型材参考国标UL-94进行性能测试，试验结果如表1所示。
表1实施例制备的PVC改性木塑型材性的性能参数
通过表1可知，本发明方法制备的PVC改性木塑型材硬度最高可以达到90HRR，且具有良好的力学性能和阻燃性能，隔热保温，无甲醛释放；经过人工加速老化(6000h)的实验，可知本发明的PVC改性木塑型材不易老化，因此本发明的PVC改性木塑型材符合国标UL-94，绿色环保。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之。

Claims (10)

1.一种门窗用的PVC改性木塑型材，其特征在于，包括如下重量份数的原料：
PVC改性树脂80-100份；
植物纤维粉20-40份；
钙质填充剂80-120份；
环保稳定剂3-6份；
加工助剂2-10份；
增塑剂2-8份；
发泡剂0.5-1份；
润滑剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的木塑型材，其特征在于，所述PVC改性树脂包括如下重量份数的原料：
丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚物(ASA)50-60份；
PVC树脂20-80份；
钙质填充剂5-25份；
环保稳定剂3-7份
润滑剂0.5-2份；
冲击改性剂3-8份。
3.根据权利要求2所述的木塑型材，其特征在于，所述PVC改性树脂通过如下方法制得：将ASA、PVC树脂、钙质填充剂、环保稳定剂、润滑剂和冲击改性剂混合并搅拌加热至90-125℃，然后冷却至40-70℃出料即得PVC改性树脂。
4.根据权利要求1所述的木塑型材，其特征在于，所述植物纤维粉为秸秆粉、稻壳粉、林业三剩物和芦苇粉中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的木塑型材，其特征在于，所述钙质填充剂为轻质碳酸钙和活性轻质碳酸钙。
6.根据权利要求2所述的木塑型材，其特征在于，所述环保稳定剂为钙锌稳定剂和水滑石稳定剂中的一种或两种；
所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和单甘脂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的木塑型材，其特征在于，所述加工助剂为二辛脂和/或丙烯酸酯；所述增塑剂为丁酯和/或苯乙烯；所述发泡剂为小苏打和/或偶氮酰胺。
8.根据权利要求2所述的木塑型材，其特征在于，所述冲击改性剂为氯化聚乙烯和季戊四醇。
9.一种如权利要求1-8任一所述门窗用的PVC改性木塑型材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将PVC改性树脂在50-100℃的条件下烘干2-4h；
2)将烘干的PVC改性树脂、植物纤维粉、钙质填充剂、环保稳定剂、加工助剂、增塑剂、发泡剂和润滑剂混合搅拌并加热至90-140℃，然后冷却至40-80℃得混合原料；
3)将所述混合原料置于挤出机，然后加热至120-200℃挤出，挤出后成型、牵引、切割获得PVC改性的木塑型材。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述挤出机的转速为8-30r/min。
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