用于r-pvc型材共擠表層的復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種綜合性能優(yōu)良的用于R-PVC型材共擠表層的ASA/PVC新型復(fù)合材 料及其制備方法。 (二)
【背景技術(shù)】
[0002] 硬質(zhì)聚氯乙烯(R-PVC)具備優(yōu)良力學(xué)性能、剛性、阻燃性、耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，而且價(jià) 格低廉，在塑料門(mén)窗、塑料異型材領(lǐng)域應(yīng)用極其廣泛。但R-PVC型材色彩單一，而且PVC分子 結(jié)構(gòu)中存在較不穩(wěn)定的α-Cl，純PVC型材制品耐候性差，在戶外容易受到太陽(yáng)光中的紫外線 破壞而產(chǎn)生發(fā)黃發(fā)紅等變色現(xiàn)象。
[0003] 為解決這一問(wèn)題，目前主流的方法是在R-PVC型材表層共擠一層彩色PMMA、PVC或 ASA13PMMA具備優(yōu)良的耐候性，熱穩(wěn)定性，表面光亮，但制品脆，切割時(shí)切口易造成裂紋和崩 角，且表面不耐酒精等溶劑，近年來(lái)應(yīng)用日益萎縮。PVC的優(yōu)點(diǎn)是成本低，與基體相容性佳， 但耐老化性較差，效果和通體著色并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，目前多用于產(chǎn)煤地區(qū)的塑料門(mén)窗型材 上。
[0004] ASA是丙稀睛-苯乙稀-丙稀酸酯三元共聚物，結(jié)構(gòu)與ABS相似，核結(jié)構(gòu)丙稀酸酯橡 膠代替了 ABS中的丁二烯橡膠，無(wú)雙鍵結(jié)構(gòu)，保持優(yōu)良力學(xué)性能的同時(shí)還擁有極佳的耐候性 能。ASA作為PVC共擠層材料，近年來(lái)發(fā)展迅速。中國(guó)專利201010176252.1《用于PVC型材共擠 表層的PMMA/ASA合金材料及其制備》公開(kāi)了一種PVC型材共擠層材料及其制備，發(fā)明所述的 材料具有高耐候、高光澤和強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)專利200910097985.3《ASA/PVC共擠超耐候 彩色雨水管道》公開(kāi)了一種專用于室外雨水排放的雨水管道，發(fā)明所述的管道外層材料為 經(jīng)氯化聚乙烯等助劑改性的ASA，具備超高耐候性和色彩豐富性。但上述相關(guān)專利發(fā)明的共 擠層ASA材料普遍韌性差、表面不耐磨、成本高，而且忽略了共擠表層與主體型材因熱膨脹 和收縮率的差異在內(nèi)部形成不同程度的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致型材共擠層間發(fā)生形變和開(kāi)裂等問(wèn) 題。
[0005] 本發(fā)明涉及的ASA/PVC新型表面共擠層材料有效解決了上述質(zhì)量問(wèn)題，具備高耐 磨、綜合性能優(yōu)良、成本較低、與型材主體兼容好等優(yōu)點(diǎn)。 (三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種高耐磨、高耐候、綜合性能優(yōu)異、成本較低、與R-PVC主體 型材兼容性好，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的ASA作為R-PVC型材共擠表層的ASA/PVC新型復(fù)合材料及其制 備方法。
[0007] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種用于R-PVC型材共擠表層的ASA/PVC復(fù)合材料，所述的復(fù)合材料由如下重量份 的原料組成：
[0009] ASA樹(shù)脂30~70份、PVC樹(shù)脂20~50份、熱穩(wěn)定劑0.5~5份、潤(rùn)滑劑0.05~0.6份、抗 氧劑0.01~0.4份、增韌劑0~20份、無(wú)機(jī)耐磨填料0~10份;增韌劑、無(wú)機(jī)耐磨填料的重量份 可以為0,即可以不加增韌劑和/或無(wú)機(jī)耐磨填料。
[0010]優(yōu)選的，所述的復(fù)合材料由如下重量份的原料組成:ASA樹(shù)脂30~70份、PVC樹(shù)脂20 ~50份、熱穩(wěn)定劑0.5~5份、潤(rùn)滑劑0.05~0.6份、抗氧劑0.01~0.4份、增韌劑5~20份、無(wú) 機(jī)耐磨填料1~10份。
[0011 ]更加優(yōu)選的，所述的復(fù)合材料由如下重量份的原料組成:ASA樹(shù)脂40~60份、PVC樹(shù) 脂25~45份、熱穩(wěn)定劑1~3份、潤(rùn)滑劑0.1~0.5份、抗氧劑0.02~0.2份、增韌劑8~20份、無(wú) 機(jī)耐磨填料1.5~8份。
[0012]特別優(yōu)選的，所述的復(fù)合材料由如下重量份的原料組成:ASA樹(shù)脂45~55份、PVC樹(shù) 脂30~40份、熱穩(wěn)定劑1.5~2.5份、潤(rùn)滑劑0.15~0.4份、抗氧劑0.05~0.15份、增韌劑10~ 15份、無(wú)機(jī)耐磨填料2~6份。
[0013] 本發(fā)明中，所述的ASA樹(shù)脂可商購(gòu)獲得，具體可選自：xc-180(錦湖日麗）、XC-220 (錦湖日麗）、XC_230(錦湖日麗）、PW-997S(臺(tái)灣奇美）、PW-978B(臺(tái)灣奇美）中的一種或兩種 以上任意比例的混合物;優(yōu)選XC-180(錦湖日麗)或XC-230(錦湖日麗）。
[0014] 所述的PVC樹(shù)脂可選自：SG-I、SG-3、SG-5、SG-7、SG-8中的一種或兩種以上任意比 例的混合物;優(yōu)選SG-5或SG-8。
[0015] 所述的熱穩(wěn)定劑可選自：媽鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑、有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑、稀土鉛鹽復(fù)合熱穩(wěn) 定劑中的一種或兩種以上任意比例的混合物，優(yōu)選鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑或有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑。 所述的鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑具體例如:浙江海普頓生產(chǎn)的1086FR或1083等;所述的有機(jī)錫熱 穩(wěn)定劑具體例如:上海微譜生產(chǎn)的WP-766或上海昆瑞生產(chǎn)的333RF等;所述的稀土鉛鹽復(fù)合 熱穩(wěn)定劑具體例如:河北天星生產(chǎn)的SLS-4或?qū)毴A化學(xué)生產(chǎn)的XJ系列等。
[0016] 所述的潤(rùn)滑劑可選自：硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蠟中的一種或兩 種以上任意比例的混合物，優(yōu)選硬脂酸或聚乙烯蠟。
[0017] 所述的抗氧劑可選自：受阻酚類抗氧劑、芳香胺類抗氧劑、輔助抗氧劑中的一種或 兩種以上任意比例的混合物。所述的受阻酚類抗氧劑具體例如:抗氧劑565、抗氧劑1076或 抗氧劑1 〇 I 〇等;所述的芳香胺類抗氧劑具體例如:抗氧劑50 5 7或抗氧劑Naugar d44 5等;所述 的輔助抗氧劑具體例如:抗氧劑168等;優(yōu)選抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0018] 所述的增韌劑可選自：丙烯酸酯類共聚物(ACR)、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚 物(MBS )、氯化聚乙烯(CPE)中的一種或兩種以上任意比例的混合物，優(yōu)選CPE或ACR。所述的 丙烯酸酯類共聚物具體例如:ACR-401或ACR-530等;所述的甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共 聚物具體例如:MBS-TP-801或MBS-TP-803等;所述的氯化聚乙烯具體例如:CPE-135A或CPE-135B 等。
[0019]所述的無(wú)機(jī)耐磨填料可選自：納米二氧化硅、玻璃微珠、三氧化二鋁、納米碳酸鈣、 玻璃纖維中的一種或兩種以上任意比例的混合物，優(yōu)選納米碳酸鈣或納米二氧化硅。
[0020]本發(fā)明還提供了一種制備所述的用于R-PVC型材共擠表層的ASA/PVC復(fù)合材料的 方法，所述的制備方法為：
[0021 ]按照配方，將PVC樹(shù)脂、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑加入高速攪拌機(jī)中，在1500~ 2000rpm的攪速下進(jìn)行高混，得到PVC預(yù)混料;將ASA樹(shù)脂在80~90°C下干燥3~5h(配方中 ASA樹(shù)脂的用量以干燥后的質(zhì)量計(jì)算），再與PVC預(yù)混料、增韌劑、無(wú)機(jī)耐磨填料共混（當(dāng)配方 中增韌劑和/或無(wú)機(jī)耐磨填料的重量份為〇時(shí)，則相應(yīng)的不添加增韌劑和/或無(wú)機(jī)耐磨填 料），加入錐形雙螺桿擠出機(jī)，調(diào)節(jié)雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度為180~200°C，混合物在雙螺 桿擠出機(jī)內(nèi)混合擠出并切粒，得到所述的用于R-PVC型材共擠表層的ASA/PVC復(fù)合材料。 [0022]或者，所述的制備方法為：
[0023] 按照配方，將PVC樹(shù)脂、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑加入高速攪拌機(jī)中，在1500~ 2000rpm的攪速下進(jìn)行高混，得到PVC預(yù)混料;將ASA樹(shù)脂在80~90°C下干燥3~5h，得到干燥 的ASA樹(shù)脂(配方中ASA樹(shù)脂的用量以干燥后的質(zhì)量計(jì)算）；將增韌劑和無(wú)機(jī)耐磨填料先共混 后切粒(配方中增韌劑和無(wú)機(jī)耐磨填料的重量份均不為0)，之后與PVC預(yù)混料和干燥的ASA 樹(shù)脂共混，加入錐形雙螺桿擠出機(jī)，調(diào)節(jié)雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度為180~200°C，混合物在 雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)混合擠出并切粒，得到所述的用于R-PVC型材共擠表層的ASA/PVC復(fù)合材 料。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0025] 本發(fā)明首次提出將ASA/PVC復(fù)合材料用于PVC型材共擠表層。該ASA/PVC復(fù)合材料， 兼具了 ASA的高耐候性、易染色性和PVC優(yōu)異的力學(xué)性、阻燃性、高耐磨和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 并且，本發(fā)明進(jìn)一步通過(guò)第三組分增韌劑和無(wú)機(jī)耐磨填料的協(xié)同改性，制備的表層材料具 有超尚初性及尚耐磨性。
[0026] PVC是主體型材，ASA與PVC共混作為共擠層材料，可使之與主體型材的熱膨脹率及 收縮率更接近，結(jié)合力更好，兼容性更佳，減少共擠層的形變和焊角開(kāi)裂現(xiàn)象，使制品更加 穩(wěn)定。 (四）【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于 此。
[0028]以下實(shí)施例中，所用到的原料來(lái)源列于表1。
[0029]表1實(shí)施例原料來(lái)源
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 將IOkg PVC樹(shù)脂（SG-8)、0.5kg鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑、0.06kg硬脂酸、0.04kg聚乙烯 錯(cuò)、0.03kg抗氧劑1010加入高速攪拌機(jī)中，在2000rpm的攪速下進(jìn)行高混，得到PVC預(yù)混料； 將6kg XC-180型ASA樹(shù)脂在85°C下干燥4h，再與所得PVC預(yù)混料4kg共混，加入錐形雙螺桿擠 出機(jī)混合擠出并切粒，然后將粒料加入注塑機(jī)內(nèi)注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，加工溫度控制在180~ 200°C〇
[003 3 ]上述制得材料經(jīng)相關(guān)性能測(cè)試
[0034] 拉伸強(qiáng)度:43 · 7Mpa，抗彎強(qiáng)度:70 · 7MPa，缺口沖擊強(qiáng)度:5 · 9KJ/m2，硬度:80，氧指 數(shù):20，表面磨損量35.2g/m2:熱膨脹系數(shù):8.3 (10-5mm/°C)。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] 將IOkg PVC樹(shù)脂（SG-5)、0.5kg鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑、0.06kg硬脂酸、0.04kg聚乙烯 錯(cuò)、0.03kg抗氧劑1010加入高速攪拌機(jī)中，在2000rpm的攪速下進(jìn)行高混，得到PVC預(yù)混料； 將6kg XC-180型ASA樹(shù)脂在85°C下干燥4h，再與所得PVC預(yù)混料4kg共混，加入錐形雙螺桿擠 出機(jī)混合擠出并切粒，然后將粒料加入注塑機(jī)內(nèi)注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，加工溫度控制在180~ 200。。。
[0037]上述制得材料經(jīng)相關(guān)性能測(cè)試
[0038] 拉伸強(qiáng)度:45Mpa，抗彎強(qiáng)度:72. IMPa，缺口沖擊強(qiáng)度:8.5KJ/m2，硬度:81，氧指數(shù)： 20，表面磨損量33.4g/m2:熱膨脹系數(shù):8.7 (l(T5mm/°C)。
[0039] 實(shí)施例3
[0040] 將IOkg PVC樹(shù)脂（SG-5)、0.5kg鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑、0.06kg硬脂酸、0.04kg聚乙烯 錯(cuò)、0.03kg抗氧劑1010加入高速攪拌機(jī)中，在2000rpm的攪速下進(jìn)行高混，得到PVC預(yù)混料； 將6kg XC-230型ASA樹(shù)脂在85°C下干燥4h，再與所得PVC預(yù)混料4kg共混，加入錐形雙螺桿擠 出機(jī)混合擠出并切粒，然后將粒料加入注塑機(jī)內(nèi)注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，加工溫度控制在180~ 200。。。
[0041 ]上述制得材料經(jīng)相關(guān)性能測(cè)試
[0042] 拉伸強(qiáng)度:46.2Mpa，抗彎強(qiáng)度:69.8MPa，缺口沖擊強(qiáng)度:7.8KJ/m2，硬度:81，氧指 數(shù):20，表面磨損量32. lg/m2:熱膨脹系數(shù):8.9(10-5mm/°C)。
[0043] 實(shí)施例4
[0044] 將IOkg PVC樹(shù)脂（SG-5)、0.5kg鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑、0.06kg硬脂酸、0.04kg聚乙烯 錯(cuò)、0.03kg抗氧劑1010加入高速攪拌機(jī)中，在2000rpm的攪速下進(jìn)行高混，得到PVC預(yù)混料； 將4kg XC-180型AS