專利名稱::一種有機(jī)錫無(wú)鉛型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明屬于建筑圍護(hù)材料,特別涉及一種有機(jī)錫無(wú)鉛塑料異型材。
背景技術(shù):
:聚氯乙烯(PVC)是世界五大通用塑料之一,其制品用途廣泛,其中門窗用異型材近年來(lái)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。聚氯乙烯是無(wú)定型高聚物,由于分子結(jié)構(gòu)對(duì)熱的不穩(wěn)定,使它在成型加工以及貯存過(guò)程中在受熱光氧作用下影響其加工和力學(xué)性能,PVC樹脂及其制品由于自身的結(jié)構(gòu)缺陷,存在著容易熱降解和老化的缺點(diǎn),它的加工溫度(160'C以上)比分解溫度(120-13(TC)還高,因此要將PVC變成制品,同時(shí)為了防止在加工過(guò)程中變色并可保持最終產(chǎn)品在使用期內(nèi)外觀物理性能,阻止聚氯乙烯老化,延長(zhǎng)其使用壽命,就必須在PVC加工成型過(guò)程中添加熱穩(wěn)定劑,以延緩或阻止PVC樹脂的熱降解。鉛鹽是最早使用的傳統(tǒng)熱穩(wěn)定劑,其穩(wěn)定作用較強(qiáng),價(jià)格低廉,來(lái)源廣泛,我國(guó)和歐洲仍在使用。國(guó)內(nèi)一般的異型材企業(yè)均是采用鉛鹽穩(wěn)定劑。但在生產(chǎn)和使用過(guò)程中會(huì)造成一定的環(huán)境污染。2000年起挪威、芬蘭、瑞典、丹麥和英國(guó)等歐洲國(guó)家相繼采取了禁用鉛鹽穩(wěn)定劑的行動(dòng)。從2003年起,我國(guó)也開始關(guān)注鉛鹽問(wèn)題,北京和上海己通過(guò)了在給水管中禁鉛的決定。2004年建設(shè)部公告中明確指出在全國(guó)范圍內(nèi)使用的供水管PVC—U管必須是非鉛鹽穩(wěn)定劑的。我國(guó)在PVC塑料制品中全面禁鉛的序幕己經(jīng)拉開,選擇無(wú)毒、無(wú)污染、復(fù)合、高效的熱穩(wěn)定劑是PVC制品發(fā)展的必由之路,也是門窗用異型材邁向綠色環(huán)保建材的前提。
發(fā)明內(nèi)容有機(jī)錫穩(wěn)定劑鈦白粉氯化聚乙烯活性碳酸鈣ACR加工改性劑本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)錫無(wú)鉛型材,采用有機(jī)錫穩(wěn)定劑以保證型材產(chǎn)品的質(zhì)量,滿足門窗型材中不含鉛、無(wú)毒、環(huán)保的要求。本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案是一種有機(jī)錫無(wú)鉛型材,以聚氯乙烯為主要原料,由以下物質(zhì)組成(按重量計(jì))聚氯乙烯100份1.31.5份810份810份58份1.31.5份復(fù)合蠟-硬鈣潤(rùn)滑體系2.02.9份。所述的有機(jī)錫穩(wěn)定劑采用硫醇丁基錫。所述的復(fù)合蠟-硬鈣潤(rùn)滑體系由下述物質(zhì)組成(按重量計(jì))硬脂酸鈣L21.5份氧化聚乙烯蠟0.20.4份沙索蠟0.61.0份。聚氯乙烯簡(jiǎn)稱PVC樹脂,是塑料門窗異型材的主要成分;聚氯乙烯是以氯乙烯單體制得的聚合物,門窗異型材生產(chǎn)選擇粘數(shù)為108-114,表觀密度為0.5-0.6g/ml的PVC樹脂。有機(jī)錫穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑是聚氯乙烯門窗型材加工過(guò)程中必不可少的一類物質(zhì)。而該發(fā)明使用無(wú)毒、環(huán)保的有機(jī)錫類穩(wěn)定劑。有機(jī)錫類穩(wěn)定劑通常是指含有Sn-C鍵的錫化合物,錫本身是四價(jià),因此,商品化的錫類穩(wěn)定劑都是4價(jià)錫的衍生物,它可分為含硫有機(jī)錫和無(wú)硫有機(jī)錫兩大類,含硫有機(jī)錫的穩(wěn)定性能要好于無(wú)硫有機(jī)錫,因此,我們選用綜合性能優(yōu)良的硫醇丁基錫作為我們的穩(wěn)定劑。鈦白粉鈦白粉是最佳的白色顏料,廣泛用于塑料異型材,它也是一種非常好的光屏蔽劑。金紅石型(R型)鈦白粉相對(duì)密度4.26,折射率2.72,能反射或折射大部分可見(jiàn)光,并能完全吸收波長(zhǎng)小于410nm的紫外線,耐熱性,耐候性好,屏蔽紫外線的作用強(qiáng),是提高型材耐候性的重要原料之一。而進(jìn)口鈦白粉在金紅石型的二氧化鈦外面緊密包裹了一層Si02,含量在1.5%左右,而且還經(jīng)過(guò)Al203處理。使光屏蔽效果更好,大大地提高PVC異型材的耐候性。氯化聚乙烯簡(jiǎn)稱CPE;它是由高密度聚乙烯(HDPE)在鹽酸水溶液中懸浮氯化制得,即用氯原子部分的代替HDPE中氫原子。由于氯化反應(yīng)的不均勻和不完全,在分子鏈中會(huì)有乙烯、氯乙烯等雜鏈,其含氯量通常為25%40%。實(shí)驗(yàn)表明,含氯量為37%的CPE與PVC-U的改性效果最為明顯。CPE與PVC-U相容時(shí),CPE形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包裹了PVC-U顆粒,從而有效地提高了PVC型材的抗沖性能?;钚蕴妓徕}碳酸鈣是無(wú)臭無(wú)味的白色粉末,在配方中主要起填充劑的作用。而活性碳酸鈣就是將碳酸鈣采用脂肪酸和各種偶聯(lián)劑等表面活性劑進(jìn)行表面處理,以大大提高碳酸鈣在PVC中的分散性、補(bǔ)強(qiáng)性,降低對(duì)機(jī)械的磨損及其它性能。在硬質(zhì)PVC異型材中添加活性碳酸鈣,可以提高軟化溫度和硬度,提高型材擠出穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性,減少收縮,避免型材翹曲。ACR加工改性劑是甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯、苯乙烯等單體的共聚物;由于PVC熔體延展性差,易導(dǎo)致熔體破碎;PVC熔體松弛慢,易導(dǎo)致制品表面粗糙、無(wú)光澤及鯊魚皮等。因此,PVC加工時(shí)往往需要加入加工助劑,以改善其熔體上述缺陷。ACR加工改性劑的作用是促進(jìn)PVC的塑化,縮短塑化時(shí)間,提高熔體塑化的均勻性,復(fù)合蠟-硬l丐潤(rùn)滑體系由于PVC樹脂的分子結(jié)構(gòu)本身決定了其極性很強(qiáng),由此產(chǎn)生的分子間作用力使其熔體粘度高,流動(dòng)性差,并對(duì)加工設(shè)備有很強(qiáng)的粘附性;同時(shí)又屬于受熱易分解的熱敏性高聚物。為了防止成型過(guò)程中熔體局部過(guò)熱產(chǎn)生分解,減少熔體對(duì)金屬表面的粘附性及摩擦力,提高熔體的流動(dòng)性,必須加入潤(rùn)滑劑。而不同穩(wěn)定體系的配方加入潤(rùn)滑劑的結(jié)構(gòu)也是不同的,由于鉛鹽穩(wěn)定劑有自潤(rùn)滑性,只要輔以金屬皂類和少量外潤(rùn)滑劑就可滿足配方加工的潤(rùn)滑性能,而有機(jī)錫穩(wěn)定體系有所不同,由于其物料的粘滯性,對(duì)配方中潤(rùn)滑體系的要求很高,不僅要加入外潤(rùn)滑劑,還要加入適量的內(nèi)潤(rùn)滑劑,內(nèi)外潤(rùn)滑劑的種類及比例都較為重要,該發(fā)明在潤(rùn)滑體系的選擇上與其它配方有著較大的不同,通常為了保證加工性,一般使用石蠟-硬鈣潤(rùn)滑體系,但對(duì)有機(jī)錫配方來(lái)說(shuō),型材生產(chǎn)過(guò)程中析出較多,需要頻繁清模,因此,選擇了南非生產(chǎn)的沙索蠟,由于沙索蠟的熔點(diǎn)較高,可有效減少析出,滿足型材高速生產(chǎn)的需要,再輔以硬脂酸鈣以及少量的氧化聚乙烯蠟作為內(nèi)潤(rùn)滑劑以構(gòu)成該發(fā)明有機(jī)錫配方的潤(rùn)滑體系,潤(rùn)滑體系中三種物質(zhì)的作用如下沙索蠟產(chǎn)地南非,石油生產(chǎn)的付產(chǎn)物,直鏈垸烴,熔點(diǎn)較高,潤(rùn)滑效果好。硬脂酸鈣屬金屬皂類穩(wěn)定性,兼具內(nèi)潤(rùn)滑性能;氧化聚乙烯蠟是聚乙烯部分氧化的產(chǎn)物,外觀為白色或淡黃色粉末或顆粒,起內(nèi)潤(rùn)滑作用。本發(fā)明有機(jī)錫無(wú)鉛環(huán)保型材具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)物理機(jī)械性能優(yōu)良;由于有機(jī)錫穩(wěn)定劑在配方中具有螯合作用,使各組份混合更加均勻,塑化更加充分,因此,有機(jī)錫配方體系的型材具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能,尤其是焊角強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度明顯提高。(2)耐候性好。達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8814-2004標(biāo)準(zhǔn)要求。(3)優(yōu)良的加工性能;有機(jī)錫型材具有優(yōu)秀的塑化性,易操作性及節(jié)能效果;有機(jī)錫配方的易塑化性可彌補(bǔ)某些設(shè)備塑化性差,剪切力低的缺陷,也可以說(shuō)有機(jī)錫配方具有對(duì)各種設(shè)備的適應(yīng)性。通常有機(jī)錫配方加工時(shí)各段溫度較鉛體系的要低7-10°C,降低了能耗。(4)優(yōu)異的表面光澤度;使用有機(jī)錫配方生產(chǎn)的型材,其外觀光滑亮澤,手感細(xì)膩如脂。(5)高的出材率;由于錫的相對(duì)密度在1.031.09左右,鉛鹽的相對(duì)密度為7.1,如果填料的用量相同,有機(jī)錫型材相對(duì)密度比鉛鹽型材輕45%左右,即相同斷面、同等壁厚時(shí),有機(jī)錫體系比鉛體系出窗率高45%左右。(6)具有無(wú)鉛、環(huán)保性;以有機(jī)錫為穩(wěn)定劑,不含鉛,避免了鉛析出而危害健康;(7)型材中無(wú)鉛,沒(méi)有遇酸雨、硫化物變色之慮。圖l為混料工藝流程方框圖。圖2型材生產(chǎn)工藝流程方框圖。具體實(shí)施例方式主要原料聚氯乙烯(S-1000,齊魯石化);有機(jī)錫穩(wěn)定劑(硫醇丁基錫T137,法國(guó)阿科瑪);鈦白粉(R105,美國(guó)杜邦);氯化聚乙烯(135A,濰坊亞星);活性碳酸鈣(三寶);ACR加工改性劑(P551,法國(guó)阿科瑪);硬脂酸鈣(重慶長(zhǎng)江化工廠);氧化聚乙烯蠟(北京);沙索蠟(南非)。實(shí)施例1:取PVC100份,有機(jī)錫穩(wěn)定劑1.3份,鈦白粉8份,氯化聚乙烯8份,活性碳酸鈣6份,ACR加工改性劑1.3份,硬脂酸鈣1.2份,氧化聚乙烯蠟0.2份,沙索蠟0.8份。上述物料按以下流程混合制成干混料,其工藝流程如圖l所示首先采用德國(guó)萊梅特全自動(dòng)混料系統(tǒng)制備混合料。制備過(guò)程如下主料PVC通過(guò)倒袋站進(jìn)入PVC料倉(cāng),然后風(fēng)送至主秤中。輔料氯化聚乙烯、ACR加工改性劑、硬脂酸鈣、鈦白粉、活性碳酸鈣通過(guò)各自輔料罐進(jìn)入到輔料秤進(jìn)行稱量,稱量后排入輔料壓送罐,然后風(fēng)送入主秤。主秤中的物料排至熱混機(jī)后,有機(jī)錫穩(wěn)定劑(液體料)和手工稱量的氧化聚乙烯蠟和沙索蠟微量料,手工加入熱混機(jī);經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)葉片強(qiáng)烈摩擦與剪切,熱混至11812(TC時(shí),排料至冷混機(jī),冷混機(jī)降溫至45。C時(shí)排入中間料倉(cāng),風(fēng)送吹入干混料倉(cāng),途中經(jīng)過(guò)篩分機(jī)過(guò)篩,將某些雜物、大塊料等篩除。在干混料倉(cāng)中放置24小時(shí)后,負(fù)壓吸送至擠出機(jī)上料平臺(tái),進(jìn)入擠出機(jī)上料料斗,再排入擠出機(jī)料斗,供擠出機(jī)使用。工藝參數(shù)出料溫度熱混118120。C,冷混《45。C。出料參考時(shí)間熱混59分鐘,冷混46分鐘。干混料按以下流程擠出加工成型,型材生產(chǎn)工藝流程如圖2所示將儲(chǔ)存的干混料加入德國(guó)克勞斯瑪菲雙螺桿擠出機(jī)料斗,物料在擠出機(jī)機(jī)筒塑化均勻后經(jīng)熱模擠出成型,再經(jīng)冷卻定型模真空冷卻定型后,通過(guò)水箱冷卻,覆膜后通過(guò)牽引機(jī)牽引至放料架,到一定長(zhǎng)度進(jìn)行切割,經(jīng)檢驗(yàn)合格后按規(guī)范進(jìn)行包裝,入庫(kù)。擠出工藝溫度(單位°C)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例2:取PVC100份,有機(jī)錫穩(wěn)定劑1.5份,鈦白粉8份,氯化聚乙烯8份,活性碳酸鈣8份,ACR加工改性劑1.3份,硬脂酸鈣1.2份,氧化聚乙烯蠟0.2份,沙索蠟0.8份。操作同實(shí)施例l。實(shí)施例3:取PVC100份,有機(jī)錫穩(wěn)定劑1.5份,鈦白粉8份,氯化聚乙烯10份,活性碳酸鈣8份,ACR加工改性劑1.3份,硬脂酸鈣1.2份,氧化聚乙烯蠟0.2份,沙索蠟0.8份。操作同實(shí)施例1。實(shí)施例4:取PVC100份,有機(jī)錫穩(wěn)定劑1.5份,鈦白粉10份,氯化聚乙烯10份,硬脂酸鈣1.2份,活性碳酸鈣8份,ACR加工改性劑1.3份,氧化聚乙烯蠟0.2份,沙索蠟0.8份。操作同實(shí)施例1。實(shí)施例5:取PVC100份,有機(jī)錫穩(wěn)定劑1.5份,鈦白粉10份,氯化聚乙烯10份,硬脂酸鈣1.5份,活性碳酸鈣8份,ACR加工改性劑1.3份,氧化聚乙烯蠟0.2份,沙索蠟1.0份。操作同實(shí)施例1。本發(fā)明生產(chǎn)的型材各項(xiàng)物理性能按國(guó)標(biāo)GB/T8814-2004標(biāo)準(zhǔn)《門、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》檢測(cè),結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>本發(fā)明型材色澤呈象牙白色,顏色均勻,外觀細(xì)膩潤(rùn)滑,沖擊性能好,焊角強(qiáng)度高,完全符合GB/T8814-2004標(biāo)準(zhǔn)要求。特別是其衛(wèi)生性能,經(jīng)SGS國(guó)際權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)檢測(cè),型材中不含鉛。9權(quán)利要求1、一種有機(jī)錫無(wú)鉛型材,以聚氯乙烯為主要原料,其特征在于由以下物質(zhì)組成(按重量計(jì))聚氯乙烯100份有機(jī)錫穩(wěn)定劑1.3~1.5份鈦白粉8~10份氯化聚乙烯8~10份活性碳酸鈣5~8份ACR加工改性劑1.3~1.5份復(fù)合蠟-硬鈣潤(rùn)滑體系2.0~2.9份。全文摘要本發(fā)明涉及一種有機(jī)錫無(wú)鉛型材,由以下物質(zhì)組成(按重量計(jì))聚氯乙烯100份、有機(jī)錫穩(wěn)定劑1.3~1.5份、鈦白粉8~10份、氯化聚乙烯8~10份、ACR加工改性劑1.3~1.5份、復(fù)合蠟-硬鈣潤(rùn)滑體系2.0~2.9份。經(jīng)配方計(jì)量后首先加工成混合料,再用雙螺桿擠出機(jī)擠出型材。本型材色澤均勻柔和,沖擊性能好,組裝門窗后焊角強(qiáng)度高,出材率高,完全符合或超過(guò)GB/T8814-2004標(biāo)準(zhǔn)要求。尤其是使用了符合世界衛(wèi)生組織飲用水質(zhì)量指導(dǎo)文件的有機(jī)錫穩(wěn)定劑,完全擯棄了鉛鹽穩(wěn)定劑,徹底實(shí)現(xiàn)了無(wú)鉛。文檔編號(hào)C08K5/098GK101362847SQ20081015110公開日2009年2月11日申請(qǐng)日期2008年9月26日優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日發(fā)明者劉信社,姜晴莉,健朱,李本立,王永兵,郭文樂(lè)申請(qǐng)人:西安高科建材科技有限公司