本發(fā)明屬于型材領(lǐng)域，具體涉及一種高性能PVC/SAN合金自增強(qiáng)型材及其生產(chǎn)方法。PVC/SAN合金自增強(qiáng)型材共擠出一體成型，主要應(yīng)用于塑料門窗，提升PVC塑料門窗的節(jié)能效果和強(qiáng)度。
背景技術(shù)：
：聚氯乙烯門窗型材作為新興的化學(xué)建筑材料，因其具有節(jié)能、隔熱、保溫、環(huán)保、安裝簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，已成為我國(guó)建筑業(yè)中必不可少的新型建材。由于聚氯乙烯型材本身強(qiáng)度遠(yuǎn)低于鋁質(zhì)、鐵質(zhì)等金屬材料，且門窗制作需要安裝五金配件，需要承受啟閉力和自身重量，門窗安裝后將會(huì)承受自然環(huán)境中的風(fēng)壓，因此，聚氯乙烯塑料門窗本身需要具有一定的強(qiáng)度和抗風(fēng)壓能力。目前，聚氯乙烯塑料門窗加工時(shí)主要通過在型材中添加襯鋼以提升成窗后整體強(qiáng)度和抗風(fēng)壓性能?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般型材與襯鋼是分開的，需要在門窗組裝過程中人工穿入，并進(jìn)行固定，增加了門窗組裝程序，消耗了鋼材。同時(shí)，由于襯鋼是熱的良導(dǎo)體，在塑料門窗中添加后增加了其傳熱系數(shù)，不利于保溫和節(jié)能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高性能PVC/SAN合金自增強(qiáng)型材，提升塑料型材本身強(qiáng)度和節(jié)能效果。本發(fā)明還提供了一種高性能PVC/SAN合金自增強(qiáng)型材的生產(chǎn)方法，設(shè)置主擠出機(jī)和共計(jì)擠出機(jī)，通過共計(jì)一體成型，得到高強(qiáng)度的型材。本發(fā)明提供的一種高性能PVC/SAN合金自增強(qiáng)型材，包括增強(qiáng)體和PVC基材；所述增強(qiáng)體包括以下重量份的原料：苯乙烯-丙烯晴共聚物40-80份玻璃纖維20-60份。利用高強(qiáng)度高流動(dòng)性的玻璃纖維增強(qiáng)苯乙烯-丙烯晴共聚物，由玻璃纖維和苯乙烯-丙烯晴共聚物混合而成。所述的PVC基材含有以下重量份的原料：所述的PVC聚合度為1000；所述穩(wěn)定劑為環(huán)保鈣鋅或復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑；所述鈦白粉為金紅石型；所述抗沖改性劑為氯化聚乙烯、抗沖ACR改性劑或其共混物；所述ACR加工助劑為丙烯酸酯類共聚物；所述填料為活性輕質(zhì)碳酸鈣；所述調(diào)色劑為群青和/或群紫。ACR加工助劑：丙烯酸類聚合物，外觀為白色粉末，它在本發(fā)明中起促進(jìn)PVC塑化，增強(qiáng)PVC熔體的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)度和彈性度，改善PVC抗沖擊性能及加工性能。CPE：目前國(guó)內(nèi)PVC型材配方主要使用CPE作為抗沖改性劑，具有使用成本低和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。CPE本身呈鏈狀結(jié)構(gòu)，在加工中形成立體網(wǎng)絡(luò)，分子鏈中柔軟的PE鏈段提供韌性；類似PVC被氯化的鏈段，提供與PVC的相容性，CPE改性PVC作用的發(fā)揮與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成情況有很大關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)型抗沖改性劑獲得最佳物理機(jī)械性能的加工范圍相對(duì)較窄，抗沖強(qiáng)度隨PVC混合料混煉和加工條件的變化較為敏感，同時(shí)拉伸強(qiáng)度和模量以及熱變形溫度的下降幅度較大?？箾_ACR改性劑：一種殼-核結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，內(nèi)核為輕度交聯(lián)的丙烯酸丁酯，類似橡膠的彈性體；外殼是甲基丙烯酸甲酯，提供與PVC的良好相容性。ACR是通過核層的彈性體來吸收PVC所受到的沖擊能量的，因此，ACR的應(yīng)用受加工條件的影響更小，加工范圍更寬，分散更為均勻，可以有效地提升PVC塑料型材的耐低溫沖擊性能和表觀質(zhì)量。填料:在PVC中加入某些無機(jī)填料作為增量劑，以降低成本，同時(shí)提高某些物理機(jī)械性能(如硬度、熱變形溫度、尺寸穩(wěn)定性與降低收縮率)，增加電絕緣性和耐燃性。增加產(chǎn)品體積、降低成本,改善加工性能(如調(diào)節(jié)粘度、流變性能、硫化性能),提高尺寸穩(wěn)定性,補(bǔ)強(qiáng)或半補(bǔ)強(qiáng),提高印刷性能,提高物理性能(如耐熱性、消光性、耐磨性、阻燃性、白度、光澤度)等。鈦白粉:在塑料中加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，增強(qiáng)制品的機(jī)械強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。一種高性能PVC/SAN合金自增強(qiáng)型材的生產(chǎn)方法,具體為：將PVC基材和增強(qiáng)體共擠一體成型；分別用主擠出機(jī)和共擠擠出機(jī)；主擠出機(jī)用于PVC基材擠出，共擠機(jī)用于增強(qiáng)體擠出，同時(shí)擠出，并在模具中合流后冷卻成型。進(jìn)一步的，在生產(chǎn)中設(shè)置一臺(tái)主擠出機(jī)和兩臺(tái)共擠擠出機(jī)；所述的PVC/SAN合金型材SAN型材應(yīng)該具有一種襯鋼結(jié)構(gòu)，與PVC型材基材一起擠出成型,作為PVC/SAN合金自增強(qiáng)型材的增強(qiáng)部位。所述的主擠出機(jī)為雙螺桿PVC塑料型材擠出機(jī)，生產(chǎn)工藝參數(shù)為：筒1:175-200℃，筒2：175-200℃，筒3：175-200℃，筒4:170-195℃，筒5：170-195℃，連接體溫度：170-180℃，螺桿溫度：120-150℃，螺桿轉(zhuǎn)速：7-20rpm，喂料轉(zhuǎn)速：8-45rpm，擠出負(fù)荷：35-60％。所述的共擠擠出機(jī)為單螺桿擠出機(jī)，生產(chǎn)工藝參數(shù)分別為：筒1:200-245℃，筒2:200-245℃，筒3:200-245℃，模區(qū)溫度：200-250℃，螺桿轉(zhuǎn)速：40-100rpm。進(jìn)一步的，增強(qiáng)體流道設(shè)計(jì)：壓縮比3-6；根據(jù)增強(qiáng)材料的原料特性，在擠出條件下的狀態(tài)，以及最終成型壁厚確定壓縮比3-6，使得增強(qiáng)材料密實(shí)，提高型材的機(jī)械性能。進(jìn)一步的，增強(qiáng)體流道壓縮角控制20-40度；根據(jù)型材斷面圖形，計(jì)算出增強(qiáng)材料的間隙總面積，結(jié)合選取的壓縮比，計(jì)算出材料的穩(wěn)流區(qū)域的總橫截面積，保證物料在穩(wěn)流區(qū)域內(nèi)，等速均衡的流向各個(gè)待壓縮區(qū)域。本發(fā)明采用壓縮角在20-40度之間，確保物料流動(dòng)順滑，無死角，順利進(jìn)入模具的成型段區(qū)域，形成所需斷面形狀的融胚。進(jìn)一步的，增強(qiáng)體流道喉徑為穩(wěn)流段間隙總面積的1.2-1.5倍；取決于穩(wěn)流段的間隙的總面積，一般喉徑的橫截面積要大于穩(wěn)流段間隙的總面積，這樣才能保證物料在流道內(nèi)有足夠擠出壓力。進(jìn)一步的，流道一般采用由主干道和分流道結(jié)合的方式來設(shè)計(jì)，主干道的橫截面要大于各個(gè)分流道的橫截面積之和，且分流道要帶有一定的料流擴(kuò)張角，保證料流分配均勻，流動(dòng)順滑。結(jié)合型材的斷面結(jié)構(gòu)和型材的擠出速度來計(jì)算出所需共擠設(shè)備的產(chǎn)能，選用合適的共擠設(shè)備，來滿足共擠流道的產(chǎn)能需求。本發(fā)明中原料用量對(duì)產(chǎn)品成型效果影響較大，溫度設(shè)置需盡可能的接近，PVC180-200℃成型，若PVC加工溫度設(shè)置較高，由于PVC高溫加工易分解，需要消耗較高的熱穩(wěn)定劑，增加配方成本。SAN在200-240℃成型，若SAN加工溫度設(shè)置較低，SAN產(chǎn)品成型效果不好，塑化效果不佳，影響材料性能。而如果SAN加工溫度設(shè)置較高，二者結(jié)合時(shí)易發(fā)生熱量交換，導(dǎo)致PVC分解。而且若二者溫度結(jié)合時(shí)若相差溫度較大，由于溫差導(dǎo)致冷卻速度差異，如差異較大可能導(dǎo)致產(chǎn)品變形，或者二者結(jié)合效果不好，出現(xiàn)分離。因此SAN加工工藝溫度盡可能降低，PVC加工工藝溫度盡可能升高，保證二者結(jié)合效果；SAN材料的特點(diǎn)就是加工成型溫度低，與PVC材料結(jié)合更好，同時(shí)材料密度小，強(qiáng)度好。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明玻璃纖維增強(qiáng)苯乙烯-丙烯晴共聚物，與PVC基材共擠一體成型，得到PVC合金自增強(qiáng)型材，具有高強(qiáng)度和良好的保溫效果。附圖說明圖1為本發(fā)明生產(chǎn)的PVC合金自增強(qiáng)型材的斷面圖Ⅰ；1為PVC基材，2為增強(qiáng)體；圖2為本發(fā)明流道設(shè)計(jì)示意圖；圖3為本發(fā)明生產(chǎn)的PVC合金自增強(qiáng)型材的斷面圖Ⅱ；1為PVC基材，2為增強(qiáng)體；圖4為本發(fā)明生產(chǎn)的PVC合金自增強(qiáng)型材的斷面圖Ⅲ；1為PVC基材，2為增強(qiáng)體；圖5為本發(fā)明生產(chǎn)的PVC合金自增強(qiáng)型材的斷面圖Ⅴ；1為PVC基材，2為增強(qiáng)體；圖6為本發(fā)明生產(chǎn)的PVC合金自增強(qiáng)型材的斷面圖Ⅵ；1為PVC基材，2為增強(qiáng)體；圖7為本發(fā)明生產(chǎn)的PVC合金自增強(qiáng)型材的斷面圖Ⅶ；1為PVC基材，2為增強(qiáng)體。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說明。本實(shí)施例中的“份”指的是“重量份”。實(shí)施例1一種高性能PVC/SAN合金自增強(qiáng)型材，包括增強(qiáng)體和PVC基材；1、PVC基材配方配比如下表所示：通過自動(dòng)配料系統(tǒng)將所需的物料按一定配方比例自動(dòng)計(jì)量后投入到熱混合機(jī)中進(jìn)行混合，熱混過程中經(jīng)熱混排潮充分去除混合料中的水分，物料在熱混合機(jī)中混合到工藝溫度(120℃)后排入到冷混合機(jī)中，冷混至40℃經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)和震動(dòng)篩去除異物后進(jìn)入儲(chǔ)存罐，并均化24小時(shí)輸送至擠出機(jī)料斗。2、增強(qiáng)體配方配比原料名稱質(zhì)量份數(shù)苯乙烯-丙烯晴共聚物50玻璃纖維503、主機(jī)采用雙螺桿擠出機(jī)，兩臺(tái)共擠機(jī)分別為單螺桿擠出機(jī)，生產(chǎn)工藝如下：主擠出機(jī)生產(chǎn)工藝：共擠擠出機(jī)生產(chǎn)工藝：共擠機(jī)1共擠機(jī)2筒1溫度，℃220220筒2溫度，℃220220筒3溫度，℃220220模區(qū)溫度，℃230230轉(zhuǎn)速，rpm68764、型材彎曲彈性模量檢測(cè)對(duì)比PVC塑料型材PVC/SAN合金型材彎曲彈性模量，MPa27455458模量提升/98.8％實(shí)施例2一種高性能PVC/SAN合金自增強(qiáng)型材，包括增強(qiáng)體和PVC基材；1、PVC基材配方配比如下表所示：原料名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)PVC100輕質(zhì)活性碳酸鈣10鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑3.7鈦白粉8CPE10加工助劑1群青0.03通過自動(dòng)配料系統(tǒng)將所需的物料按一定配方比例自動(dòng)計(jì)量后投入到熱混合機(jī)中進(jìn)行混合，熱混過程中經(jīng)熱混排潮充分去除混合料中的水分，物料在熱混合機(jī)中混合到工藝溫度(120℃)后排入到冷混合機(jī)中，冷混至40℃經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)和震動(dòng)篩去除異物后進(jìn)入儲(chǔ)存罐，并均化24小時(shí)輸送至擠出機(jī)料斗。2、增強(qiáng)體配方配比3、主機(jī)采用雙螺桿擠出機(jī)，兩臺(tái)共擠機(jī)分別為單螺桿擠出機(jī)，生產(chǎn)工藝如下：主機(jī)生產(chǎn)工藝：生產(chǎn)工藝螺桿溫度，℃135筒1溫度，℃185筒2溫度，℃185筒3溫度，℃185筒4溫度，℃178筒5溫度，℃178連接體溫度，℃178模1溫度，℃195模2溫度，℃200模3溫度，℃198模4溫度，℃206螺桿轉(zhuǎn)速，rpm6.9喂料，rpm8.0牽引，m/min1.69負(fù)荷，％35熔溫，℃192熔壓，bar245共擠擠出機(jī)生產(chǎn)工藝：共擠機(jī)1共擠機(jī)2筒1溫度，℃235235筒2溫度，℃240240筒3溫度，℃240240模區(qū)溫度，℃240240轉(zhuǎn)速，rpm61704、型材彎曲彈性模量檢測(cè)對(duì)比PVC塑料型材PVC/SAN合金型材彎曲彈性模量(MPa)27455534模量提升(％)/101.6％本發(fā)明導(dǎo)熱系數(shù)PVC合金自增強(qiáng)型材導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼鐵的導(dǎo)熱系數(shù)，在保證高強(qiáng)度的條件下，保溫性能好。而且密度小，體現(xiàn)材料質(zhì)量輕，降低整窗重量。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3