PVC塑料门窗的研究

第 13卷 第 3期 l999 9 沈 阳 化 工 学 院 学 报 JOURNAL OF SHF~NYANG INST[TUTE OF CHEM]CAL丁ECHNO【 Y Vo]l3 N0 3 Sev 1999 文章编号： 1004—4639(1999)03—0222—05 '2-．．7／f"V'I~ PVC塑料门窗异型材配方研究 张秀斌 ， 周克刚 (沈而 鬲而 ) z-U5-~z．毛 摘 要 ： 研究 了几种重要添加荆在 PVC塑耕异型材 中的使用效果和 最佳用量 结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明：(1)型材中加入 适量的焊 角强度 改性荆 可gJ．显著提 高型材 的焊 角强度 ；(2)增韧 荆 CPE加入量以8～lO份为寅，超过 20份会严重影响型材的焊角强度 ；(3)型材中添加 少量 超细活性轻质碳酸钙破果较好，加入量以 5～7份为宜．通过试验提高了异型材性 能，PVC 异型材各项性能指标符告国标要求 关键词：!墨墨丝；．!塑芝至 ±扯 ! 垦 固 乃) 中图分类号： TU 532 文献标识码： A PVC树脂配合不同助剂可以加工成软制品、硬制品、透明制品及不透明制品等⋯ 但是， 只有将 PVC树脂与稳定剂、润滑剂、增韧剂、加工助剂及填充剂等合理配合，才能生产出优质 价廉的 PVC塑料制品 门窗用 PVC塑料异型材不仅要求具有较高的力学性能，而且还必须具 备较好的耐老化性能、可焊接性能、尺寸稳定性以及低廉的成本等特点fzl本文仅对 PVC塑料 异型材中常用的几种重要添加剂作了研究 ，通过实验确定了这些掭加剂在 Pvc塑料异型材中 的最佳用量，为生产优质价廉的 PVC塑料异型材奠定基础． 1 实验部分 1 l 主要原材料 PVC树脂，SG-5型，锦西化T(集团)有限责任公司生产； cPE(氯化聚乙烯)，135A型， 山东亚星化工集团总公司生产； ACR(聚丙烯酸酯类)，401型，黑龙江安达新龙化工厂生产； 三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸、石蜡、轻质碳酸钙等 均为工业品． 1．2 工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 生产 PVC塑料异型材工艺流程如附图所示 收稿日期：1998—11—25 作者简介：张秀斌(1960一)，男，黑龙江肇衷』、，副教授．主要飙事高分子合金、复合材科、塑料橡胶改性及制品研究 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3期 张秀斌等 ：PVC塑料 1'7窗异型材配方研究 223 PVC树脂 由室温开至】25℃ 各种助剂 高建混音机 高速 由125℃牟至柏℃ 混合—] 广 附 图 工 艺流程 示意图 薯一挤出一簧譬 1 3 实验方法及设备 1 3．1 低温落锤冲击试验 截取型材长(300±5)mm，每组试样 10个．将试样放在一10℃的电冰箱 中保温 4 h。取出 后立即用承德市金键检测仪器厂生产的 XJC-10型落锤冲击试验机冲击，用肉眼观察试样破裂 个数 1．3 2 焊角强度试验 截取长为 250 mm型材 2段，并将其一端截成 45。角，然后在热板焊接机上焊接．将焊接好 的试样在 16--28℃环境中放置 16 h，再在同样温度下用承德市金键检测仪器厂生产的 Ⅺ旺) 系列焊角强度测定仪测其焊角强度，每组 5个试样，取平均值． 1．3．3 型材挤出 型材挤出是在大连声光塑料机械工业公司生产的 s】SZ-60×22锥型双螺杆塑料挤出机上 完成的．挤出机各段温度设定如表 1所示． 表 l 挤出机各段温度设定值 2 实验结果与讨论 2．1 稳定体系的选择 目前生产 Pvc塑料异型材通用的稳定体系有 4类 ，即 Ba／CA；Ba／Cd／Pb(Pb／Ba／Cd)； Pb；有机锡．我国目前主要采用铅系稳定剂．PVC异型材中常用的铅盐有三盐基硫酸铅、二盐 基亚磷酸铅、硬脂酸铅等 ．三盐基硫酸铅能赋于 PVC较好的成型热稳定性，二盐基亚磷酸铅能 赋于型材较好的光稳定性和耐候性．因此，通常将三盐、二盐、硬脂酸铅并用以达到取长补短的 目的．试验得出：三盐／二盐／硬脂酸铅／硬脂酸钙／硬脂酸钡配比为3．2／2．8／o．5／0．5／0．4时， 具有较好的综台稳定效果，PVC树脂成型加工性良好，型材的耐候性能符合国标要求． 2 2 增韧剂 CPE用量确定 用于 PVC异型材生产的增韧剂主要有 CPE、EVA和 ACR树脂 ，我国目前主要采用 CPE 增韧体系．CPE增韧剂的主要特点是增韧效果不仅依赖于 CPEmtlt c ，而且对成型加工条件 有很强的依赖性【 ．只有选择合适的成型加工条件，才能获得最佳增韧效果 表 2表明在最佳 成型工艺条件下 ，CPE加入量对异型材 (以 60框为例)冲击韧性及焊角强度的影响． 维普资讯 http://www.cqvip.com 沈 阳 化 工 学 院 学 报 1999年 表 2 CPF用量对型材 冲击韧性及焊角强度影响 表 3 ACR用量对型材性能影响 从表 2可 看 出，随 CPE用量增加 ，型材的冲击韧性明显 提高，体系中形成网络聚合 物 J，可用剪切屈服增韧理论 5给予合理的解释 但是 C'PE用量对型材焊角强度的影响不明 显，若 cPE用量过多会导致型材热变型温度降低、弹性模量下降，因此 CPE最佳用量以8～10 份为宜 实验中还发现过多的 CPE会严重影响型材的焊角强度，当C'PE含量达 2O份以上时， 型材会出现脱焊现象 由于 CPE颗粒大，生产中用锥型罐装粉料时，如果罐的锥度选择不当， 粉辩下落过程中可能会出现 CPE分离现象 ，导致罐底料 CPE含量过高 (严重时可高达 30 ％)，出现型材发敦、焊角强度极低的现象 2．3 加工助剂 ACR用■确定 在 PVC异型材配方中加入适量的 AcR．401加工助剂，可以增加 PvC塑化速度、提高熔 体强度、改善型材表面光度、提高型材质量．但是加入量要适当，过多地加入 ACR加工助剂，不 仅会增加材料成本，而且还会降低型材的冲击韧性 实验结果见表 3．从表 3可以看出，加工助 剂 ACR．401用量以 2～3份为宜 2．4 填料轻质碳酸钙的应用 PVC型材中添加适量的轻质碳酸钙，不仅可以适当降低型材成本，而且有利于提高型材 的某些性能{如尺寸稳定性) 最好选用超细活性轻质碳酸钙，表 4为实验结果． 表 4 轻钙品种及用量对型材性能影响 从表 4可以看出，配方中适当添加超细活性轻质碳酸钙，不但不会降低型材的冲击韧性， 而且还可以适当提高型材的焊角强度 ，以达到改善性能、降低成本的 目的 轻钙加入量一般以 5-7份为宜 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3期 张秀斌等 ：PVC塑料门窗异型材配方研究 2 5 焊角强度改性剂的应用 实验发现用传统配方生产的异型材焊角强度不高，一般很难满足国标要求(砷 框国家标 准要求不低于 5 000 N)，而型材的焊角强度又直接关系到塑钢门窗的使用寿命及安全性能，因 此，在配方中添加适量的焊角强度改性剂是完全必要的 表 5、表 6为试验结果． 表 5 焊角强度改性剂 A对型材 表 6 焊角强度改性剂 I3对型材 焊角强度及冲击韧性影响 焊角强度及冲击韧性影响 从以上实验结果可以看出，焊角强度改性剂 A、B都能显著提高型材的焊角强度，但同时 也会降低型材的冲击韧性，因此必须严格控制其用量．对焊角强度改性剂 A和 B，最佳用量分 别为 0．08～0．1份和 1～1 5份．关于焊角强度改性剂的作用机理目前还不十分清楚 但实验 发现，应用改性剂的试样，破裂发生在焊口附近的型材基体上，而且焊肉较多；而不加改性剂的 试样，破裂发生在焊口处，破裂面焊肉较少，破裂面较光滑．因此可以推测，焊角强度改性剂可 能具有以下两种功能： (1)类似于增粘剂的作用，增加焊接面的粘性，提 高焊角强度 ； (2) 使大分子扩散速度增加，提高本体焊接强度． 3 结 论 (1) 在 PVC塑料异型材配方中，添加适量的焊角强度改性剂可 以显著提高型材的焊角 强度 ，从而使型材的各项性能指标符合国标要求． (2) CPE增韧 PVC生产门窗用异型材效果较好．a)F最佳用量以 8～l0份为宜．用量 过多会严重影响型材的焊角强度 ，生产过程中应避免CPE与 PVC分离． (3) 在 PVC塑料异型材配方中添加 5～7份超细活性轻质碳酸钙，可以起到改善型材性 能、降低成本的作用． 参考文献 ： [1] [美]纳斯 L I．聚氯乙烯太全[M]．韩宝仁，等译 北京：化学工业出版社，1987 1334． [2] 张孝传．化学建材，t995(增刊)：23． [3] 徐春晖．CPE改性硬质 Pvc[J]．塑料，1997(1)：26． 【4] 韩宝仁．硬质 PVC门窗异型材用聚丙烯酸醢类(ACR)抗冲击改性剂【J]．塑料，1997(5)：7 【5] 日本高分子学会 塑料台盒[M]朱洪法，等译．北京：中国轻工业出版社 1992 169． 维普资讯 http://www.cqvip.com 沈 阳 化 工 学 院 学 报 1999拒 Study on Oomposition of Raw Material of Unplasticized PVO Door and W indow Profiles ZHANG Xiu—bin， ZHOU Ke-gang (Shenyang Institute of Chemical Technology，Shenymag 1 10021，China) Abstract： The effectiveness and optimum content of Ne-41~raI kinds of additives used in the pro ducing of unplasticized PVC profiles was studied by experiment．The result was that(1)the ad— ditives of welding strength were able tO increa~the welding strength of PVC pro{iles，(2)the optimum content of CPE resin W&5 from 8 to 10 portions when PVC was 100 protions，if content of CPE resin was 1Tlore than 20 portions，the welding strength of profiles&op~d rapidly and(3) the use of very fine active sediment calcium carbonate jn the component showed good results and the optimum content of calcium carbonate W~ke,5～7 portions Therefore，the streng th of the pro— files wasincreasedand v甩s upto theChina’S Standards ． Key words： PVC； plastic profiles ； streng th of welding 《。 阜}* ’ * * 阜}* } l化院导师简介《 啪 { { 并 { 并 {z 李三喜 男，1962年生，教授，现任沈阳 化工学院材料科学与工程系副主任、民盟沈阳 市委副主委、辽宁省政协委员．毕业于中山大 学化学系，1983年 ～1989年在 中科院长春应 用化学研究所学习，获理学博士学位．1991年 11月至 1994年 12月在意大利米兰大分子化 学研究所进行博士后研究工作．1997年 7月 ～ 1998年 7月在韩国 I 化学公司聚烯烃研 究开发中心进行合作研究．主要从事高分子材 料方面有关课程的教学和聚烯烃合成与改性、 高性能高分子材料的合成等方面的研究工作 已在国内外学术会议上发表论文 30余篇，在 国内外学术刊物上发表研究论文 3O篇． 高恩君 男，1962年生，教授，理学硕士， 现在职攻读博士学位 ．1993年 3月～8月赴俄 罗斯远东工艺学 院进修．1995年破格晋升副 教授 ，1999年破格晋升教授．现从事配位超分 子化学与生物无机化学的研究工作．参加完成 1项国家自然科学基金项 目；主持完成 1项沈 阳市科技基金项 目；主持完成 2项辽宁省自然 科学基金项 目；有 2项研究成果获 1995、1996 年度辽宁省教委科技进步二、三等奖；1项成 果获 1998年度沈阳市科技进步三等奖．累计 发表学术论文 4O余篇，有 13篇论文被美国化 学文摘(CA)收录，2篇论文被国际权威检索 杂志(科学引文索引(scI))收录．先后被辽宁 省人民政府、共青团沈阳市委等授予“辽宁省 首届青年先进科技工作者”、“辽宁省首届高校 十佳青年教师”和“沈阳市青年科技先锋”荣誉 称号，人选辽宁省首批“百千万人才工程”百千 层次人才 维普资讯 http://www.cqvip.com