本发明涉及门窗材料
技术领域：
，具体涉及一种门窗用多性能塑钢型材及其制备方法。
背景技术：
：随着工业的发展，塑料在化工、轻工、农业、建材、机电、纺织等行业中的应用越来越广泛，塑料的成型和加工技术的发展也越来越迅速。尤其近几年来，钢塑共挤门窗异型材的兴起，使塑料在建筑工业中的地位越来越重要，并且生产及生活中对门窗材料产品应用提出了更高的要求。现有大部分门窗为木材或者铝合金材质，木材中含有较多的植物纤维，从而使得在长期使用过程中，尤其是在潮湿的环境下，木材料极易因水分含量较多导致细菌生长，从而使得塑木材料霉变报废，进而提高使用成本；铝合金材料成本较高，密度较大，门窗较为笨重。塑钢型材简称塑钢，主要化学成分是pvc，因此也叫pvc型材。是被广泛应用的一种新型的建筑材料，由于其物理性能如刚性、弹性、耐腐蚀，抗老化性能优异，通常用作是铜、锌、铝等有色金属的佳代用品。在房屋建筑中主要用于推拉，平开门窗、护栏、管材和吊顶材料的应用，通过新的工艺流程处理也广泛用在汽车发动机保护板方面，不仅重量轻，而且韧性好，具有刚的优良性质，有时候也被称作合金塑钢。虽然塑钢材料广泛应用，但是随着社会的进步，要不断提高其性能，例如强度、韧性、耐热性、保温性、隔音性、抗静电性、耐紫外性等性能。而且我国塑钢型材绝大部分使用铅盐稳定剂，成品含铅量在0.6%－1.2%之间。铅是一种对人体有害的物质，当劣质型材老化时，会析出含铅粉尘，长期接触后会使血液中铅含量超标，甚至铅中毒。因此需要提高塑钢型材的安全性，同时不提高成本。技术实现要素：针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种门窗用多性能塑钢型材，该塑钢型材具有耐磨、耐腐蚀、阻燃防火、防静电等多种优异的性能，其表面光洁润滑，在温差大的情况也不会产生变形，材料的韧性强度较为优越、性能稳定；同时本发明的制备方法原料组分安全可靠，对环境无害且原料易得，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。本发明解决技术问题采用如下技术方案：本发明提供了一种门窗用多性能塑钢型材，包括以下重量份的原料：阻燃抑烟剂8-14份、聚氯乙烯树脂70-80份、乙烯-醋酸乙烯共聚物15-25份、膨化石墨4-6份、导电炭黑2-4份、加强填物10-16份、纳米二氧化硅3-5份、加工添加剂10-14份、增效助剂9-13份、三氧化二锑1-3份、偶联剂5-7份。优选地，所述门窗用多性能塑钢型材包括以下重量份的原料：阻燃抑烟剂11份、聚氯乙烯树脂75份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、膨化石墨5份、导电炭黑3份、加强填物13份、纳米二氧化硅4份、加工添加剂12份、增效助剂11份、三氧化二锑2份、偶联剂6份。优选地，所述阻燃抑烟剂为锡酸锌、α-磷酸锆、季磷盐表面活性剂、氢氧化镁按照重量比3:2:0.4:1组成的混合物。优选地，所述加强填料为纳米硼纤维、氧化锌晶须和玻璃纤维按照重量比2:3:1组成的混合物。优选地，所述加工助剂为增塑剂、润滑剂、分散剂按照重量比5:1:3组成的混合物；所述增塑剂为合成植物酯，所述润滑剂为pe蜡，所述分散剂为硬脂酸盐。优选地，所述增效助剂为热稳定剂、抗冲击改性剂、抗氧剂按照1:1:2组成的混合物。优选地，所述热稳定剂为含羟基芳基亚磷酸酯，所述抗冲击改性剂为聚丙烯酸酯抗冲改性剂，所述抗氧剂为抗氧剂tnp。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。本发明还提供一种门窗用多性能塑钢型材的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将偶联剂、导电炭黑、纳米二氧化硅、三氧化二锑、膨化石墨加入高速搅拌机中，在搅拌转速为200-300r/min下搅拌15-25分钟，得到混合物a；步骤三，将聚氯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、加工添加剂、增效助剂混合加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为80-90℃下，搅拌10-20分钟，搅拌转速为250-350r/min，再加入阻燃抑烟剂、加强填物和步骤二制备的混合物a，升温至110-115℃，继续搅拌5-9分钟，搅拌转速400-500r/min，冷却至室温出料得到混合物b；步骤四，将混合物b送入双螺杆挤出机，料筒和机头温度为175-185℃，螺杆转速为80-100r/min，挤出得到型材，再将型材送入-14至-18℃，真空环境下冷却10-14秒，再经牵引，牵引速度控制在20-24cm/min，即得发明的门窗用多性能塑钢型材。优选地，所述门窗用多性能塑钢型材的制备步骤为：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将偶联剂、导电炭黑、纳米二氧化硅、三氧化二锑、膨化石墨加入高速搅拌机中，在搅拌转速为250r/min下搅拌20分钟，得到混合物a；步骤三，将聚氯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、加工添加剂、增效助剂混合加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为85℃下，搅拌15分钟，搅拌转速为300r/min，再加入阻燃抑烟剂、加强填物和步骤二制备的混合物a，升温至112℃，继续搅拌7分钟，搅拌转速450r/min，冷却至室温出料得到混合物b；步骤四，将混合物b送入双螺杆挤出机，料筒和机头温度为180℃，螺杆转速为90r/min，挤出得到型材，再将型材送入-16℃，真空环境下冷却12秒，再经牵引，牵引速度控制在22cm/min，即得发明的门窗用多性能塑钢型材。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）本发明的一种门窗用多性能塑钢型材添加了阻燃抑烟剂，主要为锡酸锌、α-磷酸锆、季磷盐表面活性剂、氢氧化镁，几者协同作用，提高了阻燃抑烟剂的阻燃和抑烟效率，减少阻燃抑烟剂的使用量，同时保证的塑钢型材的力学性能不受影响。（2）本发明的一种门窗用多性能塑钢型材添加的膨化石墨和导电炭黑一方面提高了塑钢型材的表面光滑程度，另一方面使得材料具有一定导电性能，减少了静电现象的产生，防止了灰尘的聚集，提高了材料的耐污染性能。（3）本发明的一种门窗用多性能塑钢型材添加的加强填料主要为纳米硼纤维、氧化锌晶须和玻璃纤维，几者协同作用能够有效提高塑钢材料耐磨和机械性能，增强其韧性强度，拉升强度和抗压强度都有较明显的提升。（4）本发明的一种门窗用多性能塑钢型材添加的加工助剂，主要为增塑剂、润滑剂、分散剂，此外还添加了增效助剂为热稳定剂、抗冲击改性剂、抗氧剂，其中抗氧剂能够有效提高塑钢材料的耐老化性能，增塑剂能提高塑钢型材的韧性和强度，润滑剂能提高表面光滑程度，多种添加剂的使用提高了塑钢型材的韧度、强度、抗蠕变等性能，增强了其耐磨、耐腐蚀的特性。（5）本发明的一种门窗用多性能塑钢型材具有耐磨、耐腐蚀、阻燃防火、防静电等多种优异的性能，其表面光洁润滑，在温差大的情况也不会产生变形，材料的韧性强度较为优越、性能稳定；同时本发明的制备方法原料组分安全可靠，对环境无害且原料易得，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1.本发明提供了一种门窗用多性能塑钢型材，包括以下重量份的原料：阻燃抑烟剂8份、聚氯乙烯树脂70份、乙烯-醋酸乙烯共聚物15份、膨化石墨4份、导电炭黑2份、加强填物10份、纳米二氧化硅3份、加工添加剂10份、增效助剂9份、三氧化二锑1份、偶联剂5份。优选地，所述阻燃抑烟剂为锡酸锌、α-磷酸锆、季磷盐表面活性剂、氢氧化镁按照重量比3:2:0.4:1组成的混合物。本实施例中的加强填料为纳米硼纤维、氧化锌晶须和玻璃纤维按照重量比2:3:1组成的混合物。本实施例中的加工助剂为增塑剂、润滑剂、分散剂按照重量比5:1:3组成的混合物；所述增塑剂为合成植物酯，所述润滑剂为pe蜡，所述分散剂为硬脂酸盐。本实施例中的增效助剂为热稳定剂、抗冲击改性剂、抗氧剂按照1:1:2组成的混合物。本实施例中的热稳定剂为含羟基芳基亚磷酸酯，所述抗冲击改性剂为聚丙烯酸酯抗冲改性剂，所述抗氧剂为抗氧剂tnp。本实施例中的偶联剂为硅烷偶联剂。本实施例的一种门窗用多性能塑钢型材的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将偶联剂、导电炭黑、纳米二氧化硅、三氧化二锑、膨化石墨加入高速搅拌机中，在搅拌转速为200r/min下搅拌15分钟，得到混合物a；步骤三，将聚氯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、加工添加剂、增效助剂混合加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为80℃下，搅拌10分钟，搅拌转速为250r/min，再加入阻燃抑烟剂、加强填物和步骤二制备的混合物a，升温至110℃，继续搅拌5分钟，搅拌转速400r/min，冷却至室温出料得到混合物b；步骤四，将混合物b送入双螺杆挤出机，料筒和机头温度为175℃，螺杆转速为80r/min，挤出得到型材，再将型材送入-14℃，真空环境下冷却14秒，再经牵引，牵引速度控制在20cm/min，即得发明的门窗用多性能塑钢型材。实施例2.本发明提供了一种门窗用多性能塑钢型材，包括以下重量份的原料：阻燃抑烟剂14份、聚氯乙烯树脂80份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、膨化石墨6份、导电炭黑4份、加强填物16份、纳米二氧化硅5份、加工添加剂14份、增效助剂13份、三氧化二锑3份、偶联剂7份。优选地，所述阻燃抑烟剂为锡酸锌、α-磷酸锆、季磷盐表面活性剂、氢氧化镁按照重量比3:2:0.4:1组成的混合物。本实施例中的加强填料为纳米硼纤维、氧化锌晶须和玻璃纤维按照重量比2:3:1组成的混合物。本实施例中的加工助剂为增塑剂、润滑剂、分散剂按照重量比5:1:3组成的混合物；所述增塑剂为合成植物酯，所述润滑剂为pe蜡，所述分散剂为硬脂酸盐。本实施例中的增效助剂为热稳定剂、抗冲击改性剂、抗氧剂按照1:1:2组成的混合物。本实施例中的热稳定剂为含羟基芳基亚磷酸酯，所述抗冲击改性剂为聚丙烯酸酯抗冲改性剂，所述抗氧剂为抗氧剂tnp。本实施例中的偶联剂为钛酸酯偶联剂。本实施例的一种门窗用多性能塑钢型材的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将偶联剂、导电炭黑、纳米二氧化硅、三氧化二锑、膨化石墨加入高速搅拌机中，在搅拌转速为300r/min下搅拌25分钟，得到混合物a；步骤三，将聚氯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、加工添加剂、增效助剂混合加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为90℃下，搅拌20分钟，搅拌转速为350r/min，再加入阻燃抑烟剂、加强填物和步骤二制备的混合物a，升温至115℃，继续搅拌9分钟，搅拌转速500r/min，冷却至室温出料得到混合物b；步骤四，将混合物b送入双螺杆挤出机，料筒和机头温度为185℃，螺杆转速为100r/min，挤出得到型材，再将型材送入-18℃，真空环境下冷却10秒，再经牵引，牵引速度控制在24cm/min，即得发明的门窗用多性能塑钢型材。实施例3.本发明提供了一种门窗用多性能塑钢型材，包括以下重量份的原料：阻燃抑烟剂11份、聚氯乙烯树脂75份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、膨化石墨5份、导电炭黑3份、加强填物13份、纳米二氧化硅4份、加工添加剂12份、增效助剂11份、三氧化二锑2份、偶联剂6份。优选地，所述阻燃抑烟剂为锡酸锌、α-磷酸锆、季磷盐表面活性剂、氢氧化镁按照重量比3:2:0.4:1组成的混合物。本实施例中的加强填料为纳米硼纤维、氧化锌晶须和玻璃纤维按照重量比2:3:1组成的混合物。本实施例中的加工助剂为增塑剂、润滑剂、分散剂按照重量比5:1:3组成的混合物；所述增塑剂为合成植物酯，所述润滑剂为pe蜡，所述分散剂为硬脂酸盐。本实施例中的增效助剂为热稳定剂、抗冲击改性剂、抗氧剂按照1:1:2组成的混合物。本实施例中的热稳定剂为含羟基芳基亚磷酸酯，所述抗冲击改性剂为聚丙烯酸酯抗冲改性剂，所述抗氧剂为抗氧剂tnp。本实施例中的偶联剂为铝酸酯偶联剂。本实施例的一种门窗用多性能塑钢型材的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将偶联剂、导电炭黑、纳米二氧化硅、三氧化二锑、膨化石墨加入高速搅拌机中，在搅拌转速为250r/min下搅拌20分钟，得到混合物a；步骤三，将聚氯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、加工添加剂、增效助剂混合加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为85℃下，搅拌15分钟，搅拌转速为300r/min，再加入阻燃抑烟剂、加强填物和步骤二制备的混合物a，升温至112℃，继续搅拌7分钟，搅拌转速450r/min，冷却至室温出料得到混合物b；步骤四，将混合物b送入双螺杆挤出机，料筒和机头温度为180℃，螺杆转速为90r/min，挤出得到型材，再将型材送入-16℃，真空环境下冷却12秒，再经牵引，牵引速度控制在22cm/min，即得发明的门窗用多性能塑钢型材。以上各实施例制得的门窗用多性能塑钢型材性能测试结果如下：拉伸强度/mpa冲击强度kj/m2防火等级-50℃到+150℃冷热交替尺寸变化率%实施例1870210v-01.1实施例2861203v-00.9实施例3882199v-01.2对比例672185v-12.1本发明的一种门窗用多性能塑钢型材具有耐磨、耐腐蚀、阻燃防火、防静电等多种优异的性能，其表面光洁润滑，在温差大的情况也不会产生变形，材料的韧性强度较为优越、性能稳定；同时本发明的制备方法原料组分安全可靠，对环境无害且原料易得，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12