用于r-pvc型材共挤表层的复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种综合性能优良的用于R-PVC型材共挤表层的ASA/PVC新型复合材 料及其制备方法。 (二)
【背景技术】
[0002] 硬质聚氯乙烯(R-PVC)具备优良力学性能、刚性、阻燃性、耐腐蚀性等优点，而且价 格低廉，在塑料门窗、塑料异型材领域应用极其广泛。但R-PVC型材色彩单一，而且PVC分子 结构中存在较不稳定的α-Cl，纯PVC型材制品耐候性差，在户外容易受到太阳光中的紫外线 破坏而产生发黄发红等变色现象。
[0003] 为解决这一问题，目前主流的方法是在R-PVC型材表层共挤一层彩色PMMA、PVC或 ASA13PMMA具备优良的耐候性，热稳定性，表面光亮，但制品脆，切割时切口易造成裂纹和崩 角，且表面不耐酒精等溶剂，近年来应用日益萎缩。PVC的优点是成本低，与基体相容性佳， 但耐老化性较差，效果和通体着色并没有本质区别，目前多用于产煤地区的塑料门窗型材 上。
[0004] ASA是丙稀睛-苯乙稀-丙稀酸酯三元共聚物，结构与ABS相似，核结构丙稀酸酯橡 胶代替了 ABS中的丁二烯橡胶，无双键结构，保持优良力学性能的同时还拥有极佳的耐候性 能。ASA作为PVC共挤层材料，近年来发展迅速。中国专利201010176252.1《用于PVC型材共挤 表层的PMMA/ASA合金材料及其制备》公开了一种PVC型材共挤层材料及其制备，发明所述的 材料具有高耐候、高光泽和强度大等优点。中国专利200910097985.3《ASA/PVC共挤超耐候 彩色雨水管道》公开了一种专用于室外雨水排放的雨水管道，发明所述的管道外层材料为 经氯化聚乙烯等助剂改性的ASA，具备超高耐候性和色彩丰富性。但上述相关专利发明的共 挤层ASA材料普遍韧性差、表面不耐磨、成本高，而且忽略了共挤表层与主体型材因热膨胀 和收缩率的差异在内部形成不同程度的内应力，导致型材共挤层间发生形变和开裂等问 题。
[0005] 本发明涉及的ASA/PVC新型表面共挤层材料有效解决了上述质量问题，具备高耐 磨、综合性能优良、成本较低、与型材主体兼容好等优点。 (三)
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种高耐磨、高耐候、综合性能优异、成本较低、与R-PVC主体 型材兼容性好，可代替传统的ASA作为R-PVC型材共挤表层的ASA/PVC新型复合材料及其制 备方法。
[0007] 本发明采用如下技术方案：
[0008] -种用于R-PVC型材共挤表层的ASA/PVC复合材料，所述的复合材料由如下重量份 的原料组成：
[0009] ASA树脂30~70份、PVC树脂20~50份、热稳定剂0.5~5份、润滑剂0.05~0.6份、抗 氧剂0.01~0.4份、增韧剂0~20份、无机耐磨填料0~10份;增韧剂、无机耐磨填料的重量份 可以为0,即可以不加增韧剂和/或无机耐磨填料。
[0010]优选的，所述的复合材料由如下重量份的原料组成:ASA树脂30~70份、PVC树脂20 ~50份、热稳定剂0.5~5份、润滑剂0.05~0.6份、抗氧剂0.01~0.4份、增韧剂5~20份、无 机耐磨填料1~10份。
[0011 ]更加优选的，所述的复合材料由如下重量份的原料组成:ASA树脂40~60份、PVC树 脂25~45份、热稳定剂1~3份、润滑剂0.1~0.5份、抗氧剂0.02~0.2份、增韧剂8~20份、无 机耐磨填料1.5~8份。
[0012]特别优选的，所述的复合材料由如下重量份的原料组成:ASA树脂45~55份、PVC树 脂30~40份、热稳定剂1.5~2.5份、润滑剂0.15~0.4份、抗氧剂0.05~0.15份、增韧剂10~ 15份、无机耐磨填料2~6份。
[0013] 本发明中，所述的ASA树脂可商购获得，具体可选自：xc-180(锦湖日丽）、XC-220 (锦湖日丽）、XC_230(锦湖日丽）、PW-997S(台湾奇美）、PW-978B(台湾奇美）中的一种或两种 以上任意比例的混合物;优选XC-180(锦湖日丽)或XC-230(锦湖日丽）。
[0014] 所述的PVC树脂可选自：SG-I、SG-3、SG-5、SG-7、SG-8中的一种或两种以上任意比 例的混合物;优选SG-5或SG-8。
[0015] 所述的热稳定剂可选自：妈锌复合热稳定剂、有机锡热稳定剂、稀土铅盐复合热稳 定剂中的一种或两种以上任意比例的混合物，优选钙锌复合热稳定剂或有机锡热稳定剂。 所述的钙锌复合热稳定剂具体例如:浙江海普顿生产的1086FR或1083等;所述的有机锡热 稳定剂具体例如:上海微谱生产的WP-766或上海昆瑞生产的333RF等;所述的稀土铅盐复合 热稳定剂具体例如:河北天星生产的SLS-4或宝华化学生产的XJ系列等。
[0016] 所述的润滑剂可选自：硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡中的一种或两 种以上任意比例的混合物，优选硬脂酸或聚乙烯蜡。
[0017] 所述的抗氧剂可选自：受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、辅助抗氧剂中的一种或 两种以上任意比例的混合物。所述的受阻酚类抗氧剂具体例如:抗氧剂565、抗氧剂1076或 抗氧剂1 〇 I 〇等;所述的芳香胺类抗氧剂具体例如:抗氧剂50 5 7或抗氧剂Naugar d44 5等;所述 的辅助抗氧剂具体例如:抗氧剂168等;优选抗氧剂1010或抗氧剂168。
[0018] 所述的增韧剂可选自：丙烯酸酯类共聚物(ACR)、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚 物(MBS )、氯化聚乙烯(CPE)中的一种或两种以上任意比例的混合物，优选CPE或ACR。所述的 丙烯酸酯类共聚物具体例如:ACR-401或ACR-530等;所述的甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共 聚物具体例如:MBS-TP-801或MBS-TP-803等;所述的氯化聚乙烯具体例如:CPE-135A或CPE-135B 等。
[0019]所述的无机耐磨填料可选自：纳米二氧化硅、玻璃微珠、三氧化二铝、纳米碳酸钙、 玻璃纤维中的一种或两种以上任意比例的混合物，优选纳米碳酸钙或纳米二氧化硅。
[0020]本发明还提供了一种制备所述的用于R-PVC型材共挤表层的ASA/PVC复合材料的 方法，所述的制备方法为：
[0021 ]按照配方，将PVC树脂、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂加入高速搅拌机中，在1500~ 2000rpm的搅速下进行高混，得到PVC预混料;将ASA树脂在80~90°C下干燥3~5h(配方中 ASA树脂的用量以干燥后的质量计算），再与PVC预混料、增韧剂、无机耐磨填料共混（当配方 中增韧剂和/或无机耐磨填料的重量份为〇时，则相应的不添加增韧剂和/或无机耐磨填 料），加入锥形双螺杆挤出机，调节双螺杆挤出机的料筒温度为180~200°C，混合物在双螺 杆挤出机内混合挤出并切粒，得到所述的用于R-PVC型材共挤表层的ASA/PVC复合材料。 [0022]或者，所述的制备方法为：
[0023] 按照配方，将PVC树脂、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂加入高速搅拌机中，在1500~ 2000rpm的搅速下进行高混，得到PVC预混料;将ASA树脂在80~90°C下干燥3~5h，得到干燥 的ASA树脂(配方中ASA树脂的用量以干燥后的质量计算）；将增韧剂和无机耐磨填料先共混 后切粒(配方中增韧剂和无机耐磨填料的重量份均不为0)，之后与PVC预混料和干燥的ASA 树脂共混，加入锥形双螺杆挤出机，调节双螺杆挤出机的料筒温度为180~200°C，混合物在 双螺杆挤出机内混合挤出并切粒，得到所述的用于R-PVC型材共挤表层的ASA/PVC复合材 料。
[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0025] 本发明首次提出将ASA/PVC复合材料用于PVC型材共挤表层。该ASA/PVC复合材料， 兼具了 ASA的高耐候性、易染色性和PVC优异的力学性、阻燃性、高耐磨和价格低廉等优点。 并且，本发明进一步通过第三组分增韧剂和无机耐磨填料的协同改性，制备的表层材料具 有超尚初性及尚耐磨性。
[0026] PVC是主体型材，ASA与PVC共混作为共挤层材料，可使之与主体型材的热膨胀率及 收缩率更接近，结合力更好，兼容性更佳，减少共挤层的形变和焊角开裂现象，使制品更加 稳定。 (四）【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于 此。
[0028]以下实施例中，所用到的原料来源列于表1。
[0029]表1实施例原料来源
[0031] 实施例1
[0032] 将IOkg PVC树脂（SG-8)、0.5kg钙锌复合热稳定剂、0.06kg硬脂酸、0.04kg聚乙烯 錯、0.03kg抗氧剂1010加入高速搅拌机中，在2000rpm的搅速下进行高混，得到PVC预混料； 将6kg XC-180型ASA树脂在85°C下干燥4h，再与所得PVC预混料4kg共混，加入锥形双螺杆挤 出机混合挤出并切粒，然后将粒料加入注塑机内注塑成标准样条，加工温度控制在180~ 200°C〇
[003 3 ]上述制得材料经相关性能测试
[0034] 拉伸强度:43 · 7Mpa，抗弯强度:70 · 7MPa，缺口冲击强度:5 · 9KJ/m2，硬度:80，氧指 数:20，表面磨损量35.2g/m2:热膨胀系数:8.3 (10-5mm/°C)。
[0035] 实施例2
[0036] 将IOkg PVC树脂（SG-5)、0.5kg钙锌复合热稳定剂、0.06kg硬脂酸、0.04kg聚乙烯 錯、0.03kg抗氧剂1010加入高速搅拌机中，在2000rpm的搅速下进行高混，得到PVC预混料； 将6kg XC-180型ASA树脂在85°C下干燥4h，再与所得PVC预混料4kg共混，加入锥形双螺杆挤 出机混合挤出并切粒，然后将粒料加入注塑机内注塑成标准样条，加工温度控制在180~ 200。。。
[0037]上述制得材料经相关性能测试
[0038] 拉伸强度:45Mpa，抗弯强度:72. IMPa，缺口冲击强度:8.5KJ/m2，硬度:81，氧指数： 20，表面磨损量33.4g/m2:热膨胀系数:8.7 (l(T5mm/°C)。
[0039] 实施例3
[0040] 将IOkg PVC树脂（SG-5)、0.5kg钙锌复合热稳定剂、0.06kg硬脂酸、0.04kg聚乙烯 錯、0.03kg抗氧剂1010加入高速搅拌机中，在2000rpm的搅速下进行高混，得到PVC预混料； 将6kg XC-230型ASA树脂在85°C下干燥4h，再与所得PVC预混料4kg共混，加入锥形双螺杆挤 出机混合挤出并切粒，然后将粒料加入注塑机内注塑成标准样条，加工温度控制在180~ 200。。。
[0041 ]上述制得材料经相关性能测试
[0042] 拉伸强度:46.2Mpa，抗弯强度:69.8MPa，缺口冲击强度:7.8KJ/m2，硬度:81，氧指 数:20，表面磨损量32. lg/m2:热膨胀系数:8.9(10-5mm/°C)。
[0043] 实施例4
[0044] 将IOkg PVC树脂（SG-5)、0.5kg钙锌复合热稳定剂、0.06kg硬脂酸、0.04kg聚乙烯 錯、0.03kg抗氧剂1010加入高速搅拌机中，在2000rpm的搅速下进行高混，得到PVC预混料； 将4kg XC-180型AS