一种高耐候性增韧pvc型材的制备方法

一种高耐候性增韧pvc型材的制备方法
【专利摘要】本发明提供一种高耐候性增韧PVC型材的制备方法，包括如下步骤：(1)加料：按照质量比加入木粉至热混锅里，再分别加入PVC树脂、抗冲改性剂、加工助剂、稳定剂、填料、PE蜡、脂肪酸酯、硬脂酸钙，单螺杆的转动,将物料开始压实；(2)熔融：物料向机头方向输送，加热，当混合原料的温度达到120～190℃时，对物料进行塑化及进一步的压实；(3)熔体输送：通过螺杆将完全塑化后的熔融物料定量、定压、定温地挤入机头；(4)成型：通过分流板和一定截面形状和尺寸的口模,冷却定型、覆膜、切割，经检验合格后包装，入库；其中，所述填料为含硬脂酸和对羟基苯甲酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙烯酸纳米碳酸钙。
【专利说明】
一种高耐候性増韧PVC型材的制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及复合材料技术领域，更具体地，本发明提供一种高耐候性增韧PVC型材 的制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氯乙稀(polyvinyl Chloride简称PVC)是最常用的塑料之一。由于其具有较好 的机械强度，良好的抗化学腐蚀性，优异的电绝缘性等优点，因而广泛应用于农业、工业等 各个方面。聚氯乙烯制品的应用开发早、使用范围广、产品种类多，在塑料制品中占有很大 的比率。目前硬质聚氯乙烯(pvc)在化学建材中使用最为广泛，尤其是管材、板材、型材的需 求量很大。PVC建材不仅能大量代替传统的钢材、木材等材料，而且还具有节能节材、施工便 捷等优越性。
[0003] 聚氯乙烯的增韧可改性分为弹性体增韧改性和刚性粒子增韧改性。刚性粒子增韧 PVC对材料的冲击强度提升的幅度不及弹性体大，但会提高材料的强度、刚度、耐热性等性能。
[0004] 在刚性粒子填料中，纳米碳酸钙填料的主要优点是原料来源广泛、价格便宜、无毒 性。未经表面改性处理的纳米碳酸钙粒子表面亲水疏油，呈强极性，其一般与有机高聚物的 亲和性较差，容易造成在高聚物中分散不均匀从而造成两种材料晶体截面缺陷。随着纳米 碳酸钙的填充量的增加，这些缺陷变得更加突出。
[0005] 因此，为了提高纳米碳酸钙在PVC型材中的应用性能，应对其进行表面改性处理， 并对操作工艺条件进行基于最小能耗的结构优化。

【发明内容】

[0006] 为了解决上述问题，本发明提供一种高耐候性增韧PVC型材的制备方法，包括如下 步骤：
[0007] (1)加料:按照质量比加入木粉至热混锅里，再分别加入PVC树脂、抗冲改性剂、加 工助剂、稳定剂、填料、PE蜡、脂肪酸酯、硬脂酸钙，单螺杆的转动，将物料开始压实；
[0008] (2)熔融:物料向机头方向输送，加热，当混合原料的温度达到120~190 °C时，对物 料进行塑化及进一步的压实；
[0009] (3)熔体输送:通过螺杆将完全塑化后的熔融物料定量、定压、定温地挤入机头；
[0010] (4)成型:通过分流板和一定截面形状和尺寸的口模，成为截面与口模形状相仿的 高温连续体，最后冷却定型、覆膜、切割，经检验合格后包装，入库；
[0011] 其中，所述填料为含硬脂酸和对羟基苯甲酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙烯酸纳 米碳酸钙。
[0012] 在一种实施方式中，所述抗冲击改性剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚 物，加工助剂包括氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，稳定剂包括铅盐复合稳定剂，颜料包括硅酸 铝含硫复合物。
[0013] 在一种实施方式中，所述高耐候性增韧PVC型材的制备原料按质量分数计算，包括 30~55%PVC树脂，0.5~5%抗冲击改性剂，0.5~5%加工助剂，0.5~5%稳定剂，40~65% 填料，1~5%木粉，0.1~1%PE蜡、0.1~1 %脂肪酸酯、0.1~1 %硬脂酸钙，0~1 %颜料。
[0014] 在一种实施方式中，所述含硬脂酸和对羟基苯甲酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙 烯酸纳米碳酸钙通过先在八苯基八硅倍半氧烷上接枝对羟基苯甲酸，然后接枝硬脂酸，最 后接枝丙烯酸改性的纳米碳酸钙。
[0015] 在一种实施方式中，所述木粉的粒径为10~ΙΟΟΟμπι。
[0016] 在一种实施方式中，所述木粉的粒径为40~800μπι。
[0017] 在一种实施方式中，所述含硬脂酸和对羟基苯甲酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙 稀酸纳米碳酸钙的粒径为1 〇~1 〇〇nm 〇
[0018] 在一种实施方式中，所述单螺杆的转动为1000~1500r/min。
[0019] 在一种实施方式中，所述PVC树脂的聚合度为500~2000。
[0020] 在一种实施方式中，所述加热方式为电磁感应加热。
[0021] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
【具体实施方式】
[0022] 参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发 明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通 技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
[0023] 如本文所用术语"由…制备"与"包含"同义。本文中所用的术语"包含"、"包括"、 "具有"、"含有"或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合 物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或 此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0024] 连接词"由…组成"排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此 短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常 规杂质除外。当短语"由…组成"出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时， 其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0025] 当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优 选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围 下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开 了范围"1至5"时，所描述的范围应被解释为包括范围"1至4"、"1至3"、"1至2"、"1至2和4至 5"、"1至3和5"等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端 值和在该范围内的所有整数和分数。
[0026] 单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。"任选的"或者"任意 一种"是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和 事件不发生的情形。
[0027] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似 用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以 组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0028] 此外，本发明要素或组分前的不定冠词"一种"和"一个"对要素或组分的数量要求 (即出现次数)无限制性。因此"一个"或"一种"应被解读为包括一个或至少一个，并且单数 形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
[0029] "聚合物"意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语 "聚合物"包含术语"均聚物"、"共聚物"、"三元共聚物"与"共聚体"。
[0030] "共聚体"意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语"共聚体"包括 术语"共聚物"（其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语"三元共聚物"（其一般 用以指由三种不同单体制备的聚合物）。其亦包含通过聚合更多种单体而制造的聚合物。 "共混物"意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
[0031] 本发明提供一种高耐候性增韧PVC型材的制备方法，包括如下步骤：
[0032] (1)加料:按照质量比加入木粉至热混锅里，再分别加入PVC树脂、抗冲改性剂、加 工助剂、稳定剂、填料、PE蜡、脂肪酸酯、硬脂酸钙，单螺杆的转动，将物料开始压实；
[0033] (2)熔融:物料向机头方向输送，加热，当混合原料的温度达到120~190 °C时，对物 料进行塑化及进一步的压实；
[0034] (3)熔体输送:通过螺杆将完全塑化后的熔融物料定量、定压、定温地挤入机头；
[0035] (4)成型:通过分流板和一定截面形状和尺寸的口模，成为截面与口模形状相仿的 高温连续体，最后冷却定型、覆膜、切割，经检验合格后包装，入库；
[0036] 其中，所述填料为含硬脂酸和对羟基苯甲酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙烯酸纳 米碳酸钙。
[0037] 单螺杆挤出机是聚合物加工中最重要的一类挤出机，它以结构简单、成本低廉以 及良好的性价比获得广泛应用。实际应用中单螺杆挤出机必须配备辅机及其控制系统等才 能完成预定的任务，而挤出设备的辅机的组成需根据制品的种类而定。一般来说，辅机是由 机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置以及制品的卷曲或堆放装置等部分组成，通 常这些组成部分统称为挤出机组。
[0038] 在一种实施方式中，所述单螺杆的转动为1000~1500r/min。
[0039] 在一种实施方式中，所述抗冲击改性剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚 物，加工助剂包括氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，稳定剂包括铅盐复合稳定剂，颜料包括硅酸 铝含硫复合物。
[0040] 在一种实施方式中，所述高耐候性增韧PVC型材的制备原料按质量分数计算，包括 30~55%PVC树脂，0.5~5%抗冲击改性剂，0.5~5%加工助剂，0.5~5%稳定剂，40~65% 填料，1~5%木粉，0.1~1%PE蜡、0.1~1 %脂肪酸酯、0.1~1 %硬脂酸钙，0~1 %颜料;优 选地，所述高耐候性增韧PVC型材的制备原料按质量分数计算，包括30~45%PVC树脂，0.5 ~5 %抗冲击改性剂，0.5~5 %加工助剂，0.5~5 %稳定剂，40~60 %填料，1~5 %木粉，0.1 ~0·5%ΡΕ蜡、0.1~0.5%脂肪酸酯、0.1~0.8%硬脂酸钙，0~1 %颜料。
[0041 ] PVC 树脂
[0042] PVC树脂是由氯乙稀(Vinyl Chloride,简称VC)在引发剂的作用下聚合而成的热 塑性树脂。氯乙烯单体是乙烯单体中的一个氢原子被氯原子所取代而得到的，该单体在链 结构上有等规立构、间规立构、无规立构三种构型变化。根据聚合方法的不同，聚氯乙烯可 以分为四种类型：悬浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。在 这四种类型的聚氯乙烯中，悬浮法聚氯乙烯最为常见，约占整个聚氯乙烯产量的80% WVC 树脂的性能简介如下：（1)由于PVC分子链中含有氯原子，因此具有一定的阻燃性能，但是在 火焰上能够燃烧，产生大量的黑烟，并释放出HC1、C0、苯等小分子化合物，离火后则自熄。 (2)PVC具有优异的电绝缘性能，耐电击穿，可用于制备低于10KV下的电缆。（3)具备一定的 耐老化性能，但是在光照、热氧等作用下会缓慢分解，释放出HC1气体。（4)PVC具有良好的耐 化学稳定性和较好的耐磨性，在酸、碱、盐的溶液中仍能保持较优异的性能，而且在室温条 件下其耐磨性嫩也好于硫化橡胶。
[0043]在一种实施方式中，所述PVC树脂的聚合度为500~2000;优选地，所述PVC树脂的 聚合度为800~1200;优选地，所述PVC树脂的聚合度为1000。
[0044] 抗冲击改性剂
[0045] 由于PVC是脆性材料，尤其是低温条件下，脆性更大，为了把脆性的PVC塑料转变为 韧性的PVC塑料，提高其抗冲击性能，因此往往需要加入抗冲剂。MBS (Methyl methacrylate-Butadiene-Styrene)树脂是甲基丙稀酸甲酯(Μ)，丁二稀(B)及苯乙稀（S)的 三元共聚物，它具有典型的核-壳结构。由于其溶度参数与PVC相近，故两者的热力学相容性 好，表现为PVC在室温或低温下具有很高的抗冲击强度。并且由于它与PVC折光指数相近，故 当两者共混熔融以后，容易达到均一的折射率，因此用MBS做PVC的抗冲改性剂不会影响PVC 的透明性。所以MBS是PVCffj陬透明制品的最佳材料。另一方面，由于其与PVC相容性好，在室 温或低温下具有很高的抗冲击性，故也适用于非透明性的各种制品。当PVC中加入的MBS树 脂时，可使其制品的抗冲击强度提尚，同时还可以改善制品的耐寒性和加工流动性。此外， 它还具有良好的着色性，可用于制作盛装容器、管材、板材、室内装饰板和软质制品等。
[0046] 加工助剂
[0047] PVC在加工过程中的熔体粘度大延长行差，易导致熔体破裂，此外PVC熔体的松弛 慢，容易引起制品表面粗糙、无光泽、鲨鱼皮等，因而需要加入加工助剂来改善PVC树脂的加 工性能。
[0048] EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）中的醋酸乙烯的含量低于20%时，这时才可作为塑料 使用。EVA具有很好的耐低温性能，其热分解温度较低，约为230 °C左右，随着分子量的增大， EVA的软化点上升，加工性和塑件表面光泽性下降，但强度增加，冲击韧性和耐环境应力开 裂性提高，EVA的耐化学药品、耐油性方面较之PE，PVC稍差，并随醋酸乙烯含量的增加，变化 更加明显。
[0049] 稳定剂
[0050]纯PVC树脂受热容易分解，当温度达到90°C以上时就开始发生轻微的分解，温度升 到120°C以后分解更加剧烈，使PVC树脂由原来的白色逐渐变为黄色。PVC分解是由于脱HC1 反应引起的一系列连锁反应，最后导致大分子链断裂。因此在加工过程中必须向PVC树脂中 加入热稳定剂，抑制PVC树脂的分解作用。
[0051 ]在一种实施方式中，所述热稳定剂包括铅盐复合稳定剂、金属皂类稳定剂、钙锌复 合稳定剂、有机锡复合稳定剂中一种或多种;优选地，所述热稳定剂为铅盐复合稳定剂、有 机锡复合稳定剂中一种或多种。
[0052] 润滑剂
[0053] PVC树脂在加工的过程中有熔体粘度大、分子间作用力大、流动性差等缺点，因而 需要添加润滑剂以降低PVC分子间作用力，改善熔体的流动性，减轻对加工设备的损耗。根 据与PVC粒子的相容性，润滑剂可分为内润滑剂和外润滑剂。内润滑剂与PVC粒子的相容性 较好，可以有效地改善PVC粒子之间的作用力，促进PVC基体的塑化;外润滑剂与PVC粒子的 相容性较差，但可以起到隔离PVC熔体和金属设备之间的作用，提高PVC熔体的整体流动性。
[0054] 在一种实施方式中，所述润滑剂还包括脂肪酸酯、脂肪醇二羧酸酯、石蜡、聚乙烯 蜡、氧化聚乙烯蜡中一种或多种。
[0055] 在一种实施方式中，所述润滑剂脂肪酸酯、所述硬脂酸钙、所述聚乙烯蜡的质量比 为1:(1~4):(2~5)。
[0056] 颜料
[0057] PVC树脂在受到光照的条件下，加以加速聚合物的降解，此外很多PVC塑料制品还 对颜色、着色力、遮盖力、耐光性等有特别的要求，因此经常会在PVC树脂的混配料中加入一 定量的颜料。
[0058]在一种实施方式中，所述颜料还包括金红石型钛白粉、炭黑中一种或多种。
[0059] Jg|4
[0060] PVC中加入填料主要是为了增加制品的硬度、提高电绝缘性、耐热性、减小收缩率、 改善力学性能、降低成本等。
[0061 ] 主验
[0062] 木纤维是由无数不同形态、不同大小、不同排列方式所组成的复合体，细胞是其基 本结构单元，主要化学成分是纤维素、半纤维素、木质素等，含有大量羟基、酚羟基的高分子 化合物、大量的单糖、果胶质、脂肪、蜡及不可皂化物等小分子化合物组成。
[0063] 木粉可以与塑料基体形成良好的机械咬合，合理的级配能改善基体塑料的粘度使 木粉与基体界面结合更好从而提高材料的拉伸弯曲强度。
[0064] 木塑复合材料(Wood Plastics Composites，简称WPC)是将天然纤维和各种树脂 材料复合加工形成的一种新型材料。木塑复合材料具有耐潮湿，耐虫蛀，尺寸稳定性好，不 易翘曲变形等优点。聚氯乙稀(Polyvinyl chloride polymer，简称PVC)木塑复合材料相对 于其它基体的木塑复合材料具有价格低，强度高，木质感强，阻燃性能优异等特点。
[0065] 在一种实施方式中，所述木粉包括杂木粉、樟木粉、松木粉、杨木木粉中一种或多 种;优选地，所述木粉包括樟木粉、杨木木粉中一种或多种;优选地，所述木粉为杨木木粉。
[0066] 在一种实施方式中，所述木粉的粒径为10~ΙΟΟΟμπι。
[0067] 在一种实施方式中，所述木粉的粒径为40~800μπι。
[0068] 在一种实施方式中，所述木粉你的含水量低于2%。
[0069] 在众多纳米填料中，纳米碳酸钙填料的主要优点是原料来源广泛、价格便宜、无毒 性。但由于纳米碳酸钙本身亲水性强，表面张力大，吸收空气中水分后易团聚，同时，其大的 表面积和表面张力使得其在烘干过程中团聚更加严重，极大地影响了其纳米效应的发挥。 此外，其本身的强亲水性和较大的极性是的其与高聚物的相容性差，直接影响了复合材料 的一系列性能;其本身呈碱性，在酸性溶液中易分解。
[0070] 碳酸钙分子中碳酸根离子相对钙离子而言较为庞大而产生"位阻效应"的结构特 点，碳酸钙微粒的外表面绝大部分为带负电荷的碳酸根离子所占据，因而对外显负电性，故 而在溶液中能吸引带正电的钙离子，如果所吸附的钙离子数量达到一定的值后，则可能使 原来带负电的碳酸钙微粒表面变成带正电，从而使碳酸钙微粒外表看起像带正电而能吸引 脂肪酸根等阴离子。
[0071] 在一种实施方式中，所述含硬脂酸和对羟基苯甲酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙 烯酸纳米碳酸钙通过先在八苯基八硅倍半氧烷上接枝对羟基苯甲酸，然后接枝硬脂酸，最 后接枝丙烯酸改性的纳米碳酸钙。
[0072] 在一种实施方式中，所述含硬脂酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙烯酸纳米碳酸钙 的制备方法如下：
[0073] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 搅拌0.5~2h后，出料，把高速混合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机 中，高速搅拌0.5~lh后出料，得到丙烯酸纳米碳酸钙。
[0074] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应5-10h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，120°C下反应3-6h后，降至室温，倒入丙酮中，充 分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八 苯基八硅倍半氧烷；
[0075] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌0.5~2h后出料。
[0076] 在一种实施方式中，所述纳米Ca⑶3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:(10-20):(0.1-0.3)〇
[0077] 在一种实施方式中，所述纳米Ca⑶3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:(10_ 16): (0.1-0.25);优选地，所述纳米CaC03、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100: (10-15): (0.1-0.2)。
[0078] 在一种实施方式中，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所述硬脂酸钙 以及所述多聚磷酸的重量比为1:(1-2) :(1-3) (10-20)。
[0079] 在一种实施方式中，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所述硬脂酸钙 以及所述多聚磷酸的重量比为1:(1-2) :(1-2) (10-15)。
[0080] 在一种实施方式中，所述含硬脂酸和对羟基苯甲酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙 烯酸纳米碳酸钙的粒径为10~l〇〇nm;优选地，所述含硬脂酸和对羟基苯甲酸的八苯基八硅 倍半氧烷改性丙烯酸纳米碳酸钙的粒径为40~80nm。
[0081] 在一种实施方式中，所述加热方式为电磁感应加热。
[0082]在一种实施方式中，所述混合原料的温度在120~170°C ;优选地，所述混合原料的 温度在150 °C。
[0083]电磁加热技术是直接发热(料筒自身发热），电磁加热圈本身并不发热，根据需要 可以在料筒外部包裹隔热保温材料，保温材料上绕电磁线，利用电磁感应使料筒产生涡流 发热，大大减少了热传导损失和热量对空气的散失，极大提高了热效率，且料筒内外没有温 差，温度控制实时准确，产品质量和生产效率得到明显改善和提高，在同等条件下比电阻式 加热节电约30%-50%。由于采用的是绝缘材料和高温电缆制造的，从而可以避免原电热圈 的电阻丝在高温状态下容易被氧化而缩短使用寿命的问题，具有寿命长、升温迅速、预热时 间比电阻式加热方式缩短近1/3,无需经常维修和定期更换等优点，节省了一笔可观的支出 费用，降低了企业生产成本，提高了产品的市场竞争力，为企业带来了可观的经济效益。
[0084] 使用电磁感应加热系统后，设备加热区外表温度降到50°C以下且可用手触摸，生 产环境温度得以显著降低，避免了传统加热方式因表面高温而引起的烫伤、烧伤事故的发 生，保证了设备和人员的安全;由于表面温度低不会"烧焦'如灰尘、塑料颗粒、油污等吸附在 外表面的异物，也不会产生有害气体，极大地改善了车间的空气环境，具有很好的环保效果。
[0085] 本发明通过丙烯酸AA的反应活性很高，其一端是强酸性的羧基，可与CaC03表面发 生化学键合，在固相接枝的反应条件下，产物丙烯酸钙仍结合在CaC0 3表面，八苯基八硅倍 半氧烷上接枝的对羟基苯甲酸与丙烯酸改性碳酸钙及硬脂酸进行接枝反应，得到的改性纳 米碳酸钙表面覆盖有机物含有羧基、羟基等的极性基团，使改性纳米碳酸钙粒子具有表面 亲油基团，与PVC树脂的亲和性，提高其在PVC树脂中的分散性，另外刚性八苯基八硅倍半氧 烷的引入，进一步提高了改性纳米碳酸钙粒子在PVC树脂中的分散性，进而进一步提高了 PVC型材的强度和刚度;另外改性碳酸钙与抗冲改性剂、加工助剂、稳定剂之间协同作用还 改善了PVC型材和木粉(木质纤维）的热稳定性，进而提高了PVC型材的强度等应用性能；另 外通过对操作工艺条件进行结构优化(电磁加热技术)达到最小能耗浪费。
[0086] 下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用 于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员 根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0087] 另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，购于国药化学试剂。
[0088] 高耐候性增韧PVC型材的制备原料如下：
[0089] A:PVC 树脂
[0090] B:抗冲击改性剂（甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）
[0091] C:加工助剂(氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）
[0092] D:稳定剂
[0093] E:填料(改性碳酸钙）
[0094] F:木粉
[0095] G:润滑剂
[0096] Η:颜料
[0097] 实施例1
[0098] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺如下：（PVC聚合度为1000;木粉粒径45~600μπι) [0099] (1)加料：按照质量比加入木粉(木粉水分为1 % )至热混锅里，再分别加入PVC树 月旨、抗冲改性剂、加工助剂、稳定剂、填料、PE蜡、脂肪酸酯、硬脂酸钙，单螺杆的转动，以1200 转/分的转速搅拌，将物料开始压实；
[01 00] (2)熔融:物料向机头方向输送，加热，当混合原料的温度达到150 °C时，对物料进 行塑化15min及进一步的压实；
[0101] (3)熔体输送:通过螺杆将完全塑化后的熔融物料定量、定压、定温地挤入机头；
[0102] (4)成型:通过分流板和一定截面形状和尺寸的口模，成为截面与口模形状相仿的 高温连续体，最后冷却定型、覆膜、切割，并且所有试样放置于室温下72h，以去除加工过程 中的残余应力，经检验合格后包装，入库。
[0103] 改性碳酸钙的制备方法如下：
[0104] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡΟ， 所述纳米Ca⑶ 3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:10:0.3，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0105] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:1:1:20,120°C下反应5h后，降至室温，倒入丙 酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯甲酸 改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0106] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0107] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC Milp 30% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 2%
[0108] 铅盐复合稳定剂 2% 改性碳酸钙 .61% 木粉 2% 硬脂酸钙 0.3:% 脂肪酸酯 0.1%
[0109] 聚乙烯蜡 0.4% 硅酸铝含硫复合物（群青） 0 2%;
[0110] 其中，改性碳酸钙60nm。
[0111] 实施例2
[0112] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺如下：（PVC聚合度为1000;木粉粒径45~600μπι)
[0113] (1)加料：按照质量比加入木粉(木粉水分为1 % )至热混锅里，再分别加入PVC树 月旨、抗冲改性剂、加工助剂、稳定剂、填料、PE蜡、脂肪酸酯、硬脂酸钙，单螺杆的转动，以1200 转/分的转速搅拌，将物料开始压实；
[0114] (2)熔融:物料向机头方向输送，加热，当混合原料的温度达到150 °C时，对物料进 行塑化15min及进一步的压实；
[0115] (3)熔体输送:通过螺杆将完全塑化后的熔融物料定量、定压、定温地挤入机头；
[0116] (4)成型:通过分流板和一定截面形状和尺寸的口模，成为截面与口模形状相仿的 高温连续体，最后冷却定型、覆膜、切割，并且所有试样放置于室温下72h，以去除加工过程 中的残余应力，经检验合格后包装，入库。
[0117]改性碳酸钙的制备方法如下：
[0118] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米Ca⑶3、所述丙烯酸及所述BPO的重量比为100:10:0.3，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0119] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:1:1:20,120°C下反应5h后，降至室温，倒入丙 酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯甲酸 改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0120] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0121 ]高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 35% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 2% 铅盐复合稳定剂 2% 改性碳酸钙 56?
[0122] 木粉 2%. 硬脂酸钙 0 3% 脂肪酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.4% 硅酸铝含硫复合物（群青> 0,2%;
[0123] 其中，改性碳酸钙60nm。
[0124] 实施例3
[0125] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺如下：（PVC聚合度为1000;木粉粒径45~600μπι)
[0126] (1)加料：按照质量比加入木粉(木粉水分为1 % )至热混锅里，再分别加入PVC树 月旨、抗冲改性剂、加工助剂、稳定剂、填料、PE蜡、脂肪酸酯、硬脂酸钙，单螺杆的转动，以1200 转/分的转速搅拌，将物料开始压实；
[0127] (2)熔融:物料向机头方向输送，加热，当混合原料的温度达到150 °C时，对物料进 行塑化15min及进一步的压实；
[0128] (3)熔体输送:通过螺杆将完全塑化后的熔融物料定量、定压、定温地挤入机头；
[0129] (4)成型:通过分流板和一定截面形状和尺寸的口模，成为截面与口模形状相仿的 高温连续体，最后冷却定型、覆膜、切割，并且所有试样放置于室温下72h，以去除加工过程 中的残余应力，经检验合格后包装，入库。
[0130] 改性碳酸钙的制备方法如下：
[0131] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米Ca⑶ 3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:12:0.2，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0132] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:1.5:1.5:13,120°C下反应5h后，降至室温，倒 入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯 甲酸改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0133] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0134] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 38% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 1.5% 铅盐复合稳定剂 1,5% 改性碳酸钙 54%
[0135] 木粉 2% 硬脂酸钙 0.3% 脂肪酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.4% 金红石型钛白粉 0.2%1:
[0136] 其中，改性碳酸钙60nm。
[0137] 实施例4
[0138] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺如下：（PVC聚合度为1200;木粉粒径45~600μπι)
[0139] (1)加料：按照质量比加入木粉(木粉水分为1 % )至热混锅里，再分别加入PVC树 月旨、抗冲改性剂、加工助剂、稳定剂、填料、PE蜡、脂肪酸酯、硬脂酸钙，单螺杆的转动，以1200 转/分的转速搅拌，将物料开始压实；
[0140] (2)熔融:物料向机头方向输送，加热，当混合原料的温度达到150 °C时，对物料进 行塑化15min及进一步的压实；
[0141] (3)熔体输送:通过螺杆将完全塑化后的熔融物料定量、定压、定温地挤入机头；
[0142] (4)成型:通过分流板和一定截面形状和尺寸的口模，成为截面与口模形状相仿的 高温连续体，最后冷却定型、覆膜、切割，并且所有试样放置于室温下72h，以去除加工过程 中的残余应力，经检验合格后包装，入库。
[0143] 改性碳酸钙的制备方法如下：
[0144] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米CaC0 3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:20:0.25，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0145] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:2:3:20,120°C下反应5h后，降至室温，倒入丙 酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯甲酸 改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0146] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0147] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 38% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 1.5% 铅盐复合稳定剂 15%
[0148] 改性碳酸钙 54% 木粉 2% 硬脂酸钙 0.3% 脂肪酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.4%
[0149] 金红石型钛白粉 0 2%:
[0150] 其中，改性碳酸钙60nm。
[0151] 实施例5
[0152] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺同实施例3,区别特征为(PVC聚合度为1500;木 粉粒径300~600μπι)
[0153] 改性碳酸钙的制备方法如下：
[0154] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米CaC0 3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:12:0.25，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0155] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:1.5:1.5:15,120°C下反应5h后，降至室温，倒 入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯 甲酸改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0156] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0157] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 35% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2? 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 2? 铅盐复合稳定剂 2% 改性碳酸钙 56/〇
[0158] 木粉 2% 硬脂酸钙 0.3% 脂肪酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.4% 金红石型钛白粉 02%;
[0159] 其中，改性碳酸钙80nm。
[0160] 实施例6
[0161] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺同实施例3,区别特征为(PVC聚合度为1500;木 粉粒径400~600μπι)
[0162] 改性碳酸钙的制备方法如下：
[0163] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米CaC0 3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:12:0.25，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0164] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:1.5:1.5:15,120°C下反应5h后，降至室温，倒 入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯 甲酸改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0165] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0166] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 45% 甲基丙酸甲酯-丁二烯，苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 m 铅盐复合稳定剂 2% 改性碳酸钙 46%
[0167] 木粉 2% 硬脂酸钙 0.3% 脂肪酸酯 0 1% 聚乙烯蜡 Q.4。/。： 金红石型钛白粉 02%;
[0168] 其中，改性碳酸钙100nm。
[0169] 实施例7
[0170] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺同实施例3,区别特征为(PVC聚合度为1500;木 粉粒径500~600μπι)
[0171 ]改性碳酸钙的制备方法如下：
[0172] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米CaC0 3、所述丙烯酸及所述BP0的重量比为100:12:0.25，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0173] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:1.5:1.5:15,120°C下反应5h后，降至室温，倒 入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯 甲酸改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0174] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0175 ]高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 55% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 2% 铅盐复合稳定剂 2% 改性碳酸钙 36%
[0176] 木粉 2% 硬脂酸钙 0.3% 脂昉酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.4% 金红石型钛白粉 0.2%·.
[0177] 其中，改性碳酸钙120nm。
[0178] 实施例8
[0179] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺同实施例3,区别特征为(PVC聚合度为2000;木 粉粒径600~800μπι)
[0180] 改性碳酸钙的制备方法如下：
[0181] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米CaC0 3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:12:0.25，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0182] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:1.5:1.5:15,120°C下反应5h后，降至室温，倒 入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯 甲酸改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0183] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0184] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 60% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 2% 铅盐复合稳定剂 2%: 改性碳酸钙 3:1%
[0185] 木粉 m 硬脂酸钙 0.3% 脂肪酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.4% 金红石型钛白粉 02%;
[0186] 其中，所述改性碳酸钙的粒径为60nm。
[0187] 实施例9
[0188] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺同实施例3,区别特征为(PVC聚合度为3000;木 粉粒径600~800μπι)
[0189] 改性碳酸钙的制备方法如下：
[0190] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米CaC0 3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:12:0.25，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0191 ] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:1.5:1.5:15,120°C下反应5h后，降至室温，倒 入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯 甲酸改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0192] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0193] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树腊 35% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 2% 有机锡复合稳定剂 2% 改性碳酸钙 56%
[0194] 木粉 2% 硬脂酸钙 0.2% 脂肪酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.5% 炭黑 0 2%;
[0195] 其中，改性碳酸钙的粒径为80nm。
[0196] 实施例10
[0197] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺同实施例3,区别特征为(PVC聚合度为1000;木 粉粒径10~40μπι)
[0198] 改性碳酸钙的制备方法如下：
[0199] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米CaC0 3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:12:0.25，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0200] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:1.5:1.5:15,120°C下反应5h后，降至室温，倒 入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯 甲酸改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0201] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0202] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 35% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 2? 钙锌复合稳定剂 2% 改性碳酸钙 5:6%
[0203] 木粉 2% 硬脂酸钙 0.2% 脂肪酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.5% 炭黑 0 2%;
[0204] 其中，所述改性碳酸钙的粒径为60nm。
[0205] 实施例11
[0206] 高耐候性增韧PVC型材的制备工艺同实施例3,区别特征为(PVC聚合度为1000;木 粉粒径45~200μπι)
[0207] 改性碳酸钙的制备方法如下：
[0208] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米CaC03、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:12:0.25，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0209] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120°C，加入硬脂酸钙，所述八苯基八硅倍半氧烷、所述对羟基苯甲酸、所 述硬脂酸钙以及所述多聚磷酸的重量比为1:1.5:1.5:15,120°C下反应5h后，降至室温，倒 入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120°C下干燥12小时，得到硬脂酸和对羟基苯 甲酸改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0210] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)硬脂酸和对羟基苯甲酸改性的八苯 基八硅倍半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0211] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 65% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 2% 铅盐复合稳定剂 2% 改性碳酸钙 26/〇
[0212] 木粉 2% 硬脂酸钙 0.3% 脂肪酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.4? 金红石型钛白粉 02%;
[0213] 其中，所述改性碳酸钙的粒径为80nm。
[0214] 对比例1
[0215]高耐候性增韧PVC型材的制备工艺同实施例3,区别特征为(PVC聚合度为1000;木 粉粒径45~600μπι)
[0216]改性碳酸钙的制备方法如下：
[0217] 将纳米Ca⑶3加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0,所 述纳米CaC0 3、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:12:0.25，搅拌lh后，出料，把高速混合 机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯酸 纳米碳酸钙。
[0218] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 38% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 1.5% 铅盐复合稳定剂 1.5_% 改性碳酸钙 54?
[0219] 木粉 2% 硬脂酸钙 0 3% 脂肪酸酯 0 1% 聚乙烯蜡 0.4% 金红石型钛白粉 0.2?
[0220]其中，改性碳酸钙为丙烯酸改性纳米碳酸钙;丙烯酸改性纳米碳酸钙的粒径为60nm。
[0221] 对比例2
[0222]高耐候性增韧PVC型材的制备工艺同实施例3区别特征为(PVC聚合度为2000;木粉 粒径600~800μπι);
[0223] 改性碳酸钙的制备方法如下：
[0224] (1)将纳米CaC03加入料桶温度为60°C高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及ΒΡ0， 所述纳米CaC03、所述丙烯酸及所述ΒΡ0的重量比为100:12:0.25，搅拌lh后，出料，把高速混 合机料桶温度升至120°C后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌lh后出料，得到丙烯 酸纳米碳酸钙；
[0225] (2)按重量比将八苯基八硅倍半氧烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180 °C 下反应6h后，降至120 °C，所述八苯基八硅倍半氧烷、对羟基苯甲酸以及多聚磷酸的重量比 为1:1.5:15,120°C下反应5h后，降至室温，倒入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中 120°C下干燥12小时，得到对羟基苯甲酸改性的八苯基八硅倍半氧烷；
[0226] (3)将步骤(1)中丙烯酸纳米碳酸钙与步骤(2)对羟基苯甲酸改性的八苯基八硅倍 半氧烷加入料桶温度为120°C高速混合机中，高速搅拌lh后出料。
[0227] 高耐候性增韧PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC 树腊 3:8% 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 1.5% 铅盐复合稳定剂 15% 改性碳酸钙 54%
[0228] 木粉 2% 硬脂酸钙 0 3% 脂肪酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.4% 金红石型钛白粉 0.2%;
[0229] 其中，改性碳酸钙的粒径为100nm。
[0230] 对比例3
[0231] PVC型材制备工艺如下：（PVC聚合度为1000;木粉粒径45~600μπι)
[0232] (1)加料：按照质量比加入木粉(木粉水分为1 % )至热混锅里，再分别加入PVC树 月旨、抗冲改性剂、加工助剂、稳定剂、填料、PE蜡、脂肪酸酯、硬脂酸钙，单螺杆的转动，以1200 转/分的转速搅拌，将物料开始压实；
[0233] (2)熔融:物料向机头方向输送，加热，当混合原料的温度达到150 °C时，对物料进 行塑化15min及进一步的压实；
[0234] (3)熔体输送:通过螺杆将完全塑化后的熔融物料定量、定压、定温地挤入机头；
[0235] (4)成型:通过分流板和一定截面形状和尺寸的口模，成为截面与口模形状相仿的 高温连续体，最后冷却定型、覆膜、切割，并且所有试样放置于室温下72h，以去除加工过程 中的残余应力，经检验合格后包装，入库。
[0236] PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC树脂 38?
[0237] 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 1.5% 铅盐复合稳定剂 1.5? 纳米碳酸钙 54% 木粉 2%
[0238] 硬脂酸钙 0.3% 脂肪酸酯 0.1% 聚乙烯蜡 0.4% 金红石型钛白粉 0:.,2%
[0239] 其中，纳米碳酸钙的粒径为50nm。
[0240] 对比例4
[0241] PVC型材制备工艺如下：（PVC聚合度为1000;木粉粒径45~600μπι)
[0242] (1)加料：按照质量比加入木粉(木粉水分为1 % )至热混锅里，再分别加入PVC树 月旨、抗冲改性剂、加工助剂、稳定剂、填料、PE蜡、脂肪酸酯、硬脂酸钙，单螺杆的转动，以1200 转/分的转速搅拌，将物料开始压实；
[0243] (2)熔融:物料向机头方向输送，加热，当混合原料的温度达到150 °C时，对物料进 行塑化15min及进一步的压实；
[0244] (3)熔体输送:通过螺杆将完全塑化后的熔融物料定量、定压、定温地挤入机头；
[0245] (4)成型:通过分流板和一定截面形状和尺寸的口模，成为截面与口模形状相仿的 高温连续体，最后冷却定型、覆膜、切割，并且所有试样放置于室温下72h，以去除加工过程 中的残余应力，经检验合格后包装，入库。
[0246] PVC型材中各原料组分的质量分数为： PVC 树脂 38/〇 甲基丙酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 2% 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 1.S%
[0247] 铅盐复合稳定剂 1.5% 碳酸钙 54% 木粉 2% 硬脂酸钙 0 3% 脂肪酸酯 0.1%
[0248] 聚乙烯蜡 0.4% 金红石型钛白粉 0 2%;
[0249] 测试方法
[0250] 标准为GB/T8814-2004《门、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》规定的标准。
[0251] 1、弯曲弹性模量:在温度为23±2°C的环境下，将型材样片放在电子万能实验机的 夹具上，然后通过探头施加一定的外力使其以恒定的速度向下移动，当样片的形变达到4_ 时，实验停止。电脑上显示的数字即为弯曲弹性模量。数字越大，表明该型材的刚性越好。
[0252] 2、低温落锤冲击:将试样放置在-10 ± 2 °C条件下lh后，在温度为23 ± 2 °C的试验环 境下，将试验样的冲击可视面向上放在支撑物上，在l〇s内冲击试样两支撑筋间的中心位 置，记录型材可视面产生破裂、裂纹或分离的试样数。
[0253] 3、简支梁冲击强度:在温度为23±2°C的环境下，将使用新型钙锌复合稳定剂生产 的型材样片固定在在简支梁冲击仪的夹具上，让白锤以恒定的能量下落，直至样片被冲断 时冲击仪上显示的数字。数字越大，表明该型材的有缺口韧性越好。
[0254] 4、拉伸冲击强度:在温度为23±2°C的环境下，将型材样片固定在拉伸冲击仪的夹 具上，让摆锤以恒定的能量下落，直至样片被冲断时冲击仪上显示的数字。数字越大，表明 该型材的无缺口韧性越好。
[0255] 5、可焊接性:在温度为23 ± 2 °C的实验环境下，将试验两端放在活动的支撑座上， 对焊角或T型接头施加压力，直到断裂为止，记录数值。
[0256] 表1性能测试结果
[0257]
[0258]
[0259] 从上述测试结果中可以看出，与填充剂为碳酸钙、纳米碳酸钙、丙烯酸纳米碳酸钙 相比，本发明提供的改性碳酸钙在很大程度的增强了PVC型材的耐候性、弯曲弹性模量、低 温落锤冲击、简支梁冲击强度、拉伸冲击强度、可焊接性及光泽度等性能；改性碳酸钙与抗 冲改性剂、加工助剂、稳定剂之间协同作用还改善了 PVC型材和木粉(木质纤维）的热稳定 性，进一步提高了PVC型材的强度等应用性能。
[0260] 前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要 求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施 例的组合的选择的实施方式的说明。因此，
【申请人】的用意是所附的权利要求不被说明本发 明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范 围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
【主权项】
1. 一种高耐候性增韧PVC型材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 加料:按照质量比加入木粉至热混锅里，再分别加入PVC树脂、抗冲改性剂、加工助 剂、稳定剂、填料、PE蜡、脂肪酸酯、硬脂酸钙，单螺杆的转动，将物料开始压实； (2) 熔融:物料向机头方向输送，加热，当混合原料的温度达到120~190 °C时，对物料进 行塑化及进一步的压实； (3) 熔体输送:通过螺杆将完全塑化后的熔融物料定量、定压、定温地挤入机头； (4) 成型:通过分流板和一定截面形状和尺寸的口模，成为截面与口模形状相仿的高温 连续体，最后冷却定型、覆膜、切割，经检验合格后包装，入库； 其中，所述填料为含硬脂酸和对羟基苯甲酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙烯酸纳米碳 酸钙。2. 如权利要求1所述高耐候性增韧PVC型材的制备方法，其特征在于，所述抗冲击改性 剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，加工助剂包括氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物， 稳定剂包括铅盐复合稳定剂，颜料包括硅酸铝含硫复合物。3. 如权利要求1所述高耐候性增韧PVC型材的制备方法，其特征在于，所述高耐候性增 韧PVC型材的制备原料按质量分数计算，包括30~55%PVC树脂，0.5~5%抗冲击改性剂， 0.5~5%加工助剂，0.5~5%稳定齐lj，40~65%填料，1~5%木粉，0.1~1%PE蜡、0.1~1 % 脂肪酸酯、〇. 1~1 %硬脂酸钙，〇~1 %颜料。4. 如权利要求1所述高耐候性增韧PVC型材的制备方法，其特征在于，所述含硬脂酸和 对羟基苯甲酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙烯酸纳米碳酸钙通过先在八苯基八硅倍半氧 烷上接枝对羟基苯甲酸，然后接枝硬脂酸，最后接枝丙烯酸改性的纳米碳酸钙。5. 如权利要求1所述高耐候性增韧PVC型材的制备方法，其特征在于，所述木粉的粒径 为 10 ~ΙΟΟΟμL?ο6. 如权利要求5所述高耐候性增韧PVC型材的制备方法，其特征在于，所述木粉的粒径 为 40 ~800μηι。7. 如权利要求1所述高耐候性增韧PVC型材的制备方法，其特征在于，所述含硬脂酸和 对羟基苯甲酸的八苯基八硅倍半氧烷改性丙烯酸纳米碳酸钙的粒径为10~lOOnm。8. 如权利要求1所述高耐候性增韧PVC型材的制备方法，其特征在于，所述单螺杆的转 动为 1000 ~1500r/min。9. 如权利要求1所述高耐候性增韧PVC型材的制备方法，其特征在于，所述PVC树脂的聚 合度为500~2000。10. 如权利要求1所述高耐候性增韧PVC型材的制备方法，其特征在于，所述加热方式为 电磁感应加热。
【文档编号】C08K3/26GK106084569SQ201610581840
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月21日 公开号201610581840.0, CN 106084569 A, CN 106084569A, CN 201610581840, CN-A-106084569, CN106084569 A, CN106084569A, CN201610581840, CN201610581840.0
【发明人】卢建兵
【申请人】南通瑞云木塑科技有限公司