专利名称：：一种有机锡无铅型材的制作方法
技术领域：
：本发明属于建筑围护材料，特别涉及一种有机锡无铅塑料异型材。
背景技术：
：聚氯乙烯(PVC)是世界五大通用塑料之一，其制品用途广泛，其中门窗用异型材近年来有了突飞猛进的发展。聚氯乙烯是无定型高聚物，由于分子结构对热的不稳定，使它在成型加工以及贮存过程中在受热光氧作用下影响其加工和力学性能，PVC树脂及其制品由于自身的结构缺陷，存在着容易热降解和老化的缺点，它的加工温度(160'C以上)比分解温度(120-13(TC)还高，因此要将PVC变成制品，同时为了防止在加工过程中变色并可保持最终产品在使用期内外观物理性能，阻止聚氯乙烯老化，延长其使用寿命，就必须在PVC加工成型过程中添加热稳定剂，以延缓或阻止PVC树脂的热降解。铅盐是最早使用的传统热稳定剂，其稳定作用较强，价格低廉，来源广泛，我国和欧洲仍在使用。国内一般的异型材企业均是采用铅盐稳定剂。但在生产和使用过程中会造成一定的环境污染。2000年起挪威、芬兰、瑞典、丹麦和英国等欧洲国家相继采取了禁用铅盐稳定剂的行动。从2003年起，我国也开始关注铅盐问题，北京和上海己通过了在给水管中禁铅的决定。2004年建设部公告中明确指出在全国范围内使用的供水管PVC—U管必须是非铅盐稳定剂的。我国在PVC塑料制品中全面禁铅的序幕己经拉开，选择无毒、无污染、复合、高效的热稳定剂是PVC制品发展的必由之路，也是门窗用异型材迈向绿色环保建材的前提。
发明内容有机锡稳定剂钛白粉氯化聚乙烯活性碳酸钙ACR加工改性剂本发明的目的是提供一种有机锡无铅型材，采用有机锡稳定剂以保证型材产品的质量，满足门窗型材中不含铅、无毒、环保的要求。本发明采用的技术解决方案是一种有机锡无铅型材，以聚氯乙烯为主要原料，由以下物质组成(按重量计)聚氯乙烯100份1.31.5份810份810份58份1.31.5份复合蜡-硬钙润滑体系2.02.9份。所述的有机锡稳定剂采用硫醇丁基锡。所述的复合蜡-硬钙润滑体系由下述物质组成(按重量计)硬脂酸钙L21.5份氧化聚乙烯蜡0.20.4份沙索蜡0.61.0份。聚氯乙烯简称PVC树脂，是塑料门窗异型材的主要成分；聚氯乙烯是以氯乙烯单体制得的聚合物，门窗异型材生产选择粘数为108-114，表观密度为0.5-0.6g/ml的PVC树脂。有机锡稳定剂稳定剂是聚氯乙烯门窗型材加工过程中必不可少的一类物质。而该发明使用无毒、环保的有机锡类稳定剂。有机锡类稳定剂通常是指含有Sn-C键的锡化合物，锡本身是四价，因此，商品化的锡类稳定剂都是4价锡的衍生物，它可分为含硫有机锡和无硫有机锡两大类，含硫有机锡的稳定性能要好于无硫有机锡，因此，我们选用综合性能优良的硫醇丁基锡作为我们的稳定剂。钛白粉钛白粉是最佳的白色颜料，广泛用于塑料异型材，它也是一种非常好的光屏蔽剂。金红石型(R型)钛白粉相对密度4.26，折射率2.72，能反射或折射大部分可见光，并能完全吸收波长小于410nm的紫外线，耐热性，耐候性好，屏蔽紫外线的作用强，是提高型材耐候性的重要原料之一。而进口钛白粉在金红石型的二氧化钛外面紧密包裹了一层Si02，含量在1.5%左右，而且还经过Al203处理。使光屏蔽效果更好，大大地提高PVC异型材的耐候性。氯化聚乙烯简称CPE;它是由高密度聚乙烯(HDPE)在盐酸水溶液中悬浮氯化制得，即用氯原子部分的代替HDPE中氢原子。由于氯化反应的不均匀和不完全，在分子链中会有乙烯、氯乙烯等杂链，其含氯量通常为25%40%。实验表明，含氯量为37%的CPE与PVC-U的改性效果最为明显。CPE与PVC-U相容时，CPE形成网络结构包裹了PVC-U颗粒，从而有效地提高了PVC型材的抗冲性能。活性碳酸钙碳酸钙是无臭无味的白色粉末，在配方中主要起填充剂的作用。而活性碳酸钙就是将碳酸钙采用脂肪酸和各种偶联剂等表面活性剂进行表面处理，以大大提高碳酸钙在PVC中的分散性、补强性，降低对机械的磨损及其它性能。在硬质PVC异型材中添加活性碳酸钙，可以提高软化温度和硬度，提高型材挤出稳定性和尺寸稳定性，减少收縮，避免型材翘曲。ACR加工改性剂是甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯、苯乙烯等单体的共聚物；由于PVC熔体延展性差，易导致熔体破碎；PVC熔体松弛慢，易导致制品表面粗糙、无光泽及鲨鱼皮等。因此，PVC加工时往往需要加入加工助剂，以改善其熔体上述缺陷。ACR加工改性剂的作用是促进PVC的塑化，縮短塑化时间，提高熔体塑化的均匀性，复合蜡-硬l丐润滑体系由于PVC树脂的分子结构本身决定了其极性很强，由此产生的分子间作用力使其熔体粘度高，流动性差，并对加工设备有很强的粘附性；同时又属于受热易分解的热敏性高聚物。为了防止成型过程中熔体局部过热产生分解，减少熔体对金属表面的粘附性及摩擦力，提高熔体的流动性，必须加入润滑剂。而不同稳定体系的配方加入润滑剂的结构也是不同的，由于铅盐稳定剂有自润滑性，只要辅以金属皂类和少量外润滑剂就可满足配方加工的润滑性能，而有机锡稳定体系有所不同，由于其物料的粘滞性，对配方中润滑体系的要求很高，不仅要加入外润滑剂，还要加入适量的内润滑剂，内外润滑剂的种类及比例都较为重要，该发明在润滑体系的选择上与其它配方有着较大的不同，通常为了保证加工性，一般使用石蜡-硬钙润滑体系，但对有机锡配方来说，型材生产过程中析出较多，需要频繁清模，因此，选择了南非生产的沙索蜡，由于沙索蜡的熔点较高，可有效减少析出，满足型材高速生产的需要，再辅以硬脂酸钙以及少量的氧化聚乙烯蜡作为内润滑剂以构成该发明有机锡配方的润滑体系，润滑体系中三种物质的作用如下沙索蜡产地南非，石油生产的付产物，直链垸烃，熔点较高，润滑效果好。硬脂酸钙属金属皂类稳定性，兼具内润滑性能；氧化聚乙烯蜡是聚乙烯部分氧化的产物，外观为白色或淡黄色粉末或颗粒，起内润滑作用。本发明有机锡无铅环保型材具有以下优点(1)物理机械性能优良；由于有机锡稳定剂在配方中具有螯合作用，使各组份混合更加均匀，塑化更加充分，因此，有机锡配方体系的型材具有优良的物理机械性能，尤其是焊角强度和抗冲击强度明显提高。(2)耐候性好。达到国家标准GB/T8814-2004标准要求。(3)优良的加工性能；有机锡型材具有优秀的塑化性，易操作性及节能效果；有机锡配方的易塑化性可弥补某些设备塑化性差，剪切力低的缺陷，也可以说有机锡配方具有对各种设备的适应性。通常有机锡配方加工时各段温度较铅体系的要低7-10°C，降低了能耗。(4)优异的表面光泽度；使用有机锡配方生产的型材，其外观光滑亮泽，手感细腻如脂。(5)高的出材率；由于锡的相对密度在1.031.09左右，铅盐的相对密度为7.1，如果填料的用量相同，有机锡型材相对密度比铅盐型材轻45%左右，即相同断面、同等壁厚时，有机锡体系比铅体系出窗率高45%左右。(6)具有无铅、环保性；以有机锡为稳定剂，不含铅，避免了铅析出而危害健康；(7)型材中无铅，没有遇酸雨、硫化物变色之虑。图l为混料工艺流程方框图。图2型材生产工艺流程方框图。具体实施例方式主要原料聚氯乙烯(S-1000，齐鲁石化)；有机锡稳定剂(硫醇丁基锡T137，法国阿科玛)；钛白粉(R105，美国杜邦)；氯化聚乙烯(135A，潍坊亚星)；活性碳酸钙(三宝)；ACR加工改性剂(P551，法国阿科玛)；硬脂酸钙(重庆长江化工厂)；氧化聚乙烯蜡(北京)；沙索蜡(南非)。实施例1:取PVC100份，有机锡稳定剂1.3份，钛白粉8份，氯化聚乙烯8份，活性碳酸钙6份，ACR加工改性剂1.3份，硬脂酸钙1.2份，氧化聚乙烯蜡0.2份，沙索蜡0.8份。上述物料按以下流程混合制成干混料，其工艺流程如图l所示首先采用德国莱梅特全自动混料系统制备混合料。制备过程如下主料PVC通过倒袋站进入PVC料仓，然后风送至主秤中。辅料氯化聚乙烯、ACR加工改性剂、硬脂酸钙、钛白粉、活性碳酸钙通过各自辅料罐进入到辅料秤进行称量，称量后排入辅料压送罐，然后风送入主秤。主秤中的物料排至热混机后，有机锡稳定剂(液体料)和手工称量的氧化聚乙烯蜡和沙索蜡微量料，手工加入热混机；经高速旋转叶片强烈摩擦与剪切，热混至11812(TC时，排料至冷混机，冷混机降温至45。C时排入中间料仓，风送吹入干混料仓，途中经过筛分机过筛，将某些杂物、大块料等筛除。在干混料仓中放置24小时后，负压吸送至挤出机上料平台，进入挤出机上料料斗，再排入挤出机料斗，供挤出机使用。工艺参数出料温度热混118120。C，冷混《45。C。出料参考时间热混59分钟，冷混46分钟。干混料按以下流程挤出加工成型，型材生产工艺流程如图2所示将储存的干混料加入德国克劳斯玛菲双螺杆挤出机料斗，物料在挤出机机筒塑化均匀后经热模挤出成型，再经冷却定型模真空冷却定型后，通过水箱冷却，覆膜后通过牵引机牵引至放料架，到一定长度进行切割，经检验合格后按规范进行包装，入库。挤出工艺温度(单位°C)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例2:取PVC100份，有机锡稳定剂1.5份，钛白粉8份，氯化聚乙烯8份，活性碳酸钙8份，ACR加工改性剂1.3份，硬脂酸钙1.2份，氧化聚乙烯蜡0.2份，沙索蜡0.8份。操作同实施例l。实施例3:取PVC100份，有机锡稳定剂1.5份，钛白粉8份，氯化聚乙烯10份，活性碳酸钙8份，ACR加工改性剂1.3份，硬脂酸钙1.2份，氧化聚乙烯蜡0.2份，沙索蜡0.8份。操作同实施例1。实施例4:取PVC100份，有机锡稳定剂1.5份，钛白粉10份，氯化聚乙烯10份，硬脂酸钙1.2份，活性碳酸钙8份，ACR加工改性剂1.3份，氧化聚乙烯蜡0.2份，沙索蜡0.8份。操作同实施例1。实施例5:取PVC100份，有机锡稳定剂1.5份，钛白粉10份，氯化聚乙烯10份，硬脂酸钙1.5份，活性碳酸钙8份，ACR加工改性剂1.3份，氧化聚乙烯蜡0.2份，沙索蜡1.0份。操作同实施例1。本发明生产的型材各项物理性能按国标GB/T8814-2004标准《门、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》检测，结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>本发明型材色泽呈象牙白色，颜色均匀，外观细腻润滑，冲击性能好，焊角强度高，完全符合GB/T8814-2004标准要求。特别是其卫生性能，经SGS国际权威认证机构检测，型材中不含铅。9权利要求1、一种有机锡无铅型材，以聚氯乙烯为主要原料，其特征在于由以下物质组成(按重量计)聚氯乙烯100份有机锡稳定剂1.3～1.5份钛白粉8～10份氯化聚乙烯8～10份活性碳酸钙5～8份ACR加工改性剂1.3～1.5份复合蜡-硬钙润滑体系2.0～2.9份。全文摘要本发明涉及一种有机锡无铅型材，由以下物质组成(按重量计)聚氯乙烯100份、有机锡稳定剂1.3～1.5份、钛白粉8～10份、氯化聚乙烯8～10份、ACR加工改性剂1.3～1.5份、复合蜡-硬钙润滑体系2.0～2.9份。经配方计量后首先加工成混合料，再用双螺杆挤出机挤出型材。本型材色泽均匀柔和，冲击性能好，组装门窗后焊角强度高，出材率高，完全符合或超过GB/T8814-2004标准要求。尤其是使用了符合世界卫生组织饮用水质量指导文件的有机锡稳定剂，完全摈弃了铅盐稳定剂，彻底实现了无铅。文档编号C08K5/098GK101362847SQ20081015110公开日2009年2月11日申请日期2008年9月26日优先权日2008年9月26日发明者刘信社,姜晴莉,健朱,李本立,王永兵,郭文乐申请人:西安高科建材科技有限公司