一种竹纤维增强窗塑钢型材及其制备方法
【专利摘要】一种竹纤维增强窗塑钢型材,由下列重量份的原料制成：纳米结晶纤维素3-4、六甲基磷酰三胺1-1.5、锌钙复合稳定剂3-6、受阻胺类光稳定剂0.5-0.8、尼龙纤维1-2、竹纤维15-20、轻质碳酸钙6-8、HDPE10-13、癸二酸2-3、SG-5PVC90-100、增强助剂10-14、水20-30；本发明塑钢型材添加了竹纤维，增加了型材的抗弯强度；通过添加纳米结晶纤维素，增加了型材的刚度；通过使用本发明的增强助剂，能够增加塑钢型材的强度、韧性和耐老化性能。
【专利说明】一种竹纤维增强窗塑钢型材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于塑钢型材领域，尤其涉及一种竹纤维增强窗塑钢型材及其制备方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]而且我国塑钢型材绝大部分劣质型材使用铅盐稳定剂，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。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种竹纤维增强窗塑钢型材及其制备方法，该塑钢型材抗弯强度高，刚度好。
[0007]本发明的技术方案如下:
一种竹纤维增强窗塑钢型材，其特征在于由下列重量份的原料制成:纳米结晶纤维素3-4、六甲基磷酰三胺1-1.5、锌钙复合稳定剂3-6、受阻胺类光稳定剂0.5-0.8、尼龙纤维1-2、竹纤维15-20、轻质碳酸钙6-8、HDPE10-13、癸二酸2-3、SG-5PVC90-100、增强助剂10-14、水 20-30 ；
所述增强助剂由下列重量份的原料制成:蒙脱土 6-8、硅烷偶联剂kh-550 0.3-0.4、四针状氧化锌晶须5-6、SG-5PVC粉末3-4、纳米二氧化钛2_3、碳纳米管0.4-0.6、纳米硼纤维
0.3-0.5、正硅酸乙酯2-3、乙醇20-25、水10-13 ;制备方法为:将硅烷偶联剂kh_550加入水中，搅拌均匀后加入蒙脱土，边搅拌边加入纳米二氧化钛、碳纳米管，磁力搅拌1-2个小时，烘干，粉碎，过100目筛，得到粉末；将正硅酸乙酯加入乙醇中溶解，再加入所述粉末以及其他剩余成分，磁力搅拌30-40分钟，加热至80-90°C，不停搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，即得。
[0008]所述的竹纤维增强窗塑钢型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
(1)将纳米结晶纤维素加入水中，搅拌均匀后再加入尼龙纤维、竹纤维，边搅拌边升温至75-85°C，研磨2-3个小时，喷雾干燥，得到混合物料；
(2)将第(1)步得到的混合物料与其他剩余成分混合，在110-120°C下用高速混合机混合5-7分钟，冷却至室温，出料，得到预混料；
(3)将第(2)步得到的预混料送入双螺杆挤出机，挤出机螺杆转速调节为10-15转/分，料筒和机头温度为160-180°C，挤出定型，水冷处理，得到型材；
(4)将第(3)步得到的型材送入-15至-30°C，真空环境下冷却15-20秒，再经牵引，成型，即得。
[0009]本发明的有益效果
本发明塑钢型材添加了竹纤维，增加了型材的抗弯强度；通过添加纳米结晶纤维素，增加了型材的刚度；通过使用本发明的的增强助剂，能够增加塑钢型材的强度、韧性和耐老化性能。
【具体实施方式】
[0010]一种竹纤维增强窗塑钢型材，由下列重量份(公斤)的原料制成:纳米结晶纤维素3.5、六甲基磷酰三胺1.3、锌钙复合稳定剂4、受阻胺类光稳定剂0.6、尼龙纤维1.5、竹纤维17、轻质碳酸钙7、HDPE12、癸二酸2.4、SG-5PVC95、增强助剂12、水25 ；
所述增强助剂由下列重量份(公斤)的原料制成:蒙脱土 7、硅烷偶联剂kh-550 0.3、四针状氧化锌晶须5.5、SG-5PVC粉末3.5、纳米二氧化钛2.5、碳纳米管0.5、纳米硼纤维0.4、正硅酸乙酯2.5、乙醇23、水12 ;制备方法为:将硅烷偶联剂kh-550加入水中，搅拌均匀后加入蒙脱土，边搅拌边加入纳米二氧化钛、碳纳米管，磁力搅拌1.5个小时，烘干，粉碎，过100目筛，得到粉末；将正硅酸乙酯加入乙醇中溶解，再加入所述粉末以及其他剩余成分，磁力搅拌35分钟，加热至85°C，不停搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，即得。
[0011]所述的竹纤维增强窗塑钢型材的制备方法，包括以下步骤:
(1)将纳米结晶纤维素加入水中，搅拌均匀后再加入尼龙纤维、竹纤维，边搅拌边升温至80°C，研磨2.5个小时，喷雾干燥，得到混合物料；
(2)将第(1)步得到的颗粒与其他剩余成分混合，在115°C下用高速混合机混合6分钟，冷却至室温，出料，得到预混料；
(3)将第(2)步得到的预混料送入双螺杆挤出机，挤出机螺杆转速调节为13转/分，料筒和机头温度为170°C，挤出定型，水冷处理，得到型材；
(4)将第(3)步得到的型材送入_20°C，真空环境下冷却18秒，再经牵引，成型，即得。
[0012]实验数据:
经测试，该塑钢型材的弯曲弹性模量为2820MPa，简支梁冲击强度为24J/ m%加热后尺寸变化率为1.3%，在150°C温度加热试验中无气泡、麻点、裂痕。
【权利要求】
1.一种竹纤维增强窗塑钢型材，其特征在于由下列重量份的原料制成:纳米结晶纤维素3-4、六甲基磷酰三胺1-1.5、锌钙复合稳定剂3-6、受阻胺类光稳定剂0.5-0.8、尼龙纤维1-2、竹纤维15-20、轻质碳酸钙6-8、HDPE10-13、癸二酸2-3、SG-5PVC90-100、增强助剂10-14、水 20-30 ； 所述增强助剂由下列重量份的原料制成:蒙脱土 6-8、硅烷偶联剂kh-550 0.3-0.4、四针状氧化锌晶须5-6、SG-5PVC粉末3-4、纳米二氧化钛2_3、碳纳米管0.4-0.6、纳米硼纤维0.3-0.5、正硅酸乙酯2-3、乙醇20-25、水10-13 ;制备方法为:将硅烷偶联剂kh_550加入水中，搅拌均匀后加入蒙脱土，边搅拌边加入纳米二氧化钛、碳纳米管，磁力搅拌1-2个小时，烘干，粉碎，过100目筛，得到粉末；将正硅酸乙酯加入乙醇中溶解，再加入所述粉末以及其他剩余成分，磁力搅拌30-40分钟，加热至80-90°C，不停搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，即得。
2.根据权利要求1所述的竹纤维增强窗塑钢型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将纳米结晶纤维素加入水中，搅拌均匀后再加入尼龙纤维、竹纤维，边搅拌边升温至75-85°C，研磨2-3个小时，喷雾干燥，得到混合物料； (2)将第(I)步得到的混合物料与其他剩余成分混合，在110-120°C下用高速混合机混合5-7分钟，冷却至室温，出料，得到预混料； (3)将第(2)步得到的预混料送入双螺杆挤出机，挤出机螺杆转速调节为10-15转/分，料筒和机头温度为160-180°C，挤出定型，水冷处理，得到型材； (4)将第(3)步得到的型材送入-15至_30°C，真空环境下冷却15-20秒，再经牵引，成型，即得。
【文档编号】C08L77/00GK104277381SQ201410623596
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】陈学军, 方圆, 吴浩然, 喻勇 申请人:安徽省三乐门窗幕墙工程有限公司