本发明涉及装饰材料领域，具体涉及一种门窗用阻燃PVC型材及其制备方法。
背景技术：
聚氯乙烯的英文简称为PVC，是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称为氯乙烯树脂。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。PVC是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛，在建筑材料、工业制品、日用品、门窗革、门窗砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。PVC型材是由PVC树脂添加各种功能助剂后,经过高温挤出成型的工业和生活用PVC产品。加了功能助剂的PVC型材具有抗老化，抗紫外线，耐腐蚀，强度高，价格便宜，保温及隔热性能好。现有的PVC型材阻燃性能不好，存在安全隐患。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种门窗用阻燃PVC型材。该PVC型材的阻燃性能良好。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种门窗用阻燃PVC型材，按重量份包括以下组分：PVC废料55-60份、木屑13-17份、轻质碳酸钙15-18份、钛白粉0.38-0.54份、CPE冲击改性剂6.4-8.3份、有机锡类稳定剂0.72-0.96份、金属皂类稳定剂0.35-0.42份、脂肪醇类润滑剂0.9-1.2份和阻燃剂1.3-2.5份。所述PVC为聚氯乙烯的英文简称，是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称为氯乙烯树脂。PVC是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛，在建筑材料、工业制品、日用品、门窗革、门窗砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。将PVC废料用于PVC型材的生产，有助于PVC废弃物的回收再利用。所述木屑是指木头加工时留下的锯末、刨花粉料，主要用来做燃料和轻骨填充料，或再复合成人造板，如中纤板，也可作为造纸原料。所述CPE为氯化聚乙烯的英文简称，是聚乙烯分子链上的部分氢原子被氯原子取代后的产物，为饱和高分子材料，外观为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。韧性良好(在-30℃仍有柔韧性)，与其它高分子材料具有良好的相容性，分解温度较高。进一步，所述轻质碳酸钙的规格为450-600目。所述轻质碳酸钙又称沉淀碳酸钙，是用化学加工方法制得的。由于它的沉降体积(2.4-2.8mL/g)比用机械方法生产的重质碳酸钙沉降体积(1.1-1.9mL/g)大，因此被称为轻质碳酸钙。其应用范围广泛，可用于橡胶、塑料、油漆、水性涂料等领域。进一步，所述钛白粉为金红石型钛白粉。所述钛白粉学名为二氧化钛，分子式为TiO2,是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造。进一步，所述有机锡类稳定剂为脂肪酸锡盐或马来酸锡盐。进一步，所述金属皂类稳定剂为月桂酸钡与月桂酸钙按照质量比为2:5的混合物。进一步，所述脂肪醇类润滑剂为季戊四醇或木糖醇。进一步，所述阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐、氢氧化镁或二者的混合物。所述阻燃剂是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃设计的。进一步，所述阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐与氢氧化镁按照质量比为4:3的混合物。本发明的目的之二在于提供所述门窗用阻燃PVC型材的制备方法，其具体步骤为：A.将上述质量份的PVC废料磨成粉后置于搅拌机中，然后向搅拌机中加入上述质量份的木屑和轻质碳酸钙并在128-135℃温度下搅拌8-13min；B.将上述质量份的有机锡类稳定剂、金属皂类稳定剂、脂肪醇类润滑剂、CPE冲击改性剂、阻燃剂和钛白粉依次加入步骤A所得混合物中，在78-83℃温度下搅拌6-9min；然后冷却至室温，出料后挤压成型，即得所述门窗用阻燃PVC型材。本发明的目的还在于保护所述门窗用阻燃PVC型材在室内装饰中的应用。本发明的有益效果是：本发明的PVC型材的阻燃效果好，垂直燃烧级别可达2.1mmV1级，耐热性能好。与现有技术相比，本发明制备的PVC型材的氧指数提高了22.67％，维卡软化温度提高了9.28％。同时，本发明的PVC型材具有优良的抗冲击性能、抗弯曲变形性能和抗拉伸冲击性能。与现有技术相比，本发明制备的PVC型材的简支梁冲击强度提高了13.13％；主型材弯曲弹性模量提高了10.82％，拉伸冲击强度提高了10.48％。具体实施方式实施例1一种门窗用阻燃PVC型材，其组成为：PVC废料60kg、木屑17kg、规格为600目的轻质碳酸钙15kg、金红石型钛白粉0.54kg、CPE冲击改性剂8.3kg、脂肪酸锡盐0.96kg、月桂酸钡0.10kg、月桂酸钙0.25kg、季戊四醇1.2kg和三聚氰胺磷酸盐2.5kg。所述门窗用阻燃PVC型材的制备方法为：A.将PVC废料磨成粉后置于搅拌机中，然后向搅拌机中加入木屑和轻质碳酸钙并在135℃温度下搅拌8min；B.将脂肪酸锡盐、月桂酸钡、月桂酸钙、季戊四醇、CPE冲击改性剂、三聚氰胺磷酸盐和金红石型钛白粉依次加入步骤A所得混合物中，在83℃温度下搅拌6min；然后冷却至室温，出料后挤压成型，即得所述门窗用阻燃PVC型材。实施例2一种门窗用阻燃PVC型材，其组成为：PVC废料55kg、木屑13kg、规格为450目的轻质碳酸钙18kg、金红石型钛白粉0.38kg、CPE冲击改性剂6.4kg、马来酸锡盐0.72kg、月桂酸钡0.12kg、月桂酸钙0.30kg、木糖醇0.9kg和氢氧化镁1.3kg。所述门窗用阻燃PVC型材的制备方法为：A.将PVC废料磨成粉后置于搅拌机中，然后向搅拌机中加入木屑和轻质碳酸钙并在128℃温度下搅拌13min；B.将马来酸锡盐、月桂酸钡、月桂酸钙、木糖醇、CPE冲击改性剂、氢氧化镁和金红石型钛白粉依次加入步骤A所得混合物中，在78℃温度下搅拌9min；然后冷却至室温，出料后挤压成型，即得所述门窗用阻燃PVC型材。实施例3一种门窗用阻燃PVC型材，其组成为：PVC废料57kg、木屑15.8kg、规格为500目的轻质碳酸钙16kg、金红石型钛白粉0.45kg、CPE冲击改性剂7.2kg、马来酸锡盐0.84kg、月桂酸钡0.112kg、月桂酸钙0.28kg、木糖醇1.06kg、三聚氰胺磷酸盐1.2kg和氢氧化镁0.9kg。所述门窗用阻燃PVC型材的制备方法为：A.将PVC废料磨成粉后置于搅拌机中，然后向搅拌机中加入木屑和轻质碳酸钙并在130℃温度下搅拌11min；B.将马来酸锡盐、月桂酸钡、月桂酸钙、木糖醇、CPE冲击改性剂、三聚氰胺磷酸盐、氢氧化镁和金红石型钛白粉依次加入步骤A所得混合物中，在81℃温度下搅拌7min；然后冷却至室温，出料后挤压成型，即得所述门窗用阻燃PVC型材。对比例1一种门窗用阻燃PVC型材，其组成为：PVC废料59kg、木屑14kg、规格为600目的轻质碳酸钙17kg、金红石型钛白粉0.51kg、CPE冲击改性剂6.8kg、月桂酸钡0.114kg、月桂酸钙0.285kg、季戊四醇0.96kg和氢氧化镁1.5kg。所述门窗用阻燃PVC型材的制备方法为：A.将PVC废料磨成粉后置于搅拌机中，然后向搅拌机中加入木屑和轻质碳酸钙并在129℃温度下搅拌10min；B.将月桂酸钡、月桂酸钙、季戊四醇、CPE冲击改性剂、氢氧化镁和金红石型钛白粉依次加入步骤A所得混合物中，在79℃温度下搅拌8min；然后冷却至室温，出料后挤压成型，即得所述门窗用阻燃PVC型材。对比例2一种门窗用阻燃PVC型材，其组成为：PVC废料58kg、木屑16kg、规格为450目的轻质碳酸钙16kg、金红石型钛白粉0.42kg、CPE冲击改性剂7.5kg、脂肪酸锡盐0.75kg、月桂酸钡0.14kg、月桂酸钙0.30kg、季戊四醇1.16kg和三聚氰胺磷酸盐1.85kg。所述门窗用阻燃PVC型材的制备方法为：A.将PVC废料磨成粉后置于搅拌机中，然后向搅拌机中加入木屑和轻质碳酸钙并在131℃温度下搅拌12min；B.将金红石型钛白粉、CPE冲击改性剂、脂肪酸锡盐、月桂酸钡、月桂酸钙、季戊四醇和三聚氰胺磷酸盐和依次加入步骤A所得混合物中，在80℃温度下搅拌8min；然后冷却至室温，出料后挤压成型，即得所述门窗用阻燃PVC型材。对比例3以公开号为CN104277352A的发明专利申请实施例1所述配方及方法进行PVC管材制备。具体为：一种耐火阻燃PVC管材，包括组分及各组分质量百分比为：PVC树脂45％、轻质碳酸钙40％、稳定剂4％、石蜡1％、硬脂酸3％、CPE6％和钛白粉1％。其制备方法为：使用混合机将上述组分混合均匀后得到混合原料；使用双螺杆挤出机将所得混合原料挤塑后形成管状材料，使用冷却装置对挤出的管状材料进行冷却定型，使用牵引机将冷却定型后的管状材料牵引出来后，使用切割机对管状材料切割分段，得到PVC管材。PVC型材性能测试对实施例1-3(分别为实验组1-3)及对比例1-3(分别为对照组1-3)制备得到的PVC型材进行性能检测，检测结果如下表所示：备注：氧指数按照《塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分：室温试验GB/T2406.2-2009》进行测试，垂直燃烧级别按照《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法GB/T2408-2008》进行测试,维卡软化温度按照《热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定GB/T1633-2000》中的B50法进行测试，简支梁冲击强度按照《塑料简支梁冲击强度的测定ISO179-2000》进行测试，主型材弯曲弹性模量按照《塑料弯曲性能的测定GB/T9341-2008》进行测试，拉伸冲击强度按照《塑料拉伸冲击性能试验方法GB/T13525-1992》进行测试。由以上测试结果可知，与对照组3相比，实施例1-3制备的PVC型材的氧指数提高了22.67％，维卡软化温度提高了9.28％。实施例1-3制备的PVC型材的垂直燃烧级别可达到2.1mmV1级。由此证明，本发明的PVC型材的阻燃效果好，耐热性能良好。与对照组3相比，实施例1-3制备的PVC型材的简支梁冲击强度提高了13.13％；主型材弯曲弹性模量提高了10.82％，拉伸冲击强度提高了10.48％。由此证明，本发明的PVC型材具有优良的抗冲击性能、抗弯曲变形性能和抗拉伸冲击性能。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。