一种PVC合金自增强型材及其生产方法与流程

本发明属于型材领域，具体涉及一种PVC合金自增强型材及其生产方法，是共挤出一体成型的PVC合金增强型材，主要应用于塑料门窗，提升PVC塑料门窗的节能效果和强度。
背景技术：
：聚氯乙烯门窗型材作为新兴的化学建筑材料，因其具有节能、隔热、保温、环保、安装简便等特点，已成为我国建筑业中必不可少的新型建材。由于聚氯乙烯型材本身强度远低于铝质、铁质等金属材料，且门窗制作需要安装五金配件，需要承受启闭力和自身重量，门窗安装后将会承受自然环境中的风压，因此，聚氯乙烯塑料门窗本身需要具有一定的强度和抗风压能力。目前，聚氯乙烯塑料门窗加工时主要通过在型材中添加衬钢以提升成窗后整体强度和抗风压性能。一般型材与衬钢是分开的，需要在门窗组装过程中人工穿入，并进行固定。目前，这种加入衬钢的方法增加了门窗组装程序，消耗了钢材。同时，由于衬钢是热的良导体，在塑料门窗中添加后增加了其传热系数，不利于保温和节能。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供了一种PVC合金自增强型材，玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯，与PVC基材共挤一体成型，得到PVC合金自增强型材，具有高强度和良好的保温效果。本发明还提供了一种PVC合金自增强型材的生产方法，共挤一体成型，生产工艺简单。本发明提供的一种PVC合金自增强型材，包括增强体和PVC基材；所述增强体包括以下重量份的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯40-80份玻璃纤维20-60份。利用高强度高流动性的玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯。所述的PVC基材含有以下重量份的原料：所述的PVC聚合度为1000；所述稳定剂为环保钙锌或复合铅盐稳定剂；所述钛白粉为金红石型；所述抗冲改性剂为氯化聚乙烯、抗冲ACR改性剂或其共混物；所述ACR加工助剂为丙烯酸酯类共聚物；所述填料为活性轻质碳酸钙；所述调色剂为群青和/或群紫。ACR加工助剂：丙烯酸类聚合物，外观为白色粉末，它在本发明中起促进PVC塑化，增强PVC熔体的强度、伸长度和弹性度，改善PVC抗冲击性能及加工性能。CPE：目前国内PVC型材配方主要使用CPE作为抗冲改性剂，具有使用成本低和适应性强等特点。CPE本身呈链状结构，在加工中形成立体网络，分子链中柔软的PE链段提供韧性；类似PVC被氯化的链段，提供与PVC的相容性，CPE改性PVC作用的发挥与网络结构的形成情况有很大关系，网络型抗冲改性剂获得最佳物理机械性能的加工范围相对较窄，抗冲强度随PVC混合料混炼和加工条件的变化较为敏感，同时拉伸强度和模量以及热变形温度的下降幅度较大。抗冲ACR改性剂：一种壳-核结构的物质，内核为轻度交联的丙烯酸丁酯，类似橡胶的弹性体；外壳是甲基丙烯酸甲酯，提供与PVC的良好相容性。ACR是通过核层的弹性体来吸收PVC所受到的冲击能量的，因此，ACR的应用受加工条件的影响更小，加工范围更宽，分散更为均匀，可以有效地提升PVC塑料型材的耐低温冲击性能和表观质量。填料:在PVC中加入某些无机填料作为增量剂，以降低成本，同时提高某些物理机械性能(如硬度、热变形温度、尺寸稳定性与降低收缩率)，增加电绝缘性和耐燃性。增加产品体积、降低成本,改善加工性能(如调节粘度、流变性能、硫化性能),提高尺寸稳定性,补强或半补强,提高印刷性能,提高物理性能(如耐热性、消光性、耐磨性、阻燃性、白度、光泽度)等。钛白粉:在塑料中加入钛白粉，可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的机械强度，延长使用寿命。本发明提供的一种PVC合金自增强型材的生产方法，具体为：将PVC基材和增强体共挤一体成型；分别用主挤出机和共挤挤出机；主挤出机用于PVC基材挤出，共挤机用于增强体挤出，同时挤出，并在模具中合流后冷却成型。进一步的，在生产中设置一台主挤出机和两台共挤挤出机；所述主挤出机为双螺杆PVC塑料型材挤出机，生产工艺参数为：筒1:175-200℃，筒2：175-200℃，筒3：175-200℃，筒4:170-195℃，筒5：170-195℃；连接体温度：170-190℃，螺杆温度：120-150℃，螺杆转速：7-20rpm，喂料转速：8-45rpm，挤出负荷：35-60％。所述的共挤挤出机为单螺杆挤出机，生产工艺参数分别为：筒1:200-245℃，筒2:200-245℃，筒3:200-245℃，模区温度：200-250℃，螺杆转速：40-100rpm。进一步的，增强体流道设计：压缩比3-6；根据增强材料的原料特性，在挤出条件下的状态，以及最终成型壁厚确定压缩比3-6，使得增强材料密实，提高型材的机械性能。进一步的，增强体流道压缩角控制20-40度；根据型材断面图形，计算出增强材料的间隙总面积，结合选取的压缩比，计算出材料的稳流区域的总横截面积，保证物料在稳流区域内，等速均衡的流向各个待压缩区域。本发明采用压缩角在20-40度之间，确保物料流动顺滑，无死角，顺利进入模具的成型段区域，形成所需断面形状的融胚。进一步的，增强体流道喉径为稳流段间隙总面积的1.2-1.5倍；取决于稳流段的间隙的总面积，一般喉径的横截面积要大于稳流段间隙的总面积，这样才能保证物料在流道内有足够挤出压力。进一步的，流道一般采用由主干道和分流道结合的方式来设计，主干道的横截面要大于各个分流道的横截面积之和，且分流道要带有一定的料流扩张角，保证料流分配均匀，流动顺滑。结合型材的断面结构和型材的挤出速度来计算出所需共挤设备的产能，选用合适的共挤设备，来满足共挤流道的产能需求。与现有技术相比，本发明玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯，与PVC基材共挤一体成型，得到PVC合金自增强型材，具有高强度和良好的保温效果。原料用量对产品成型效果影响较大，PVC180-200℃成型，若PVC加工温度设置较高，由于PVC高温加工易分解，需要消耗较高的热稳定剂，增加配方成本。PBT在220-240℃成型，若PBT加工温度设置较低，PBT产品成型效果不好，塑化效果不佳，影响材料性能。而如果PBT加工温度设置较高，二者结合时易发生热量交换，导致PVC分解。而且若二者温度结合时若相差温度较大，由于温差导致冷却速度差异，如差异较大可能导致产品变形，或者二者结合效果不好，出现分离。因此PBT加工工艺温度尽可能降低，PVC加工工艺温度尽可能升高，保证二者结合效果。附图说明图1为本发明生产的PVC合金自增强型材的断面图Ⅰ；1为PVC基材，2为增强体；图2为本发明流道设计示意图；图3为本发明生产的PVC合金自增强型材的断面图Ⅱ；1为PVC基材，2为增强体；图4为本发明生产的PVC合金自增强型材的断面图Ⅲ；1为PVC基材，2为增强体；图5为本发明生产的PVC合金自增强型材的断面图Ⅴ；1为PVC基材，2为增强体；图6为本发明生产的PVC合金自增强型材的断面图Ⅵ；1为PVC基材，2为增强体；图7为本发明生产的PVC合金自增强型材的断面图Ⅶ；1为PVC基材，2为增强体。具体实施方式下面结合实施例对本发明作详细的说明。本实施例中的“份”指的是“重量份”。实施例1一种PVC合金自增强型材，包括增强体和PVC基材；PVC基材配方配比如下表所示：原料名称质量份数PVC100活性轻质碳酸钙10钙锌复合稳定剂3.7钛白粉8抗冲ACR7加工助剂1群青0.005群紫0.015通过自动配料系统将所需的物料按一定配方比例自动计量后投入到热混合机中进行混合，热混过程中经热混排潮充分去除混合料中的水分，物料在热混合机中混合到工艺温度(120℃)后排入到冷混合机中，冷混至40℃经罗茨风机和震动筛去除异物后进入储存罐，并均化24小时输送至挤出机料斗。2、增强体配方配比原料名称质量份数聚对苯二甲酸丁二醇酯50玻璃纤维503、主机采用双螺杆挤出机，两台共挤机分别为单螺杆挤出机，生产工艺如下：主挤出机生产工艺：共挤挤出机生产工艺：共挤机1共挤机2筒1温度，℃210210筒2温度，℃220220筒3温度，℃220220模区温度，℃230230螺杆转速，rpm64504、型材弯曲弹性模量检测对比，实施例2一种PVC合金自增强型材，包括增强体和PVC基材；1、PVC基材配方配比如下表所示：原料名称质量分数PVC100轻质活性碳酸钙10钙锌复合稳定剂3.7钛白粉8CPE10ACR加工助剂1群青0.03通过自动配料系统将所需的物料按一定配方比例自动计量后投入到热混合机中进行混合，热混过程中经热混排潮充分去除混合料中的水分，物料在热混合机中混合到工艺温度(120℃)后排入到冷混合机中，冷混至40℃经罗茨风机和震动筛去除异物后进入储存罐，并均化24小时输送至挤出机料斗。2、增强体配方配比原料名称质量分数聚对苯二甲酸丁二醇酯55玻璃纤维453、主机采用双螺杆挤出机，两台共挤机分别为单螺杆挤出机，生产工艺如下：主挤出机生产工艺：共计挤出机生产工艺：共挤机1共挤机2筒1温度，℃205205筒2温度，℃208208筒3温度，℃210210模区温度，℃210210转速，rpm50504、型材弯曲弹性模量检测对比本发明导热系数PVC合金自增强型材导热系数远远小于钢铁的导热系数，在保证高强度的条件下，保温性能好。而且密度小，体现材料质量轻，降低整窗重量。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3