本发明属于材料领域，尤其涉及一种用于制备间隔型材的聚氯乙烯组合物，还涉及由其得到的间隔型材。
背景技术：
在建筑领域，由于具有较好的隔热隔音功能，中空玻璃得到了日益广泛的应用。目前建筑物用中空玻璃一般具有两层或多层保温玻璃单元，这些玻璃在保温玻璃单元内部彼此间隔开，形成中空状态。为了提高隔热效果，通常在玻璃之间的中空空间中充入惰性气体。然而，为了实现低导热性，玻璃和间隔框的边缘结合处(即保温玻璃单元的边缘的结合处)的传热起着非常重要的作用，这决定了间隔型材必须具有良好的隔热性。与此同时，由于建筑物用中空玻璃的隔音要求较高，间隔型材本身也应当具有良好的隔音性能。此外，由于在实际加工使用中，需要弯折，因此必须同时具备较高的力学强度和较好的可加工性能。
现有技术中，间隔型材一般使用商业化的可塑性材料，如聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯或聚碳酸酯等，这些材料虽然易得，但是难以兼具高隔热、高隔音、高延展性以及高力学强度。
因此，非常需要通过配方以及生产工艺的改进，以获得综合性能优异的间隔型材。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种用于制备间隔型材的聚氯乙烯组合物，其包含：
24～87重量％的聚氯乙烯；
1～9重量％的丙烯酸酯类共聚物；
1～4重量％的稳定剂；
0～4重量％的交联剂；
10～40重量％的填料；
0.2～3重量％的润滑剂；
1～10重量％的冲击改性剂；
0～3重量％的紫外吸收剂；
0～3重量％的颜料；
其中，所述聚氯乙烯满足以下至少一种条件：
聚合度为600～1200，
平均密度为1.2～1.6g/cm3，
特性粘度为2dl/g～5dl/g。
进一步地，上述丙烯酸酯类共聚物为甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的共聚物，且所述甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的共聚物满足以下至少一种条件：
平均密度为1.0～1.3g/cm3，
平均粒径为20～60目，
特性粘度为2dl/g～5dl/g。
进一步地，上述稳定剂选自钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂、液体钡镉复合稳定剂、液体钡镉锌复合稳定剂、铅盐复合稳定剂、酯基硫醇锡稳定剂以及稀土类稳定剂的一种或多种。
进一步地，上述的交联剂选自过氧化二异丙苯(DCP)、2,5-二甲基-2,5双(过氧化叔丁基)己烷、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三唑二巯基胺盐(FHS)、二嗪均三硫醇(TCY)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、有机硅类交联剂的一种或多种。
进一步地，上述的填料为滑石粉、玻璃微珠、云母粉、碳酸钙、硅灰石的一种或多种。
进一步地，上述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙以及聚乙烯蜡中的一种或多种。
进一步地，上述冲击改性剂选自氯化聚乙烯、丙烯酸酯类聚合物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种。
进一步地，上述紫外吸收剂可选自光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂622、光稳定剂822、紫外线吸收剂UV-9、紫外吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-P和紫外线吸收剂UV-320中的一种或多种。
本发明还涉及一种间隔型材，其使用了上述任一项的用于制备间隔型材的聚氯乙烯组合物。
本发明还涉及一种制备间隔型材的方法，包括：将上述任一项的用于制备间隔型材的聚氯乙烯组合物混合后，进行钢塑复合挤出成型得到间隔型材。
本发明有以下有益效果：本发明获得的间隔型材材料兼具高隔热、高隔音、高延展性、高力学强度以及高耐候性能的特点；间隔型材制品的耐热性、阻燃性、耐候性和机械强度均得到大幅提升；采用滑石粉作为无机填料，为间隔型材提供了优异的隔热和隔音效果。
具体实施方式
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公开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。
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“任选地”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。
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。
根据本发明的一个实施方案，提供一种用于制备间隔型材的聚氯乙烯组合物，其包含：
24～87重量％的聚氯乙烯；
1～9重量％的丙烯酸酯类共聚物；
1～4重量％的稳定剂；
0～4重量％的交联剂；
10～40重量％的填料；
0.2～3重量％的润滑剂；
1～10重量％的冲击改性剂；
0～3重量％的紫外吸收剂；和
0～3重量％的颜料；
其中，所述聚氯乙烯满足以下至少一种条件：
聚合度为600～1200，
平均密度为1.2～1.6g/cm3，
特性粘度为2dl/g～5dl/g；
优选地，所述用于制备间隔型材的聚氯乙烯组合物，其包含：
45～77重量％的聚氯乙烯；
1～3重量％的丙烯酸酯类共聚物；
2.5～4重量％的稳定剂；
1～4重量％的交联剂；
15～30重量％的填料；
0.8～1.5重量％的润滑剂；
2.8～8.5重量％的冲击改性剂；
0.5～3重量％的紫外吸收剂；
0～2重量％的颜料；
其中，所述聚氯乙烯满足以下至少一种条件：
聚合度为600～1200，
平均密度为1.2～1.6g/cm3，
特性粘度为2dl/g～5dl/g。
作为用于间隔型材的聚氯乙烯原则上应当选择聚合度高且密度高的材料，因为这有利于获得高强度、高隔音以及高隔热的间隔型材，但是不可避免地，材料的可延展性将大幅度下降，势必影响其可弯折性能，因此，选择合适性能参数的聚氯乙烯是非常复杂且重要的。优选地，用于本发明的聚氯乙烯的聚合度为800～1000，平均密度为1.3～1.5g/cm3，且特性粘度为3dl/g～4dl/g。
用于本发明的丙烯酸酯类共聚物并无特别限定，可以为市售的或实验合成的。
优选地，所用丙烯酸酯类共聚物为甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的共聚物。
优选地，所述甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的共聚物满足以下至少一种条件：
平均密度为1.0～1.3g/cm3，
平均粒径为20～60目，
特性粘度为2dl/g～5dl/g。
现有技术中，一般认为甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的共聚物在改性聚氯乙烯材料中，仅仅起抗冲改性剂和改善聚氯乙烯加工性能的作用。但是，申请人意外地发现，甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯共聚物的性能参数对改性聚氯乙烯材料的隔热及隔音性能有明显地影响，通过粘度、密度以及粒径的改变可以影响改性聚氯乙烯材料的微观共混结构，例如分散性的好坏以及材料内部的空腔大小等，因此，选择合适性能参数的甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的共聚物是非常复杂且重要的。优选地，用于本发明的甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的共聚物的平均密度为1.1～1.2g/cm3，平均粒径为50～60目，且特性粘度为3dl/g～4dl/g。
用于本发明的稳定剂并无特别限定，可以为市售的或实验合成的，如选自钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂、液体钡镉复合稳定剂、液体钡镉锌复合稳定剂、铅盐复合稳定剂以及酯基硫醇锡稳定剂、稀土类稳定剂的一种或多种；优选地，所述稳定剂选自钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂以及液体钡镉复合稳定剂的一种或多种；更优选地，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
交联剂常用于多种塑料如PE、PVC、EVA、PS、CPE等的交联改性，可明显提高制品的耐热性、机械强度、耐溶性和电性能。国内目前用于PVC领域的并不多见，申请人发现在制备间隔型材的聚氯乙烯组合物中加入少量交联剂后，制品的耐热性、阻燃性、耐候性和机械强度均得到大幅提升。用于本发明的交联剂选自过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5双(过氧化叔丁基)己烷、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三唑二巯基胺盐(FHS)、二嗪均三硫醇(TCY)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、有机硅类交联剂的一种或多种。
用于本申请的填料并无特别限定，可以为市售的或实验合成的，例如为滑石粉、玻璃微珠、云母粉、碳酸钙、硅灰石的一种或多种，但优选为滑石粉。
滑石粉作为一种塑料填充的无机填料，在聚氯乙烯制备领域已经有广泛应用。一般认为滑石粉的加入可以在大幅度降低成本的同时，提高制品的耐热性以及强度。而且，现有技术中一般优先选用粒径较小(大于500目)的滑石粉，甚至纳米级的滑石粉来提高改性塑料的性能，因为这类滑石粉的比表面积大，更易于提高与聚氯乙烯的界面亲和性。但是，在间隔型材材料中，选用粒径较小的滑石粉，在提高材料强度的前提下，可以明显地提高材料的隔热以及隔音性能。这很可能是由于较小粒径的滑石粉会形成一定程度的团聚，从而在聚氯乙烯中形成一定的真空空腔，从而提供了优异的隔热和隔音效果。优选地，用于本发明的滑石粉的粒径为1000～3000目；更优选，为2500目。用于本发明的滑石粉可以为市售的或自行加工得到。
润滑剂在塑料的实际加工中具有多种效能，例如在混炼、压延加工时，能防止聚合物粘着料筒，抑制摩擦生热，减小混炼转矩和负荷，从而防止聚合物材料的热劣化。在挤出成型时，可提高流动性，改善聚合物料与料筒和模具的黏附性，防止并减少滞留物。另外还能改善薄膜的外观和光泽。润滑剂可分为两种，外润滑剂的作用主要是，它与聚合物相容性较差，容易从熔体内往外迁移，所以能在塑料熔体与金属的交界面形成润滑的薄层。内润滑剂与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起到降低聚合物分子间内聚力的作用，从而改善塑料熔体的内摩擦生热和熔体的流动性。常用的外润滑剂是硬脂酸及其盐类；内润滑剂是低分子量的聚合物。有的润滑剂还有其他的功用。实际每一种润滑剂都有可以实现某一要求的作用，总是内外润滑共同作用，只是在某一方面更突出一些。同一种润滑剂在不同的聚合物中或不同的加工条件下会表现出不同的润滑作用，如高温、高压下，内润滑剂会被挤压出来而成为外润滑剂。用于本发明的润滑剂并无特别限定，可以为上述各种类型的润滑剂。但是，考虑到间隔型材材料的隔热与隔音要求，优选地，用于本发明的润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙以及聚乙烯蜡中的一种或多种；更优选地，用于本发明的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙以及聚乙烯蜡的混合物。其中，所述硬脂酸、硬脂酸钙以及聚乙烯蜡的混合物的重量比优选为1:(0.5～2)：(0.5～2)。
用于本发明的冲击改性剂并无特别限定，可以为市售的或实验合成的，例如可选自氯化聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯类聚合物(ACR)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物(MBS)以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中的一种或多种。
为了提高间隔型材的抗紫外能力，其还可以含有紫外吸收剂，其中所述紫外吸收剂可选自光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂622、光稳定剂822、紫外线吸收剂UV-9、紫外吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-P和紫外线吸收剂UV-320中的一种或多种。
上述聚氯乙烯组合物根据需求还可以包括颜料，所述颜料也无特别限定，可以为市售的或实验合成的。所述颜料可以为有机颜料或无机颜料或两者的混合，其中有机颜料可以为偶氮颜料、酞青颜料、杂环颜料或色淀颜料等中的一种或多种，无机颜料可以为钛白粉、碳黑、铁红或群青等的一种或多种。
根据本发明的另一个实施方案，提供一种间隔型材，其使用了上述任意一种用于制备间隔型材的聚氯乙烯组合物。
根据本发明的另一个实施方案，提供一种制备间隔型材的方法，包括：
将上述任意一种用于制备间隔型材的聚氯乙烯组合物混合后，送入挤出机进行钢塑复合挤出成型；
优选地，所述间隔型材的制备方法为：
(1)将一定重量份的聚氯乙烯组合物加入高混机，进行预混；
(2)将预混后的物料送入挤出机进行钢塑复合挤出成型；
所述挤出机的料筒温度，沿所述物料的推进方向依次为195-205℃、185-195℃、175-185℃、170-180℃；
所述挤出机的成型模具温度，沿所述物料的推进方向依次为155-165℃、160-170℃、165-175℃、175-185℃、195-205℃。
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。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，且以下物料所用份数均为重量份。
原料：
A1：聚氯乙烯(聚合度600，平均密度1.2g/cm3，特性粘度2dl/g)
A2：聚氯乙烯(聚合度1200，平均密度1.5g/cm3，特性粘度5dl/g)
A3：聚氯乙烯(聚合度800，平均密度1.4g/cm3，特性粘度4dl/g)
A4：聚氯乙烯(聚合度450，平均密度1.0g/cm3，特性粘度1.8dl/g)
B1：甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯共聚物(平均密度1.0g/cm3，平均粒径20目，特性粘度2dl/g)
B2：甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯共聚物(平均密度1.3g/cm3，平均粒径60目，特性粘度5dl/g)
B3：甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯共聚物(平均密度1.3g/cm3，平均粒径50目，特性粘度5dl/g)
B4：甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯共聚物(平均密度0.9g/cm3，平均粒径80目，特性粘度1.8dl/g)
C1：钙锌复合稳定剂
C2：钡锌复合稳定剂
C3：铅盐复合稳定剂
C4：液体钡镉复合稳定剂
D1：滑石粉(200目)
D2：滑石粉(800目)
D3：滑石粉(1500目)
D4：滑石粉(2500目)
E1：硬脂酸
E2：硬脂酸钙
E3：聚乙烯蜡
E4：硬脂酸、硬脂酸钙以及聚乙烯蜡按重量比1：1：1的混合物
F1：ACR
F2：EVA
F3：MBS
G1：UV-9
G2：UV-531
H1：偶氮颜料
H2：碳黑
I1：三烯丙基异氰脲酸酯
本发明还涉及一种制备间隔型材，包括：
(1)按照下表中的配方将所述原料按比例加入混料机中预混；
(2)将预混后的物料送入挤出机进行钢塑复合挤出成型；
所述挤出机的料筒温度，沿所述物料的推进方向依次为195-205℃、185-195℃、175-185℃、170-180℃；
所述挤出机的成型模具温度，沿所述物料的推进方向依次为155-165℃、160-170℃、165-175℃、175-185℃、195-205℃。
作为本发明的优选实施例，本发明所得的聚丙烯物组合物也适用于制作中空百叶窗暖边盖板和中空百叶窗暖边框。
表1为制备间隔型材的原料配方及用量(重量份数)
测试方法
力学性能：拉伸强度按照GB/T1040-2006标准测试进行，测试速度为50mm/min(测试温度23℃)；冲击强度按照GB/T1843-2008标准测试进行(测试温度23℃)；弯曲强度按照GB9341-2008标准测试(测试温度23℃)。
隔热性能：按照GB/T3399-82标准测试导热系数进行评价。
耐候性能：紫外光照500小时后，测试色差，其中紫外光灯的型号为UVA-340，照射强度34w/m2，紫外光灯管数为4个，每个紫外光灯管为40W。
隔音性能：按照GB/T23451-2009标准测试隔音系数以及隔音量
表2
以上数据可以看出，通过使用特定性能的聚氯乙烯、特定性能的丙烯酸酯类共聚物、特定粒径的碳酸钙以及特定的混合型润滑剂，本发明的间隔型材材料兼具高隔热、高隔音、高延展性、高力学强度以及高耐候性能的特性。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。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，本发明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。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。