高耐候性高强度三层隔音琉璃瓦及其制备方法技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种高耐候性高强度三层隔音琉璃瓦及其制备方法。
背景技术
现有的建筑用装饰瓦一般采用砖瓦或单层结构的树脂瓦，在实际使用过程中，由于砖瓦和单层结构的树脂瓦重量较大，带来很多不便，同时受风雨日晒的侵蚀较大，抗冲击能力较差，使用寿命较短，且消音隔热效果差。长久以来，人们对屋面材料的认识大都集中在对瓦材的了解上。作为防水、保温、隔热的屋面材料，粘土瓦是我们使用较多、历史较长的屋面材料之一，但是，此种瓦需要消耗大量的黏土，而为了保护耕地、保护环境、节约能源、我国已经逐渐限制、甚至是禁止使用粘土瓦了。而基于上述情况，研发一种具有高效、节能、节土、环保的轻质、高强、保温、隔热的屋面材料成为关注的焦点。目前主要的树脂琉璃瓦为聚氯乙烯（PVC），聚氯乙烯（PVC）本色为微黄色半透明状，有光泽。随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，PVC以其尺寸稳定性佳，低成本，硬度高的优点使其使用量在通用塑料里居但它也有耐化学性差、不耐温、质脆、易分解等缺点而使其使用受到限制，这就需要我们用其它可以弥补PVC缺点的树脂与PVC共混，来改善PVC本身的性能。而ASA材料主要成分是ASA树脂，是由丙烯腈(A)、苯乙烯(S)和丙烯酸酯(A)组成的三元共聚物。与ABS树脂相比，由于引入不含双键的丙烯酸酯橡胶取代了丁二烯橡胶，因而耐候性有了本质的改善，因此，使用具有良好耐候性的ASA来制备琉璃瓦，可以使琉璃瓦具有很好耐候性。随着科技的发展，人们生活水平的提高，人们对琉璃瓦的要求越来越高，要求琉璃瓦具有高强度高模量等高性能；长纤维增强ASA具有高强度、高模量、高热稳定性等优异的性能可以满足人们对高性能追求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种高耐候性高强度三层隔音琉璃瓦及其制备方法，它耐候性好、强度高、模量高，且隔音、隔热性能好，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：高耐候性高强度三层隔音琉璃瓦，包括内层、中间层及外层，按质量份数计算，内层包括95-105份聚氯乙烯，5-10份抗冲击改性剂，3-6份相容剂、20-30份纳米活性轻质碳酸钙、2-5份润滑剂；中间层包括95-105份丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、10-35份玻璃纤维、10-20份增韧剂、2-6份相容剂、0.5-1份抗氧剂及0.5-1份发泡剂；外层包括30-40份丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、20-50份高分子量AS、0.5-1份抗氧剂、0.08-1份耐候剂、3-6份相容剂、1-5份润滑剂及5-10份表面光泽剂。
所述的抗冲击改性剂为ACR。
所述的增韧剂为POE、TPU或PTW中一种或几种的任意组合。
所述的相容剂为SMA，SAG或环氧树脂中的一种或几种的任意组合。
所述的润滑剂为EBS、硅氧烷、PE腊或硬脂酸锌中的一种或几种的任意组合。
所述的发泡剂为对甲苯磺酰氨基脲，耐候剂为受阻单酚、双酚或受阻胺类的混合物，表面光泽剂为苯乙烯与氟橡胶接枝共聚物。
所述的外层中还包括0.3-0.8色粉。
高耐候性高强度三层隔音琉璃瓦的制备方法，包括如下步骤：
1）内层的制备：按上述质量份数，先将聚氯乙烯、抗冲击改性剂、相容剂和纳米活性轻质碳酸钙在70-90℃下干燥4-6h，然后将聚氯乙烯、抗冲击改性剂、相容剂、纳米活性轻质碳酸钙和润滑剂混合均匀，采用双螺杆挤出机进行挤出；
2）中间层的制备：按上述质量份数，先将丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、增韧剂、相容剂在70-90℃下干燥4-6h，然后将丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、玻璃纤维、增韧剂、相容剂、抗氧剂及发泡剂混合均匀，采用双螺杆挤出机进行挤出；
3）外层的制备：按上述质量份数，先将丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、高分子量AS、抗氧剂、相容剂和表面光泽剂在70-90℃下干燥4-6h，再将丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、高分子量AS、抗氧剂、耐候剂、相容剂、润滑剂及表面光泽剂混合均匀，然后加入双螺杆挤出机进行挤出；
4）内层、中间层与外层进行挤出时，采用三层共挤出工艺，使外层包覆中间层上，中间层包覆在内层上，然后进过定型，切割，从而实现一次共挤所述三层共挤复合琉璃瓦。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明对琉璃瓦的各层材料进行了优化改进，并利用中间层作为发泡层，中间层采用高强度高模量的长玻纤增强ASA，这样的方式既让三层琉璃瓦具有优异的耐候性，同时具有高强度，高模量，隔音等优异的性能。本发明简单易行、材料来源广泛、成本低廉，使用效果好。
具体实施方式
本发明的实施例1：高耐候性高强度三层隔音琉璃瓦，包括内层、中间层及外层，按质量份数计算，内层包括100份聚氯乙烯，8份抗冲击改性剂，5份SMA、25份纳米活性轻质碳酸钙及4份EBS；中间层包括100份丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、20份玻璃纤维、15份增韧剂、4份SAG、0.8份抗氧剂及0.8份发泡剂；外层包括35份丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、30份高分子量AS、1份抗氧剂、0.15份耐候剂、5份相容剂、3份EBS，0.5色粉及7份表面光泽剂；所述的抗冲击改性剂为ACR。所述的增韧剂为POE，TPU，PTW中一种或几种的任意组合。所述的相容剂为SMA，SAG或环氧树脂中的一种或几种的任意组合。所述的润滑剂为EBS，硅氧烷，PE腊或硬脂酸锌中的一种或几种的任意组合。所述的发泡剂为对甲苯磺酰氨基脲，耐候剂为受阻单酚、双酚或受阻胺类的混合物，表面光泽剂为苯乙烯与氟橡胶接枝共聚物。
高耐候性高强度三层隔音琉璃瓦的制备方法，包括如下步骤：
1）内层的制备：按上述质量份数，先将聚氯乙烯、抗虫改性剂、相容剂和纳米活性轻质碳酸钙在70-90℃下干燥4-6h，然后将聚氯乙烯、抗虫改性剂、相容剂、纳米活性轻质碳酸钙和润滑剂混合均匀，采用双螺杆挤出机进行挤出；
2）中间层的制备：按上述质量份数，先将丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、增韧剂、相容剂在70-90℃下干燥4-6h，然后将丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、玻璃纤维、增韧剂、相容剂、抗氧剂及发泡剂混合均匀，采用双螺杆挤出机进行挤出；
3）外层的制备：按上述质量份数，先将丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、高分子量AS、抗氧剂、相容剂和表面光泽剂在70-90℃下干燥4-6h，再将丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、高分子量AS、抗氧剂、耐候剂、相容剂、润滑剂及表面光泽剂混合均匀，然后加入双螺杆挤出机进行挤出；
4）内层、中间层与外层进行挤出时，采用三层共挤出工艺，使外层包覆中间层上，中间层包覆在内层上，然后定型，切割，从而实现一次共挤所述三层共挤复合琉璃瓦。
本发明的实施例2：高耐候性高强度三层隔音琉璃瓦，包括内层、中间层及外层，按质量份数计算，内层包括95份聚氯乙烯，10份抗冲击改性剂，3份SAG、20份纳米活性轻质碳酸钙及2份硅氧烷；中间层包括105份丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、35份玻璃纤维、10份增韧剂、6份环氧树脂、1份抗氧剂及0.5份发泡剂；外层包括40份丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、20份高分子量AS、1份抗氧剂、1份耐候剂、3份相容剂、5份EBS，0.3色粉及10份表面光泽剂；所述的抗冲击改性剂为ACR。所述的增韧剂为POE，TPU，PTW中一种或几种的任意组合。所述的相容剂为SMA，SAG或环氧树脂中的一种或几种的任意组合。所述的润滑剂为EBS，硅氧烷，PE腊或硬脂酸锌中的一种或几种的任意组合。所述的发泡剂为对甲苯磺酰氨基脲，耐候剂为受阻单酚、双酚或受阻胺类的混合物，表面光泽剂为苯乙烯与氟橡胶接枝共聚物。
制备方法同实施例1。
本发明的实施例3：高耐候性高强度三层隔音琉璃瓦，包括内层、中间层及外层，按质量份数计算，内层包括105份聚氯乙烯，5份抗冲击改性剂，6份环氧树脂、30份纳米活性轻质碳酸钙及5份PE腊硬脂酸锌；中间层包括95份丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、10份玻璃纤维、20份增韧剂、2份SMA、0.5份抗氧剂及1份发泡剂；外层包括30份丙烯酸酯类橡胶-丙烯腈-苯乙烯的接枝共聚物、50份高分子量AS、0.5份抗氧剂、0.08份耐候剂、6份硅氧烷、1份润滑剂及5份表面光泽剂。所述的抗冲击改性剂为ACR。所述的增韧剂为POE，TPU，PTW中一种或几种的任意组合。所述的相容剂为SMA，SAG或环氧树脂中的一种或几种的任意组合。所述的润滑剂为EBS，硅氧烷，PE腊或硬脂酸锌中的一种或几种的任意组合。所述的发泡剂为对甲苯磺酰氨基脲，耐候剂为受阻单酚、双酚或受阻胺类的混合物，表面光泽剂为苯乙烯与氟橡胶接枝共聚物。
制备方法同实施例1。
主要性能测试：进行各项测试，其性能测试结果如表1所示。
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根据表1的测试结果可以得知，采用本发明的技术方案所制备得到的三层琉璃瓦，不但降噪效果优异，同时具有较高的简支梁冲击强度、拉伸强度、弯曲强度和模量值都很高。
需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。