一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材及其制备方法.pdf

本发明公开了一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂20-50份，三元乙丙橡胶15-20份，虎耳草2-5份，猫爪草1-3份，酸味草1-3份，氢氧化镁5-8份，轻质碳酸钙5-10份，纳米氧化钛6-10份，羟乙基纤维素6-12份，其他助剂3-7份。本发明还公开了该环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材的制备方法。本发明提供的聚氯乙烯塑料门窗型材，阻燃性好，保温性能佳，机械性能好，耐老化性能优异，且无有毒物质释放，有利于环境保护。

1.  一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂 20-50份，
三元乙丙橡胶 15-20份，
虎耳草 2-5份，猫爪草 1-3份，
酸味草 1-3份，氢氧化镁 5-8份，
轻质碳酸钙 5-10份，纳米氧化钛 6-10份，
羟乙基纤维素 6-12份，其他助剂 3-7份。

2.  如权利要求1所述的一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂 35份，
三元乙丙橡胶 16份，
虎耳草 5份，猫爪草 2份，
酸味草 3份，氢氧化镁 6份，
轻质碳酸钙 8份，纳米氧化钛 6份，
羟乙基纤维素 10份，其他助剂 5份。

3.  如权利要求1所述的一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，其特征在于：所述聚氯乙烯树脂为悬浮法PVC树脂，K值为65-68。

4.  如权利要求1所述的一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，其特征在于：所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为50-80。

5.  如权利要求1所述的一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材， 其特征在于，所述其他助剂，以重量份计，包括：氯化石蜡2-4份，环氧大豆油2-5份，硬脂酸锌3-5份，硬脂酸钙1-2份，聚丙烯酸酯5-10份，邻苯二甲酸二辛酯1-2份，环氧酯2-3份。

6.  如权利要求5所述的一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，其特征在于，所述其他助剂，以重量份计，包括：氯化石蜡3份，环氧大豆油5份，硬脂酸锌4份，硬脂酸钙2份，聚丙烯酸酯6份，邻苯二甲酸二辛酯1份，环氧酯3份。

7.  如权利要求1至6任一所述的一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将虎耳草、猫爪草、酸味草混合粉碎至280-320目粉末，将所得粉末和氢氧化镁、轻质碳酸钙、纳米氧化钛混合搅拌均匀，得到混合粉末；
(2)将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、羟乙基纤维素加入到高速捏合机中，在6000-8000转/分、温度为90-110℃下捏合8-12min，加入步骤(1)得到的混合粉末，继续捏合5-10min，继续加入其他助剂，捏合2-8min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至冷辊混合机，在35-55℃下搅拌20-50min，得到混合浆料，将得到的混合浆料由锥形双螺杆挤出机挤出成型，并经过真空定型，切割，得到环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材。

8.  如权利要求7所述的一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述捏合的转速为8000转 /分，所述捏合的温度为100℃。

9.  如权利要求7所述的一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述挤出成型的工艺条件为：扭矩60-80％，螺杆转速25-28r/min，机身温度：一区170-175℃，二区175-180℃，三区175-180℃，连接体温度170-175℃，螺杆温度155-160℃，模具温度：一区180-185℃，二区190-195℃，三区190-195℃。

一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及门窗型材领域，具体的涉及一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材。
背景技术：
我国社会总耗能的40％来自建筑能耗，而建筑能耗中又有50％是通过门窗流失的，可以说是门窗已经成为我国建筑节能的盲点。因此，大力发展节能门窗成为实际和政策的需要。
塑料门窗成为近年来发展最快的门窗类型。塑料门窗具有抗风、防水、保温等良好特性。目前的塑料门窗包括PVC塑料门窗和玻璃纤维增强塑料门窗。在各类建筑门窗中，PVC塑料门窗在节约型材生产能耗、回收料重复利用和使用能耗方面有突出优势，在保温节能方面有优良的性能价格比。但是，PVC塑料门窗耐热性差，随着近年来火灾的频繁发生，门窗的阻燃性成为了研究的主要方面。
发明内容：
本发明的目的是提供一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，其阻燃性好，保温性能佳，机械性能好，耐老化性能优异，且无有毒物质释放，有利于环境保护。
本发明的另一个目的是提供该环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材的制备方法，其制备工艺简单，对设备要求低，操作方便。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂20-50份，
三元乙丙橡胶15-20份，
虎耳草2-5份，猫爪草1-3份，
酸味草1-3份，氢氧化镁5-8份，
轻质碳酸钙5-10份，纳米氧化钛6-10份，
羟乙基纤维素6-12份，其他助剂3-7份。
作为上述技术方案的优选，一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂35份，
三元乙丙橡胶16份，
虎耳草5份，猫爪草2份，
酸味草3份，氢氧化镁6份，
轻质碳酸钙8份，纳米氧化钛6份，
羟乙基纤维素10份，其他助剂5份。
作为上述技术方案的优选，所述聚氯乙烯树脂为悬浮法PVC树脂，K值为65-68。
作为上述技术方案的优选，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为50-80。
作为上述技术方案的优选，所述其他助剂，以重量份计，包括：氯化石蜡2-4份，环氧大豆油2-5份，硬脂酸锌3-5份，硬脂酸钙1-2份，聚丙烯酸酯5-10份，邻苯二甲酸二辛酯1-2份，环氧酯2-3份。
作为上述技术方案的优选，所述其他助剂，以重量份计，包括：氯化石蜡3 份，环氧大豆油5份，硬脂酸锌4份，硬脂酸钙2份，聚丙烯酸酯6份，邻苯二甲酸二辛酯1份，环氧酯3份。
一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将虎耳草、猫爪草、酸味草合并粉碎至280-320目粉末，将所得粉末和氢氧化镁、轻质碳酸钙、纳米氧化钛混合搅拌均匀，得到混合粉末；
(2)将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、羟乙基纤维素加入到高速捏合机中，在6000-8000转/分、温度为90-110℃下捏合8-12min，加入步骤(1)得到的混合粉末，继续捏合5-10min，继续加入其他助剂，捏合2-8min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至冷辊混合机，在35-55℃下搅拌20-50min，得到混合浆料，将得到的混合浆料由锥形双螺杆挤出机挤出成型，并经过真空定型，切割，得到环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述捏合的转速为8000转/分，所述捏合的温度为100℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中所述挤出成型的工艺条件为：扭矩60-80％，螺杆转速25-28r/min，机身温度：一区170-175℃，二区175-180℃，三区175-180℃，连接体温度170-175℃，螺杆温度155-160℃，模具温度：一区180-185℃，二区190-195℃，三区190-195℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用虎耳草、猫爪草、酸味草与氢氧化镁混合，组成环保型阻燃剂，对聚氯乙烯树脂进行阻燃处理，得到的聚氯乙烯塑料门窗型材阻燃性能极佳，且其机械性能不受影响，经检测，该聚氯乙烯塑料门窗型材的极限氧指数、水平燃烧、垂直燃烧三项指标均达到GB 5022-1955规定的塑料燃烧性能B1级要求；
本发明提供的聚氯乙烯塑料门窗型材，材料环保健康，对环境无害，参照PVC给水管卫生标准GB9644-1988，对其萃取液中的含铅量进行测试，其三次萃取液中含铅量均小于0.15。
具体实施方式：
为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂20份，三元乙丙橡胶15份，虎耳草2份，猫爪草1份，酸
味草1份，氢氧化镁5份，
轻质碳酸钙5份，纳米氧化钛6份，
羟乙基纤维素6份，其他助剂3份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将虎耳草、猫爪草、酸味草合并粉碎至280目粉末，将所得粉末和氢氧化镁、轻质碳酸钙、纳米氧化钛混合搅拌均匀，得到混合粉末；
(2)将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、羟乙基纤维素加入到高速捏合机中，在6000转/分、温度为90℃下捏合8min，加入步骤(1)得到的混合粉末，继续捏合5min，继续加入其他助剂，捏合2min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至冷辊混合机，在35℃下搅拌50min，得到混合浆料，将得到的混合浆料由锥形双螺杆挤出机挤出成型，并经过真空定型，切割，得到环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材。
其中，步骤(3)中，所述挤出成型的工艺条件为：扭矩60-80％，螺杆转速25r/min，机身温度：一区170℃，二区175℃，三区175℃，连接体温度170℃， 螺杆温度155℃，模具温度：一区180℃，二区190℃，三区190℃。
实施例2
一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂50份，三元乙丙橡胶20份，虎耳草5份，猫爪草3份，酸
味草3份，氢氧化镁8份，
轻质碳酸钙10份，纳米氧化钛10份，
羟乙基纤维素12份，其他助剂7份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将虎耳草、猫爪草、酸味草合并粉碎至320目粉末，将所得粉末和氢氧化镁、轻质碳酸钙、纳米氧化钛混合搅拌均匀，得到混合粉末；
(2)将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、羟乙基纤维素加入到高速捏合机中，在8000转/分、温度为110℃下捏合12min，加入步骤(1)得到的混合粉末，继续捏合10min，继续加入其他助剂，捏合8min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至冷辊混合机，在55℃下搅拌20min，得到混合浆料，将得到的混合浆料由锥形双螺杆挤出机挤出成型，并经过真空定型，切割，得到环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材。
其中，步骤(3)中，所述挤出成型的工艺条件为：扭矩60-80％，螺杆转速28r/min，机身温度：一区175℃，二区180℃，三区180℃，连接体温度175℃，螺杆温度160℃，模具温度：一区185℃，二区195℃，三区195℃。
实施例3
一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂30份，三元乙丙橡胶16份，虎耳草2.5份，猫爪草1.5份，
酸味草1.5份，氢氧化镁5.5份，
轻质碳酸钙6份，纳米氧化钛7份，
羟乙基纤维素8份，其他助剂4份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将虎耳草、猫爪草、酸味草合并粉碎至290目粉末，将所得粉末和氢氧化镁、轻质碳酸钙、纳米氧化钛混合搅拌均匀，得到混合粉末；
(2)将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、羟乙基纤维素加入到高速捏合机中，在6500转/分、温度为93℃下捏合9min，加入步骤(1)得到的混合粉末，继续捏合6min，继续加入其他助剂，捏合4min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至冷辊混合机，在40℃下搅拌30min，得到混合浆料，将得到的混合浆料由锥形双螺杆挤出机挤出成型，并经过真空定型，切割，得到环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材。
其中，步骤(3)中，所述挤出成型的工艺条件为：扭矩60-80％，螺杆转速26r/min，机身温度：一区171℃，二区176℃，三区176℃，连接体温度171℃，螺杆温度156℃，模具温度：一区181℃，二区191℃，三区191℃。
实施例4
一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂35份，三元乙丙橡胶17份，虎耳草3份，猫爪草1.8份，酸味草1.8份，氢氧化镁6份，
轻质碳酸钙7份，纳米氧化钛8份，
羟乙基纤维素9份，其他助剂5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将虎耳草、猫爪草、酸味草合并粉碎至300目粉末，将所得粉末和氢氧化镁、轻质碳酸钙、纳米氧化钛混合搅拌均匀，得到混合粉末；
(2)将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、羟乙基纤维素加入到高速捏合机中，在7000转/分、温度为96℃下捏合10min，加入步骤(1)得到的混合粉末，继续捏合7min，继续加入其他助剂，捏合5min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至冷辊混合机，在45℃下搅拌35min，得到混合浆料，将得到的混合浆料由锥形双螺杆挤出机挤出成型，并经过真空定型，切割，得到环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材。
其中，步骤(3)中，所述挤出成型的工艺条件为：扭矩60-80％，螺杆转速27r/min，机身温度：一区172℃，二区172℃，三区177℃，连接体温度172℃，螺杆温度157℃，模具温度：一区182℃，二区192℃，三区192℃。
实施例5
一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂40份，三元乙丙橡胶18份，虎耳草3.5份，猫爪草2份，酸味草2份，氢氧化镁6.5份，
轻质碳酸钙8份，纳米氧化钛9份，
羟乙基纤维素10份，其他助剂6份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将虎耳草、猫爪草、酸味草合并粉碎至310目粉末，将所得粉末和氢氧化镁、轻质碳酸钙、纳米氧化钛混合搅拌均匀，得到混合粉末；
(2)将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、羟乙基纤维素加入到高速捏合机中，在7500转/分、温度为102℃下捏合11min，加入步骤(1)得到的混合粉末，继续捏合8min，继续加入其他助剂，捏合6min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至冷辊混合机，在50℃下搅拌40min，得到混合浆料，将得到的混合浆料由锥形双螺杆挤出机挤出成型，并经过真空 定型，切割，得到环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材。
其中，步骤(3)中，所述挤出成型的工艺条件为：扭矩60-80％，螺杆转速28r/min，机身温度：一区173℃，二区178℃，三区178℃，连接体温度173℃，螺杆温度158℃，模具温度：一区183℃，二区193℃，三区193℃。
实施例6
一种环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂45份，三元乙丙橡胶19份，虎耳草4份，猫爪草2.5份，酸味草2.5份，氢氧化镁7份，
轻质碳酸钙9份，纳米氧化钛10份，
羟乙基纤维素11份，其他助剂6.5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将虎耳草、猫爪草、酸味草合并粉碎至320目粉末，将所得粉末和氢氧化镁、轻质碳酸钙、纳米氧化钛混合搅拌均匀，得到混合粉末；
(2)将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、羟乙基纤维素加入到高速捏合机中，在7800转/分、温度为106℃下捏合11min，加入步骤(1)得到的混合粉末，继续捏合9min，继续加入其他助剂，捏合6min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至冷辊混合机，在52℃下搅拌45min，得到混合浆料，将得到的混合浆料由锥形双螺杆挤出机挤出成型，并经过真空定型，切割，得到环保阻燃型聚氯乙烯塑料门窗型材。
其中，步骤(3)中，所述挤出成型的工艺条件为：扭矩60-80％，螺杆转速28r/min，机身温度：一区174℃，二区179℃，三区179℃，连接体温度174℃，螺杆温度159℃，模具温度：一区184℃，二区194℃，三区194℃。