[发明专利]一种PVC制品专用助剂及其制备和应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PVC制品专用助剂，特别是涉及一种能够提高PVC塑料玻璃化温度的专用助剂及其制备方法，以及一种使用所述专用助剂制造PVC异型材制品的工艺方法。

背景技术

PVC塑料是近年来发展起来的一种节能环保型窗体材料，已经成为建筑市场的主流产品。随着对建筑个性化和多样化要求的不断提高，PVC窗体材料已由以往单一白色品种，发展成为多种颜色品种的彩色化PVC窗体的系列产品，其丰富多彩、光艳靓丽的外观深受用户的青睐和喜爱。但是，由于彩色PVC型材的表面颜色较深，光反射系数较低，因而在太阳光照射在型材外表面时，彩色型材表面受光照后吸收的热量较多，使其温度明显高于白色型材的温度，这种现象在夏季炎热天气下尤为突出。实验证明，当室外温度为33℃时，在阳光直射的情况下，白色PVC塑料窗体色型材的表面温度一般可达到40℃，而彩色PVC塑料窗体色型材的表面温度则可达到80℃以上，而且窗体色度越深，其表面温度越高。

如图1所示，彩色PVC塑料窗体型材是由表面彩色层4、外基材2、内基材3和中空腔室5组成，以所述型材经外框焊接则构成了矩形窗体的基本结构，在矩形窗体的四个角部形成焊接口1，其中A侧为室外朝向，B侧为室内朝向。PVC塑料具备三态变化的特性：在低于玻璃化温度（Tg）的状态下，PVC制品保持有较高的刚性和强度指标，具有良好的使用性能，所述Tg温度一般为80℃，但受PVC分子量不均匀性的影响，实际PVC的Tg温度要低于其理论值，PVC塑料窗的长期使用温度上线不宜超过55℃。；当处于玻璃化温度（Tg）与粘流温度（Tf）之间的状态时，PVC制品将呈高弹性橡胶状，同时也将丧失刚性及部分强度，使其使用性能受到影响。

如图2所示，在PVC塑料窗体的使用状态下，窗体外侧面A受日间阳光C的照射，由于表面彩色层4的吸热效应，使外基材2的温度骤升至80℃以上，导致其刚性的损失和机械强度的明显降低，在自然风压的作用下，使窗体的外侧面A产生了朝向室内方向的凹陷变形，夜间随着外基材2温度的降低，型材将产生较急剧地收缩硬化，使软化变形的PVC窗体较大程度地恢复到原有刚直状态。这种日夜复始的往复循环作用，使窗体焊接口1在外侧基材一侧产生疲劳裂纹，并随着作用时间的延续使疲劳裂纹不断扩展，最终导致窗体在焊接口1处出现完全断裂现象。目前，在彩色窗体的使用过程中，两年后窗体角部焊接部位的外侧基材2上出现开裂现象已经成为一个十分普遍的现象，这种现象在四季分明、昼夜温差大的东北地区尤为明显，这一问题已经成为制约彩色PVC塑料窗体拓展市场、扩大应用的一个现实问题，其中，改善PVC塑料的理化性能，提高Tg温度，在特殊的使用环境条件下能保持原有机械强度，以尽可能减小窗体昼夜间的变形量，是探索解决上述问题的可行途经之一。

发明内容

本发明的目的是，提供一种能够提高PVC塑料玻璃化温度的专用助剂及其制备方法，以及一种使用所述专用助剂制造PVC异型材制品的工艺方法。

一种PVC制品专用助剂，由软化水、N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、十二烷基硫醇和乳化剂组成。其中，以偶氮二异丁腈为反应引发剂，十二烷基硫醇为分子链控制剂。所述各组分的构成比例为，以软化水为基本组份，每100L软化水中，加入N-苯基马来酰亚胺10～20kg、苯乙烯8～15 kg、甲基丙烯酸甲酯5～12 kg、偶氮二异丁腈0.1～1g、十二烷基硫醇和乳化剂适量。

一种制备所述PVC制品专用助剂的方法，采用配有搅拌桨的搪瓷夹套釜，制备过程包括下述步骤：在搪瓷夹套釜中加入一定量的软化水和适量的乳化剂，加热至60～100℃时，依次加入相应比例的N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈，反应50分钟后，再加入十二烷基硫醇，聚合到80～180分钟时，出料、离心、洗涤、干燥，制得所述PVC制品专用助剂。

一种使用所述PVC制品专用助剂生产PVC异型材制品的工艺方法，包括以下步骤：

步骤1，按照前述方法制备所述的PVC制品专用助剂备用；

步骤2，称取PVC制品的生产原料，所述生产原料包括PVC树脂、碳酸钙、稳定剂、钛白粉、CPE、ACR、硬脂酸、聚乙烯蜡、颜料和步骤1所述PVC专用助剂；其中，所述专用助剂的加入量，以PVC树脂为基本组份，按照重量份数比例，在含有每100份PVC树脂的生产原料中，加入7～30份的所述PVC专用助剂；