户外用门窗PVC材料技术

需求企业：浙江**新型建材有限公司

需求提出人：技术经理

需求描述：

公司主营业务：PVC塑料异型材、发泡板材、木塑板材、门窗的生产及销售、五金配件、化工原料(除危险化学品及易制毒品外)、建筑材料经销，货物进出口，道路货物的运输等。

需求背景及现状：

目前PVC材料研发主要用于户外用的门窗，现有的问题在于PVC材料的高耐候、阻燃性达不到要求，在户外温度较高时（如：达到85度左右），非常容易使材料软化，影响后续的生产及销售。

公司预期：

1.产品表面涂有耐候树脂，但树脂阻燃性不过关，希望可以有改善。

2.希望燃烧等级可以达到企业产品要求。

3.希望可以改善材料的软化度，使PVC材料在户外长时间接触高温时更耐用。

合作方式：企业意愿与PVC材料领域的老师交流合作，具体模式可面谈。

迈科技需求分析：

聚氯乙烯(PVC)是用量较大的通用塑料之一， 根据增塑剂添加量的不同，可分为硬质PVC和软质 PVC。其中硬质PVC广泛应用于型材和异型材的生产，制造门窗和节能环保类建筑材料。PVC型材在使用过程中长期暴露于户外的自然环境，因此其耐候性能是一项重要的性能指标。自然环境，因此其耐候性能是一项重要的性能指标。PVC型材的降解过程受到很多因素的影响，如自身结构组成、紫外线、 热、降雨、氧、酸雨和灰尘等。

因此PVC型材的降 解过程非常复杂，仍需进一步研究其降解机理，从而采取相应的改善措施，提高PVC型材的耐候性能。PVC纯态的聚合物仅含有不吸收日光光谱辐射的c—C、c—H、和C—Cl键，所以该聚合物不应该 发生UV降解。但在PVC树脂及型材的制造过程中， 不可避免带有某种缺陷，例如“头一头”、“尾一尾” 的不规则连接方式，双键和支链的产生以及残留的引发剂和杂质。这些缺陷造成了PVC分子链的不稳定性，是影响PVC型材耐候性能的主要内在因素。PVC型材在日光中紫外线的暴露下，部分化学键的断裂导致了自由基的生成。在O₂的存在下，生成的自由基引发自动氧化反应，导致了PVC型材的老化。

综上所述，迈科技结合PVC型材的降解机理及企业诉求，提炼了如下关键词：PVC材料、高耐候阻燃性、材料软化度和应用于门窗行业等。通过迈科技专家库，为企业推荐了四位高分子材料、聚合物材料领域的名师，可以为该需求提出一些建设性的指导或建议。

迈科技提取关键词：

PVC材料 | 高耐候阻燃性 | 材料软化度 | 应用于门窗行业

推荐技术方清单

技术方 1

郭少云 四川大学高分子材料

四川大学高分子研究所、高分子材料工程国家重点实验室教授、博士生导师，四川省学术和技术带头人，复合材料学报编委，聚氯乙烯编委会副主任委员，中国复合材料学会常务理事，中国复合材料学会聚合物基分会常务委员，全国塑料标准化技术委员会石化塑料树脂产品分会委员，国际聚合物加工学会会员，美国化学会会员，中国化学会会员，中国化工学会会员等。

研究方向

高分子材料、高分子力化学、聚合物加工流变学、聚合物功能复合材料的制备新技术、聚合物注射成型过程中形态结构演变、聚合物共混复合材料和聚合物加工新方法等研究。

产业合作经验、科研成果、专利论文：

【发明专利】

高抗PVC合金型材及其制备方法

摘要：本发明涉及PVC合金型材技术领域，是一种高抗PVC合金型材及其制备方法；原料包括表层料和基层料；其中：表层料按重量份数含有PVC、复合稳定剂、TiO、CPE、群青、增白剂、轻质碳酸钙、ACR加工助剂、聚乙烯蜡、紫外线吸收剂、丙烯酸酯。

在相同的人工加速老化条件下480小时后，本发明高抗PVC合金型材较现有普通无共挤包覆层的PVC型材的拉升断裂伸长保持率、冲击强度保持率和光洁度均有大幅度的提高，黄色指数有大幅度的降低，说明本发明高抗PVC合金型材较现有普通无共挤包覆层的PVC型材的抗紫外线性能和表面光洁度好；且本发明得到的高抗PVC合金型材耐人工气候老化时长10000h后仍可使用。

PVC阻燃抑烟剂、由其制备的PVC及其制备方法

摘要：本发明公布了一种新型PVC阻燃抑烟剂、由该阻燃抑烟剂为主要组分的阻燃抑烟PVC及其制备方法。PVC阻燃抑烟剂的主要组分有氧化钼(MoO、三氧化二锑、O)、硼酸锌(ZB)和界面增强剂；阻燃抑烟PVC的主要组分有PVC树脂、阻燃抑烟剂、稳定剂和润滑剂。阻燃抑烟剂的制备方法是，将经干燥处理后的氧化钼、三氧化二锑、硼酸锌(ZB)和界面增强剂按一定比例进行复配后，然后经力化学振磨处理即制成新型阻燃抑烟剂。在PVC树脂中加入该阻燃抑烟剂得到的PVC制品，其阻燃抑烟性能得到极大提高，同时力学性能得到改善。本阻燃抑烟剂可广泛适用于聚氯乙烯管材、异型材、板材、波纹管等各类制品中。

技术方 2

张立群 北京化工大学 高分子材料

张立群，男，博士。北京化工大学材料科学与工程学院院长、党委副书记、教授、博士生导师，教育部长江学者特聘教授 ，国家杰出青年科学基金获得者，人事部新世纪百千万人才工程国家级人选，中组部第一批“万人计划”人选，国家973项目首席科学家。

研究方向

高分子科学与工程

产业合作经验、科研成果、专利论文：

【期刊论文】

受阻酚AO-80/NBR/PVC交联复合材料的结构与动态力学性能 《复合材料学报》

摘要：在丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)共混基体中添加了受阻酚AO-80，制备了AO-80/NBR/PVC交联复合材料，并研究了其微观结构和动态力学性能。扫描电镜、透射电镜的结果证明，大部分AO-80溶解在NBR/PVC基体中，少量的AO-80以亚微米尺寸的微粒分散于基体中；X射线衍射、差示扫描量热分析(DSC)结果证明，AO-80在基体中处于非晶态。DSC、动态热机械分析的结果表明，AO-80与基体之间形成了很强的分子间作用力，使材料的玻璃化温度大幅度上升。同时，AO-80/NBR/PVC交联复合材料的损耗因子tanδ-温度T曲线只有一个单峰，与纯的NBR/PVC交联橡胶相比，随着AO-80用量增加，tanδ峰明显向高温移动，并且峰值由0.96增加到1.56.AO-80/NBR/PVC交联复合材料呈现明显的拉伸取向，具备优异的力学强度,具有很好的实用价值。

丁腈橡胶/聚氯乙烯/受阻酚AO-60共混物的结构与性能 《合成橡胶工业》

摘要：用差示扫描量热法、X射线衍射法、扫描电子显微镜及元素分析法分析了丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)/四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(AO-60)共混物的结构,并研究了共混物的阻尼性能及力学性能.结果表明,当AO-60用量小于50份时,其分子在基体中以非晶态形式存在;当AO-60用量超过50份时,过量的AO-60形成聚集体并在基体中形成少量的晶体;NBR/PVC/AO-60共混物内部呈现。　　

技术方 3

张军南京工业大学高分子材料

张军，硕士，教授，高分子系主任,硕士生导师,《特种橡胶制品》、《弹性体》杂志编委。主要研究方向为高分子材料的共混改性、新型高分子分离膜的制备与表征。为本科生讲授《高分子物理》的课程，为硕士生讲授《新型高分子材料进展》的课程,指导硕士研究生。

研究方向

材料化学领域

产业合作经验、科研成果、专利论文：

【期刊论文】

聚氯乙烯/氯化聚氯乙烯合金的性能研究 《聚氯乙烯》

摘要：选择氯化聚氯乙烯(CPVC)、聚氯乙烯(PVC)为主体材料,研究了PVC/CPVC共混比、填料品种及用量等对PVC/CPVC合金体系力学性能的影响,同时利用扫描电镜对PVC/CPVC合金的微观结构进行了分析.结果表明,CPVC在加工过程中易发生脱HCl反应,PVC常用的铅盐稳定剂、有机锡类稳定剂均适于CPVC体系,且铅盐稳定剂的稳定效果要优于有机锡类稳定剂.当m(PVC):m(CPVC)从100:0向70:30变化时,随着CPVC含量的增多,PVC/CPVC二元合金体系的屈服强度、拉伸强度、弯曲强度、热变形温度(最大弯曲正应力分别为1.82 MPa和0.45 MPa)等均呈递增趋势,而冲击强度、断裂伸长率出现递减趋势.在填料用量为5份时,PVC/CPVC合金体系的力学性能以选用活性碳酸钙(CaCO3)为最佳.随着活性CaCO3用量的增加,PVC/CPVC合金的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率呈先上升后下降的趋势.活性CaCO3用量的变化对冲击强度几乎无影响.当活性CaCO3用量超过10份时,PVC/CPVC合金的热变形温度上升。

【会议论文】

助剂对软质聚氯乙烯脱氯化氢反应的影响（第28届全国PVC行业技术年会）

摘要：采用刚果红法研究了防老剂、有机过氧化物、填料、金属氧化物、增韧改性剂、加工助剂和润滑剂等助剂的品种、用量对软质聚氯乙烯(PVC)脱氯化氢反应的影响.实验结果表明:防老剂、二氧化硅和粉末丁腈橡胶增韧剂(P-83)对软质PVC的脱氯化氢反应有明显的抑制作用,其中防老剂D的抑制作用最明显;有机过氧化物、云母和增韧剂氯化聚乙烯(CPE135A和CPE135B)对软质PVC的脱氯化氢反应有一定的促进作用,其中软质PVC的刚果红试纸初始变色时间、完全变色时间和脱氯化氢温度等均随着有机过氧化物DCP用量的增加而明显降低;滑石粉、陶土、加工助剂和润滑剂对软质PVC的脱氯化氢反应影响较小。

耐低温硬质PVC异型材配方设计与制造（第9届全国PVC塑料与树脂技术年会）

摘要：PVC树脂由于其结构的特殊性，热稳定性差，很难利用其直接制备塑料制品，因此常常需要在树脂中加入一系列的配合剂对其进行改性，以满足加工工艺和实际应用的要求。本文重点分析了耐低温硬质PVC异型材配方设计的影响因素，并结合实际给出了参考配方和制备工艺。

技术方 4

徐建中 河北大学 高分子材料

中国阻燃学会常务理事，《无机盐工业》、《热固性树脂》等期刊编委，河北省应用化学重点学科的学科带头人，河北省发改委首批18家重点工程实验室-高分子材料与加工技术工程中心实验室主任。

研究方向

阻燃剂合成及阻燃高分子材料研究

产业合作经验、科研成果、专利论文：

【发明专利】

一种阻燃PVC电缆料及其制备方法

摘要：本发明提供了一种阻燃PVC电缆料及其制备方法。所述阻燃PVC电缆料由以下重量份比的组分构成：PVC树脂100份，阻燃剂5-15份，增塑剂40份，偶联剂1份，稳定剂3份，润滑剂1份；其中，所述阻燃剂为ANP与RGO的杂化材料。本发明设计合成了ANP与RGO的杂化材料ANP/RGO来阻燃增塑聚氯乙烯材料，ANP/RGO具有隔热隔氧能力强、热稳定性好、分散性好的优点，可提高PVC电缆料的阻燃抑烟效率和力学性能，克服传统无机阻燃剂添加量大、阻燃消烟效率低、恶化材料力学性能等的问题。ANP/RGO绿色无毒、原料易得、制备容易，将其添加到PVC中具有巨大的市场潜力和研究价值。

【会议论文】

塑料的阻燃（华北地区五省市化学学术研讨会）

摘要：本文主要讨论添加型阻燃剂,根据阻燃机理的不同把PVC尤其是PVC电线电缆料的阻燃处理分为锑系阻燃剂,卤素阻燃剂,磷原阻燃剂等。

羟基锡酸铜微球对软质PVC的阻燃及抑烟作用 （2013年全国阻燃学术年会）

铁酸盐(ZnFe2O4、BiFeO3、LaFeO3)的合成及在PVC中的阻燃应用（2015年全国阻燃学术年会）