钢塑高阻燃防火门窗型材及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种具有良好加工性能和机械强度，并且具有优异阻燃和抑烟效果的钢塑防火窗型材及其制造方法，由PVC发泡体与钢衬复合而成，PVC发泡体由PVC树脂，增塑剂，热稳定剂，抗冲改性剂，润滑剂，紫外线吸收剂，钛白粉，阻燃抑烟剂和组成，阻燃抑烟剂由锡酸锌，α-八钼酸铵，α-磷酸锆，季磷盐表面活性剂等组成，提高了阻燃抑烟剂的阻燃和抑烟效率，使PVC发泡体具有优异的塑性，便于在钢衬上进行复合加工，并提高氧指数，降低烟密度等级，适用于作为大型建筑物的隔断玻璃幕墙和门窗的框架。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种具有良好加工性能和机械强度，并且具有优异阻燃和抑烟效果的钢塑防火窗型材及其制造方法，由PVC发泡体与钢衬复合而成，PVC发泡体由PVC树脂，增塑剂，热稳定剂，抗冲改性剂，润滑剂，紫外线吸收剂，钛白粉，阻燃抑烟剂和组成，阻燃抑烟剂由锡酸锌，α-八钼酸铵，α-磷酸锆，季磷盐表面活性剂等组成，提高了阻燃抑烟剂的阻燃和抑烟效率，使PVC发泡体具有优异的塑性，便于在钢衬上进行复合加工，并提高氧指数，降低烟密度等级，适用于作为大型建筑物的隔断玻璃幕墙和门窗的框架。【专利说明】
本专利技术涉及一种建筑材料，具体是一种由具有阻燃抑烟效果的PVC发泡体与钢衬复合而成的钢塑防火门窗型材及其制造方法。
技术介绍
随着工业的发展，塑料在化工、轻工、农业、建材、机电、纺织等行业中的应用越来越广泛，塑料的成型和加工技术的发展也越来越迅速。尤其近几年来，钢塑共挤门窗异型材的兴起，使塑料在建筑工业中的地位越来越重要。聚氯乙烯(PVC)因其本身具有耐腐蚀、绝缘、耐磨损、综合力学性能好等优点，目前在化工、轻工、农业、建材、机电、纺织等行业中应用广泛。在建筑工业里，对PVC的选材与应用时，还应考虑防火问题。虽然PVC本身具有阻燃性，但是在生产过程中，为了改善其成型加工性能，通常加入大量增塑剂和其他助剂，大大降低了PVC材料的隔热阻燃性能。市场上开发了一系列PVC阻燃剂，如氢氧化铝，氢氧化镁，三氧化二锑等。但这些阻燃剂也存在很多不足:首先，这些阻燃剂生产过程中难以消去里面的杂质，如三氧化二锑杂质包含有三氧化二砷以及铅等重金属，对人体有剧毒，不符合国家RoHS指标的规定；其次，PVC燃 烧时难以完全燃烧，会产生大量的炭微粒，飘散于气体中形成黑烟并伴有刺鼻的有害气体，造成救援和逃离火场的困难；更严重的是，为了获得足够的阻燃性能，要求添加的比例较高，影响材料的机械性能，从而影响材料的整体综合性能。所以对PVC材料的阻燃、抑烟、增强力学强度方面的研究势在必行。CN103275508A公开的阻燃塑料，阻燃剂为三氧化二锑，占阻燃塑料质量百分比30—40%,添加剂占阻燃塑料质量百分比20— 35%。CN102344626A的阻燃剂为聚丙烯阻燃母粒，添加剂、填充剂等各占5—10%。CN1583869A的阻燃抑烟剂的主要组分是氧化钥(Mo03)、三氧化二锑(Sb203)、硼酸锌(ZnBO3)和界面增强剂。CN102501527A的阻燃抑烟层主要成分是氢氧化铝或氢氧化镁中的一种或其任意比混合物。CN103756189A公开的阻燃抑烟剂是由三氧化二锑、八钥酸铵和硼酸锌组成，增韧剂为CPE，增效剂为水合羟基氧化铁，稳定剂是钙锌复合热稳定剂，润滑剂是固体石蜡。CN102975427A公开一种防火阻燃钢塑复合板及其制造方法，其无卤防火阻燃层是由30—45%的低密度聚乙烯及其共聚物，50—68%的氢氧化镁/氢氧化铝无机阻燃料、表面活性剂、抗氧剂和其他助剂组成，所述的防火阻燃钢塑复合板的制造方法是采用共挤出复合技术，所用热熔粘接剂主要成分是聚乙烯接枝马来酸酐。CN103788547A公开了一种阻燃抑烟PVC管材料及其制备方法，所述复合阻燃剂及阻燃助剂组成，所述阻燃剂为采用钛酸酯类偶联剂NDZ-311表面处理的Mg(OH)2，所述阻燃助剂为采用钛酸酯类偶联剂表面处理的Sb2O3或采用硅烷类偶联剂表面处理的ZnO。CN103030901A的阻燃抑烟体系是由氢氧化铝、八钥酸铵、硼酸锌、钥酸锌、氧化锌和硬脂酸复合而成。CN1288020A的抑烟剂主要是粉煤灰，用量15_70份，抑烟协同剂为硼酸锌、三氧化二锑及氢氧化铝。以上各专利中，有两大明显的缺点:第一，大多数阻燃抑烟体系是用三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或几种复合而成，加入量大(50— 75%)，且需要引入其他助剂较多，从而影响材料的力学性能，比如加热后尺寸变化率、维卡软化点；第二，大多数助剂所选粒子粒径等级较大，且以直接添加的方式加入PVC中直接进行复合，影响与PVC的相容性。设计PVC型材在建筑工业中的应用方面，在考虑防火阻燃抑烟的同时还应考虑增强材料的力学强度问题，只有在提高整体型材的阻燃性能的同时保证其具有更好的机械强度，才能使其在建筑工业中发挥重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有良好加工性能和机械强度，并且具有优异阻燃和抑烟效果的钢塑防火窗型材及其制造方法。本专利技术钢塑高阻燃防火门窗型材由PVC发泡体与钢衬复合而成，PVC发泡体由以下重量百分比的材料组成:PVC树脂60— 75wt%，增塑剂8 — 20wt%，热稳定剂I一6wt%，抗冲改性剂I一2.5wt%，润滑剂0.5—1.8wt%，紫外线吸收剂0.1—0.8wt%，钛白粉O — 6%，阻燃抑烟剂5 — 15wt%，发泡剂0.5 — 2wt%。所述的阻燃抑烟剂由下述成分和质量百分比组成:锡酸锌30— 45wt%，α -八钥酸铵35— 50wt%，α -磷酸锆10 — 25wt%，浓度为15 — 40wt%的甲胺水溶液2 — 6wt%，季磷盐表面活性剂I一 3wt% ； 本专利技术中，增塑剂可以是DOP、DBP或者合成植物酯，优选合成植物酯，如二甘醇二苯甲酸酯。热稳定剂是高级脂肪酸盐，如钙、镁、锌、钡、稀土金属的硬脂酸盐，优选是稀土硬脂酸盐(XT-ι热稳定剂)，是一种无毒热稳定剂。抗冲改性剂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，或者聚丙烯酸酯，优选聚丙烯酸酯抗冲改性剂(ACR加工改性剂)。润滑剂可以是石蜡，棕榈蜡、硬脂酸或聚乙烯蜡，优选是C18 — C40聚乙烯蜡(PE蜡)。季磷盐表面活性剂是R1, R2, R3, R4-PBr,其中 R1=ClO-C20 烷基，R2=R3=R4=Cl—C5 烷基，优选十TK烷基二丁基漠化憐，十TK烷基二甲基漠化憐或者十二烷基二甲基漠化憐。紫外线吸收剂是苯并三唑类化合物，优选2-(2-羟基-3，5-二叔丁基)-5_氯代苯并三唑(UV-327紫外线吸收剂)。发泡剂优选偶氮二甲酰胺(AC发泡剂)。本专利技术钢塑高阻燃防火门窗型材的制作方法包括以下步骤: A.将所述α-磷酸锆与甲胺水溶液混合，超声波混合处理后，加入季磷盐，继续进行超声波混合处理，过滤，用水洗涤至无Br-，在60— 90°C，1.5X IO4-2.5X IO4Pa气压下干燥8-20小时，研磨，过200目筛；然后与锡酸锌、α -八钥酸铵混合，投入高频共振研磨机中，研磨4一 15小时，得到阻燃抑烟剂； B.把PVC树脂投入到高速搅拌机中，搅拌升温至50—70°C，然后投入热稳定剂，搅拌升温到85— 95 °C，投入增塑剂、抗冲改性剂、润滑剂、紫外线吸收剂、钛白粉和阻燃抑烟剂，继续搅拌升温至115 — 130°C，转入低速混合冷却机中，加入发泡剂，搅拌均匀后造粒，冷却至45—55 0C，得到阻燃PVC发泡体颗粒； C.将阻燃PVC发泡体颗粒投入挤出机中加热至120—140°C挤出，在模具中包覆钢衬，经定型，冷却，得到型材成品。钢衬表面还可以有镀锌层。本专利技术引入锡、钥、锌和磷酸锆，通过高频共振研磨得到纳米级超细粉粒阻燃抑烟剂，提高阻燃抑烟剂的阻燃和抑烟效率，减少阻燃抑烟剂的使用量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢塑高阻燃防火门窗型材，由PVC发泡体与钢衬复合而成，其特征在于，所述PVC发泡体由以下重量百分比的材料组成：PVC树脂60—75wt%，增塑剂8—20wt%，热稳定剂1—6wt%，抗冲击改性剂1—2.5wt%，润滑剂0.5—1.8wt%，紫外线吸收剂0.1—0.8wt%，钛白粉0—6%，阻燃抑烟剂5—15wt%，发泡剂0.5—2wt%；所述的阻燃抑烟剂由下述成分和质量百分比组成：锡酸锌30—45wt%，α‑八钼酸铵35—50wt%，α‑磷酸锆10—25wt%，浓度15—40wt%的甲胺水溶液2—6wt%，季磷盐表面活性剂1—3wt%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄大建，肖坚伟，郑鸿生，钟逸欢，李世杰，
申请(专利权)人：苏州金刚防火钢型材系统有限公司，广东金刚玻璃科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32