專利名稱：耐候仿木紋pvc塑料異型材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PVC塑料異型材，尤其涉及一種耐候色彩PVC塑料異型材及其
制造方法。
背景技術(shù)：
PVC塑料異型材發(fā)展至今日，已經(jīng)是一個很成熟的產(chǎn)品產(chǎn)品包括PVC塑料 門窗異型材、PVC外墻掛板、PVC合成樹脂瓦、PVC護欄等戶外制品。隨著人們 個性化需求的日益增加，PVC塑料異型材彩色化逐漸受到人們的青睞。PVC塑料
異型材彩色化發(fā)展至今日，歷經(jīng)多種形式。彩色PVC塑料異型材包括通體色 異型材、仿木紋異型材、覆膜異型材、氟碳噴涂異型材、彩色PMMA共擠異型材、 彩色ASA共擠異型材、仿木紋ASA共擠異型材等。
最初，通體色異型材、仿木紋異型材走入人們的視線， 一度被人們所接受。 但隨著時間推移，二者耐候性差的缺陷逐步體現(xiàn)出來，主要表現(xiàn)為產(chǎn)品的色牢 度差當(dāng)它受日光照射時，著色顏料受紫外光影響容易發(fā)生老化，經(jīng)過一段時 間就會發(fā)生顏色變淡(特別是鮮艷的顏色，如紅色)、木紋消失等明顯變化，大 大影響視覺美觀。此外，PVC本身也會隨著時間的推移，發(fā)生老化，顏色變黃。 這種現(xiàn)象在日光長時間照射下(主要是紫外光的影響)，會變得尤為明顯。
為了解決這一問題，相繼開發(fā)了覆膜型材、噴涂型材、PMMA共擠型材、ASA 共擠型材、仿木紋ASA共擠型材等。它們通過覆膜、噴涂、共擠等技術(shù)，在PVC 塑料異型材受日光照射的一側(cè)增加一層具有耐候功能的特殊材質(zhì)保護層，同時， 保護層具有鮮艷的色彩。具體如下
覆膜異型材是在已經(jīng)成型的異型材表面，再次貼覆一層0.2mm左右的薄 膜。該膜具有極佳耐候性，同時膜可以做成各種色彩和花紋，并且因為薄膜材質(zhì)本身的特殊結(jié)構(gòu)，使其具有極佳的耐候性和色彩保持能力。膜的結(jié)構(gòu)是一種 雙層結(jié)構(gòu)，表層是一種透明性很好的PMMA樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯，俗稱有機
玻璃、亞克力)，底層是著色的軟質(zhì)PVC材質(zhì)。PMMA具有極佳的耐候性，是己知 樹脂中非常好的一種。根據(jù)朗姆敦特定理，日光每透過0.005nim的P廳A層時， 紫外光強度會衰減50%，當(dāng)PMMA層厚度達(dá)到0.05mm時，日光中的紫外光會被衰 減99%，故對底部著色的軟質(zhì)PVC層不會產(chǎn)生較大影響。(注德國雷諾麗特是 目前國際上做這種膜最好的廠家，其相關(guān)產(chǎn)品約占全球90%市場份額。雷諾麗特 膜的PMMA層為0. 05mm，該公司對出產(chǎn)的所有色彩均作過耐候測試，完全達(dá)到彩 色型材耐候性指標(biāo))。
噴涂異型材是在已經(jīng)成型的異型材表面，再次噴涂一層極薄的氟碳材料。 眾所周知，氟碳材料的耐候性非常好。經(jīng)過處理的氟碳材料可以制作出多種色 彩和紋理。
彩色ASA(PMMA)共擠異型材，則采用一次成型技術(shù)，在異型材擠出過程中， 直接在表面共擠一層0.2mm左右的彩色ASA (PMMA)。實踐證明，這種材料較好 的色彩保持能力，大大優(yōu)于PVC的色彩保持能力。在單色ASA基礎(chǔ)上，仿木紋 ASA共擠型材正在得到開發(fā)。仿木紋ASA的機理是ASA木紋共擠料由兩種或多 種塑化速度、流動性不同的材料混合而成，其中作為主料的彩色ASA起到提供 基色的作用，用量占絕大多數(shù)，而用量較少的另一種顏色ASA料起到提供木紋 的作用；兩者在共擠出機中塑化，理論上，由于兩者的塑化速度、流動性差異 (一般用量少的彩色ASA料塑化速度慢，流動性也差一些)，會導(dǎo)致一種材料的 不均勻分散，在制品表面形成一層帶有木紋效果的彩色ASA薄層。
也有如中國發(fā)明專利(申請?zhí)枮?00620147757.4)公開了一種工業(yè)、民 用建筑用的外表面具有木紋包覆層的納米PVC門窗異型材，它由包覆層和基體材組成，包覆層為木紋色彩的PVC包覆層，基體為納米PVC門窗異型材，通過
共擠，包覆層包覆于基體材上，包覆層的厚度范圍為0.05-0.30mm。中國發(fā)明專 利(申請?zhí)枮?3232616.5)公丌了一種彩色異型材，它包括PVC型材基體， 在該PVC型材基體的外表面上，采用共擠法復(fù)合有一層聚甲基丙烯酸甲酯材料。 中國發(fā)明專利(申請?zhí)枮?00720113960.4)公開了一種雙色覆膜PVC門窗型 材，所述型材包括PVC型材主體，PVC型材主體上通過雙色共擠一體成型方式接 合有一通體為彩色的PVC型材外壁，型材外壁的外表面上覆有一層顏色相近的 保護膜。他們實質(zhì)上均為彩色PMMA共擠異型材。
仿木紋技術(shù)就是兩種或兩種以上的具有不同塑化速度和流動性的材料按 一定比例混合，通常用來生成木紋效果的原料都是以顆粒狀存在的，它的塑化 速度和流動性要相對差一些?；旌狭线M入擠出機塑化后，在合適的工藝條件下， 在產(chǎn)品上形成不規(guī)則的花紋，調(diào)以合適的顏色，就會給人以強烈的木質(zhì)感。目 前，這種技術(shù)在PVC材質(zhì)上比較容易實現(xiàn)。如中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)枮?01114980.9)公開了一種在雙螺桿塑料異型材擠出生產(chǎn)線上，采用計量方法注 入不同顏色的特制木紋色漿，按照一定的工藝路線，擠出帶有不同木紋顏色的 塑料異型材。
共擠技術(shù)是使用兩臺或兩臺以上的擠出機，分別擠出兩種或兩種以上物 料；塑化的物料通過一個特殊設(shè)計的模具，被融合在一起，最終形成產(chǎn)品。 現(xiàn)有背景技術(shù)存在的結(jié)構(gòu)、功能等方面的缺陷和不足
1、 覆膜技術(shù)屬于二次成型技術(shù)，即在成品成型后在產(chǎn)品表面貼覆一層耐候 膜，中間經(jīng)過祛雜質(zhì)、上膠等過程工序；并且覆膜只能夠在比較規(guī)整的表面， 在異型材的特殊部位，很難實現(xiàn)較好的粘貼。因此，目前尚未見到整個異型材
表面完全覆膜的產(chǎn)品，制品表面的顏色不一致，只能做到表面部分彩色化。
2、 仿木紋技術(shù)屬一次成型技術(shù)，該技術(shù)在PVC材質(zhì)中，應(yīng)當(dāng)是一項成熟的技術(shù)，但在ASA材質(zhì)上并不完全成熟，特別是在共擠機內(nèi)的塑化過程對工藝要
求嚴(yán)格；不同機臺的產(chǎn)品容易出現(xiàn)明顯色差，甚至木紋效果消失等狀況。在搭 配共擠技術(shù)使其在制品表面形成一個耐候?qū)訒r(通常在受日光照射的表面有共 擠層)，使異型材具有彩色效果，但仍難以實現(xiàn)通體一致的顏色和木紋效果；如 果為此在PVC異型材上另外著色，很難做到與ASA材質(zhì)的顏色和木紋保持一致。 并且ASA材質(zhì)在生產(chǎn)中，容易產(chǎn)生劃傷等缺陷，這種現(xiàn)象在帶有顏色的料上表 現(xiàn)的更明顯，劃傷部位的顏色會偏淡偏淺。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種耐候仿木 紋PVC塑料異型材，該PVC塑料異型材長期具有鮮艷的色彩和花紋、生產(chǎn)工藝
成熟的特點。
為了實現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案
耐候仿木紋PVC塑料異型材，該異型材包括通體仿木紋著色的PVC異型材， PVC異型材的外表面通過共擠復(fù)合有高耐候性的透明材質(zhì)層，所述的高耐候性的
透明材質(zhì)層為具有透明的光學(xué)效果，且適合塑化擠出的材質(zhì)。作為優(yōu)選，上述
的高耐候性的透明材質(zhì)層為PMMA或ASA。
作為優(yōu)選，上述的高耐候性的透明材質(zhì)層的厚度為0.05 0.5mm。作為再優(yōu) 選，上述的高耐候性的透明材質(zhì)層的厚度為0. 1 0. 3mra。
作為優(yōu)選，上述的通體仿木紋著色的PVC異型材由干混粉料添加木紋色母 粒通過雙螺桿擠出機中塑化擠出構(gòu)成，其中干混粉料按重量份計配方如下 PVC 100份 CPE 6 15份，
加工助劑ACR 0. 5 4份 穩(wěn)定劑2 6份， 碳酸鈣3 20份 基色色粉0. 1 3份，鈦白粉
0. 5 2份
潤滑劑 0. 1 1份;
所述的木紋色母粒添加量為干混粉料總重量的1 8%。
作為再優(yōu)選，上述的干混粉料按重量份計配方如下:
PVC 100份
CPE 8 10份，
加工助劑ACR 1 2份
穩(wěn)定劑4 4.5份，
碳酸轉(zhuǎn)8 12份
基色色粉Q.2 2份，
鈦白粉
0. 5 1份
潤滑劑0.1 0.5份;
所述的木紋色母粒添加量為干混粉料總重量的3 5%。 本發(fā)明另外還提供上述的耐候仿木紋PVC塑料異型材的制造方法，該方法 包括以下的步驟
a) 干混粉料的制備，干混粉料包括PVC、加工助劑和基色色粉，將PVC、加 工助劑和基色色粉，經(jīng)過高速混合后再低速混合制得干混粉料；
b) 通過小喂料機添加木紋色母粒，干混粉料與木紋色母粒在雙螺桿擠出機中 塑化擠出；并另設(shè)輔助擠出機，高耐候性的透明材質(zhì)在輔助擠出機中塑化 擠出；在摸頭口模處，塑化好的高耐候性的透明材質(zhì)均勻地覆蓋在已經(jīng)具 有仿木紋效果的基體PVC異型材表面，二者很好的融合在一起；
c) 通過真空定型、水冷定型、牽引、切割步驟，得到最終產(chǎn)品。 本發(fā)明的產(chǎn)品相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下的特點
1、利用了雷諾麗特耐候膜的機理，即共擠一層具有高透明性的耐候材料來 保護下面耐候性差的材質(zhì)，使其長期具有鮮艷的色彩和花紋。與覆膜異型材相 比，此發(fā)明的成型過程簡單(屬于一次成型)，使用中不會出現(xiàn)分離現(xiàn)象，而覆 膜產(chǎn)品就可能出現(xiàn)邊角翹曲。并且此發(fā)明產(chǎn)品具有通體一致的色彩和木紋效果 等優(yōu)點，與單面覆膜(或者雙面覆膜)相比具有更好的美觀效果。2、 將利用共擠技術(shù)生產(chǎn)的ASA仿木紋異型材中的木紋，轉(zhuǎn)移到PVC材質(zhì)中 產(chǎn)生。在ASA中制造仿木紋效果，其難度遠(yuǎn)高于在PVC材質(zhì)中制造仿木紋效果， 后者的技術(shù)要明顯成熟的多；并且在PVC材質(zhì)中的木紋效果要相對容易控制色 差。
3、 改變了普通PVC通體仿木紋異型材的色彩持久力差的難點。共擠的耐候 層將大大提高仿木紋效果的持久耐候能力。并且，從理論上講，本發(fā)明的色彩 持久能力，將高于彩色PMMA共擠異型材和彩色ASA共擠異型材；因為，彩色P畫A 和ASA粒子是通過在PMMA或ASA中加入顏料色粉以及其他的一些輔助成分，混 合后再造粒得到的；該粒子塑化擠出后，顏料色粉必然在表面形成一層薄膜， 這層顏料并不能得到PMMA或ASA的完整保護，因此彩色P謹(jǐn)A共擠異型材和彩 色ASA共擠異型材也會變色，只是比PVC材質(zhì)的變色慢。
4、 省去清角后補色這一步驟?，F(xiàn)有的各種耐候型彩色型材都不能避開一個 問題，即異型材焊接后需要清角，這勢必會出現(xiàn)白色底料。而該新型仿木紋異 型材具有通體著色木紋效果，清角后仍為木紋效果，因此不必進行補色處理。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1中A-A的剖面圖。 圖3為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做一個詳細(xì)的說明。 實施例l
如圖1、圖2所示的耐候色彩PVC塑料異型材，以透明的PMMA作為高耐候 性的透明材質(zhì)層2，原料無色，在輔擠出機中進行塑化擠出，高耐候性的透明材質(zhì)層2的厚0.2mm左右。使用胡桃木基色色粉配制干混料，同時配合胡桃木色 母粒作為PVC異型材1。干混粉料按重量份計配方如下PVC 100份，氯化聚 乙烯CPE9份，加工助劑ACR 1.5份，穩(wěn)定劑4.5份，碳酸鈣10份，胡桃木 基色色粉0.8份，鈦白粉0.6份，潤滑劑0.3份；胡桃木色母粒添加量為干混 粉料總重量的4%。
如圖3所示，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝如下-
① 將PVC、 CPE、加工助劑、穩(wěn)定劑、碳酸鈣、鈦白粉、潤滑劑和胡桃 木基色色粉，經(jīng)過高速混合后再低速混合制得干混粉料；
② 通過小喂料機添加胡桃木色母粒，干混粉料與胡桃木色母粒在雙螺 桿擠出機中塑化擠出；并另設(shè)輔助擠出機，高耐候性的透明材質(zhì)在 輔助擠出機中塑化擠出；在摸頭口模處，塑化好的高耐候性的透明 材質(zhì)均勻地覆蓋在已經(jīng)具有仿木紋效果的基體PVC異型材表面，二 者很好的融合在一起；
③ 通過真空定型、水冷定型、牽引、切割步驟，得到最終產(chǎn)品。
自然老化試驗是將其置于大自然的惡劣環(huán)境中，風(fēng)吹雨淋、太陽曝曬，看
其能夠堅持多少年。上述得到的最終產(chǎn)品的自然老化參考數(shù)據(jù) 型材種類 自然老化明顯變色時間
普通仿木紋型材 半年 1年 表面共擠彩色型材 5年
本發(fā)明仿木紋型材產(chǎn)品 10年以上
實施例2
使用橡木基色色粉配制干混料，同時配合橡木色母粒作為PVC異型材1。干 混粉料按重量份計配方如下PVC 100份，氯化聚乙烯CPE 12份，加工助劑ACR 2份，穩(wěn)定劑6份，碳酸鈣5份，橡木基色色粉1.2份，鈦白粉L5份，潤滑劑0.8份；橡木色母粒添加量為干混粉料總重量的5%。本實施例的其他技術(shù)特征如實施例1所述。
當(dāng)然本發(fā)明還可以產(chǎn)品的要求選用其他的實施例。具體的要求如下耐候透明層要求選擇透明性及耐候性好的材料，具有特殊的光學(xué)效果，
且該材料要適合塑化擠出；例如P醒A或者是經(jīng)過改性的得到的其他材料，但不
能對底層PVC產(chǎn)生污染。
基體PVC仿木紋異型材可以根據(jù)客戶需求，設(shè)計出各種木紋效果；例如，胡桃木、櫻桃木、橡木等等，或者為單色型材。
透明層覆蓋的位置， 一般情況下，視該產(chǎn)品受日光照射的位置來確定，可能是全覆蓋或部分覆蓋。
1權(quán)利要求
1.耐候仿木紋PVC塑料異型材，其特征在于該異型材包括通體仿木紋著色的PVC異型材(1)，PVC異型材(1)的外表面通過共擠復(fù)合有高耐候性的透明材質(zhì)層(2)，所述的高耐候性的透明材質(zhì)層(2)為具有透明的光學(xué)效果，且適合塑化擠出的材質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐候仿木紋PVC塑料異型材，其特征在于高耐候性的透明材質(zhì)層(2)為PMMA或ASA。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐候仿木紋PVC塑料異型材，其特征在于高耐 候性的透明材質(zhì)層(2)的厚度為0. 05 0. 5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐候仿木紋PVC塑料異型材，其特征在于高耐候性 的透明材質(zhì)層(2)的厚度為0. 1 0. 3mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐候仿木紋PVC塑料異型材，其特征在于通體 仿木紋著色的PVC異型材由干混粉料添加木紋色母粒通過雙螺桿擠出機中塑 化擠出構(gòu)成，其中干混粉料按重量份計配方如下PVC 100份 CPE 6 15份，加工助劑ACR 0. 5 4份 穩(wěn)定劑2 6份， 碳酸鈣3 20份 基色色粉0. 1 3份，鈦白粉0.5 2份 潤滑劑0. 1 1份；所述的木紋色母粒添加量為干混粉料總重量的1 8%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐候仿木紋PVC塑料異型材，其特征在于干混粉料按重量份計配方如下PVC 100份 CPE 8 10份，加工助劑ACR 1 2份 穩(wěn)定劑4 4.5份，碳酸鈣8 12份 基色色粉0.2 2份，鈦白粉 0. 5 1份 潤滑劑0. 1 0. 5份；所述的木紋色母粒添加量為干混粉料總重量的3 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐候仿木紋PVC塑料異型材的制造方法，其特征在于該方法包括以下的步驟① 干混粉料的制備，干混粉料包括PVC、加工助劑和基色色粉，將PVC、加 工助劑和基色色粉，經(jīng)過高速混合后再低速混合制得干混粉料；② 通過小喂料機添加木紋色母粒，干混粉料與木紋色母粒在雙螺桿擠出機中 塑化擠出；并另設(shè)輔助擠出機，高耐候性的透明材質(zhì)在輔助擠出機中塑化 擠出；在摸頭口模處，塑化好的高耐候性的透明材質(zhì)均勻地覆蓋在已經(jīng)具 有仿木紋效果的基體PVC異型材表面，二者很好的融合在一起；③ 通過真空定型、水冷定型、牽引、切割步驟，得到最終產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及PVC塑料異型材，尤其涉及一種耐候色彩PVC塑料異型材及其制造方法。耐候仿木紋PVC塑料異型材，該異型材包括通體仿木紋著色的PVC異型材，PVC異型材的外表面通過共擠復(fù)合有高耐候性的透明材質(zhì)層，所述的高耐候性的透明材質(zhì)層為具有透明的光學(xué)效果，且適合塑化擠出的材質(zhì)。作為優(yōu)選，上述的高耐候性的透明材質(zhì)層為PMMA或ASA。本發(fā)明還提供了上述的PVC塑料異型材的制造方法。本發(fā)明的PVC塑料異型材長期具有鮮艷的色彩和花紋、生產(chǎn)工藝成熟的特點。
文檔編號E06B3/20GK101492987SQ20091009644
公開日2009年7月29日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者吳鐵恒, 李榮順, 沈鑫忠 申請人:華之杰塑料建材有限公司