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第1章 绪论1

1．1 塑料门窗概述1

1．2 硬聚氯乙烯塑料门窗的性能和特点1

1．2．1 隔热、保温、节能1

1．2．2 物理性能3

1．2．3 耐候性能3

1．2．4 其他性能3

1．3 硬聚氯乙烯塑料门窗的发展历史4

1．4 硬聚氯乙烯塑料门窗的发展趋势6

1．4．1 西欧各类门窗的发展趋势6

1．4．2 北美各类门窗的发展趋势8

1．4．3 世界各国窗用型材的增长8

1．5 中国硬聚氯乙烯塑料门窗及异型材的发展前景9

1．6 未来异型材市场发展倾向9

1．7 未来异型材市场技术发展趋势10

主要参考文献11

第2章 硬聚氯乙烯门窗异型材用原材料及其选择12

2．1 硬聚氯乙烯门窗异型材的要求12

2．2 硬聚氯乙烯塑料及其特性12

2．2．1 聚氯乙烯的结构特性与性能12

2．2．2 硬聚氯乙烯塑料的改性13

2．3 聚氯乙烯树脂13

2．3．1 概述13

2．3．2 聚氯乙烯树脂的制备方法14

2．3．3 聚氯乙烯树脂的规格15

2．3．4 聚氯乙烯树脂的分子结构16

2．3．5 聚氯乙烯树脂的颗粒形态19

2．3．6 聚氯乙烯树脂相对分子质量对材料性能的影响20

2．3．7 国内、外主要生产厂家及引进技术性能指标22

2．4 硬聚氯乙烯的稳定性及稳定体系23

2．4．1 概述23

2．4．2 聚氯乙烯的不稳定机理24

2．4．3 稳定剂的稳定原理和基本性质28

2．4．4 门窗异型材用新型稳定剂特性及发展趋势28

2．4．5 各类稳定剂稳定机理及主要品种30

2．5 硬聚氯乙烯的韧性和抗冲击改性48

2．5．1 硬聚氯乙烯的增韧方法49

2．5．2 硬聚氯乙烯的增韧原理49

2．5．3 各类改性剂性能及市场份额51

2．5．4 抗冲击改性剂的特点52

2．5．5 抗冲击改性剂用量对硬聚氯乙烯性能的影响54

2．5．6 常用的抗冲击改性剂54

2．6 硬聚氯乙烯的流动性和润滑体系63

2．6．1 概述63

2．6．2 润滑剂的类别64

2．6．3 润滑剂的作用原理及配合使用67

2．6．4 常用的各类润滑剂73

2．7 硬聚氯乙烯的加工性能及加工助剂78

2．7．1 概述78

2．7．2 加工助剂的改性原理79

2．7．3 加工助剂的类别81

2．7．4 常用典型加工助剂系列及性能82

2．7．5 国内、外加工助剂主要生产厂及产品性能85

2．8 硬聚氯乙烯的着色与增白86

2．8．1 着色剂的性能要求86

2．8．2 白色硬聚氯乙烯异型材常用的无机颜料87

2．8．3 白色硬聚氯乙烯异型材常用的有机颜料93

2．8．4 荧光增白剂94

2．9 硬聚氯乙烯的填充改性97

2．9．1 填料的形态特征与填料的聚集97

2．9．2 填料的表面处理99

2．9．3 填料对硬聚氯乙烯性能的影响100

2．9．4 填料的硬度及对设备的磨损101

2．9．5 硬聚氯乙烯异型材常用填料的分类及其性能101

2．9．6 国内、外主要产品及典型产品的性能104

主要参考文献107

第3章 硬聚氯乙烯异型材的配方设计和评价方法109

3．1 概述109

3．2 配方设计的原则109

3．3 窗框用异型材的主要性能要求110

3．4 硬聚氯乙烯异型材的配方设计要点111

3．4．1 稳定剂系统的确定111

3．4．2 润滑剂系统的配合设计111

3．4．3 影响制品主要性能的因素113

3．5 硬聚氯乙烯异型材的配方实例114

3．5．1 窗框用异型材配方114

3．5．2 一般用途异型材配方117

3．5．3 发泡型材配方118

3．5．4 硬聚氯乙烯异型材用清洗料配方119

3．6 配方的性能评价方法119

3．6．1 热稳定性的试验与评价119

3．6．2 光稳定性和耐候性试验122

3．6．3 加工性能的试验与评价124

3．6．4 微观形态的测定与评价129

3．6．5 物理与力学性能的测试与评价130

主要参考文献131

第4章 硬质聚氯乙烯门窗异型材生产设备132

4．1 概述132

4．2 混合及混合设备133

4．2．1 混合机理133

4．2．2 混合机140

4．3 传输设备160

4．3．1 真空上料机161

4．3．2 鼓风上料机162

4．3．3 螺旋上料机163

4．4 挤出机164

4．4．1 挤出机分类164

4．4．2 单螺杆挤出机165

4．4．3 单螺杆排气挤出机193

4．4．4 双螺杆挤出机198

4．4．5 挤出机的维护与保养及异常现象231

4．5 异型材辅机234

4．5．1 冷却定型装置235

4．5．2 牵引装置237

4．5．3 切割装置239

4．5．4 堆放架241

主要参考文献242

第5章 硬质聚氯乙烯门窗异型材及其截面设计243

5．1 概述243

5．1．1 薄壁型材244

5．1．2 共挤出型材245

5．1．3 低发泡挤出型材247

5．2 门窗用硬质聚氯乙烯异型材的结构特点及分类248

5．2．1 门窗用硬质聚氯乙烯异型材的结构特点248

5．2．2 门窗用硬质聚氯乙烯异型材的分类254

5．3 门窗用硬质聚氯乙烯异型材截面设计255

5．3．1 外形设计256

5．3．2 空腔设计257

5．3．3 壁厚设计258

5．3．4 关于五金附件260

5．3．5 玻璃镶嵌槽261

5．3．6 排水与框扇密封262

5．3．7 型材增强264

5．3．8 关于保湿问题267

5．3．9 关于隔声问题268

5．3．10 关于辅助型材的设计269

5．3．11 关于型材功能块的设计270

主要参考文献271

第6章 硬质聚氯乙烯异型材挤出成型模具272

6．1 概述272

6．1．1 基本构成272

6．1．2 重要性273

6．2 挤出模头设计理论的几个方面273

6．2．1 牛顿流体与非牛顿流体273

6．2．2 粘性流动方程275

6．2．3 影响塑料熔体粘性流动的因素276

6．2．4 塑料熔体的弹性现象282

6．3 硬质聚氯乙烯异型材挤出模头285

6．3．1 挤出模头的基本结构285

6．3．2 挤出模头流道的基本要求287

6．3．3 影响模头流道设计的主要因素289

6．3．4 挤出模头结构设计292

6．3．5 挤出模头强度设计308

6．3．6 挤出模头热设计310

6．4 硬质聚氯乙烯异型材挤出定型模312

6．4．1 异型材定型模的基本结构及其作用312

6．4．2 定型模长度设计314

6．4．3 定型模型腔尺寸设计317

6．4．4 定型模结构设计319

6．5 异型材挤出模的维护和调试322

6．5．1 挤出模的试模和修模322

6．5．2 挤出模的装卸与维护325

6．6 进一步提高异型材挤出模生产效率的途径326

6．7 异型材挤出模CAD331

6．7．1 概述331

6．7．2 Exmold-CAD系统简介333

6．7．3 塑料门窗并行设计337

主要参考文献338

第7章 硬聚氯乙烯塑料的加工原理340

7．1 概述340

7．2 聚氯乙烯树脂结构形态特征——多层微粒结构340

7．3 聚氯乙烯树脂加工过程中结构形态的变化342

7．4 硬聚氯乙烯塑料的塑化度与力学性能345

7．4．1 塑化度的定义345

7．4．2 塑化度的测定方法346

7．4．3 塑化度与制品微观形态的关系347

7．4．4 配方及加工条件对塑化度的影响347

7．4．5 塑化度与制品力学性能的关系348

7．4．6 硬聚氯乙烯塑料的塑化度与二次加工349

7．5 转矩流变仪和双螺杆挤出机在加工原理上的异同350

7．5．1 物料在流变仪和挤出机内塑化情况的近似对应关系350

7．5．2 物料在流变仪和挤出机中不同的熔融过程352

主要参考文献353

第8章 硬聚氧乙烯干混粉料的制备354

8．1 概述354

8．2 高速混合机中物料的混合过程354

8．3 混合工艺条件对干混粉料性能的影响355

8．3．1 混合温度的影响355

8．3．2 混合时间的影响356

8．3．3 高速混合机中加料量的影响356

8．3．4 干混粉料冷却方法的影响356

8．4 各类助剂对混合工艺的影响357

8．5 高速混合时加料顺序的影响358

8．6 干混粉料质量对挤出操作及制品质量的影响360

8．6．1 混料温度对挤出速率的影响360

8．6．2 混料时间对挤出工艺的影响360

8．6．3 混合机转速对升温速度及熔化度的影响360

8．6．4 干混粉料均匀性对挤出质量的影响361

主要参考文献361

第9章 硬聚氯乙烯异型材的挤出成型工艺362

9．1 概述362

9．2 硬聚氯乙烯异型材的生产工艺流程363

9．3 异型材的挤出成型生产线364

9．3．1 挤出设备364

9．3．2 模头365

9．3．3 冷却定型装置366

9．3．4 牵引装置366

9．3．5 切割与翻转装置366

9．4 双螺杆挤出生产线挤出异型材的工艺控制367

9．4．1 成型温度控制367

9．4．2 挤出工作压力372

9．4．3 挤出机的螺杆转速372

9．4．4 计量加料速度373

9．4．5 挤出机的排气374

9．4．6牵引速度375

9．4．7 异型材的冷却定型375

9．5 异型材挤出过程中的异常现象及其排除377

9．6 异型材的高速挤出技术381

9．6．1 概述381

9．6．2 抗冲击改性剂对挤出速度的影响382

9．6．3 高性能干混粉料的制备383

9．6．4 挤出机的性能383

9．6．5 异型材的模头设计384

9．6．6 异型材的定型冷却386

9．6．7 双股及多股异型材挤出387

9．6．8 计算机过程控制388

主要参考文献388

第10章 异型材生产过程中的质量监控和测试方法389

10．1 原材料的质量标准和测试方法389

10．1．1 原材料的质量指标389

10．1．2 聚氯乙烯树脂的质量标准及监控391

10．2 异型材用模塑料（干混粉料）的质量控制395

10．2．1 干混粉料表观密度的监测395

10．2．2 干混粉料干流性的监测397

10．2．3 干混粉料的粒度及其分布分析398

10．2．4 干混粉料热稳定性的测试399

10．2．5 干混粉料的物理机械性能测定400

10．2．6 干混粉料性能的测试周期401

10．3 硬聚氯乙烯异型材的质量控制402

10．3．1 异型材的挤出质量402

10．3．2 异型材的物理机械性能403

10．3．3 耐候性的试验方法414

10．3．4 焊角强度的测定414

10．4 塑料窗用模塑料、异型材的检验周期416

10．5 原材料、模塑料、异型材的检测标准417

主要参考文献419

第11章 硬聚氯乙烯塑料窗的耐候性及耐久性420

11．1 概述420

11．2 影响塑料窗耐候性的主要因素420

11．2．1 紫外光（UV）的照射420

11．2．2 温度及湿度的影响421

11．2．3 塑料窗使用的气候条件422

11．2．4 太阳光辐射量的影响423

11．3 硬聚氯乙烯塑料窗的老化机理423

11．3．1 概述423

11．3．2 异型材颜色发黄、生色的一般机理424

11．3．3 异型材褪色反应的一般机理426

11．3．4 硬聚氯乙烯塑料老化颜色变化实例426

11．4 硬聚氯乙烯窗框的老化渗透深度427

11．5 硬聚氯乙烯窗框气候老化的评价方法428

11．5．1 自然户外大气老化试验428

11．5．2 加速户外大气老化试验429

11．5．3 试验室加速人工老化试验429

11．5．4 户外自然老化和人工老化试验结果的关系431

11．6 气候老化的主要评价项目431

11．6．1 制品表面颜色的变化431

11．6．2 制品韧性的变化433

11．7 某些气候老化性能测试标准434

11．7．1 德国塑料窗质量保证规范RAL-RG716/1-85434

11．7．2 德国塑料窗质量保证437

11．7．3 日本窗框用硬PVC型材标准438

11．7．4 美国用于硬质PVC及其有关塑料建材制品标准规范438

11．7．5 中华人民共和国国家标准438

11．8 提高异型材耐候性的主要途径439

11．8．1 聚氯乙烯树脂质量和稳定性对耐候性的影响439

11．8．2 稳定剂和稳定体系对耐候性的影响439

11．8．3 抗冲击改性剂对耐候性的影响440

11．8．4填充剂对耐候性的影响442

11．8．5 着色剂的选择和型材颜色对耐候性的影响442

11．8．6 紧外线吸收剂和抗氧剂的应用445

11．8．7 改进增韧PVC-U窗耐候性能的其他方法445

主要参考文献446

第12章 塑料门窗异型材的色彩和装饰448

12．1 概述448

12．2 异型材整体着色法448

12．2．1 聚氯乙烯塑料的着色原理449

12．2．2 用于聚氯乙烯塑料的颜料特性450

12．2．3 成型工艺对着色剂的要求450

12．3 复合共挤出着色技术452

12．3．1 PVC/PMMA复合共挤出452

12．3．2 PVC/PVC色母料共挤成型453

12．4 异型材表面覆膜技术454

12．4．1 复合膜层的结构454

12．4．2 覆膜工艺流程454

12．5 异型材的表面喷涂技术455

12．5．1 喷涂法对涂料的要求455

12．5．2 异型材表面的多层涂膜455

12．5．3 喷涂施工的工艺和装置456

12．5．4 喷涂用彩色涂料实例456

12．6 异型材印刷涂饰技术457

12．6．1 印刷涂饰的工艺流程457

12．6．2 印刷饰层表面的紫外光固化涂层458

主要参考文献458

附录459

附录1 中华人民共和国国家标准GB/T 5761-93悬浮法通用型聚氯乙烯树脂459

附录2 中华人民共和国国家标准GB 1636-79（1989年确认）模塑料表观密度试验方法462

附录3 中华人民共和国国家标准GB/T 8814-1998门、窗框用硬聚氯乙烯（PVC）型材462

附录4 中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T 3018-94 PVC塑料窗467

附录5 德国塑料窗用型材标准483

附录6 中华人民共和国国家标准GB11793．2-89 PVC塑料窗力学性能、耐候性技术条件491