UPVC塑鋼門窗具有許多優點，如①保溫節能:節約能源是全球性的問題，也是我國的一項重要的基本國策，因此目前我國大力推廣塑鋼門窗;②隔聲性好：目前城市噪聲已受到廣大市民的強烈反感。采用塑鋼門窗可減緩城市噪聲污染;③密封性好:防塵、防水;④加工容易:可加工成各種形狀的門窗;⑤表觀好:潔白如玉，質感特好。
目前Upvc塑鋼門窗的缺點：①耐熱性還有待提高:因為天氣最高溫度越來越高，太陽直射，在夏天的北京，門窗表面最高溫度可達60多度，這已接近UPVC的軟化溫度，在外力作用下，易產生變形;②剛性還有待提高:UPVC型材的彎曲彈性模量在2000MPa左右，這一剛性性能不能滿足日益苛刻的要求。剛性不足易產生變形，對塑鋼門窗的使用帶來很大的壞處，如:開關不便、密封性變壞、耐熱性變壞、外觀變壞等;③抗風壓性有待提高:抗風壓性實際上與型材的強度、剛性、壁厚等有關，強度高、剛性大、壁厚大，則抗風壓性提高(此外也與型材結構有關)。因此從材料本身來講，提高強度和剛性是全面提高塑鋼門窗抗風壓性能的有效途徑;④硬度有待提高:表面易劃傷;⑤容易臟，粘灰塵，靜電高。
(1)傳統塑鋼門窗的基本配方
①PVC K值68左右，5型樹脂。
②鈦白粉 金紅石型，如DuPont R960，德國Kranos 2220 、日本R902等。
?、劭箾_改性劑 CPE(ACR類還未推廣使用):提高沖擊強度，但使拉伸強度、彎曲強度、剛性、耐熱性、硬度大大下降。
?、芊€定劑 鉛鹽、有機鉛、復合鉛、稀土、有機錫。
?、萏盍?碳酸鈣(重質碳酸鈣在1000目左右，輕質碳酸鈣在325目左右)。使用碳酸鈣可增加剛性，減少成型收縮率，降低成本，但降低沖擊強度。添加量多時，除沖擊強度大大下降外，也使拉伸強度、彎曲強度大大下降。
⑥潤滑劑 內外潤滑體系。
目前配方的根本缺點：剛性和韌性不能兼顧，要增加剛性，就必須減少CPE的用量和加大碳酸鈣的用量，而這時沖擊強度要大大下降;與此相反，要增加沖擊強度，就要多加CPE，而這時強度、剛性、耐熱性、硬度就要大大下降。
這一缺點現在可用納米技術來有效地加以解決及改進，納米如何應用在塑鋼門窗上是我們要解決的問題。納米效應的體現需要特殊的處理工藝，并不是簡單地把納米粒子加人到高分子材料中就可以達到這一效應的。要體現納米效應的關鍵是使納米無機粒子以納米狀態分散與高分子基體中，即無機納米粒子的粒徑在100nm以下分散于塑料基體中。要使納米粒子在高分子基體中達到納米分散不是容易的事情，而這正是材料研究者目前面臨的重大問題。納米由于粒子尺寸特別小，表面積非常大，表面能非常高，故很容易團聚，不易形成單個納米粒子分散體系。
因此要使納米粒子以納米狀態分散在塑料基體中，必須使用特殊方法。
?、?Sol-gel法 采用溶膠一凝膠法(Sol-gel法)制備納米無機粒子一有機高分子復合材料，但局限性大，工藝復雜，成本高，不易推廣。
?、?插層法 先將層狀無機土(如蒙脫土)陽離子化，然后將單體分散于層狀無機土的層與層之間，然后引發聚合，使無機土的層與層之間達到納米級。中科院化學所在此方面進行了大量研究，并已取得一定的成果，如納米尼龍等。
?、?熔融共混法 對納米粒子進行偶聯處理或活化處理，然后加人到高分子材料中，利用雙螺桿進行混合。許多試驗表明，這一方法不易使納米無機粒子達到納米分散。
(2)作者研究的方法
采用無機納米粒子存在下的原位聚合，合成含有納米粒子的具有核一殼結構的納米剛性沖擊改性劑。所制備的納米剛性沖擊改性劑具有三層結構，即納米核層一中間層一殼層，最外層的殼由于其與PVC的相容性好，從而保證廠納米粒子在PVC中的納米分散，所制備的納米剛性沖擊改性劑在PVC型材上進行了使用，達到了預期的效果，如提高沖擊強度，特別是低溫沖擊強度，提高彎曲強度，提高模量和剛性，提高硬度，提高耐熱性，即解決了前述強度、剛性和韌性二者不能兼顧的問題。實驗效果見表4-16所示。
下表表示納米型材剛性沖擊改性劑的效果
由上表可以看出，利用納米剛性沖擊改性劑可以大幅度地提高PVC門窗異型材的性能，具有增強增韌的效果，這說明納米剛性沖擊改性劑能以納米狀態分散在PVC基體中，從而體現納米效應。
采用過去的彈性體(如CPE)增韌UPVC時，其增韌機理是銀紋一剪切帶機理;納米粒子增韌機理是冷拉機理，納米粒子的存在使材料發生脆一韌轉變點提前。
傳統CPE增韌的UPVC體系，其沖擊斷面的SEM呈現典型的韌性斷裂特征。但在納米剛性沖擊改性劑改性后，其沖擊斷面出現大變形的拉絲結構，并出現了網化效應，這種超大變形的網化結構吸收了大量能量，從而使其沖擊韌性大幅度提高，使其斷裂行為發展為超韌性斷裂。
如前所述，采用我們研究的技術，制備出了納米剛性沖擊改性劑，其在UPVC中的應用效果十分顯著。在提高沖擊韌性的同時，也使拉伸強度、彎曲強度、耐熱性、硬度、剛性得到很大的提高。鑒于上述優異的性能，由此制備出的型材我們稱之為納米型材。
