CN101274492B - 双层复合软面塑料发泡板材成型方法 - Google Patents

Abstract

双层复合软面塑料发泡板材及其成型方法属于建材领域。该发泡板材包括软面层、硬底层共两层，软面层厚度2～10mm，硬面层厚度2～10mm；均为发泡体。成型方法依次包括配料、混料、挤出机挤出、模具成型、预冷等步骤，其特征在于：混料为分别混合软面层、硬底层料，然后将混好的软面层、硬底层料分别加入两台挤出机中，两台挤出机通过中间连接器与复合模具相连，成型后再预冷；复合模具采用双流道，且硬底层料的流道平行于模具口模处的复合区，软面层的流道在接近复合区处时与硬底层料的流道成30°-45°；且复合区的复合平直段长度为20～30毫米。该产品更具安全性，底层起支撑作用，两层完全靠两层物料分子间的结合力和相容性结合，一次挤出成型。

Description

双层复合软面塑料发泡板材成型方法 

技术领域

本发明属于材料技术领域，应用范围在建材装饰行业。 

背景技术

目前国内外所使用的塑料装饰板材几乎都是硬质板，而且多为单层板，性能单一，表面无柔软性和回弹缓冲能力，作为护墙板应用时，对人员的安全保护性较差。 

对单层发泡硬板的一般加工方法是：采用挤出法。即：用挤出机将物料熔融后，再进入单流道平板模具和片材辅机连续挤出成型。 

对单层发泡软板的常用加工方法是：采用模塑法和挤出法。模塑法是先用挤出机或压延机连续挤出未发泡的板材，经截切后，再放到板形模具中加热→发泡→成型发泡板。挤出法是材料经过混合密炼或开炼，再经连续挤成片材，随后进入发泡炉发泡成连续的发泡片材。 

目前我们见到的一些“软面”板制品(如豪华大巴车的内壁软面装饰板、软椅靠背软板等)实际上都是在分别加工成板后再用粘合剂粘合成一体。需要经过二次或三次加工，所需设备多，工序多，生产周期长，生产成本高。 

能将双层物料复合成一体的关键成型部件是复合模具。复合模具一般具有“模前复合”、“模内复合”和“模后复合”三种形式。 

“模前复合”是多层物流进入模具前，先在主机和模具之间的“连接体”中进行汇合，之后一同流入单一型腔的平板模具，经模口共挤出多层板来。通常用于物性相近且对层厚要求不严格的塑料材料。 

“模后复合”是两种物料经过模具多层流道挤出后，在模口外再复合成一体的方式。该形式也包括：一种物料从单型腔的模具中挤出后，再与另一种已经成型好的板片材热压或胶粘复合成一体。它常用于物性不同的材料(如木/塑、纸/塑、钢/塑、铝/塑)间的复合。 

“模内复合”则是使几种物料分别进入复合模具的几层型腔流道中，然后在模具的口模内复合共挤出，形成多层复合板。它用于物性有较大差异且层厚要求较高的塑料间的复合，由于其条件较苛刻，对模具各层型腔流道的结构要求较高，有一定设计难度，很少使用。 

由于本发明涉及板材的两种物料的性能差异较大，且各层的厚度要求较严格，用“模前复合”则将造成两层物料混融，薄厚不均，用“模后复合”则层间粘合不牢，易于剥离，只能用“模内复合”。 

发明内容

本发明用软、硬两种不同的聚氯乙烯物料，采用模内非对称复合共挤成型的方式来生产双层复合软面塑料发泡板材。本发明的目的是可以化解和降低由双层内压力的差异对板层所造成的不良影响，且层厚准确、分明，粘接牢固。 

本发明提供了一种双层复合软面塑料发泡板材，其特征在于，包括软面层、硬面层共两层，其中：软面层厚度2～10mm，硬底层厚度2～10mm；软面层和硬底层均为发泡体。 

板材表面为具有柔软性及阻燃、环保的软面层，底层为具有强度和刚度的环保型支撑层。 

其中，硬底层的配方如下：(重量比) 

聚氯乙烯树脂SG-7型     100份         丙烯酸酯流动改性剂    1～4份 

钙锌复合热稳定剂       3～6份        丙烯酸酯润滑改性剂    0.2～1份 

AC发泡剂               0.1～2.0份    轻质碳酸钙            5～30份 

泡孔调节剂             4～8份 

软面层的配方如下： 

聚氯乙烯树脂2500型     100份         硬脂酸润滑剂          0.2～0.5份 

钙锌复合热稳定剂       4～6份        石蜡润滑剂            0.2～1.5份 

AC发泡剂               0.1～2.0份    三氧化二锑阻燃剂      3～8份 

邻苯二甲酸二辛酯增塑剂 60～80份      轻质碳酸钙            5～30份 

癸二酸二辛酯增塑剂     15～30份      颜料                  0.001-0.1份 

(颜料为非必要成分) 

双层的份数之比可根据板层各自的厚度及发泡率来调整。软面层以及硬底层的配方和现有单独的单层硬、软板的配方相同。 

(2)本发明提供了一种双层复合软面塑料发泡板材的一次成型方法。所述的该成型方法依次包括：配料、混料、挤出机挤出，预冷，三辊压光、切边、冷却定型、牵引、截切、堆放、包装入库等步骤，其特征在于： 

混料为分别混合软面层、硬底层料，然后将混好的软面层、硬底层料分别加入两台挤出机中，两台挤出机经中间连接器与复合模具相连，物料经复合模具复合后再预冷，定型。 

所述的复合模具采用了双流道模内复合形式，且硬底层料的流道平行于模具口模处的复合区，软面层的平行流道在接近模具口模处的复合区时则折为与硬底层料的流道成30°～45°角度，以至双流道相交，复合；模具口模处的复合区平直段长度为20～30毫米。 

模具口模处的复合区采用了油温控制方式以稳定挤出。 

该板材的创新点在于： 

①这种一层软、一层硬且双层都发泡的复合板材，具有创新性，填补了装饰板在“软面”上的空白。 

②采用了“一次成型”的生产机组配置，具有创新性。 

③双层复合模具在复合形式和结构上具有创新性。 

由此，该种装饰板材及其成型方法具有以下特点： 

①该产品表面层为具有柔软性和回弹性的发泡体，具有缓冲性，与其它常用的硬质板材比起来更具安全性，适用于公众活动场合可大大减少人体所受的冲撞伤害，给人以舒适安全感。其底层为强度较高的硬质发泡塑料，起“骨架”支撑作用，可以很方便地附着在墙体等固定物上。一软一硬，功能各异，相得益彰。 

②该板材两层之间不采用任何粘合剂，完全靠两层物料分子间的结合力和相容性达到界面清楚且结合牢固的目的。物料中采用环境友好型无毒热稳定剂-钙锌复合热稳定剂、有机锡热稳定剂、稀土热稳定剂等，对环境不产生污染，对人体不造成伤害。 

③该产品只需一套生产线，采用一次挤出成型的方法，所以设备紧凑，成本低，生产周期短，工艺更简单，质量更稳定，价格更低廉。 

④该产品可以根据需要在其表层上色、贴膜、印刷、压制凹凸花纹和厚度调节，使其成为豪华美观的高档装饰板材。 

由此可见，该产品具有美观、安全、舒适、环保、节能、经济、耐用等功能，是一种“人性化”的板材。由于其卓越的综合功能和性价比，故具有很强的市场竞争力。它几乎可以使用在任何需要装饰的环境中，尤其是在需要安全的场合更有用武之地。它可以用作内饰板、护墙板、隔板、广告板、家具板等。这种装饰板材可以应用在体育场馆、健身场所、宾馆饭店、娱乐场所、会议场所、剧场影院、办公场所、客运火车、汽车、轮船、飞机等交通工具、建筑、住宅、医院、病房、幼儿园、计算机房、影视道具、公安、军工等众多场合。 

附图说明

图1.复合模具结构图 

附图标记：1.上下口模板，2.上口模调整螺栓，3.上下调整块，4.上模板，5.加热棒，6.中模板，7.模板连接螺栓，8.下模板，9.下口模调整螺栓，10.控温油道。 

具体实施方式

所述的“模内非对称复合”形式的模具，如图1所示，实现软硬双层物料复合共挤成型的生产工艺。其特征在于，包括以下步骤： 

1)该模具体零件上下口模板1、上模板4、中模板6、下模板8将通过螺纹零部件上口模调整螺栓2、上下调整块3、模板连接螺栓7、下口模调整螺栓9装配成一体，口模的厚度间隙可分别通过上下部的口模板1及上口模调整螺栓2、下口模调整螺栓9调整到板层设置的尺寸。模具体的加热控温由配置的加热棒5完成，在口模部分的加热控温靠控温油道10内的热油流动来控制。 

2)软聚氯乙烯物料和硬聚氯乙烯物料分别通过各自的挤出机装置和中间连接器进入该模具的各自流道。上部流道为软面层料的流道，下部流道为硬底层料的流道。 

3)软面层料进入模具后经入口管、扇形流道展成板材的宽度，在经过上部的调整块时，其宽度方向的流量将通过该调整块的上下移动(由顶部螺栓的人工旋转控制)来获得均衡流动。 

4)沿宽向均匀流动的软面层料再经斜向下30°～45°的由宽至窄的流道进入双层复合平直段流道。经上口模调整螺栓2的调整可使其进入复合流道之前达到板材的设置厚度。 

5)同理，硬底层料进入模具后经入口管、扇形流道展成板材的宽度，在经过下部的调整块时，其宽度方向的流量将通过该调整块的上下移动(由底部螺栓的人工旋转控制)来获得均衡流动。之后由宽至窄地进入复合平直段流道。 

下口模调整螺栓9的调整可使其进入复合流道之前达到板材的设置厚度。 

6)经过20～30mm的复合平直段并挤出口模后，双层物料将迅速发泡、接皮，后经预冷辊、三辊压光装置、冷却辊道、切边、牵引、截切等设备形成符合规格要求的双层复合软面塑料板材。 

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要指出的是实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。 

以下步骤是本领域的常规步骤，所以所有实施例子采用相似的工艺步骤，但不能理解为对本发明保护范围的限制。 

1)硬底层料和软面层料将分别在混合机组中混合。 

混料基本步骤为：①按照配比将主料、辅料等固体物料倒入高速搅拌机中先行搅拌，混合约10分钟后加入增塑剂、润滑剂等液体物料，继续搅拌，使料温升到120℃左右停止；②排料到低速运转的冷却搅拌机中，打开夹套冷水进行冷却，使物料温度逐渐降到40℃以下时停机；③将物料排出待用。 

之后，将混好的软面层、硬底层料分别加入两台挤出机中，两台挤出机通过中间连接器与复合模具相连，经过复合模具复合后再经预冷辊、三辊压光装置、切边装置、冷却辊道、牵引机、截切机、皮带输送、入库这些常规步骤形成规范的板材。 

2)模具的温度应控制在165～180℃之间，它将根据板厚度、产量、挤出形态变化及室温差异而相应调整。 

预冷辊中通冷水对挤出板材初冷却。三辊压光机的下辊温度在70～80℃、中辊温度在80～90℃、上辊温度在60～70℃调节。 

3)在模具口唇复合区仅采用了极短的复合平直段(20～30毫米)。 

4)在模具的口模处未采用电加热，而是采用了油温(150～170℃)控制方式以稳定挤出。 

实施例一 

加工成型的双层复合软面塑料发泡板材宽度为100毫米，厚度7毫米，其中软面层4毫米，硬底层3毫米。配方如下： 

硬底层配方：(均为重量比) 

聚氯乙烯树脂SG-7型    100份    丙烯酸酯流动改性剂ACR401    2份 

Ca/Zn复合热稳定剂     4份      丙烯酸酯润滑改性剂K175      0.5份 

发泡剂AC-410          0.1份    活性轻质碳酸钙              8份 

泡孔调节剂ACR530      5份 

软面层配方： 

聚氯乙烯树脂2500型    100份    硬脂酸                      0.4份 

钙锌复合热稳定剂      4份      石蜡                        0.2份 

发泡剂AC-410          0.2份    三氧化二锑                  5份 

邻苯二甲酸二辛酯      80份     活性轻质碳酸钙              5份 

癸二酸二辛酯          20份     酞青蓝                      0.001份 

工艺参数如下： 

硬底层：单螺杆挤出机，螺杆直径25mm，长径比25，压缩比3∶1。机筒加热一区165℃，加热二区175℃，加热三区170℃，机头加热四区160℃。 

软面层：单螺杆挤出机，螺杆直径25mm，长径比25，压缩比3.5∶1。机筒一区155℃，二区165℃，三区167℃，四区160℃。挤出机的分区以及温度设置和现有技术领域的设置相近。 

模具温度设置： 

硬底层连接管155℃，软面层连接管160℃，连接器160℃，模具体上下层170℃，口模油温160℃。 

三辊压光机温度设置： 

下辊和中辊80℃，上辊65℃。 

软面层的流道在接近模具口模处的复合区处与硬底层料的流道成30°；并且模具口唇处的复合区平直段长度为25毫米。 

加工出的双层软面板材经测试，硬底层的拉伸强度15.5MPa，软面层的拉伸强度6.5MPa，伸长率330％，剥离强度5.6N/mm，在-15℃～+40℃之间不变形不脆化。 

实施例二 

加工成型双层复合软面塑料发泡板材宽度为300毫米，厚度9毫米，其中软面层5毫米，硬底层4毫米。配方同实例一，工艺参数设置如下： 

硬底层：单螺杆挤出机，螺杆直径90mm，长径比25，压缩比3∶1。机筒加热一区160℃，加热二区185℃，加热三区173℃，加热四区187℃，加热五区155℃。 

软面层：单螺杆挤出机，螺杆直径105mm，长径比25，压缩比3.8∶1。机筒加热一区160℃，加热二区175℃，加热三区173℃，加热四区177℃，加热五区155℃。 

模具温度设置： 

硬底层连接管155℃，软面层连接管160℃，连接器160℃，模具体上下层175℃，口模油温160℃。 

三辊压光机温度设置： 

下辊和中辊80℃，上辊70℃。 

加工出的双层软面板材经测试，硬底层的拉伸强度15.3MPa，软面层的拉伸强度6.2MPa，伸长率310％，剥离强度5.7N/mm，在-15℃～+40℃之间不变形不脆化。 

实施例三 

加工成型双层复合软面塑料发泡板材的宽度为1220毫米，厚度7毫米，其中软层4毫米，硬层3毫米。配方基本同实例一。工艺如下设置： 

硬底层： 

Φ80/156mm锥型双螺杆挤出机，功率75千瓦。 

温度设置为：机筒加热一区190℃，加热二区185℃，加热三区173℃，加热四区167℃，加热五区(合流锥)155℃，加热六区(连接管)150℃，螺杆油温100℃。 

软面层： 

Φ80/156mm锥型双螺杆挤出机，功率75千瓦。 

温度设置为：机筒加热一区190℃，加热二区178℃，加热三区175℃，加热四区170℃，加热五区(合流锥)165℃，加热六区(连接管)155℃，螺杆油温100℃。 

模具温度设置： 

硬底层连接管155℃，软面层连接管160℃，连接器160℃，模具体上下层175℃，口模油温160℃。 

三辊压光机温度设置： 

下辊和中辊80℃，上辊70℃。 

加工出的双层软面板材经测试，硬底层的拉伸强度14.5MPa，软面层的拉伸强度6.3MPa，伸长率310％，剥离强度5.8N/mm，在-15℃～+40℃之间不变形不脆化。 

Claims (1)

1.一种双层复合软面塑料发泡板材的成型方法，该双层复合软面塑料发泡板材包括软面层、硬底层共两层，其中：软面层厚度2～10mm，硬面层厚度2～10mm；软面层和硬底层均为发泡体；依次包括配料、混料、挤出机挤出、模具成型、预冷、三辊压光、切边、冷却、牵引、截切步骤，其特征在于：

混料为分别混合软面层、硬底层料，然后将混好的软面层、硬底层料分别加入两台挤出机中，两台挤出机通过中间连接器与复合模具相连，经过复合模具复合成型后再预冷；

所述的复合模具采用了双流道，且硬底层料的流道平行于模具口模处的复合区，软面层的流道在接近复合区处时与硬底层料的流道成30°-45°角度；并且复合区的复合平直段长度为20～30毫米。