CN101381498A - 耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板，同时还涉及其制造方法，属于环境保护治理粉尘污染设施技术领域。该产品由以下质量份原料挤塑冲孔制成：聚氯乙烯60－85份、填充料10－15份、稳定剂2－4份、紫外线吸收剂0.1－0.5份、润滑剂0.3－1.1份、抗冲击改性剂5－10份、纳米碳酸钙改性剂2－6份、着色剂所需份。本发明的挡风抑尘网板拉伸强度提高15％以上、冲击韧度提高30％以上，显著提高聚氯乙烯挡风抑尘网板的抗冲击性能，使用寿命大大延长。与此同时，明显改善了产品的表面品质，使其具有十分良好的自洁性。

Description

耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种挡风抑尘网板，尤其是一种耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板，同时还涉及其制造方法，属于环境保护治理粉尘污染设施技术领域。

背景技术

随着现代工业的发展，煤炭、各类矿石的需求量越来越大。这类物料大都露天堆放，在风力作用下，容易产生大量的粉尘，对环境造成严重污染。我国目前用于此类堆场的粉尘治理措施主要有：洒水增湿、表面结壳剂、湿润剂等。由于这些措施本身的局限性，不能很好地解决堆场对环境的长年污染问题。因此挡风抑尘网板得到了迅速发展。

目前国内使用的挡风抑尘网板基材主要有三大类，一是以玻璃纤维为增强材料的普通复合材料网板，虽然具有耐候性好、耐酸碱、使用寿命长等特点，但其属热固性材料，由于热固性材料自身特性的局限使其产品报废后无法回收利用，废弃在自然状态下难于分解，给环境带来二次污染。二是钢质挡风抑尘网板，由于钢材的成本较高，因此常采用厚度较薄的钢板表面喷刷防腐油漆涂层制成，在自然环境中使用过程中，防腐层易脱落，导致钢板锈蚀，因此需定期维护，其维护工作量大，费用高。三是聚乙烯编织柔性网，由于聚乙烯材料耐候性较差，导致使用寿命短。网孔容易堵塞，自洁性差。

检索发现，申请号为200810101365.8的中国专利申请公开了一种硬质聚氯乙烯挡风抑尘板，由如下质量份数的原料制成，包括70-90份聚氯乙烯、2-12份抗冲击改性剂、4-12份填充料、6-7份复合稳定剂、0.5-1份紫外线吸收剂、0.5-2份润滑剂和0.01-2份着色剂；工艺为：将聚氯乙烯在低转速下加入热混搅拌机，加大转速，加入抗冲击改性剂、填充料、复合稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂和着色剂，搅拌，加热到100-140℃时，将物料排到冷混搅拌机中，降温至50℃，排出，过筛，送入挤出机组，挤出温度为160-200℃，再经板材模具冷却压制成挡风抑尘板，其形状在主视方向为长方形，在侧视方向为梯形；在板上冲孔，开孔率为20-50％。该板虽具有诸多优点，但实践证明在恶劣工作环境中使用时，寿命较短，依然不能满足使用需求。

发明内容

申请人在实践中深入研究后发现，现有聚氯乙烯挡风抑尘网板使用寿命有限的主要原因在于其抗冲击性能依然不能满足使用要求。因此挡风抑尘网板的使用环境风吹日晒，内应力突变必然导致内部冲击作用，而且经常飞沙走石，颗粒物的冲撞会产生强烈的外部冲击，因此挡风抑尘网板很容易产生局部裂痕，时间稍厂，裂痕扩展，就会导致损坏。

因此，本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种抗冲击性能明显改善的耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板，从而满足各种工作环境的使用需求，延长使用寿命，同时给出其制造方法。

为了达到以上目的，本发明的耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板由以下质量份原料按塑料合成、挤出成型、制成挡风抑尘盲板、再冲孔而成：

聚氯乙烯                   60—85份

填充料                     10—15份

稳定剂                     2—4份

紫外线吸收剂               0.1—0.5份

润滑剂                0.3—1.1份

抗冲击改性剂          5—10份

纳米碳酸钙改性剂      2—6份

着色剂                所需份

其中，填充料的主要作用是占据空间以降低成本，当然也可赋予材料一些特殊的性能，如阻燃、导电、导热、刚性等，通常为碳酸钙、陶土中的至少一种。

稳定剂通常采用硬脂酸铅、硬脂酸锌、月硅酸镉、三盐基性硫酸铅中的至少一种；紫外线吸收剂为炭黑、氧化锌、二氧化钛、氧化钙、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。

润滑剂通常采用饱和烃和卤代烃、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪族酯胺、金属皂、脂肪醇中的至少一种。其作用是减少聚合物和设备之间的摩擦力，以及聚合物分子链之间的内摩擦。前者称为外润滑剂，后者称为内润滑剂。本发明的外润滑剂可选择采用硅油、石蜡，通常0.1-0.5份，内润滑剂可以选用单甘酯、硬脂醇及酯类，通常0.2-0.6份。金属皂类则可兼作内外润滑剂。

抗冲击改性剂通常为氯化聚乙烯、聚丙烯酸酯、乙烯之一。

由于PVC树脂是极性非结晶性高聚物，分子之间有较强的作用力，性质坚硬而脆，抗冲击强度较低。加入冲击改性剂后，冲击改性剂的弹性体粒子可以降低总的银纹引发应力，并利用粒子自身的变形和剪切带，阻止银纹扩大和增长，吸收掉传入材料体内的冲击能，从而达到抗冲击的目的。

加入常规抗冲击改性剂可以在一定程度上起到上述作用，但申请人通过分析研究认识到，改性剂的颗粒越小越有利于提高其有效体积份数，从而增强分散应力的能力，因此还经过反复实验，以合理的搭配比例，加入了纳米碳酸钙改性剂。结果使得本发明的耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板的拉伸强度提高15％以上、冲击韧度提高30％以上，从而在制造成本增加有限的情况下，显著提高聚氯乙烯挡风抑尘网板的抗冲击性能，使用寿命大大延长。与此同时，申请人还通过实验发现，加入的纳米碳酸钙改性剂与润滑剂共同作用，明显改善了产品的表面品质，使其具有十分良好的自洁性，不容易粘灰，网孔不会堵塞，取得了意外的效果。

本发明耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板的制造步骤为：

1)将份加入各原料，在搅拌状态下加热到100—120℃后冷却，混合均匀，降温至40℃时输出；

2)将输出的物料过80目筛；

3)将过筛后的物料送入挤出装置，挤出成板，制成挡风抑尘盲板；

4)在盲板冲孔，制成耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板。

附图说明

图1为本发明一个实施例的制造工艺过程流程图。

具体实施方式

实施例一

下面结合优选实施例对本发明作进一步的说明。本实施例的耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板按质量份准备以下原料：

聚氯乙烯                                   65—70份

陶土填充料                                 12—13份

硬脂酸锌稳定剂                             2—4份

2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮紫外线吸收剂      0.1—0.5份

氧化聚乙烯外润滑剂                         0.1—0.5份

单甘脂内润滑剂                             0.2—0.6份

氯化聚乙烯抗冲击改性剂                     6—8份

纳米碳酸钙改性剂                           3—5份

1.3.5-三甲基-2.4.6-三苯抗氧剂    0.1-0.25份

丙烯酸加工助剂                   0.5-2份

钛白粉耐候剂                     2-5份

着色剂                           根据用户需要0.5-2份

1)将以上质量份的聚氯乙烯(PVC)树脂在低转速下加入热混搅拌机，控制逐渐提高搅拌机的转速，在搅拌状态下，再依次分别加入其它质量份的原料，加热到100—120℃，搅拌混合均匀，将混合物料送入冷混搅拌机内，冷却搅拌至温度为40℃时，将物料输出；

2)输出的冷却物料过筛80目；

3)将过筛后的物料送入挤出装置，经过三段温度(加料段温度130—150℃、塑化段温度180—200℃、挤出段温度180—190℃)挤出，挤出物料通过机头模具的型腔，挤出、冷却、牵引、切割制成挡风抑尘盲板；

4)将挡风抑尘盲板冲孔加工，根据不同地区的环境因素，孔型为圆孔、一字孔，孔径10—50mm，开孔率为15—30％。

值得一提的是，申请人发现在以上步骤1)加入纳米碳酸钙改性剂由于粒径很小、比表面积大、表面吸附力强、表面能大，很容易成团。在搅拌机机中难以与其它原料混合不均匀，导致制成品达不到预期的抗冲击强度和高韧性。而在搅拌混合之前，先采用高压微射流分散，可以使得纳米碳酸钙的粒径分散成100纳米以下，且分布均匀，体系稳定。高压微射流分散可以采用上海产高压均质(M-210EH)或美国进口高压微射流纳米分散设备(MFIC)。这样，可以使其与其它原料成分、尤其是作为加工助剂的丙烯酸、作为耐候剂的钛白粉、以及润滑剂充分混合，共同作用，确保制成的耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板不仅抗冲击性能满足要求，而且具有理想的自洁性、耐候性等性能。

本实施例为经过反复实验的优选配比和工艺。加入加工助剂的原因是因为考虑到：PVC的熔体延展性差，易导致熔体破碎，且PVC熔体松弛慢，易导致制品表面粗糙、无光泽及鲨鱼皮等。而加入丙烯酸助剂可以改善其熔体的上述缺陷，促进树脂熔融、改善熔体流变性能及赋予润滑功能。加入纳米改性剂则能提高制品耐候性、抗弯强度、拉伸强度与冲击韧性，获得理想的自洁性，并可增加填充料的用量，从而大大降低产品生产成本。填充钛白粉对于非透明PVC而言可以改善其耐候性。抗氧化剂也可以用3.5-二叔丁基-4-羟基苄基等。

实验证明，本实施例的耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板拉伸强度达到58MPa，比现有同类产品的常规拉伸强度52MPa提高15％以上，而冲击韧度则达到7.0KJ/m²，比现有同类产品的常规冲击韧度5.0KJ/m²，提高40％，效果十分显著。且该网板具有优异的电绝缘性、延伸性、自洁性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性；还具有较好的阻燃、无毒、可着色等优点，无论从原料到产品生产、安装使用的全过程都清洁环保，且能够再次回收加工利用。由于抗冲击性能明显改善，因此使用寿命得到延长，而理想的自洁性则保证了即使长期不清理，也能保证网孔通畅。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板，由以下质量份原料按塑料合成、挤出成型、制成挡风抑尘盲板、再冲孔而成:

聚氯乙烯               60—85份

填充剂                 10—15份

稳定剂                 2—4份

紫外线防止剂           0.1—0.5份

润滑剂                 0.3—1.1份

抗冲击改性剂           5—10份

纳米碳酸钙改性剂       2—6份

着色剂                 所需份

2.根据权利要求1所述耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板，其特征在于:所述原料中还包括作为加工助剂的丙烯酸0.5—2质量份。

3.根据权利要求2所述耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板，其特征在于:所述原料中还包括抗氧剂0.1—0.25质量份。

4.根据权利要求3所述耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板，其特征在于:所述原料中还包括作为耐候剂的钛白粉2-5份。

5.根据权利要求4所述耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板，其特征在于:所述润滑剂为金属皂类。

6.根据权利要求4所述耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板，其特征在于:所述润滑剂包括外润滑剂0.1—0.5份和内润滑剂0.2—0.6份。

7.根据权利要求6所述耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板，其特征在于:所述外润滑剂采用硅油、石蜡之一，所述内润滑剂采用单甘酯、硬脂醇之一。

8.根据权利要求1所述耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板制造方法，其特征在于包括以下步骤:

1)将份加入各原料，在搅拌状态下加热到100—120℃后冷却，混合均匀，降温至40℃时输出；

2)将输出的物料过80目筛；

3)将过筛后的物料送入挤出装置，挤出成板，制成挡风抑尘盲板；

4)在盲板冲孔，制成耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板。

9.根据权利要求8所述耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板制造方法，其特征在于:所述步骤1)中先对纳米碳酸钙改性剂高压微射流分散，再加入其它原料中搅拌混合。

10.根据权利要求9所述耐候型刚性聚氯乙烯挡风抑尘网板制造方法，其特征在于:所述步骤3)将过筛后的物料送入挤出装置，经过加料段温度130—150℃、塑化段温度180—200℃、挤出段温度180—190℃三段加温挤出。

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