CN101691059A - 一种木塑踢脚板的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木塑踢脚板的生产工艺，本发明的工艺原理是添加各种助剂对配方中的聚氯乙烯和木粉这两种相互对立的物质进行调和使之可以很好地共存。本发明生产工艺制备出的木塑踢脚板具备防潮、防蛀性能和优良的可塑性以及木头的质感，同时不易变形、抗冲击强度和抗拉伸强度较高；无毒、无污染、无辐射，可以100％回收再生，符合环保要求；且原材料价格低廉，经济效益显著。

Description

一种木塑踢脚板的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种木塑踢脚板的生产工艺，属于建筑装饰材料的技术领域。
背景技术
木塑复合材料起源于北美地区，商业化生产已逾40年，大致经历了3个阶段，即以生产普通木塑物流运输托盘为主的第一阶段；以生产景观建材和装饰材料为主的第二阶段和以结构型部件及集约化成套建筑为主的第三阶段。利用廉价或废弃资源进行产业开发推广是木塑产业的一大特色和优势所在。从广义上讲，木塑复合材料实际上已成为以各种天然纤维材料或无机原料为基体，与各种不同树脂材料复合而成的一类新型材料。它的出现非常有利于缓解目前资源紧缺问题，特别是对森林资源的保护。由于木塑材料具备原料多样性、制备可塑性、应用环保性、成本经济性和回收再生性等诸多优点，特别是能够满足低值原料生产高附加值产品的效益最大化要求，因而越来越受到关注，成为目前国家多个产业政策鼓励发展的绿色产业。
PVC基木塑复合材料的制造工艺原理是对配方中的聚氯乙烯(PVC)和木粉这两种相互对立的物质进行调和使之可以很好地共存。木粉的主要成分是木素纤维素，表面含有大量的羟基官能团，使其表面表现出很强的化学极性，同时由于木粉是轻质的硬质颗粒，大量填充时造成木塑复合材料在熔融温度下流动困难，加工性能明显下降。在进行PVC基木塑复合材料的研究中，需要解决的最大问题是如何使亲水的极性木粉表面与PVC界面之间具有良好的相容性。使木粉的表面层与PVC的分子之间达到良好的融合或产生化学交联，从而使PVC基木塑复合材料具有良好的物理机械性能。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种木塑踢脚板的生产工艺，该生产工艺通过添加各种助剂对配方中的聚氯乙烯(PVC)和木粉这两种相互对立的物质进行调和使之可以很好的共存。由本发明生产工艺生产出的木塑踢脚板可防潮、防蛀，并具有优良的可塑性和木材的质感，阻燃性能和抗老化性能都很优异，且生产成本低，可循环使用，绿色环保。
技术方案
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种木塑踢脚板的生产工艺，包括如下步骤：(1)混料：将混料机温度设定在30～35度，加入下述质量份的各原料组分，首先加入聚氯乙烯30份～40份，然后升温至65～70度，升温时间3～5分钟，再加入三盐基硫酸铅7份～10份、硼酸锌3份～5份、氯化聚乙烯3份～6份、丙烯酸酯类聚合物ACR2份～6份、邻苯二甲酸二辛酯DOP1份～3份和萜烯树脂2份～5份，继续升温至85～90度，升温时间6～8分钟，加入铝酸酯偶联剂1份～3份、木粉15份～20份、滑石粉15份～20份和聚酯增塑剂2份～5份，继续升温至105～110度，升温时间3～5分钟，加入AC发泡剂1份～3份，继续升温使物料温度达到115～120度，1～2分钟后，将物料放入冷却锅中进行冷却，直至物料温度冷却至35度以下时开始装袋，准备造粒；(2)造粒：先将造粒机加热区温度升至155度，升温时间30～35分钟，使物料加热软化，继续升温至165～170度，使物料进一步软化熔解，继续升温至175～180度，使物料保持流体状态，并进入成型模，用刀片切割成粒径一致的粒子，对粒子进行散热，并入袋进行养生；(3)挤出：将挤出机加热区温度升至185度，升温时间50～60分钟，使粒子从软化状态变成胶合状态，继续升温至210～215度，使粒子由胶合状态变成流体状态，并依次通过成型模、定型模挤出板材形状，再将板材经过冷却槽使板身冷却定型，最后进行牵引切割成设定尺寸；(4)转印：将挤出机制造的板材放在转印机滚轮上，将转印膜加热使其背面的胶融化，再将转印膜和板材粘合在一起；(5)切割：将转印后的板材切割成规定尺寸，并进行包装。
上述的一种木塑踢脚板的生产工艺，其中，所述踢脚板由下列质量份的原料构成：聚氯乙烯用量为35份，木粉用量为20份，三盐基硫酸铅用量为8份、硼酸锌用量为4份，聚酯增塑剂用量为5份，氯化聚乙烯用量为5份，丙烯酸酯类聚合物ACR用量为4份，铝酸酯偶联剂用量为2份，滑石粉用量为18份，萜烯树脂用量为4份，邻苯二甲酸二辛酯DOP用量为2份，AC发泡剂用量为2份。
上述的一种木塑踢脚板的生产工艺，其中，所述木粉细度为80目～100目，含水量为2wt％～5wt％。
上述的一种木塑踢脚板的生产工艺，其中，所述造粒机的喂料速度为11～13r/min，主机速度为18～20r/min。
上述的一种木塑踢脚板的生产工艺，其中，所述粒子的粒径为3mm。
上述的一种木塑踢脚板的生产工艺，其中，所述粒子的养生期至少为48小时。
本发明采用一体化自动下料方式，造粒机造粒完成后从粒子出口处连接有一台鼓风电机对粒子进行初步散热，再通过第二、第三风机进行管道式吸附冷却，并将管道中冷却后的粒子直接通入袋中，从而防止了刚造出的高温粒子因堆积而产生粘结，影响后续生产并进而影响产品的质量，同时省去了收集粒子的工序。现有技术中一般的造粒工序，粒子成形后一般采用落地散热或是大容器平铺散热，采取这种散热方式一方面粒子散热不充分、均匀，会导致粒子之间的粘结；另一方面还要将散热后的粒子收集装袋，增加了工序、浪费人力，
粒子的养生期是指使粒子中的各种组分达到最稳定效果所需要的时间，装入袋中的粒子至少要经过48小以上的养生期，即造出的粒子不能马上进行下一工序的生产，必须放置一定的时间，这是为了使粒子达到均一的冷却温度，使得粒子本身的化学成份达到的效果更加稳定，保证了生产质量和产品的稳定性。
氯化聚乙烯(CPE)中含有氯元素，具有极佳的阻燃性能，且有燃烧防滴下特性，同时具有优秀的耐热氧老化、臭氧老化、耐酸碱、化学药品性能。CPE无毒，不含重金属，其完全符合环保要求。
丙烯酸酯类聚合物(ACR)是一种具有多层核壳结构的丙烯酸酯类树脂，可作为聚氯乙烯树脂抗冲改性剂，并兼有加工改良剂的作用。用ACR改性的聚氯乙烯树脂熔融速度快，熔体粘度低，加工性好，可以不用或少用其它助剂，而且制品的耐候性、耐低温性、抗冲击强度和色稳定性优良。
滑石粉具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，由于滑石的结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性。
萜烯树脂是一些热塑性嵌段共聚物，具有色浅、低气味、高硬度、高附着力、抗氧化性和热稳定性好，相容性和溶解性好等优点。
本发明的工艺原理是对配方中的聚氯乙烯(PVC)和木粉这两种相互对立的物质进行调和使之可以很好的共存。即将PVC与热稳定剂、阻燃剂、抗冲改性剂等进行共混，同时对木粉以及滑石粉使用偶联剂进行表面活化，然后将共混过的PVC和活化过的木粉进行混合，再通过造粒设备在高温下将物料制造成粒子状，然后使用挤出设备挤出成型。
有益效果
本发明生产工艺制备出的木塑踢脚板基材中同时含有聚氯乙烯(PVC)和木粉，木粉在PVC基体内均匀分散，木粉填充量高，接近原木的质感。其同时具备了PVC的防潮、防蛀性能和优良的可塑性以及木头的质感。
本发明生产工艺制备出的木塑踢脚板主要特点归类为以下：
1、防潮、防蛀、阻燃，不易变形，抗冲击强度和抗拉伸强度高；
2、无毒、无污染、无辐射，可以100％回收再生，符合环保要求；
3、为结构性材料，可锯、刨、钉，可根据实际需要制作各种尺寸和规格；
4、原材料价格低廉，经济效益显著。
具体实施方式
以下结合具体实例进一步阐述本发明。
实施例1
一种木塑踢脚板的生产工艺，包括如下步骤：(1)混料：将混料机温度设定在30度，加入下述质量份的各原料组分，首先加入聚氯乙烯30份，然后升温至65度，升温时间3分钟，再加入三盐基硫酸铅7份、硼酸锌3份、氯化聚乙烯3份、丙烯酸酯类聚合物ACR2份、邻苯二甲酸二辛酯DOP1份和萜烯树脂2份，继续升温至85度，升温时间6分钟，加入铝酸酯偶联剂1份、木粉15份、滑石粉15份和聚酯增塑剂2份，继续升温至105度，升温时间3分钟，加入AC发泡剂1份，继续升温使物料温度达到115度，反应2分钟后，将物料放入冷却锅中进行冷却，直至物料温度冷却至35度以下时开始装袋，准备造粒；(2)造粒：先将造粒机加热区温度升至155度，升温时间30分钟，使物料加热软化，继续升温至165度，使物料进一步软化熔解，继续升温至175度，使物料保持流体状态，并进入成型模，用刀片切割成粒径为3mm的粒子，对粒子进行散热，并入袋进行养生；(3)挤出：将挤出机加热区温度升至185度，升温时间50分钟，使粒子从软化状态变成胶合状态，继续升温至210度，使粒子由胶合状态变成流体状态，并依次通过成型模、定型模挤出板材形状，再将板材经过冷却槽使板身冷却定型，最后进行牵引切割成设定尺寸；(4)转印：将挤出机制造的板材放在转印机滚轮上，将转印膜加热使其背面的胶融化，再将转印膜和板材粘合在一起；(5)切割：将转印后的板材切割成规定尺寸，并进行包装。
实施例2
一种木塑踢脚板的生产工艺，包括如下步骤：(1)混料：将混料机温度设定在33度，加入下述质量份的各原料组分，首先加入聚氯乙烯35份，然后升温至68度，升温时间4分钟，再加入三盐基硫酸铅8份、硼酸锌4份、氯化聚乙烯5份、丙烯酸酯类聚合物ACR4份、邻苯二甲酸二辛酯DOP2份和萜烯树脂4份，继续升温至88度，升温时间7分钟，加入铝酸酯偶联剂2份、木粉20份、滑石粉18份和聚酯增塑剂5份，继续升温至108度，升温时间4分钟，加入AC发泡剂2份，继续升温使物料温度达到117度，反应1分钟后，将物料放入冷却锅中进行冷却，直至物料温度冷却至35度以下时开始装袋，准备造粒；(2)造粒：先将造粒机加热区温度升至155度，升温时间33分钟，使物料加热软化，继续升温至168度，使物料进一步软化熔解，继续升温至177度，使物料保持流体状态，并进入成型模，用刀片切割成粒径一致的粒子，对粒子进行散热，并入袋进行养生；(3)挤出：将造粒机造出的粒子送入挤出机，并将挤出机加热区温度升至185度，升温时间55分钟，使粒子从软化状态变成胶合状态，继续升温至213度，使粒子由胶合状态变成流体状态，并依次通过成型模、定型模挤出板材形状，再将板材经过冷却槽使板身冷却定型，最后进行牵引切割成设定尺寸；(4)转印：将挤出机制造的板材放在转印机滚轮上，将转印膜加热使其背面的胶融化，再将转印膜和板材粘合在一起；(5)切割：将转印后的板材切割成规定尺寸，并进行包装。
实施例3
一种木塑踢脚板的生产工艺，包括如下步骤：(1)混料：将混料机温度设定在35度，加入下述质量份的各原料组分，首先加入聚氯乙烯40份，然后升温至70度，升温时间5分钟，再加入三盐基硫酸铅10份、硼酸锌5份、氯化聚乙烯6份、丙烯酸酯类聚合物ACR6份、邻苯二甲酸二辛酯DOP3份和萜烯树脂5份，继续升温至90度，升温时间8分钟，加入铝酸酯偶联剂3份、木粉18份、滑石粉20份和聚酯增塑剂4份，继续升温至110度，升温时间5分钟，加入AC发泡剂3份，继续升温使物料温度达到120度，反应1分钟后，将物料放入冷却锅中进行冷却，直至物料温度冷却至35度以下时开始装袋，准备造粒；(2)造粒：先将造粒机加热区温度升至155度，升温时间35分钟，使物料加热软化，继续升温至170度，使物料进一步软化熔解，继续升温至180度，使物料保持流体状态，并进入成型模，用刀片切割成粒径一致的粒子，对粒子进行散热，并入袋进行养生；(3)挤出：将造粒机造出的粒子送入挤出机，并将挤出机加热区温度升至185度，升温时间60分钟，使粒子从软化状态变成胶合状态，继续升温至215度，使粒子由胶合状态变成流体状态，并依次通过成型模、定型模挤出板材形状，再将板材经过冷却槽使板身冷却定型，最后进行牵引切割成设定尺寸；(4)转印：将挤出机制造的板材放在转印机滚轮上，将转印膜加热使其背面的胶融化，再将转印膜和板材粘合在一起；(5)切割：将转印后的板材切割成规定尺寸，并进行包装。
现将市场上其他两种材料的踢脚板与本发明工艺制备的踢脚板性能指标进行对比：
项目   本发明工艺制造的木塑踢脚板 中密度纤维板 实木踢脚板
  安装性   卡扣式，免胶免钉   用胶或用钉安装   用胶或用钉安装
  含水率   4wt％-6wt％   4wt％-13wt％   4wt％-13wt％
  耐候性   强，不易变形   弱，变形   一般，易变形
  柔韧性   强   一般   较弱
  甲醛释放量   0   0.5-1.5mg/L   0-0.5mg/L
  弹性模量   ≥2200Mpa   ≤2200Mpa   ≤2200Mpa
  吸水膨胀   0   ≤8％   ≤8％
  内结合强度   IB≥0.5Mpa   IB≥0.5Mpa   IB≥0.5Mpa

Claims (6)

1.一种木塑踢脚板的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)混料：将混料机温度设定在30～35度，加入下述质量份的各原料组分，首先加入聚氯乙烯30份～40份，然后升温至65～70度，升温时间3～5分钟，再加入三盐基硫酸铅7份～10份、硼酸锌3份～5份、氯化聚乙烯3份～6份、丙烯酸酯类聚合物ACR2份～6份、邻苯二甲酸二辛酯DOP1份～3份和萜烯树脂2份～5份，继续升温至85～90度，升温时间6～8分钟，加入铝酸酯偶联剂1份～3份、木粉15份～20份、滑石粉15份～20份和聚酯增塑剂2份～5份，继续升温至105～110度，升温时间3～5分钟，加入AC发泡剂1份～3份，继续升温使物料温度达到115～120度，1～2分钟后，将物料放入冷却锅中进行冷却，直至物料温度冷却至35度以下时开始装袋，准备造粒；(2)造粒：先将造粒机加热区温度升至155度，升温时间30～35分钟，使物料加热软化，继续升温至165～170度，使物料进一步软化熔解，继续升温至175～180度，使物料保持流体状态，并进入成型模，用刀片切割成粒径一致的粒子，对粒子进行散热，并入袋进行养生；(3)挤出：将造粒机造出的粒子送入挤出机，并将挤出机加热区温度升至185度，升温时间50～60分钟，使粒子从软化状态变成胶合状态，继续升温至210～215度，使粒子由胶合状态变成流体状态，并依次通过成型模、定型模挤出板材形状，再将板材经过冷却槽使板身冷却定型，最后进行牵引切割成设定尺寸；(4)转印：将挤出机制造的板材放在转印机滚轮上，将转印膜加热使其背面的胶融化，再将转印膜和板材粘合在一起；(5)切割：将转印后的板材切割成规定尺寸，并进行包装。
2.如权利要求1所述的一种木塑踢脚板的生产工艺，其特征在于，所述踢脚板由下列质量份的原料构成：聚氯乙烯用量为35份，木粉用量为20份，三盐基硫酸铅用量为8份、硼酸锌用量为4份，聚酯增塑剂用量为5份，氯化聚乙烯用量为5份，丙烯酸酯类聚合物ACR用量为4份，铝酸酯偶联剂用量为2份，滑石粉用量为18份，萜烯树脂用量为4份，邻苯二甲酸二辛酯DOP用量为2份，AC发泡剂用量为2份。
3.如权利要求1所述的一种木塑踢脚板的生产工艺，其特征在于，所述木粉细度为80目～100目，含水量为2wt％～5wt％。
4.如权利要求1所述的一种木塑踢脚板的生产工艺，其特征在于，所述造粒机的喂料速度为11～13r/min，主机速度为18～20r/min。
5.如权利要求1所述的一种木塑踢脚板的生产工艺，其特征在于，所述粒子的粒径为3mm。
6.如权利要求1所述的一种木塑踢脚板的生产工艺，其特征在于，所述粒子的养生期至少为48小时。
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