CN102643496B

CN102643496B - 用于制备层压板的组合物及其层压板和该层压板的制备方法

Info

Publication number: CN102643496B
Application number: CN201210148416.9A
Authority: CN
Inventors: 肖伯文; 罗学军
Original assignee: GUANGDONG FOGANG XINYUAN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd; HUNAN HAIXIN NEW MATERIALS CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG FOGANG XINYUAN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd; HUNAN HAIXIN NEW MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-05-14
Also published as: CN102643496A

Abstract

本发明提供了一种用于制备层压板的组合物、及由其制得的层压板和层压板制备方法，该组合物包括50~55重量份的氯化聚氯乙烯、39~46重量份的聚氯乙烯、2~3重量份的氯化聚乙烯或α-甲基苯乙稀低聚物、以及2~3重量份的丙烯酸酯共聚物或MBS树脂。采用该种组合物能解决层压板材料中的氯化聚氯乙烯熔体粘度大，流动性减少，难以用于加工层压板的问题。

Description

用于制备层压板的组合物及其层压板和该层压板的制备方法

技术领域

本发明属于层压板领域，特别地，涉及一种用于制备层压板的组合物，此外，本发明还涉及一种采用上述组合物制成的层压板及其制备方法。

背景技术

氯化聚氯乙烯（CPVC）是聚氯乙烯（PVC）通过氯化制成的，使得PVC的含氯量由56.8%提高到CPVC的63-68%。由于含氯量的增加，CPVC分子链的极性得到增强，链段的活动能力减弱。材料的玻璃化温度由PVC的80℃提高到CPVC的99~125℃，提高了氯化后PVC的耐热性。CPVC有比较全面而优越的性能，如长期使用温度可到90℃，瞬间使用温度可到110℃，有优良的绝缘性，较高强度，优越的耐腐蚀性，耐候性，阻燃性等。CPVC主要用在化工、石油、造纸。地热、冶炼、电镀、冷热水管道等领域，而且用途越来越广。

在制备CPVC层压板的过程中，层压板的压制成型温度为180~190℃，CPVC的分解温度180~200℃，而且加工过程中CPVC还要受到强烈的剪切和炼塑作用，因而CPVC在加工过程中极易发生分解而脱出氯化氢（HCL），给加工带来了一定困难。CPVC的耐热性使得其熔体黏度也较高，流动性差，加工的难度进一步增大。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于制备层压板的组合物及其层压板和该层压板的制备方法，以解决现有的层压板材料中CPVC用于加工层压板时加工困难的问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于制备层压板的组合物，包括50~55重量份的氯化聚氯乙烯、39~46重量份的聚氯乙烯、2~3重量份的氯化聚乙烯或α-甲基苯乙稀低聚物、2~3重量份的丙烯酸酯共聚物或MBS树脂。

进一步地，上述组合物进一步包括热稳定剂和抗氧化剂；上述热稳定剂由5~7重量份的三盐硫酸铅、0.5~1.5重量份的二盐硬脂酸铅、0.5~1重量份的硬脂酸铅、以及0.5~2重量份的硬脂酸钡组成。

进一步地，上述抗氧化剂的加入量为1~2重量份。

本发明的另一方面还提供了上述组合物制得的层压板。

本发明的另一方面还提供了上述层压板的制备方法，包括以下步骤：混合物料、初塑化、压片，打三角包、终塑化，切片、压延出片，冷却定型，切片、压制成型。

采用上述制备层压板的组合物作为物料。

上述压制成型步骤包括预热阶段、加热阶段及通冷水冷却阶段。

上述预热阶段温度为150~160℃。

上述加热阶段包括第一加热阶段和第二加热阶段，上述第一加热阶段温度为170~180℃，上述第二加热阶段温度为183~187℃。

进一步地，在上述混合物料步骤中，上述组合物通过混合升温至80~110℃后停止混合，进行上述初塑化步骤。

进一步地，上述初塑化步骤是在170~180℃下进行的。

进一步地，上述压片和终塑化步骤是在178~183℃下进行的。

进一步地，上述压延出片步骤是在179~183℃下进行的；上述压延出片步骤中所用压延机的线速度为17~20m/min。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种用于制备层压板的组合物，这种组合物改善了CPVC分子链上氯元素含量高造成的其分子链活动能力弱的问题，使其适于生产层压板。

本发明提供的层压板制备方法中限定了压延出片，压制成型等工艺参数，使得改性CPVC在加工的过程中不容易分解变色，所得产品结构密实，质量稳定，具有较高的使用温度，优良的电性能、耐腐蚀性及较高的机械强度。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照实施例，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

提供了一种用于制备层压板的组合物，包括50~55重量份的氯化聚氯乙烯、39~46重量份的聚氯乙烯、2~3重量份的氯化聚乙烯（CPE）或α-甲基苯乙稀低聚物（M80）、2~3重量份的丙烯酸酯共聚物（ACR）或MBS树脂。其中MBS树脂为甲基丙烯甲酯、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。M80的聚合度为6。

CPE、M80、ACR、MBS与CPVC有很好的相容性。其中MBS和CPE具有改进CPVC冲击强度，增强柔韧性的作用。ACR和M80可显著降低CPVC的熔体黏度。从而达到改善CPVC理化性能的目的，使其适于制作层压板。

一种用于制备层压板的组合物进一步包括热稳定剂和抗氧化剂。

添加热稳定剂可以改善CPVC热稳定性能，解决由于CPVC含氯量的增加而造成的加工温度和分解温度接近的问题。热稳定剂可以是有机钖，铅盐、金属皂和稀土稳定剂中的一种或任意种。本发明选用具有长效稳定性的热稳定剂组合物为由5~7重量份的三盐硫酸铅、0.5~1.5重量份的二盐硬脂酸铅、0.5~1重量份的硬脂酸铅、0.5~2重量份的硬脂酸钡组成。

上述热稳定剂组合物中硬脂酸铅、硬脂酸钡可以作为具有热稳定性的润滑剂，起到润滑作用。由于CPVC分子链是强极性分子链，分子间的摩擦较强，加入润滑剂可以防止加工过程中剪切和摩擦使温度升高，使物料黏附设备而造成物料变色。

硬脂酸铅加入量为0.5~1重量份，硬脂酸钡加入量为0.5~2重量份，二者加入量过多会导致物料流动性过大，而使板材的厚度难以控制，层压板容易分层，而加入量过小则无法达到润滑的目的。

三盐硫酸铅加入量为5~7重量份、二盐硬脂酸铅加入量为0.5~1.5重量份，二者加入量过低则层压板的热稳定性能不佳；加入量过高，则会造成物料浪费。

添加抗氧化剂则可以抑制由于在层压板加工中剪切和摩擦使温度升高而产生的氧化反应。抗氧化剂为可以阻止氧气不良影响的物质，例如双酚A。其加入量为1~2重量份，抗氧化剂添加过少，抗氧化效果不佳；过多，则造成物料浪费。

本发明的另一方面还提供了一种上述组合物制得的层压板。该层压板可按常规方法制备。

本发明的另一方面，提供了一种上述层压板的制备方法，具体工艺流程图如图1所示，包括混合物料、初塑化、压片，打三角包、终塑化，切片、压延出片，冷却定型，切片、压制成型步骤。

混合步骤中采用上述制备层压板的组合物作为物料。将上述物料在混合机中以500rpm/min混合，靠摩擦升温至80~110℃时混合完毕。然后进行初塑化步骤。

初塑化步骤在密炼机中进行，密炼机转速为70rpm/min，物料靠彼此间摩擦升温至170℃~180℃得到体积20~30cm³的块状物料，初塑化完成。整个过程需5~6分钟。在初塑化步骤中若初塑化时间过长，则物料温度过高，会导致物料分解。

压片和终塑化步骤为在辊压机中进行，块状物料通过蒸汽加热二辊压机的辊筒被加热到178~183℃后压片2~3分钟，并打两次三角包。之后再终塑化2~3分钟得到片材。若温度低于178℃，则块状物料在塑化步骤中无法抱辊，所成片较易破碎。若温度高于183℃，则在压片过程中，易过塑化，使层压板产生分层现象。切片可以按照常规工艺步骤进行。

压延出片步骤在压延机中进行，首先通过蒸汽加热三辊压机的辊筒得到温度为179~183℃的片材。压延出片时压延机的线速度为17~20m/min。此时若压延机的线速度过低，则设备所产生的剪切力小，不易操作。

冷却定型和切片可以按常规工艺步骤进行。

在压制成型步骤中，由于CPVC的分解温度180~200℃，而加工温度在170~190℃之间，CPVC易分解变色。为了防止其分解变色，本发明将压制成型步骤分为四个温度阶段：首先在150~160℃下加压预热得到板材，之后分别在170~180℃和183~187℃下热压，停止加热后在层压机中通入冷却水使板材迅速冷却至50℃，将板材取出。预热阶段和温度为170~180℃的第一加热阶段完成了初步的压制成型，并且温度控制在CPVC的分解温度之下，CPVC不易分解；温度为183~187℃的第二加热阶段对板材进行进一步的压制成型，虽然第二加热阶段的加工温度高于CPVC分解温度，但是时间较短，对CPVC影响不大。

压制成型中压力的控制按常规压制成型步骤中的程序控制。

预热阶段和加热阶段的保温时间的总和=板材厚度×热压时间，热压时间通常为2.5~6分钟/毫米。预热、加热阶段保温时间=预热阶段和加热阶段的保温时间的总和/3。

实施例

以下实施例中所用的物料及仪器均为市售。

实施例1~6

将PVC、CPE、ACR201、M80、MBS按照配方组合，在开放炼塑机中，辊距1m/m，辊温175~180℃下，塑化5分钟，检测塑化情况。

表1是实施例1~6各组分量和其加工性能试验结果，符号A表示：易抱辊，可成片，塑化良好，表面光滑；符号B表示：勉强抱辊，可成片，表面不光滑；符号C表示：难抱辊，不成片，表面不光滑，难塑化。

表1实施例1~6各组分量和加工性能试验结果表

由表1中结果可见，实施例1~6所得组合物的塑化状况比对比例1~4良好，更适于加工，不易粘辊，塑化良好。而且还说明无论CPVC、PVC、CPE与ACR组合物或CPVC、PVC、MBS与M80组合物塑化状况均较优。实施例3~6所得组合物的塑化状况最优。

实施例7~12

按照实施例5中组合物配方再加入热稳定剂及抗氧化剂，得到实施例7~12的相应样品。并在180℃和190℃下分别测定实施例7~12中所得样品的热稳定时间。180℃热稳定时间大于60分钟时，190℃热稳定时间大于50分钟时所得样品的热稳定性满足要求。表2中列出热稳定剂及抗氧化剂的添加量和改性CPVC共混物料热稳定性试验结果。

表2改性CPVC共混物料热稳定性试验结果表

实施例	7	8	9	10	11	12
							CPVC共混物料	100	100	100	100	100	100
三盐硫酸铅	7	7	6	6	5	5
							二盐硬脂酸铅	1.5	1.5	1.0	1.0	0.5	0.5
硬脂酸钡	0.5	0.5	1.0	1.0	2	2
							双酚A	2	1	2	1	2	1
硬脂酸铅	0.5	0.5	0.75	0.75	1	1
							180℃热稳定时间（min）	74	70	77	72	72	71
190℃热稳定时间（min)）	63	60	68	62	63	60

有表2可见，实施例7~12所得样品热稳定性均能满足要求。其中尤以实施例9所得样品的热稳定性最优。说明按本发明提供的热稳定剂组分制得的热稳定剂，对本发明提供的组合物具有更好的热稳定效果。

实施例13

按照实施例9中组合物制备CPVC层压板。

1、将原料和辅料在混合机中以500rpm/min混合，靠摩擦升温至93℃时混合完毕，得到第一物料。

2、将第一物料在密炼机中初塑化，以70rpm/min密炼，待物料靠彼此间摩擦升温至175℃后得到体积20~30cm³块状物料，初塑化完成。

3、将块状物料通过蒸汽被加热到180℃后压片2~3分钟，并打两次三角包得到第二物料。

4、将第二物料经在180℃下充分塑化2~3分钟，切片，得到片材。

5、将片材经三辊机压延出片，首先通过蒸汽加热得到温度为181℃的片材，然后进行冷却定型，切片操作。压延出片时压延机的线速度为19m/min。

6、将切片后的片材用层压机压制得到层压板，热压时间共100分钟，其中在160℃下预热33分钟；在180℃下热压33分钟；在187℃下热压34分钟。所得样板的厚度为25mm。

实施例14

按照实施例9中组合物制备CPVC层压板。

1、将原料和辅料在混合机中以500rpm/min混合，靠摩擦升温至80℃时混合完毕，得到第一物料。

2、将第一物料在密炼机中初塑化，以70rpm/min密炼，待物料靠彼此间摩擦升温至170℃后得到体积20~30cm³块状物料，初塑化完成。

4、将第二物料经在178℃下充分塑化2~3分钟、切片，得到片材。

5、将片材经三辊机压延出片，首先通过蒸汽加热得到温度为179℃的片材，然后进行冷却定型，切片操作。压延出片时压延机的线速度为17m/min。

6、将切片后的片材经层压机压制得到层压板，热压时间共30分钟，其中在155℃下预热10分钟；在175℃下热压10分钟；在183℃下热压10分钟。所得样板的厚度为5mm。

实施例15

按照实施例9中组合物制备CPVC层压板。

1、将原料和辅料在混合机中以500rpm/min混合，靠摩擦升温至110℃时混合完毕，得到第一物料。

2、将第一物料在密炼机中初塑化，以70rpm/min密炼，待物料靠彼此间摩擦升温至180℃后得到体积20~30cm³块状物料，初塑化完成。

3、将块状物料通过蒸汽被加热到183℃后压片2~3分钟，并打两次三角包得到第二物料。

4、将第二物料经在183℃下充分塑化2~3分钟、切片，得到片材。

5、将片材经三辊机压延出片，首先通过蒸汽加热得到温度为183℃的片材，然后进行冷却定型，切片操作。压延出片时压延机的线速度为20m/min。

6、将切片后的片材用层压机压制得到层压板，热压时间共150分钟，其中在150℃下预热50分钟；在170℃下热压50分钟；在185℃下热压50分钟。所得样板的厚度为60mm。

实施例16

试验材料：选取实施例13制得的样板。

检验方法：参照GB/T4454-1996《硬质聚氯乙烯层压板材》标准检验。

检测结果如表3所列。

表3产品性能检测结果表

由表3可见，本发明提供的改性CPVC层压板结构密实，质量稳定，加热时层压板横向、纵向尺寸变化率远小于国标要求。并具有优良的电性能、耐腐蚀性和机械强度，应用广泛。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于制备层压板的组合物，其特征在于，包括50～55重量份的氯化聚氯乙烯、39～46重量份的聚氯乙烯、2～3重量份的氯化聚乙烯或α-甲基苯乙烯低聚物、2～3重量份的丙烯酸酯共聚物或MBS树脂。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物进一步包括热稳定剂和抗氧化剂；所述热稳定剂由5～7重量份的三盐硫酸铅、0.5～1.5重量份的二盐硬脂酸铅、0.5～1重量份的硬脂酸铅、以及0.5～2重量份的硬脂酸钡组成。

3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述抗氧化剂的加入量为1～2重量份。

4.一种权利要求1～3中任一项所述组合物制得的层压板。

5.一种权利要求4所述的层压板的制备方法，包括以下步骤：混合物料、初塑化、压片，打三角包、终塑化，切片、压延出片，冷却定型，切片、压制成型，其特征在于，

采用权利要求1-3中任一项所述的组合物作为物料，

所述压制成型步骤包括预热阶段、加热阶段及通冷水冷却阶段；

所述预热阶段温度为150～160℃；

所述加热阶段包括第一加热阶段和第二加热阶段，所述第一加热阶段温度为170～180℃，所述第二加热阶段温度为183～187℃。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述混合物料步骤中，所述组合物通过混合升温至80～110℃后停止混合，进行所述初塑化步骤。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述初塑化步骤是在170～180℃下进行的。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述压片和终塑化步骤是在178～183℃下进行的。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压延出片步骤是在179～183℃下进行的；所述压延出片步骤中所用压延机的线速度为17～20m/min。