CN102922838A

CN102922838A - 三层共挤pvc木塑复合发泡板及其制备方法

Info

Publication number: CN102922838A
Application number: CN2012104655408A
Authority: CN
Inventors: 高冬; 张传玉; 胡秋英; 乔新泉; 朱骏峰; 王洪廷
Original assignee: China National Chemical Engineering No14 Construction Co Ltd
Current assignee: China National Chemical Engineering No.14 Construction Co., Ltd.; Jiangsu Runju New Material Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-11-17
Filing date: 2012-11-17
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-17
Also published as: CN102922838B

Abstract

本发明涉及一种三层共挤PVC木塑复合发泡板及其制备方法，为ABA结构，外层即A层采用聚氯乙烯、填充剂、抗冲改性剂、润滑剂、复合稳定剂、偶联剂、加工助剂、聚氯乙烯回收料为原料；内层即B层采用聚氯乙烯、木质纤维粉、填充剂、发泡剂、增强剂、发泡调节剂、抗冲改性剂、润滑剂、复合稳定剂、板材回收料为原料。经过高温混合、冷却，由主机和辅机共挤成型制成三层共挤木塑复合发泡板。由于三层共挤PVC木塑复合发泡板具有与木材相似的加工性能，阻燃并且无甲醛释放，故成为替代木材的理想材料，可作为建筑模板、橱柜板等使用。

Description

三层共挤PVC木塑复合发泡板及其制备方法

技术领域

本发明属于新材料领域，所制备的三层共挤PVC木塑发泡板主要应用于房地产建筑、路桥建筑、化工装置土建部分、煤矿通道隔板等领域，也可作为橱柜板、装修用装饰板等。

背景技术

我国木材资源匮乏，解决这一问题的途径之一就是通过新材料的研究开发，寻求木材的代用品。因而利用木材的边角料、锯末、木粉生产的PVC木塑复合发泡板就成为首选代用品。国外不少国家如美国、加拿大都投入较大力量开发木塑项目。三层共挤PVC木塑复合发泡板可替代木板作为建筑模板和橱柜板使用。

建筑模板是混凝土结构工程施工的重要工具。在现浇混凝土结构工程中，模板工程一般占混凝土结构工程造价的20%-30%，占工程人工费的30%-40%，占工期的50%左右。模板技术直接影响工程建设的质量、造价和效益，因此它是推动我国建筑技术进步的一个重要内容。

目前，我国建筑用模板以木模板为主，2009年的统计数据，木胶合板模板市场规模为3亿平方米，其年产量为 7730万平方米，竹胶合板模板的市场规模为1.22亿平方米，年产量为 3140万平方米。2010我国建筑模板行业生产规模保持10%左右的增速；2011年-2012年我国建筑模板行业年均生产规模增速将在15%左右；到 2012年底，我国建筑模板行业产量将达2.2亿平方米左右。年均建筑用工程模板板材需求总量保守计算在2000亿元以上，并以年均9-12%的速度递增。

国内建筑模板行业落后于国外，主要以木模板为主，而木模板使用次数少，木材浪费严重。近两年各种模板公司纷纷推出自己的新型产品，2011年下半年沙特基础工业公司（SABIC）以及国内的金发科技、杰事杰等公司分别推出了新型建筑模板。以上几家公司推出的建筑模板都是塑料模板，其成本高，切割不便，且存放过程中易发生变形，使用效果并不理想。三层共挤PVC木塑复合发泡板具有木材相似的加工性能，可作为建筑模板使用，比其它种类的建筑模板便宜，并且废旧模板可以回收利用，是现阶段替代木模板和钢模板的理想的材料。

由于三层共挤PVC木塑复合发泡板具有与木材相似的加工性能，阻燃并且无甲醛释放，故成为替代木材的理想材料作为橱柜板、装饰板使用。

目前国内还未见生产三层共挤PVC木塑复合发泡板的相关专利报道。

发明内容

发明目的

本发明目的是提供一种新型的三层共挤PVC木塑复合发泡板，替代木板用作建筑模板和橱柜板等，可以节省大量的木材，并且可以循环利用，实现环保、节能、资源综合利用的要求。

技术方案

一种三层共挤PVC木塑复合发泡板，其结构为ABA层状结构；A层即外层为PVC层，厚度为0.2mm～10mm；两层A层之间为B层即内层为PVC木塑发泡层，厚度为5mm～30mm；

外层组分的重量百分比如下：聚氯乙烯40%~50%、填充剂18%~23%、抗冲改性剂2.5%~2.8%、润滑剂0.75%~0.85%、复合稳定剂2.5%~3.3%、偶联剂0.27%~0.31%、加工助剂1.05%~1.15%，余量为聚氯乙烯回收料；（所述聚氯乙烯回收料和聚氯乙烯是一致，本方案采用部分回收料作为原料。这样，用回收料可以降低成本，同时也把废旧的聚氯乙烯利用起来，减少对环境的破坏；同时，采用恰当比例的非回收料可以保证产品的品质要求。）

内层组分的重量百分比如下：聚氯乙烯45%~55%、木质纤维粉3%~5.5%、填充剂9%~12%、发泡剂0.19%~0.21%、增强剂5.5%~6%、发泡调节剂4.5%~5.3%、抗冲改性剂1.9%~2.1%、润滑剂0.8%~0.9%、复合稳定剂2%~2.3%，余量是板材回收料。

（所述板材回收料指的是本产品的回收料，即三层共挤PVC木塑复合发泡板回收料（例如切割时候产生的边角料）。用回收料可以降低成本，另外废物利用，减少了对环境的破坏；同时，采用恰当比例的新料可以保证产品的品质要求。）

所述内层中的木质纤维粉是稻壳粉、花生壳粉、秸秆粉、玉米芯粉、植物茎叶粉、锯末、刨花粉或废纸粉中的一种或几种粉末的混合物，各个粉末的粒径大小为30～120目；

所述外层和内层中的填充剂为碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土或硫酸钡；（一般来说，煅烧陶土的主要成分为氧化铝和氧化硅。）

所述内层中的发泡剂为白发泡剂和黄发泡剂的混合物；白发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵或碳酸铵；黄发泡剂为亚硝基类发泡剂、偶氮二甲酰胺或偶氮二异丁晴；

所述内层中的发泡调节剂为丙烯酸酯类的多元共聚物；

所述内层中的增强剂为丙烯酸酯类共聚物或丁二烯类共聚物；

所述内层和外层中的抗冲改性剂为氯化聚乙烯、丙烯酸烷基酯或乙烯-醋酸乙烯酯聚合物；

所述内层和外层中的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醇化合物、硬脂酸酰胺类、脂肪酸金属皂类、石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡中的一种或几种的混合；

所述内层和外层中的复合稳定剂为复合铅类稳定剂、钡锌复合稳定剂、钙锌复合稳定剂或有机锡羧酸盐稳定剂；

所述外层中的加工助剂为丙烯酸酯共聚物；

所述外层中的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。

所述外层和内层中的聚氯乙烯的聚合度为600～1100。

所述作为发泡调节剂的丙烯酸酯类的多元共聚物的分子量500万~600万。

所述外层和内层分别加工，步骤包括：

1）按照比例，分别把内、外层的原料称量后分别加入不同混料机进行搅拌混料；内、外层原料的搅拌要求相同，具体如下：

封盖后低速启动，搅拌速度270～330转/分钟；3～7分钟后调至高速，搅拌速度1000～1500转/分钟；

（采用这种先低速后高速的搅拌方法，其原理是，如果直接调至高速，电流过大会把电机烧坏。更重要的是，由于回收料本身的颗粒大小、成分以及密度与其它原料都有差异，如果采用常规的搅拌要求，无法保证物料混合均匀，进而影响挤出后的产品质量稳定性；本方案混料搅拌采用上述要求，使得搅拌过程中回收料与其它物料充分拌匀，满足了质量稳定性的要求。）

通过电加热（或其它合理的加热方式）和物料自摩擦加热把物料加热至115℃～125℃时，把物料放入低速搅拌釜，冷却至30℃左右（可以是24～36℃）放出；（物料投入搅拌机后，是常温，然后边搅拌、边加热至上述温度后搅拌即停止）

2）将混合均匀的物料投入挤出机料斗中，其中，内层原料投入作为主机的挤出机，外层原料投入作为辅机的挤出机，分别挤出；

同时保持挤出机各区的温度保持在160～170℃，经挤出机将原料熔融塑化挤出；

所述主机和辅机的出料口通过分配器连接到模具的进料口；内、外层物料通过分配器进入模具中，由模具挤出后经定型模冷却定型；

（冷却是采用水冷，水温控制在不超过10℃。）

3）通过牵引方式把模具中定型得到的产品牵出，最后切割至所需长度。

所述切割得到的产品中，次品及边角料经粉碎、磨粉后再混入内层原料中使用。

有益效果

本发明所制备的三层共挤PVC木塑复合发泡板在保持较高的韧性（常温简支梁冲击强度≥18KJ/m²）的前提下具有一定刚性（弯曲模量≥660MPa），同时具有较高的表面硬度，较好的尺寸稳定性和优异的握钉力，并且具有与木材类似的加工性能，是替代木板的理想材料，适于用作建筑模板和橱柜板。

具体实施方式

本发明提供了一种三层共挤PVC木塑复合发泡板及其制备方法。

本发明三层共挤PVC木塑复合发泡板为ABA结构，外层（A层）为PVC层，主要为板材提供表面性能，通常厚度为0.2mm-10mm；内层（B层）为PVC木塑发泡层，主要为板材提供强度等性能，同时发泡层可以降低制品的重量，通常厚度为5mm-30mm。

外层（A层）特征在于组分的重量百分比如下：聚氯乙烯40%~50%、填充剂18%~23%、抗冲改性剂2.5%~2.8%、润滑剂0.75%~0.85%、复合稳定剂2.5%~3.3%、偶联剂0.27%~0.31%、加工助剂1.05%~1.15%、聚氯乙烯回收料25%~35%。

内层（B层）的特征在于组分的重量百分比如下：聚氯乙烯45%~55%、木质纤维粉3%~5.5%、填充剂9%~12%、发泡剂0.19%~0.21%、增强剂5.5%~6%、发泡调节剂4.5%~5.3%、抗冲改性剂1.9%~2.1%、润滑剂0.8%~0.9%、复合稳定剂2%~2.3%、板材回收料17%~25%。

在具体工程中，配方中的各个成分可以按照如下要求选用：

所述的聚氯乙烯的聚合度为600～1100。

所述的木质纤维粉可以是稻壳粉、花生壳粉、秸秆粉、玉米芯粉、植物茎叶粉、锯末、刨花粉、废纸粉或上述粉末的混合物，经粉碎、研磨后粒径大小为30-120目。

所述的填充剂为碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土或硫酸钡。

所述的发泡剂为白发泡剂和黄发泡剂的混合，白发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵或碳酸铵；黄发泡剂为亚硝基类发泡剂、偶氮二甲酰胺或偶氮二异丁晴。

所述的发泡调节剂为分子量500 ~600万丙烯酸酯类的多元共聚物。

所述的增强剂为丙烯酸酯类共聚物或丁二烯类共聚物。

所述的抗冲改性剂为氯化聚乙烯、丙烯酸烷基酯或乙烯-醋酸乙烯酯聚合物。

所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醇化合物、硬脂酸酰胺类、脂肪酸金属皂类、石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡的一种或几种的混合。

所述的复合稳定剂为复合铅类稳定剂、钡锌复合稳定剂、钙锌复合稳定剂或有机锡羧酸盐稳定剂。

所述的加工助剂为丙烯酸酯共聚物。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。

本三层共挤PVC木塑复合发泡板的制备方法的步骤是：按照比例，分别把各组分原料称量后加入高速混料机，封盖后低速启动，5分钟后调至高速，待物料达到115℃～125℃时打开料门放入低速锅，冷却至30℃左右放出。

将混合均匀的物料经螺旋自动上料机投入挤出机料斗中，同时将挤出机温度预先设定并保温，经挤出机将原料熔融塑化。由主机和辅机共挤，通过专用模具挤出进入定型装置中，冷却定型成型，并通过牵引将其牵出，进入自动切割机按预先设定的长度实现自动切割至堆放架，将合格品入库，次品及边角料经粉碎、磨粉后重新使用。

具体例子如下：

实施例1

外层（A层）：采用聚氯乙烯43%、填充剂19%、抗冲改性剂2.7%、润滑剂0.8%、复合稳定剂3%、偶联剂0.3%、加工助剂1.1%、聚氯乙烯回收料30.1%。

内层（B层）：采用聚氯乙烯50%、木质纤维粉4%、填充剂10%、发泡剂0.2%、增强剂6%、发泡调节剂5%、抗冲改性剂2%、内润滑剂0.85%、复合稳定剂2.1%、板材回收料19.85%。

按照比例，分别把各组分原料称量后加入高速混料机，封盖后低速启动，五分钟后调至高速，待物料达到115℃-125℃时打开料门放入低速锅，冷却至30℃左右放出。将混合均匀的物料经螺旋自动上料机投入挤出机料斗中，同时将挤出机温度预先设定并保温，经挤出机将原料熔融塑化挤出。由主机和辅机共挤，通过专用模具挤出进入定型模中，冷却定型成型，并通过牵引将其牵出，进入自动切割机按预先设定的长度实现自动切割至堆放架，得到三层共挤PVC木塑复合发泡板。

实施例2

外层（A层）：采用聚氯乙烯48%、填充剂19%、抗冲改性剂2.5%、润滑剂0.8%、复合稳定剂3.2%、偶联剂0.3%、加工助剂1.1%、聚氯乙烯回收料25.1%。

内层（B层）：采用聚氯乙烯55%、木质纤维粉4%、填充剂8%、发泡剂0.2%、增强剂5.5%、发泡调节剂5.2%、抗冲改性剂2%、润滑剂0.85%、复合稳定剂2.3%、板材回收料16.95%。

本产品的各项性能检测均达到或超过挤压木塑复合板材的质量要求，各项性能指标如下：

三层共挤PVC木塑复合发泡板检测结果表

Claims

1.一种三层共挤PVC木塑复合发泡板，其特征在于，其结构为ABA层状结构；A层即外层为PVC层，厚度为0.2mm～10mm；两层A层之间为内层即B层为PVC木塑发泡层，厚度为5mm～30mm；

外层组分的重量百分比如下：聚氯乙烯40%~50%、填充剂18%~23%、抗冲改性剂2.5%~2.8%、润滑剂0.75%~0.85%、复合稳定剂2.5%~3.3%、偶联剂0.27%~0.31%、加工助剂1.05%~1.15%，余量为聚氯乙烯回收料；

2.根据权利要求1所述的三层共挤PVC木塑复合发泡板，其特征在于所述内层中的木质纤维粉是稻壳粉、花生壳粉、秸秆粉、玉米芯粉、植物茎叶粉、锯末、刨花粉或废纸粉中的一种或几种粉末的混合物，各个粉末的粒径大小为30～120目；

所述外层和内层中的填充剂为碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土或硫酸钡；

所述内层中的发泡调节剂为丙烯酸酯类的多元共聚物；

所述外层中的加工助剂为丙烯酸酯共聚物；

3.根据权利要求1所述的三层共挤PVC木塑复合发泡板，其特征在于所述外层和内层中的聚氯乙烯的聚合度为600～1100。

4.根据权利要求2所述的三层共挤PVC木塑复合发泡板，其特征是所述作为发泡调节剂的丙烯酸酯类的多元共聚物的分子量500万~600万。

5.一种权利要求1至4任一所述的三层共挤PVC木塑复合发泡板的制备方法，其特征在于所述外层和内层分别加工，

步骤包括：

通过加热装置加热和物料自摩擦加热把物料加热至115℃～125℃时，把物料放入低速搅拌釜，冷却至24～36℃放出；

同时保持挤出机各区的温度保持在160～170℃，经挤出机将原料熔融塑化；

3）通过牵引方式把冷却定型得到的产品牵出，最后切割至所需长度。

6.根据权利要求5所述的三层共挤PVC木塑复合发泡板的制备方法，其特征是所述切割得到的产品中，次品及边角料经粉碎、磨粉再混入内层原料中使用。