CN103059474B - 一种木塑复合发泡板及其制备方法 - Google Patents

一种木塑复合发泡板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种木塑复合发泡板及其制备方法，所述木塑复合发泡板包括下述重量配比的原料：聚氯乙烯80份-90份、氯化聚乙烯弹性体4份-10份、粉末丁晴橡胶4份-8份、POE2份、HL-90或LP-90 9份、AC发泡剂0.6份、NC发泡剂0.8份、复合铅盐类稳定剂3.5份-4份、葵二酸油醇酯0.6份、轻质碳酸钙40份、木粉15份-20份、PE蜡0.5份、OPE蜡0.4份、木塑复合发泡板的回收料或PVC发泡制品回收料50份-100份。本发明的有益效果：本发明的木塑复合发泡板在建筑施工中的使用次数可以达到30-40次，可为建筑方节约模板成本投入的20%-30%。

Description

一种木塑复合发泡板及其制备方法
技术领域
本发明属于生产木塑复合发泡板的技术领域，尤其涉及一种增加建筑用木塑复合发泡板(以下简称木塑模板)的弹性模量和静曲强度的制备。
背景技术
木塑复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50％以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材，兼有木材和塑料的性能与特征。主要用于建材、家具、物流包装等行业。
氯化聚乙烯(CPE)为饱和高分子材料，外观为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐候性，耐臭氧，耐化学药品及耐老化性能。CPE同时具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。韧性良好，与其他高分子材料具有良好的相容性，分解温度较高。由于CPE中不含双键，且价格低廉，因此广泛被用于制品的抗冲击改性。但是由于氯化聚乙烯的抗冲击效果差，需加入的量较大，这样会较大程度破坏制品机械性能。
聚氯乙烯(PVC)是一种性能优良的通用型热塑性塑料，是我国产量最大的塑料品种之一。聚氯乙烯的加工成型性很差，必须加入各种加工助剂，以改善其加工性能。
热塑性弹性体，乙烯和辛烯共聚物(简称POE)，是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的热塑性弹性体。其特点是：(1)辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性又有良好的加工性。(2)POE塑料分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能。(3)POE塑料分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚烯烃相容性好。(4)良好的流动性可改善填料的分散效果，同时也可提高制品的熔接痕强度。随着POE塑料含量的增加，体系的冲击强度和断裂伸长率有很大的提高。
粉末丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈反应的共聚物，它与聚氯乙烯(PVC)具有良好的相容性，可以提高改性后的PVC产品的弹性，橡胶手感性，增加改性后的PVC的拉伸强度，耐油性，耐磨性，耐曲挠性，韧性，良好的压缩永久变形和恢复性，增强改性后的PVC产品的耐候性，耐老化性，提高改性后的PVC产品良好的加工性和稳定性，增加改性后的PVC产品的抗紫外线照射稳定性，增加改性后的PVC产品的电阻性。
现有的木塑复合发泡板配方中通常是通过加入氯化聚乙烯(以下简称CPE)来达到增加制品的A静曲强度和B弹性模量(A、B参考中华人民共和国建筑模板用木塑复合发泡板国家标准)，但是增加的具体参数只能达到国家标准的I类和II类。由于现有的木塑复合发泡板的静曲强度和弹性模量的限制，导致木塑复合发泡板在使用过程中不能多次重复使用，使用成本高。
申请人认为CPE之所以能提高木塑复合发泡板的静曲强度和弹性模量，是因为CPE具有橡胶弹性。而橡胶弹性性能与橡胶的扯断伸长率有关。一般来说，扯断伸长率越大，橡胶的弹性性能越好。但由于CPE的抗冲击效果差，需要加入较大量，而使用量过多则影响制品的原有机械性能。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的木塑复合发泡板容易折断的不足，提出了一种木塑复合发泡板，该木塑复合发泡板的静曲强度大并且弹性模量高，因此不易折断。
本发明的技术方案为：一种木塑复合发泡板，包括下述重量配比的原料：聚氯乙烯80份-90份、氯化聚乙烯弹性体4份-10份、粉末丁腈橡胶4份-8份、POE2份、HL-90或LP-909份、AC发泡剂0.6份、NC发泡剂0.8份、复合铅盐类稳定剂3.5份-4份、葵二酸油醇酯0.6份、轻质碳酸钙40份、木粉15份-20份、PE蜡0.5份、OPE蜡0.4份、木塑复合发泡板的回收料或PVC发泡制品回收料50份-100份。
其中，聚氯乙烯，氯化聚乙烯弹性体，粉末丁腈橡胶和POE始终保持总和为100份。
所述的聚氯乙烯是指PVC-8型的聚氯乙烯，氯化聚乙烯弹性体是指CN200610007861.8中公开的ACM-JP，粉末丁腈橡胶是指丁二烯和丙烯腈反应的共聚物，POE是指乙烯和辛烯共聚物，HL-90或LP-90是指发泡调节剂的型号，AC发泡剂是指偶氮二甲酰胺，NC发泡剂是指亚硝基盐衍生物，复合铅盐类稳定剂是指由广州市温塑助剂有限公司出售的型号为WS-80D的复合稳定剂，葵二酸油醇酯是指内润滑剂60，PE蜡是指聚乙烯蜡，OPE蜡是指氧化聚乙烯蜡。所述的聚氯乙烯、氯化聚乙烯弹性体、粉末丁腈橡胶和POE的重量配比之和保持为100份。
发明的技术方案之二：一种制备如上述木塑复合发泡板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
步骤1、配料，步骤1具体又包含如下分步骤：
步骤11、将40份轻质碳酸钙和15份-20份木粉投入高速混合机搅拌，待温度升到100℃时混合2-3分钟；
步骤12、在搅拌条件下加入0.5份PE蜡、0.4份OPE蜡、0.6份内润滑60，升温至110℃，混合2分钟；
步骤13、在搅拌的条件下，加入80份-90份PVC，2份POE，4份-10份ACM-JP，4份-8份粉末丁腈橡胶，9份HL-90或者LP-90，3.5份-4份复合铅盐稳定剂，升温至115℃混合4-5分钟；
步骤14、在搅拌的条件下加入0.6份AC发泡剂，0.8份NC发泡剂，然后升温至120℃，混合2-3分钟；
步骤15、在步骤11、步骤12、步骤13、步骤14步骤完成后将混合料放入低速冷混机，降温至70℃时，投入木塑复合发泡板的回收料或PVC发泡制品回收料50份-100份，降温至60℃时混合3-5分钟；
步骤2、将所有混合好的原料放入中间料仓，预热；
步骤3、使用80锥形双螺杆挤出机挤出模具；
步骤4、挤出模具自由发泡；
步骤5、将模具放入冷却套中结皮冷却；
步骤6、将结皮冷却的模具置于平台，定型冷却；
步骤7、对冷却的模具进行牵引切割，制成成品入库。
本发明的有益效果：由于粉末丁腈橡胶和氯化聚乙烯弹性体的加入，充分利用这两种材料的化学特征，使木塑复合发泡板的弹性模量大于或等于4000MPa，静曲强度大于或等于45MPa，超过了国家标准，从而使木塑复合发泡板在建筑施工中的使用次数可以达到30-40次，可为建筑方节约模板成本投入的20％-30％。
附图说明
图1为本发明的配方生产木塑复合发泡板的工艺流程。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的阐述，但本发明并不局限于这些实施例。
使用本发明的配方生产木塑复合发泡板的具体制备流程如图1所示，具体包括如下步骤：一种木塑复合发泡板的制备方法，包括如下步骤:
步骤1、配料，步骤1又具体包含如下分步骤：
步骤11、将40份轻质碳酸钙和15份-20份木粉投入高速混合机搅拌，待温度升到100℃时混合2-3分钟；
步骤12、在搅拌条件下加入0.5份PE蜡、0.4份OPE蜡、0.6份内润滑60，升温至110℃，混合2分钟；
步骤13、在搅拌的条件下，加入80份-90份PVC，2份POE，4份-10份ACM-JP，4份-8份粉末丁腈橡胶，9份HL-90或者LP-90，3.5份-4份复合铅盐稳定剂，升温至115℃混合4-5分钟；
步骤14、在搅拌的条件下加入0.6份AC发泡剂，0.8份NC发泡剂，然后升温至120℃，混合2-3分钟；
步骤15、在步骤11、步骤12、步骤13、步骤14步骤完成后将混合料放入低速冷混机，降温至70℃时，投入木塑复合发泡板的回收料或PVC发泡制品回收料50份-100份，降温至60℃时混合3-5分钟；
步骤2、将所有混合好的原料放入中间料仓，预热；
步骤3、使用80锥形双螺杆挤出机挤出模具；
步骤4、挤出模具自由发泡；
步骤5、将模具放入冷却套中结皮冷却；
步骤6、将结皮冷却的模具置于平台，定型冷却；
步骤7、对冷却的模具进行牵引切割，制成成品入库。
上述步骤2到7是本领域的常规技术，因此不再做详细说明。
实施例1：
一种木塑复合发泡板的制备方法：将40份轻质碳酸钙和15份木粉投入高速热混机搅拌，待温度升到100℃时混合2-3分钟；在搅拌条件下加入0.5份PE蜡、0.4份OPE蜡、0.6份内润滑60，升温至110℃，混合2分钟；在搅拌的条件下，加入80份PVC，2份POE，4份ACM-JP，4份粉末丁腈橡胶，9份HL-90或者LP-90，3.5份复合铅盐稳定剂，升温至115℃混合4-5分钟；在搅拌的条件下加入0.6份AC发泡剂，0.8份NC发泡剂，然后升温至120℃，混合2-3分钟。将混合完成后将混合料放入低速冷混机，降温至70℃时，投入本配方木塑制品的回收料或其他PVC发泡制品的回收料，降温至60℃时混合3-5分钟。将所有混合好的原料放入中间料仓，预热。使用80锥形双螺杆挤出机挤出模具。挤出模具自由发泡。将模具放入冷却套中结皮冷却。将结皮冷却的模具置于平台，定型。将定型的模具冷却，对冷却的模具进行牵引；对牵引后的模具进行切割；制成成品。
实施例2：
一种木塑复合发泡板的制备方法：将40份轻质碳酸钙和20份木粉投入高速热混机搅拌，待温度升到100℃时混合2-3分钟；在搅拌条件下加入0.5份PE蜡、0.4份OPE蜡、0.6份内润滑60，升温至110℃，混合2分钟；在搅拌的条件下，加入90份PVC，2份POE，10份ACM-JP，8份粉末丁腈橡胶，9份HL-90或者LP-90，4份复合铅盐稳定剂，升温至115℃混合4-5分钟。在搅拌的条件下加入0.6份AC发泡剂，0.8份NC发泡剂，然后升温至120℃，混合2-3分钟。将混合完成后将混合料放入低速冷混机，降温至70℃时，投入本配方木塑制品的回收料或其他PVC发泡制品的回收料，降温至60℃时混合3-5分钟。将所有混合好的原料放入中间料仓，预热。使用80锥形双螺杆挤出机挤出模具。挤出模具自由发泡。将模具放入冷却套中结皮冷却。将结皮冷却的模具置于平台，定型。将定型的模具冷却；对冷却的模具进行牵引；对牵引后的模具进行切割；制成成品。
实施例3：
一种木塑复合发泡板的制备方法：将40份轻质碳酸钙和17份木粉投入高速热混机搅拌，待温度升到100℃时混合2-3分钟；在搅拌条件下加入0.5份PE蜡、0.4份OPE蜡、0.6份内润滑60，升温至110℃，混合2分钟；在搅拌的条件下，加入85份PVC，2份POE，6份ACM-JP，6份粉末丁腈橡胶，9份HL-90或者LP-90，3.7份复合铅盐稳定剂，升温至115℃混合4-5分钟。在搅拌的条件下加入0.6份AC发泡剂，0.8份NC发泡剂，然后升温至120℃，混合2-3分钟。将混合完成后将混合料放入低速冷混机，降温至70℃时，投入本配方木塑制品的回收料或其他PVC发泡制品的回收料，降温至60℃时混合3-5分钟。将所有混合好的原料放入中间料仓，预热。使用80锥形双螺杆挤出机挤出模具。挤出模具自由发泡。将模具放入冷却套中结皮冷却。将结皮冷却的模具置于平台，定型。将定型的模具冷却；对冷却的模具进行牵引；对牵引后的模具进行切割，制成成品。
实施例4：
一种木塑复合发泡板的制备方法：将40份轻质碳酸钙和19份木粉投入高速热混机搅拌，待温度升到100℃时混合2-3分钟；在搅拌条件下加入0.5份PE蜡、0.4份OPE蜡、0.6份内润滑60，升温至110℃，混合2分钟；
在搅拌的条件下，加入82份PVC，2份POE，5份ACM-JP，7份粉末丁腈橡胶，9份HL-90或者LP-90，3.9份复合铅盐稳定剂，升温至115℃混合4-5分钟。在搅拌的条件下加入0.6份AC发泡剂，0.8份NC发泡剂，然后升温至120℃，混合2-3分钟。将混合完成后将混合料放入低速冷混机，降温至70℃时，投入本配方木塑制品的回收料或其他PVC发泡制品的回收料，降温至60℃时混合3-5分钟。将所有混合好的原料放入中间料仓，预热。使用80锥形双螺杆挤出机挤出模具。挤出模具自由发泡。将模具放入冷却套中结皮冷却。将结皮冷却的模具置于平台，定型。将定型的模具冷却；对冷却的模具进行牵引；对牵引后的模具进行切割，制成成品。
木塑复合发泡板的静曲强度按GB/T17657-1999中4.9规定所示方法测试，实施例的静曲强度和弹性模量数据如表1所示。
表1
由表1可以看出本发明所提供的配方可以提高木塑复合发泡板的静曲强度和弹性模量。
本发明所述的聚氯乙烯是一种产量大，性能优良的通用型热塑性塑料。本发明所述的POE是乙烯和辛烯实现原位聚合产生的热塑弹性体，具有优异的韧性和良好的加工性，同时因为该POE分子量分布窄，具有良好的流动性，可以改善填料的分散效果。本配方所述的ACM-JP是一种具有高扯断率的氯化聚乙烯，氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混能够有效降低氯化聚乙烯的分子间力从而提高其抗冲击强度，通过特殊合成工艺合成的ACM-JP具有相较于采用传统工艺合成的氯化聚乙烯更高的氯化均匀度、扯断伸长率和抗冲击强度。本配方所述的粉末丁腈橡胶与PVC具有良好的相容性，可以提高改性后的PVC产品的弹性，增加改性后的PVC的拉伸强度，韧性，恢复性，同时提高改性后的PVC产品的良好的加工性和稳定性。本配方所述的HL-90或LP-90可以为山东日科化学有限公司生产的型号为HL-90或LP-90的发泡调节剂，在一定程度上提高木塑复合发泡板的力学性能。本配方所述轻质碳酸钙能提高制品的抗冲击强度。本配方采用一部分回收料，大大提高了对当前废料的循环使用率，节约了生产成本。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种木塑复合发泡板，其特征在于，由以下按重量配比的原料制备得到；原料包括：聚氯乙烯80份-90份、ACM-JP 4份-10份、粉末丁腈橡胶4份-8份、POE2份、HL-90或LP-909份、AC发泡剂0.6份、NC发泡剂0.8份、复合铅盐类稳定剂3.5份-4份、内润滑60 0.6份、轻质碳酸钙40份、木粉15份-20份、PE蜡0.5份、OPE蜡0.4份、木塑复合发泡板的回收料或PVC发泡制品回收料50份-100份；所述POE是指乙烯和辛烯共聚物；所述ACM-JP是由以下方法制备得到：在水中加入聚乙烯、表面活性剂、分散剂和自由基引发剂，边加热升温边通入部分氯气在聚乙烯的熔点温度以下进行氯化反应，使聚乙烯的表面氯化变硬，然后快速升温到聚乙烯的熔点以上，并在升温过程中通入剩余氯气进行氯化反应，在聚乙烯熔点以上进行氯化反应的通氯量占总氯气用量的45％以上，得到ACM-JP氯化聚乙烯弹性体；
上述木塑复合发泡板的制备方法包括以下步骤：
步骤1、配料，步骤1又具体包含如下分步骤：
步骤11、将40份轻质碳酸钙和15份-20份木粉投入高速混合机搅拌，待温度升到100℃时混合2-3分钟；
步骤12、在搅拌条件下加入0.5份PE蜡、0.4份OPE蜡、0.6份内润滑60，升温至110℃，混合2分钟；
步骤13、在搅拌的条件下，加入80份-90份PVC，2份POE，4份-10份ACM-JP，4份-8份粉末丁腈橡胶，9份HL-90或者LP-90，3.5份-4份复合铅盐稳定剂，升温至115℃混合4-5分钟；
步骤14、在搅拌的条件下加入0.6份AC发泡剂，0.8份NC发泡剂，然后升温至120℃，混合2-3分钟；
步骤15、在步骤11、步骤12、步骤13、步骤14步骤完成后将混合料放入低速冷混机，降温至70℃时，投入木塑复合发泡板的回收料或PVC发泡制品的回收料50份-100份，降温至60℃时混合3-5分钟；
步骤2、将所有混合好的原料放入中间料仓，预热；
步骤3、使用80锥形双螺杆挤出机挤出模具；
步骤4、挤出模具自由发泡；
步骤5、将模具放入冷却套中结皮冷却；
步骤6、将结皮冷却的模具置于平台，定型冷却；
步骤7、对冷却的模具进行牵引切割，制成成品入库。
2.根据权利要求1所述的一种木塑复合发泡板，特征在于：所述的聚氯乙烯，ACM-JP， 粉末丁腈橡胶和POE始终保持总和为100份。
3.根据权利要求1或2所述的一种制备木塑复合发泡板的配方，特征在于：氯乙烯是指PVC-8型的聚氯乙烯；粉末丁腈橡胶是指丁二烯和丙烯腈反应的共聚物。
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