CN103665636A - 一种聚氯乙烯塑料建筑模板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚氯乙烯塑料建筑模板，其原料组成包括：PVC、发泡剂、发泡调节剂、润湿剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗冲击改性剂、加工助剂、增强纤维、空心玻璃微珠、空心陶瓷微粉、钛白粉、改性树脂、填充剂等。PVC可以由PVC全新料和PVC回收料组成；所述改性树脂可以为PP、PE塑料粒子中的至少一种。本发明通过小粒径的空心陶瓷微粉与大粒径的空心玻璃微珠混合使用，显著地改善建筑模板表面的平整性，省去二次抹灰工程，脱模效果好，安装方便，省工省时，又不显著增加建筑模板的密度。并从颜色设计角度降低了建筑模板的吸热性和提高耐热性，即使原料掺杂PVC回收料也可制得吸热少的浅色甚至白色建筑模板。

Description

一种聚氯乙烯塑料建筑模板

技术领域

本发明涉及建筑施工模板领域，具体涉及一种聚氯乙烯塑料建筑模板。

背景技术

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。

在目前市场应用的建筑模板中，常见的有木质模板、钢制模板和塑料模板等。与前两种相比，塑料建筑模板的市场前景非常看好，它的优点是：①能节约大量木材；②施工的方便快捷和安全性等方面均有优越性；③塑料建筑模板无需维修且可回收利用，故可较大地降低生产成本，还可以解决工程上不少关键问题。未来几年将要成为国民经济支柱产业之一，有着十分广阔的产品应用市场。

但是塑料建筑模板以塑料为模板主体，耐热性差，在光照条件下易老化、变形、发生性能劣化，尤其在夏天更是如此。在夏天，由于长时间受太阳照射，建筑外表面的温度持续升高，建筑外表面如水泥、混凝土、瓷砖、金属、保温砖等建筑材料外表面的温度可以达到40-50℃。高温使得建筑模板的使用寿命缩短、适用范围有限，难以在更广阔的市场推广。加之在夏天建筑内部的气温也必然随之升高，给建筑模板的存放都造成很大的影响。如果采用降温设备给建筑外、内表面降温，则会造成能源的极大浪费。

为了提高塑料建筑模板的耐热性，常见的方法是在建筑模板中加入空心玻璃微珠，空心玻璃微珠具有低导热系数，分布在建筑模板表面的玻璃微珠可以反射掉大部分的光照，且分布在建筑模板内部的玻璃微珠也可隔绝大部分的热量，从而改善塑料建筑模板的耐光照性、耐热性、耐老化性。但是空心玻璃微珠的粒径大，其平均粒径在2～130μm左右，添加空心玻璃微珠使得塑料建筑模板一般表面状态差，进而使得混凝土浇注后得到的墙面一般需要二次抹平，进而严重地影响了工程的工期，也带来人工成本的增加。

发明内容

本发明需要解决的技术问题在于常规塑料建筑模板尤其是发泡聚氯乙烯塑料建筑模板耐热性、耐光照性差，以及添加有空心玻璃微珠的塑料建筑模板需要二次抹平墙体、影响工期、会增加人工成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种聚氯乙烯塑料建筑模板，其原料组成为：

PVC                     35～70份

发泡剂                  0.3～1份

发泡调节剂              0.1～1份

润湿剂                  0.1～1份

增塑剂                  0.1～1份

稳定剂                  0.3～3份

润滑剂                  0.2～2份

抗冲击改性剂            0.2～2份

加工助剂                0.1～2份

增强纤维                2～16份

空心玻璃微珠            1～10份

空心陶瓷微粉            0.5～10份

填充剂                  0～8份

钛白粉                  0～8份

改性树脂                0～5份，

其中所述增强纤维为玻璃纤维、木质纤维粉中的至少一种，填充剂选自碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、沸石、蒙脱土中的至少一种。空心陶瓷微粉是一种具有较高密度、小粒径的填充材料，其具有与空心玻璃微珠相近的导热系数（λ=0.023W/m·K）。空心玻璃微珠的密度为0.15～0.6g/cm³，平均粒径约为2～130μm；常见空心陶瓷微粉的密度为0.6～0.8g/cm³，平均粒径约为0.3～2μm。该技术方案采用高密度、小粒径的空心陶瓷微粉与低密度、大粒径的空心玻璃微珠混合使用，小粒径的空心陶瓷微粉填充了大粒径的空心玻璃微粉之间的间隙，从而显著地改善建筑模板表面的光滑性。由此得到的建筑模板表面光滑，可以省去墙面二次抹灰工序，提高工程速度，也节省了人工成本。

为了进一步提高塑胶建筑模板的耐老化性，优选地，在该聚氯乙烯塑料建筑模板的原料组成中，所述钛白粉为1～8份。在该技术方案中，添加钛白粉的作用之一是给建筑模板着色剂，使之得到永久的白色，而白色建筑模板吸热少，从而从颜色设计角度降低了建筑模板的吸热性和提高耐热性；另外，添加钛白粉还可改善建筑模板耐日晒和耐酸碱性，即使在日光照射下也不开裂、不变色，改善建筑模板的防老化性，有利于夏季施工。与锐钛型钛白粉相比，金红石型钛白粉具有更为突出的紫外光吸收屏蔽性能，因此优选所述钛白粉为金红石型。

为了降低生产成本，实现资源的回收再利用，优选地，所述PVC由PVC全新料和PVC回收料组成，且在该聚氯乙烯塑料建筑模板的原料组成中，PVC回收料为5～30份，且PVC全新料不超过40份。在该技术方案中，钛白粉还起到遮盖剂的作用，即可对回收料中的杂色产生遮盖。这样，虽然原料含有多为杂色的回收料，由于添加了具有高遮盖性的钛白粉，但是仍可以制得浅色甚至白色建筑模板，使得浅色甚至白色的建筑模板的制造原料不限于100%的全新料，降低了建筑模板的生产成本，同时又减少了建筑模板的吸热量。而且，由于PVC热稳定性差，尤其是PVC回收料经过二次加工后，其分子结构更易受热分解。在使用PVC回收料作为建筑模板的主料之一的情况下，为了克服PVC、特别是PVC回收料的分子结构热稳定性差缺点，所述PVC回收料最好为硬质PVC塑料回收料。所述硬质PVC回收料可以来源于回收的硬质PVC型材和管材等；与添加有增塑剂的软质PVC回收料相比，硬质PVC回收料具有良好的机械强度、耐候性和耐热性，不会过分损害建筑模板的强度、耐候性和耐热性能等。

优选地，所述改性树脂为PP、PE塑料粒子中的至少一种，且在该聚氯乙烯塑料建筑模板的原料组成中为1～5份。由于PVC加工流动性能不良，尤其是在冬天温度环境温度低的情况下，通过加入结晶性的PE和/或PP与无定性的PVC共混，可以低温下增加PVC分子链的活动性，降低其脆-韧转变温度至-10℃以下，使得建筑模板不论夏、冬季节均可使用，进一步拓宽了建筑模板的应用范围。

为了填充增强并降低成本，优选地，所述重质碳酸钙为经表面处理的超细重质碳酸钙，且其在原料组成中为1～8份。超细重质碳酸钙细度小，平均粒径为0.5～1μm，有利于均匀形成建筑模板内的微孔。

在原料组成中，发泡剂、发泡调节剂和润湿剂组成PVC的发泡体系。

发泡剂是热分解发泡剂。常见的发泡剂包括对甲苯磺酰胺基脲、三肼基三嗪、二苯磺酰胺肼、4，4’-氧化二苯磺酰半氨基脲、二亚硝基五亚甲基四胺、碳酸氢钠等，这里优选发泡剂为所述PVC发泡剂为偶氮二甲酰胺，因为偶氮二甲酰胺具有性能稳定、不易燃、不污染、无毒无味、对模具不腐蚀、对制品不染色、分解温度可调节、不影响固化和成型速度等特点。

发泡调节剂是用于降低发泡剂的分解温度；常见的发泡调节剂包括锌、铅、镉或钡的硬脂酸盐，锌、铅、镉或钡的金属氧化物，有机酸或尿素等。这里优选所述发泡调节剂为丙烯酸酯类发泡调节剂，其具有长的分子链，不易迁移析出，且分子链具有极性，能与PVC分子充分接触，有促进PVC熔融、提高表面光洁度、改善熔体的弹性、增强熔体的伸长率和强度的作用，且有利于包覆气泡、防止泡孔塌陷。

润湿剂起到防止发泡剂从挤出机料斗进入机筒时与其他主料分离的作用，从而使建筑模板内发泡均匀。常见的润湿剂为液体聚异丁烯、聚丁烯-1、低分子量石蜡、氯化石蜡或邻苯二甲酸酯类增塑剂等。这里优选所述润湿剂为聚乙二醇辛基苯基醚，其具有长的分子链，不易迁移析出，且分子链与发泡剂、发泡调节剂具有相似极性，从而使发泡体系可以更为均匀发泡。

在原料组成中，所述增塑剂和所述稳定剂均优选为环氧大豆油，其环保无毒；所述润滑剂包括外润滑剂和内润滑剂，外润滑剂优选为石蜡、氧化聚乙烯蜡或聚乙烯蜡的一种或几种，内润滑剂优选为硬酯酸钙、硬酯酸锌、硬酯酸铝的一种或几种；所述抗冲改性剂优选为丙烯酸酯类抗冲改性剂，其具有突出的改善建筑模板的抗冲击强度、耐候性能、有效促进塑化、降低挤出后收缩率的特性；所述加工助剂优选为丙烯酸酯类加工助剂，其具有提高PVC分散性、促进塑化、增强熔体强度的特性。

当然，增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗冲改性剂、加工助剂等还可选用其他PVC加工中常用的对应助剂。比如，增塑剂还可为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、偏苯三甲酸磷酸酯等；稳定剂还可为有机锡类热稳定剂、稀土类热稳定剂、脂肪酸盐类热稳定剂等；抗冲改性剂还可为氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物等。

所述增强纤维优选为木质纤维粉，木质纤维粉可以为木材加工边角料粉、秸秆粉、果壳粉、稻糠粉、玉米芯粉、植物茎叶粉和废纸粉中的一种或任意混合物。所述增强纤维最好为秸秆粉与木粉的混合物。

与现有技术相比，本发明聚氯乙烯塑料建筑模板的优点和有益效果包括：

一、通过小粒径的空心陶瓷微粉与大粒径的空心玻璃微珠混合使用，显著地改善建筑模板表面的平整性，省去二次抹灰工程，脱模效果好，安装方便，省工省时，又不显著增加建筑模板的密度。

二、原料配方添加了添加钛白粉特别是金红石型钛白粉，使建筑模板得到永久的白色，从颜色设计角度降低了建筑模板的吸热量、提高建筑模板的耐热性，同时改善建筑模板耐日晒性、耐酸碱性和防老化性，即使夏季施工也可使用该建筑模板。

三、原料配方加入了PVC回收料以降低成本，且加入钛白粉作为遮盖剂来遮盖PVC回收料中的杂色，使得即使原料掺杂杂色PVC回收料也可制得吸热量少的浅色甚至白色建筑模板，提高了建筑模板的使用寿命，也降低了生产成本。

四、原料配方中加入PP和/或PE塑料粒子来改性PVC，降低了PVC的脆-韧转变温度，使得建筑模板能经受冬天低温条件进行使用，有利于进一步拓宽了建筑模板的应用范围。

五、原料配方采用独特的PVC发泡体系和助剂体系，有利于提高建筑模板表面光洁度、防止内部泡孔塌陷、使发泡剂均匀发泡；并有利于改善建筑模板的尺寸稳定性、抗翘曲性以及抗冲击性能。

六、原料环保安全，无毒无害，对人体和环境均不构成任何伤害。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1～6

本发明是一种聚氯乙烯塑料建筑模板，实施例1～6中其原料组成及质量份数见表1。

表1：

实施例1～6中，由于采用了空心玻璃微珠和空心陶瓷微粉混合使用来填充PVC制造建筑模板，浇注物件表面光滑美观，超过了现有清水混凝土模板的技术要求，免去了混凝土面二次抹灰工艺，可以直接贴面装饰，与无空心陶瓷微粉填充而仅采用空心玻璃微珠填充的相应的PVC制造建筑模板相比，可以缩短工期30%以上。

实施例2中，加入了锐钛型钛白粉以增加建筑模板的白度，同时提高了建筑模板的耐老化、吸热性；在实施例3～6中，PVC采用PVC回收料和PVC全新料混合作为主原料，同时在原料配方中加入了金红石型钛白粉，所得的建筑模板仍然白度很好。与锐钛型钛白粉相比，金红石型钛白粉更能改善建筑模板的紫外光吸收屏蔽性能，提高建筑模板的耐老化性能。

实施例4和实施例6中PVC回收料为硬质PVC回收料，在实施例5中PVC回收料为软质PVC回收料。使用软质PVC回收料时，其添加量最好不要超过PVC总重量的20%，否则影响成品的硬度，而选用硬质PVC回收料的话，其添加量甚至可达PVC总重量的85%左右，从而更有效地降低了PVC建筑模板的制造成本。

实施例4～6中，还加入了PP和/或PE塑料粒子作为改性树脂，以克服PVC加工流动性能不良的缺点，降低其脆-韧转变温度至-10℃以下，使得建筑模板能经受冬天低温条件进行使用。对应产品的简支梁的冲击强度达到17.5KJ/m以上。

实施例3～6中，所述重质碳酸钙为经硅烷偶联剂表面处理后的超细重质碳酸钙。超细重质碳酸钙细度小，有利于均匀发泡。也可以选用其它重质碳酸钙，细度稍大些的，或用BKY系列分散剂进行表面处理。甚至还可以是其他填充剂，如滑石粉、二氧化硅、沸石、蒙脱土等。

实施例1～6中，发泡剂为偶氮二甲酰胺，发泡调节剂为丙烯酸酯类发泡调节剂，如丙烯酸锌，润湿剂为聚乙二醇辛基苯基醚；增塑剂和稳定剂均为环氧大豆油；润滑剂包括外润滑剂和内润滑剂；抗冲改性剂为丙烯酸酯类抗冲改性剂；加工助剂为丙烯酸酯类加工助剂。

实施例1和实施例2中，外润滑剂为石蜡，内润滑剂为硬酯酸钙；实施例3中，外润滑剂为氧化聚乙烯蜡，内润滑剂为硬酯酸锌；实施例4中，外润滑剂为聚乙烯蜡，内润滑剂为硬酯酸铝；实施例5中，外润滑剂为石蜡、氧化聚乙烯蜡和聚乙烯蜡按重量比1：1：1的混合物，内润滑剂为硬酯酸钙和硬酯酸锌按重量比1：1的混合物；实施例6中，外润滑剂为石蜡和聚乙烯蜡按重量比1：2的混合物，内润滑剂为硬酯酸钙、硬酯酸锌和硬酯酸铝按重量比1：1：1的混合物。

实施例1～6制得的建筑模板样品，经国家人造板与木竹制品质量监督检验中心的LY/T1613-2004挤压木塑复合板材的测试方法，性能结果见表2。由表2还可以看出，本发明建筑模板的受热尺寸变化率远低于常见的木塑复合建筑模板（-0.9%左右），其耐热性得到大大的提高。

表2：

当然，上述实施例中，发泡剂还可以替换为对甲苯磺酰胺基脲、三肼基三嗪、二苯磺酰胺肼、4，4’-氧化二苯磺酰半氨基脲、二亚硝基五亚甲基四胺、碳酸氢钠等常见的发泡剂；发泡调节剂还可以是锌、铅、镉或钡的硬脂酸盐，锌、铅、镉或钡的金属氧化物，有机酸或尿素等常见的发泡调节剂；润湿剂为液体聚异丁烯、聚丁烯-1、低分子量石蜡、氯化石蜡或邻苯二甲酸酯类增塑剂等常见的润湿剂。增塑剂还可为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、偏苯三甲酸磷酸酯等；稳定剂还可为有机锡类热稳定剂、稀土类热稳定剂、脂肪酸盐类热稳定剂等；抗冲改性剂还可为氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物等。

此外，增强纤维还可以替换为其他木质纤维粉，如稻糠粉、果壳粉、玉米芯粉、植物茎叶粉和废纸粉等，还可以为玻璃纤维，甚至还可以是木质纤维粉和玻璃纤维的混合物，不局限于这里的木粉和秸秆粉。当然木粉和秸秆粉来源丰富，与玻璃纤维相比成本低，与其他木质纤维粉相比强度较高，故最为合适。上述各实施方案是对本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种聚氯乙烯塑料建筑模板，其特征在于：其原料组成为：

PVC                    35~70份

发泡剂                  0.3~1份

发泡调节剂 0.1~1份

润湿剂                  0.1~1份

增塑剂                  0.1~1份

稳定剂                  0.3~3份

润滑剂                  0.2~2份

抗冲击改性剂            0.2~2份

加工助剂                0.1~2份

增强纤维                2~16份   

空心玻璃微珠            1~10份

 空心陶瓷微粉            0.5~10份

钛白粉                  0~8份

改性树脂                0~5份

填充剂                  0~8份，

其中增强纤维为玻璃纤维、木质纤维粉中的至少一种，填充剂选自碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、沸石、蒙脱土中的至少一种。

2.如权利要求1所述的聚氯乙烯塑料建筑模板，其特征在于：在该聚氯乙烯塑料建筑模板的原料组成中，所述钛白粉为1~8份。

3.如权利要求2所述的聚氯乙烯塑料建筑模板，其特征在于：所述钛白粉为金红石型。

4.如权利要求2所述的聚氯乙烯塑料建筑模板，其特征在于：所述PVC由PVC全新料和PVC回收料组成，且在该聚氯乙烯塑料建筑模板的原料组成中，PVC回收料为5~30份，且PVC全新料不超过40份。

5.如权利要求4所述的聚氯乙烯塑料建筑模板，其特征在于：所述PVC回收料为硬质PVC塑料回收料。

6.如权利要求1至5任意一项所述的聚氯乙烯塑料建筑模板，其特征在于：所述改性树脂为PP、PE塑料粒子中的至少一种，且在该聚氯乙烯塑料建筑模板的原料组成中为1~5份。

7.如权利要求6所述的聚氯乙烯塑料建筑模板，其特征在于：所述填充剂为经表面处理的超细重质碳酸钙，且其在原料组成中为1~8份。

8.如权利要求6所述的聚氯乙烯塑料建筑模板，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述发泡调节剂为丙烯酸酯类发泡调节剂；所述润湿剂为聚乙二醇辛基苯基醚。

9.如权利要求6所述的聚氯乙烯塑料建筑模板，其特征在于：

所述增塑剂和所述稳定剂均为环氧大豆油；所述润滑剂包括外润滑剂和内润滑剂，外润滑剂为石蜡、氧化聚乙烯蜡或聚乙烯蜡的一种或几种，内润滑剂为硬酯酸钙、硬酯酸锌、硬酯酸铝的一种或几种；所述抗冲改性剂为丙烯酸酯类抗冲改性剂；所述加工助剂为丙烯酸酯类加工助剂。

10.如权利要求6所述的聚氯乙烯塑料建筑模板，其特征在于：所述增强纤维为秸秆粉与木粉的混合物。