CN105038015A - 一种耐磨pvc塑木板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨PVC塑木板材，由下列重量份的组分原料制成：PVC？SG-6？100、超高分子量聚乙烯20-30，棉花秸秆粉8-10、玻璃微珠1-2、AC发泡剂0.5-1、碳酸氢钠0.3-0.6、钙锌稳定剂1-3、全硫化粉末丙烯酸酯橡胶1-3、锆类偶联剂2-3、石蜡1-2、MBS？2-3、硬脂酸0.1-0.4、硬脂酸钙0.2-0.5、PVC发泡调节剂ZB-530？4-5、红磷1-2、钼酸铵1-2、改性纳米碳酸钙30-40。采用常规挤出机进行挤出定型。本发明的PVC板材具有良好的耐磨性能，同时具有很高的抗冲击性和拉伸强度，具有抗化学腐蚀、成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及PVC板材领域，具体涉及一种耐磨PVC塑木板材及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料在有的场合称为塑木复合材料，在许多国外资料中称为WoodPlasticComposite,简称WPC.木塑复合材料是用塑料和木纤维(或稻壳、麦秸、玉米杆、花生壳等天然纤维)加入少量的化学添加剂和填料，经过专用配混设备加工制成的一种复合材料。它兼备塑料和木材的主要特点，可以在许多场合替代塑料和木材，这对木材资源严重匮乏的我国来说，具有重大的开发价值。
PVC木塑复合板材中的PVC树脂分子链结构中有大量的极性C-Cl键,分子之间存在较大的作用力,因此相对于其他通用树脂,PVC属于硬脆材料,冲击强度较低,且具有缺口敏感性,受外力冲击时易脆裂,难以用作结构材料。这些缺点极大地限制了PVC在高性能领域的发展,为扩大其应用范围,需要对硬质PVC进行增韧改性。常用弹性体增韧剂可以较好改善其抗冲击性能,但同时会显著降低材料本身的刚性。需要研究通过对填充料的改性来达到在不降低PVC材料本身拉伸强度的情况下,大幅提高PVC的冲击性能。
发明内容
本发明提供了一种耐磨PVC塑木板材及其制备方法。本发明的PVC板材具有良好的抗冲击性能及拉伸性能、且耐候性能及加工性能好。
本发明采用的技术方案如下：
一种耐磨PVC塑木板材，其特征在于,由下列重量份的组分原料制成：PVCSG-6100、超高分子量聚乙烯20-30，棉花秸秆粉8-10、玻璃微珠1-2、AC发泡剂0.5-1、碳酸氢钠0.3-0.6、钙锌稳定剂1-3、全硫化粉末丙烯酸酯橡胶1-3、锆类偶联剂2-3、石蜡1-2、MBS2-3、硬脂酸0.1-0.4、硬脂酸钙0.2-0.5、PVC发泡调节剂ZB-5304-5、红磷1-2、钼酸铵1-2、改性纳米碳酸钙30-40，
所述的全硫化粉末丙烯酸酯橡胶，平均粒径为80-120nm，其凝胶含量为大于50wt％；
所述的改性纳米碳酸钙的制备方法：(1)按重量份称量取纳米碳酸钙90-100、氧化锌3-4、苯乙烯10-20、丙烯酸20-25、丙烯酸丁酯30-35、甲基丙烯酸甲酯30-40、叔丁基过氧化氢1-2，抗坏血酸1-2、氯化聚乙烯3-4、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯1-1.5、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯1-1.5，去离子水40-50、十二烷基苯磺酸钠0.3-0.5；
(2)将去离子水、十二烷基苯磺酸钠，丙醇加入到反应釜中，搅拌均匀，并升温到70-80℃，依次加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，充分搅拌10-15min，搅拌状态下滴加浓度为3％的过氧化氢叔丁基乙醇溶液和浓度为5％的抗坏血酸溶液，滴加时间为2-2.5h，滴加结束后继续反应4-5h，用纯碱调节反应产物的pH在6-7之间，得到改性剂乳液；
(3)在75-80℃下将改性剂乳液加入到高速搅拌机，向其中依次加入配方量的纳米碳酸钙、氯化聚乙烯、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，在800-1000rpm的速度高速搅拌30-40min,再加入配方量的氧化锌及其余组分，高速搅拌20-30min,然后干燥，得到改性纳米碳酸钙。
所述的一种耐磨PVC塑木板材，其特征在于,由下列重量份的组分原料制成：PVCSG-6100、超高分子量聚乙烯25，棉花秸秆粉9、玻璃微珠1.5、AC发泡剂0.7、碳酸氢钠0.4、钙锌稳定剂2、全硫化粉末丙烯酸酯橡胶2、锆类偶联剂2.5、石蜡1.5、MBS2.5、硬脂酸0.3、硬脂酸钙0.4、PVC发泡调节剂ZB-5304、红磷2、钼酸铵1、改性纳米碳酸钙37。
所述的一种耐磨PVC塑木板材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按配方比例称取各组分原料；
(2)首先将SG-6、超高分子量聚乙烯、硫化粉末丙烯酸酯橡胶、棉花秸秆粉和钙锌稳定剂加入到高速混合机中进行450-500转/min低速搅拌混合，物料通过自然摩擦升温；
(3)当温度升至50℃时,加入石蜡，改为800-900转/min高速混合；
(4)当温度升至70℃时,加入改性纳米碳酸钙、AC发泡剂、碳酸氢钠、锆类偶联剂、MBS、硬脂酸、PVC发泡调节剂ZB-530、红磷、钼酸铵，，以1000-1500转/min继续高速混合；
(5)当温度升至110-120℃时，形成均匀干混合料，停止搅拌混合；
(6)将干燥后的物料冷却至40℃-50℃后送入挤出机进行挤出成型，
所述挤出机的料筒温度，沿所述物料的推进方向依次为160-165℃、165-170℃、165-175℃、160-180℃；
所述挤出机的成型模具温度，沿所述物料的推进方向依次为140-145℃、145-150℃、150-160℃、160-170℃、170-180℃。
有益效果：
本发明的PVC板材具有抗化学腐蚀、成本低且能够显著提高PVC板材抗冲击性，同时拉伸强度好的特点，在配方中添加有全硫化粉末丙烯酸酯橡胶，全硫化粉末丙烯酸酯橡胶加入到PVC树脂中，板材的抗冲击性能显着增强,同时拉伸强度也和断裂伸长率也有一定程度提高,配合使用玻璃微珠能有效地提高了PVC树脂物料的耐磨性，自制改性纳米碳酸钙的添加改善了PVC塑木板材抗冲击性的同时不降低PVC材料自身拉伸强度，同时还可以提高板材的加工性能，复合阻燃剂的加入有效增加了板材的阻燃性能。因此本发明的PVC板材具有良好的耐磨和阻燃性能，同时具有很高的抗冲击性和拉伸强度。
具体实施方式
一种耐磨PVC塑木板材，由下列重量(kg)的组分原料制成：PVCSG-6100、超高分子量聚乙烯25，棉花秸秆粉9、玻璃微珠1.5、AC发泡剂0.7、碳酸氢钠0.4、钙锌稳定剂2、全硫化粉末丙烯酸酯橡胶2、锆类偶联剂2.5、石蜡1.5、MBS2.5、硬脂酸0.3、硬脂酸钙0.4、PVC发泡调节剂ZB-5304、红磷2、钼酸铵1、改性纳米碳酸钙37，
其中，全硫化粉末丙烯酸酯橡胶，平均粒径为80-120nm，其凝胶含量为大于50wt％；
改性纳米碳酸钙的制备方法：(1)按重量份称量取纳米碳酸钙98、氧化锌3、苯乙烯15、丙烯酸23、丙烯酸丁酯34、甲基丙烯酸甲酯33、叔丁基过氧化氢1.5、抗坏血酸1.5、氯化聚乙烯3.5、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯1.2、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯1.3、去离子水45、十二烷基苯磺酸钠0.4；
(2)将去离子水、十二烷基苯磺酸钠，丙醇加入到反应釜中，搅拌均匀，并升温到75℃，依次加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，充分搅拌14min，搅拌状态下滴加浓度为3％的过氧化氢叔丁基乙醇溶液和浓度为5％的抗坏血酸溶液，滴加时间为2.4h，滴加结束后继续反应5h，用纯碱调节反应产物的pH在6-7之间，得到改性剂乳液；
(3)在78℃下将改性剂乳液加入到高速搅拌机，向其中依次加入配方量的纳米碳酸钙、氯化聚乙烯、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，在900rpm的速度高速搅拌35min,再加入配方量的氧化锌及其余组分，高速搅拌25min,然后干燥，得到改性纳米碳酸钙。
其中，玉米秸秆粉的粒径小于300目。
耐磨PVC塑木板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方比例称取各组分原料；
(2)首先将SG-6、超高分子量聚乙烯、硫化粉末丙烯酸酯橡胶、棉花秸秆粉和钙锌稳定剂加入到高速混合机中进行450-500转/min低速搅拌混合，物料通过自然摩擦升温；
(3)当温度升至50℃时,加入石蜡，改为800-900转/min高速混合；
(4)当温度升至70℃时,加入改性纳米碳酸钙、AC发泡剂、碳酸氢钠、锆类偶联剂、MBS、硬脂酸、PVC发泡调节剂ZB-530、红磷、钼酸铵，，以1000-1500转/min继续高速混合；
(5)当温度升至110-120℃时，形成均匀干混合料，停止搅拌混合；
(6)将干燥后的物料冷却至40℃-50℃后送入挤出机进行挤出成型，经发泡定型为16mm的板材，
所述挤出机的料筒温度，沿所述物料的推进方向依次为160-165℃、165-170℃、165-175℃、160-180℃；
所述挤出机的成型模具温度，沿所述物料的推进方向依次为140-145℃、145-150℃、150-160℃、160-170℃、170-180℃。
本发明的板材的密度为620kg/m3，板材硬度(邵氏硬度)D＝70。
Claims (3)
1.一种耐磨PVC塑木板材，其特征在于,由下列重量份的组分原料制成：PVCSG-6100、超高分子量聚乙烯20-30，棉花秸秆粉8-10、玻璃微珠1-2、AC发泡剂0.5-1、碳酸氢钠0.3-0.6、钙锌稳定剂1-3、全硫化粉末丙烯酸酯橡胶1-3、锆类偶联剂2-3、石蜡1-2、MBS2-3、硬脂酸0.1-0.4、硬脂酸钙0.2-0.5、PVC发泡调节剂ZB-5304-5、红磷1-2、钼酸铵1-2、改性纳米碳酸钙30-40，
所述的全硫化粉末丙烯酸酯橡胶，平均粒径为80-120nm，其凝胶含量为大于50wt%；所述的改性纳米碳酸钙的制备方法：（1）按重量份称量取纳米碳酸钙90-100、氧化锌3-4、苯乙烯10-20、丙烯酸20-25、丙烯酸丁酯30-35、甲基丙烯酸甲酯30-40、叔丁基过氧化氢1-2，抗坏血酸1-2、氯化聚乙烯3-4、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯1-1.5、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯1-1.5，去离子水40-50、十二烷基苯磺酸钠0.3-0.5；
（2）将去离子水、十二烷基苯磺酸钠，丙醇加入到反应釜中，搅拌均匀，并升温到70-80℃，依次加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，充分搅拌10-15min，搅拌状态下滴加浓度为3%的过氧化氢叔丁基乙醇溶液和浓度为5%的抗坏血酸溶液，滴加时间为2-2.5h，滴加结束后继续反应4-5h，用纯碱调节反应产物的pH在6-7之间，得到改性剂乳液；
（3）在75-80℃下将改性剂乳液加入到高速搅拌机，向其中依次加入配方量的纳米碳酸钙、氯化聚乙烯、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，在800-1000rpm的速度高速搅拌30-40min,再加入配方量的氧化锌及其余组分，高速搅拌20-30min,然后干燥，得到改性纳米碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨PVC塑木板材，其特征在于,由下列重量份的组分原料制成：PVCSG-6100、超高分子量聚乙烯25，棉花秸秆粉9、玻璃微珠1.5、AC发泡剂0.7、碳酸氢钠0.4、钙锌稳定剂2、全硫化粉末丙烯酸酯橡胶2、锆类偶联剂2.5、石蜡1.5、MBS2.5、硬脂酸0.3、硬脂酸钙0.4、PVC发泡调节剂ZB-5304、红磷2、钼酸铵1、改性纳米碳酸钙37。
3.如权利要求1所述的一种耐磨PVC塑木板材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按配方比例称取各组分原料；
（2）首先将SG-6、超高分子量聚乙烯、硫化粉末丙烯酸酯橡胶、棉花秸秆粉和钙锌稳定剂加入到高速混合机中进行450-500转/min低速搅拌混合，物料通过自然摩擦升温；
（3）当温度升至50℃时,加入石蜡，改为800-900转/min高速混合；
（4）当温度升至70℃时,加入改性纳米碳酸钙、AC发泡剂、碳酸氢钠、锆类偶联剂、MBS、硬脂酸、PVC发泡调节剂ZB-530、红磷、钼酸铵，，以1000-1500转/min继续高速混合；
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