CN105949641B - Pvc‑甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板 - Google Patents

Pvc‑甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了PVC‑甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，制备原料为：PVC树脂、甘蔗渣、无机填充物、偶联剂、发泡剂、发泡调节剂、复合稳定剂、润滑剂、增塑剂、加工改性剂、抗冲改性。其制备采用一次成型工艺，简单易行，实验证明制备的PVC木塑发泡复合建筑模板的性能远远高于普通建筑模板要求，能达到木塑建筑模板国家I级标准，且可达到30次循环利用，废料可回收重塑，达到循环利用零损耗的效果，符合国家节能环保要求，其经济效益是非常可观的。

Description

PVC-甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板
技术领域
本发明涉及建筑模板生产的技术领域，尤其涉及PVC-甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板。
背景技术
木塑复合发泡复合建筑模板摒弃了纯木板表面粗糙、易吸湿、易变形、易发霉和塑料密度大、质量大等缺点，其集中了木材和塑料的双重优点，具有内部结构均匀、模板表面光洁、强度高、质量轻、防潮防水防虫蛀、脱模易和能像木板任意钉、锯、钻、粘等优点，由于其生产成本低、不易老化、不易变形、模板重量轻、可重复使用、可回收利用等优点，在许多方面得到广泛应用，尤其在建筑模板方面的应用。
甘蔗作为我国南方广泛种植的一年生农作物，是制糖的主要原料之一。每年经过榨糖之后剩下的甘蔗渣产量达到700万t，大约有50％的可以用来造纸，但是采用甘蔗渣造纸在经济效益上没有太大优势，所以大量甘蔗渣得不到合理利用而遭到焚烧、填埋，造成严重的污染和资源的浪费，由于甘蔗渣和木材的主要成分大致相同，甘蔗渣含有丰富的纤维素，而含木质素较少，故蔗渣作为纤维原料具有很大优越性。但甘蔗渣纤维和基体树脂的相容性不好，本发明对甘蔗渣进行预处理应用于PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，此发明不仅使废弃物得到合理利用，还减少了环境污染。
甘蔗渣纤维形态虽然比不上木材，由于其纤维形态优于水稻、小麦秸秆纤维等其它草类纤维和较其他非木材原料更易于收集，将其应用于建筑模板的制造，经济效益也是相当可观的。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板。
为了实现上述技术目的，本发明采取如下技术方案：PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其原料由以下组分及其重量份组成：
所述的有机填充物为甘蔗渣。
其制备方法如下：
其制备方法如下：
1)将前述重量份的甘蔗渣粉碎，用5％氢氧化钠溶液在90℃条件下浸泡1h后用酸进行中和，然后脱水干燥使水分含量小于2％，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，细度大约保持在200目，采用丙酮作溶剂稀释偶联剂，温度在60～80℃下，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干后备用；
2)将无机填充物进行步骤1中的偶联剂活化处理；
3)将前述重量份的PVC树脂、复合稳定剂和步骤2中活化处理后的物料加入高速混合机混合，将混合后的物料温度加热至70～90℃后，将步骤1中的甘蔗渣纤维粉和前述重量份的发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、抗冲改性剂、增塑剂加到高速混合机在100℃混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工；
4)将步骤3混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机喂料斗进行挤出。
进一步地，所述的PVC树脂为PVC新料、回收PVC塑钢料与回收PVC管材料的一种或两种，PVC新料为悬浮法制备的SG7或SG8型号树脂，其颗粒大小为60～150μm；所述的无机填充物为活化CaCO3。
进一步地，所述偶联剂为马来酸化聚烯烃、硅烷偶联剂、酞酸酯类偶联剂、有机铬络合物偶联剂中的一种或两种；所述的发泡剂为AC和NaHCO3的混合发泡剂，所述AC和NaHCO3其质量比为1:1。
进一步地，所述发泡调节剂为氧化锌、氧化铅、硬脂酸锌或脲类衍生物中的一种或两种；所述复合稳定剂为钡锌复合稳定剂、钙锌复合稳定剂、铅盐复合稳定剂中的一种或两种。
进一步地，所述的润滑剂为多聚蓖酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、硬脂酸锌和聚乙烯蜡中的一种或几种；所述的抗冲改性剂为氯化聚乙烯、具有核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、ABS、ACR抗冲击改性剂中的一种或两种；所述的增塑剂为通用型邻苯二甲酸二辛酯；所述的加工改性剂为丙烯酸酯类多元共聚物。
本发明的技术特点和效果为：经“微孔发泡”的PVC/甘蔗渣纤维复合建筑模板，其内部的泡孔不仅能降低材料密度，而且能有效的防止材料内部应力集中造成的破裂。
所制备的PVC/甘蔗渣纤维复合建筑模板具有较高的强度与模量，当混凝土浇入不易发生变形。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
各组分都是按照重量份称取，分别称取SG7型号树脂100份，颗粒大小200目，甘蔗渣纤维40份，活化碳酸钙5份，偶联剂4份，发泡剂3份，让其AC：NaHCO3质量比为1:1，发泡调节剂2.5份，复合稳定剂2.5份，润滑剂1份，抗冲改性剂2份，增塑剂1份，加工改性剂8份。
首先将甘蔗渣粉碎，用5％氢氧化钠溶液在100℃条件下浸泡1h后用酸进行中和，然后脱水干燥使水分含量不超过2％，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，用丙酮作溶剂稀释偶联剂，在温度在70℃，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干后备用。
将上述重量份的无机填充物进行偶联剂活化处理。
将PVC树脂、复合稳定剂和前述活化处理后的物料加入高速混合机混合，物料温度加热至80℃后，将甘蔗渣纤维粉、发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、抗冲改性剂、增塑剂加到高速混合机在100℃混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工。
将混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机，其长径比为30:1喂料斗进行挤出，挤出机的各区温度设定一区160℃，二区168℃，三区170℃，四区167℃，五区165℃，合流芯150℃，模具温度166℃，主机转速保持在19rpm左右。
经挤出成型制备PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，并裁取样条，检测相关性能。
实施例2：
各组分都是按照重量份称取，分别称取SG8型号树脂50份，颗粒大小200目，回收PVC塑钢料50份，甘蔗渣纤维45份，活化碳酸钙4.5份，偶联剂4份，发泡剂3.5份，让其AC：NaHCO3质量比为1:1，发泡调节剂2份，复合稳定剂2.5份，润滑剂1份，抗冲改性剂2份，增塑剂1份，加工改性剂8份。
首先将甘蔗渣粉碎，用5％氢氧化钠溶液在100℃条件下浸泡1h后用酸进行中和，然后脱水干燥使水分含量不超过2％，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，用丙酮作溶剂稀释偶联剂，在温度在75℃，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干后备用。
将上述重量份的无机填充物进行偶联剂活化处理。
将PVC树脂、复合稳定剂和前述活化处理后的物料加入高速混合机混合，物料温度加热至80℃后，将甘蔗渣纤维粉、发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、抗冲改性剂、增塑剂加到高速混合机在100℃混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工。
将混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机，其长径比为30:1，喂料斗进行挤出，挤出机的各区温度设定一区160℃，二区167℃，三区170℃，四区169℃，五区165℃，合流芯150℃，模具温度168℃，主机转速保持在19.5rpm左右。
经挤出成型制备PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，并裁取样条，检测相关性能。
实施例3：
各组分都是按照重量份称取，分别称取SG8型号树脂50份，颗粒大小200目，回收PVC管材料50份，甘蔗渣纤维45份，活化碳酸钙7份，偶联剂3.5份，发泡剂4份，让其AC：NaHCO3质量比为1:1，发泡调节剂3份，复合稳定剂4份，润滑剂1.5份，抗冲改性剂2份，增塑剂1.5份，加工改性剂10份。
首先将甘蔗渣粉碎，用5％氢氧化钠溶液在100℃条件下浸泡1h后用酸进行中和，然后脱水干燥使水分含量不超过2％，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，用丙酮作溶剂稀释偶联剂，在温度在75℃，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干后备用。
将上述重量份的无机填充物，进行偶联剂活化处理。
将PVC树脂、复合稳定剂和前述活化处理后的物料加入高速混合机混合，物料温度加热至85℃后，将甘蔗渣纤维、发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、抗冲改性剂、增塑剂加到高速混合机在100℃混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工。
将混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机(其长径比为30:1)喂料斗进行挤出，挤出机的各区温度设定一区160℃，二区165℃，三区170℃，四区168℃，五区165℃，合流芯150℃，模具温度170℃，主机转速保持在20rpm左右。
经挤出成型制备PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，并裁取样条，检测相关性能。
实施例4：
各组分都是按照重量份称取，分别称取回收PVC塑钢料100份，甘蔗渣纤维40份，活化碳酸钙6份，偶联剂3.5份，发泡剂3.5份，让其AC：NaHCO3质量比为1:1，发泡调节剂3份，复合稳定剂3份，润滑剂1.5份，抗冲改性剂2份，增塑剂1份，加工改性剂7份。
首先将甘蔗渣粉碎，用5％氢氧化钠溶液在100℃条件下浸泡1h后用酸进行中和，然后脱水干燥使水分含量不超过2％，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，用丙酮作溶剂稀释偶联剂，在温度在70℃，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干后备用。
将上述重量份的无机填充物，进行偶联剂活化处理。
将PVC树脂、复合稳定剂和前述活化处理后的物料加入高速混合机混合，物料温度加热至80℃后，将甘蔗渣纤维粉、发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、增塑剂、抗冲改性剂加到高速混合机在100℃混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工。
将混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机，其长径比为30:1，喂料斗进行挤出，挤出机的各区温度设定一区160℃，二区166℃，三区170℃，四区167℃，五区165℃，合流芯150℃，模具温度168℃，主机转速保持在18.5rpm左右。
经挤出成型制备PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，并裁取样条，检测相关性能。
实施例5：
各组分都是按照重量份称取，分别称取回收PVC管材料100份，颗粒大小200目，甘蔗渣纤维40份，活化碳酸钙8份，偶联剂3份，发泡剂3份，让其AC：NaHCO3质量比为1:1，发泡调节剂3.5份，复合稳定剂5份，润滑剂2份，抗冲改性剂2份，增塑剂1.5份，加工改性剂6份。
首先将甘蔗渣粉碎，用5％氢氧化钠溶液在100℃条件下浸泡1h后用酸进行中和，然后脱水干燥使水分含量不超过2％，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，用丙酮作溶剂稀释偶联剂，在温度在70℃，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干后备用。
将上述重量份的无机填充物，进行偶联剂活化处理。
将PVC树脂、复合稳定剂和前述活化处理后的物料加入高速混合机混合，物料温度加热至80℃后，将甘蔗渣纤维、发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、增塑剂、抗冲改性剂加到高速混合机在100℃混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工。
将混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机(其长径比为30:1)喂料斗进行挤出，挤出机的各区温度设定一区160℃，二区167℃，三区170℃，四区168℃，五区165℃，合流芯150℃，模具温度169℃，主机转速保持在19rpm左右。
经挤出成型制备PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，并裁取样条，检测相关性能。
将上述各实例模板标准样条分别进行测试，其测试结果如下表所示：
静曲强度和弹性模量按GB/T 17657-1999进行测试；简支梁冲击强度按GB/T1043.1-2008进行测试；邵氏硬度D按GB/T 2411-2008进行测试；表观密度按GB/T 6343-2009进行测试；握螺钉力按GB/T 17657-1999中4.10的规定进行测试；吸水率按GB/T17657-1999中4.6的规定进行测试。
综合考虑，所有实施例制作的建筑模板性能均明显优于建筑模板I级标准要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其特征在于：其原料由以下组分及其重量份组成：
所述的有机填充物为甘蔗渣；
其制备方法如下：
1)将前述重量份的甘蔗渣粉碎，用5％氢氧化钠溶液在90℃条件下浸泡1h后用酸进行中和，然后脱水干燥使水分含量小于2％，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，细度大约保持在200目，采用丙酮作溶剂稀释偶联剂，温度在60～80℃下，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干后备用；
2)将无机填充物进行步骤1中的偶联剂活化处理；
3)将前述重量份的PVC树脂、复合稳定剂和步骤2中活化处理后的物料加入高速混合机混合，将混合后的物料温度加热至70～90℃后，将步骤1中的甘蔗渣纤维粉和前述重量份的发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、抗冲改性剂、增塑剂加到高速混合机在100℃混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工；
4)将步骤3混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机喂料斗进行挤出。
2.根据权利要求1所述的PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其特征在于：所述的PVC树脂为PVC新料、回收PVC塑钢料与回收PVC管材料的一种或两种，PVC新料为悬浮法制备的SG7或SG8型号树脂，其颗粒大小为60～150μm；所述的无机填充物为活化CaCO3。
3.根据权利要求1所述的PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其特征在于：所述偶联剂为马来酸化聚烯烃、硅烷偶联剂、酞酸酯类偶联剂、有机铬络合物偶联剂中的一种或两种；所述的发泡剂为AC和NaHCO3的混合发泡剂，所述AC和NaHCO3其质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其特征在于：所述发泡调节剂为氧化锌、氧化铅、硬脂酸锌或脲类衍生物中的一种或两种；所述复合稳定剂为钡锌复合稳定剂、钙锌复合稳定剂、铅盐复合稳定剂中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其特征在于：所述的润滑剂为多聚蓖酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、硬脂酸锌和聚乙烯蜡中的一种或几种；所述的抗冲改性剂为氯化聚乙烯、具有核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、ABS、ACR抗冲击改性剂中的一种或两种；所述的增塑剂为通用型邻苯二甲酸二辛酯；所述的加工改性剂为丙烯酸酯类多元共聚物。
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