CN106188969A - 一种用于装饰板的pvc组合物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于装饰板的PVC组合物，包括以下重量份的组份：PVC 100份，增塑剂10～15份，稳定剂3～4份，润滑剂2～3份，抗静电剂1～2份，阻燃剂10～15份，抗氧剂1～2份，发泡剂1～1.5份，助发泡剂0.5～1份，PTFE 4～5份，改性莲子壳基二氧化硅15～20份。本发明还提供了该用于装饰板的PVC组合物的制造方法。本发明具有较好的耐热性和较强的耐磨性。

Description

一种用于装饰板的PVC组合物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种PVC组合物，特别是涉及一种用于装饰板的PVC组合物及其制造方法。
背景技术：
PVC微发泡材料是以PVC(聚氯乙烯)树脂为主要原料，加以化学助剂，经微发泡挤出生产线制成的具有均匀泡孔结构的一种材料，其密度、性能、外观、质地均与天然木材极为接近，因此亦称“合成木材”，且其防水、放火、防蛀、隔音等性能明显优于天然木材。法国、奥地利、意大利于70年代先后开发成功PVC发泡技术，日本、韩国、我国台湾地区也于80年代开始推广这种技术。我国人口众多，森林资源相对贫乏，所以以塑代木是生产发展的必然趋势。我国装饰行业年产值已突破1000亿大关，并以每年3％的速度增长。以PVC发泡材料代替木材，每年单在建筑领域即可节约木材130万立方米，如果把家具包括进去，每年可节约木材200多万立方米，经济和社会效益极其可观。
目前，PVC微发泡材料广泛应用于客车、火车车厢顶棚、箱体芯层、内部装潢用板、建筑物外墙板、内装饰用板、办公室、住宅、公共场所建筑物隔间，商用装饰架、无尘室用板、吊顶板、网板印刷、电脑刻字、广告标示、展板、标志用板相册板等行业及化工防腐工程、热成型件、冷库用板、特殊保冷工程、环保用板模、运动器材、养殖用材、海滨防潮设施、耐水材料、美工材料及各种轻便隔板代替玻璃天棚等。
例如，公开号为CN103739985A、公开日为2014.04.23、申请人为吴江市董鑫塑料包装厂的中国专利申请公开了“一种PVC装饰板”，其组成成份以质量份数表示法为：PVC100份；MBS5-8份；炭黑1-3份；DOP2-4份；活性重质碳酸钙50-80份；CPE4-6份；环氧大豆油1-5份；三碱式硫酸铅为5-7份；二碱式亚磷酸铅为2-5份；改性剂4-6份；石蜡1-4份；硬脂酸钡2-3份；硬脂酸铅0.5-1份；产品相对密度0.9-0.95，弯曲强度55-65MPa；冲击强度380-400MPa；拉伸强度80-85MPa，氧指数30-35％；产品硬度高、抗静电，可以广泛生产并不断代替现有材料。不过，该装饰板仍存在一定的缺陷：其耐热性不是很好，而且耐磨性较差。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种用于装饰板的PVC组合物，其具有较好的耐热性和较强的耐磨性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种用于装饰板的PVC组合物，包括以下重量份的组份：PVC 100份，增塑剂10～15份，稳定剂3～4份，润滑剂2～3份，抗静电剂1～2份，阻燃剂10～15份，抗氧剂1～2份，发泡剂1～1.5份，助发泡剂0.5～1份，PTFE 4～5份，改性莲子壳基二氧化硅15～20份；其中，改性莲子壳基二氧化硅由以下步骤制得：
(1)将莲子壳用粉碎机粉碎后得到莲子壳粉，用无水乙醇和去离子水分别冲洗15分钟后烘干，加入由体积比为1:1的草酸和硝酸混合而成的混酸溶液中，60℃下恒温回流2小时，取出后用去离子水洗涤至中性，100℃下烘干后得到酸化莲子壳粉；
(2)将步骤(1)所得酸化莲子壳粉置于马弗炉中的石英舟内，通氮气15分钟后以10℃/分的速度升温至550℃，然后保温1小时，在氮气氛围中自然冷却至室温后得到莲子壳炭粉；
(3)将步骤(2)所得莲子壳炭粉加入由质量比为1:2的碳酸钾和氢氧化钾混合而成的混合溶液中，80转/分、90℃下搅拌4小时，出料后过滤，将得到的滤液加热至60℃，加入稀盐酸，开启搅拌，直至体系的ph值为6时停止搅拌，陈化10小时，离心分离后烘干，煅烧后得到莲子壳基二氧化硅；
(4)将步骤(3)所得莲子壳基二氧化硅加入硝酸溶液中，70℃下回流5小时，过滤后用蒸馏水洗涤至中性，烘干后加入DMF、氯化亚砜中，70℃下回流5小时，然后升温至95℃，加入PEG、DMF、三乙胺，通氮气、95℃下回流反应10小时，将得到的产物减压过滤后用蒸馏水反复洗涤，80℃下真空干燥至恒重，得到改性莲子壳基二氧化硅。
优选地，本发明所述增塑剂为马来酸二丁酯。
优选地，本发明所述稳定剂为钡锌复合稳定剂。
优选地，本发明所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡。
优选地，本发明所述抗静电剂为导电炭黑。
优选地，本发明所述阻燃剂为硼酸锌。
优选地，本发明所述抗氧剂为抗氧剂BHT。
优选地，本发明所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
优选地，本发明所述助发泡剂为氧化锌。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述用于装饰板的PVC组合物的制造方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
将各组份按重量份称重，开启高混机，将PVC、增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、抗氧剂、PTFE加入高混机，搅拌至物料温度为95℃后加入助发泡剂、改性莲子壳基二氧化硅，继续搅拌至物料温度为115℃后加入发泡剂，继续搅拌至物料温度为130℃后冷却至40℃，转入挤出机挤出，将得到的挤出料通过发泡模具发泡，得到用于装饰板的PVC组合物。
由上可见，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、莲子壳是人们食用莲子后的废弃物，其成分中灰分和碳的含量较多，且灰分以硅为主，本发明先将其粉碎后冲洗除掉表面吸附的杂物，然后用混酸进行处理，对莲子壳粉中的杂质进行了有效去除，提高了硅含量，再通过高温炭化得到了莲子壳炭粉，然后将其通过碳酸钾和氢氧化钾活化，得到硅酸钠溶液并与稀盐酸反应生成硅酸，再煅烧分解成为耐热性、耐磨性俱佳的莲子壳基二氧化硅，碳酸钾和氢氧化钾起到了很好的活化作用，大大提高了莲子壳粉中的得硅率，与PVC基体共混后，莲子壳基二氧化硅有效提高了PVC组合物的耐热性和耐磨性；
2、莲子壳基二氧化硅呈亲水性，与疏水性的PVC基体之间的相容性不佳，因而本发明先将其通过硝酸溶液处理，在其表面引入了羧基，再与氯化亚砜反应，将羧基转化成酰氯基，然后与PEG进行酯化反应，得到了接枝有PEG的改性莲子壳基二氧化硅，大大改善了莲子壳基二氧化硅与PVC基体之间的相容性和结合力，而且在PVC组合物受到摩擦外力时，PEG分子链可带动莲子壳基二氧化硅粒子迁移至PVC组合物表面，承载消耗摩擦外力，进一步提高了PVC组合物的耐磨性和耐热性。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
用于装饰板的PVC组合物，包括以下重量份的组份：PVC 100份，马来酸二丁酯10份，钡锌复合稳定剂4份，氧化聚乙烯蜡2.5份，导电炭黑1.2份，硼酸锌11份，抗氧剂BHT 1.2份，偶氮二甲酰胺1份，氧化锌1份，PTFE 4份，改性莲子壳基二氧化硅16份。
其制造方法为：
(1)将莲子壳用粉碎机粉碎后得到莲子壳粉，用无水乙醇和去离子水分别冲洗15分钟后烘干，加入由体积比为1:1的草酸和硝酸混合而成的混酸溶液中，60℃下恒温回流2小时，取出后用去离子水洗涤至中性，100℃下烘干后得到酸化莲子壳粉；
(2)将步骤(1)所得酸化莲子壳粉置于马弗炉中的石英舟内，通氮气15分钟后以10℃/分的速度升温至550℃，然后保温1小时，在氮气氛围中自然冷却至室温后得到莲子壳炭粉；
(3)将步骤(2)所得莲子壳炭粉加入由质量比为1:2的碳酸钾和氢氧化钾混合而成的混合溶液中，80转/分、90℃下搅拌4小时，出料后过滤，将得到的滤液加热至60℃，加入稀盐酸，开启搅拌，直至体系的ph值为6时停止搅拌，陈化10小时，离心分离后烘干，煅烧后得到莲子壳基二氧化硅；
(4)将步骤(3)所得莲子壳基二氧化硅加入硝酸溶液中，70℃下回流5小时，过滤后用蒸馏水洗涤至中性，烘干后加入DMF、氯化亚砜中，70℃下回流5小时，然后升温至95℃，加入PEG、DMF、三乙胺，通氮气、95℃下回流反应10小时，将得到的产物减压过滤后用蒸馏水反复洗涤，80℃下真空干燥至恒重，得到改性莲子壳基二氧化硅；
(5)将各组份按重量份称重，开启高混机，将PVC、马来酸二丁酯、钡锌复合稳定剂、氧化聚乙烯蜡、导电炭黑、硼酸锌、抗氧剂BHT、PTFE加入高混机，搅拌至物料温度为95℃后加入氧化锌、改性莲子壳基二氧化硅，继续搅拌至物料温度为115℃后加入偶氮二甲酰胺，继续搅拌至物料温度为130℃后冷却至40℃，转入挤出机挤出，将得到的挤出料通过发泡模具发泡，得到用于装饰板的PVC组合物。
实施例2
用于装饰板的PVC组合物，包括以下重量份的组份：PVC 100份，马来酸二丁酯12份，钡锌复合稳定剂3.5份，氧化聚乙烯蜡2份，导电炭黑2份，硼酸锌12份，抗氧剂BHT 1.6份，偶氮二甲酰胺1.1份，氧化锌0.9份，PTFE 4.2份，改性莲子壳基二氧化硅18份。
其制造方法与实施例1一样。
实施例3
用于装饰板的PVC组合物，包括以下重量份的组份：PVC 100份，马来酸二丁酯14份，钡锌复合稳定剂3.9份，氧化聚乙烯蜡3份，导电炭黑1份，硼酸锌14份，抗氧剂BHT 1.5份，偶氮二甲酰胺1.2份，氧化锌0.8份，PTFE 4.4份，改性莲子壳基二氧化硅20份。
其制造方法与实施例1一样。
实施例4
用于装饰板的PVC组合物，包括以下重量份的组份：PVC 100份，马来酸二丁酯11份，钡锌复合稳定剂3.2份，氧化聚乙烯蜡2.1份，导电炭黑1.6份，硼酸锌10份，抗氧剂BHT 2份，偶氮二甲酰胺1.3份，氧化锌0.7份，PTFE 4.6份，改性莲子壳基二氧化硅15份。
其制造方法与实施例1一样。
实施例5
用于装饰板的PVC组合物，包括以下重量份的组份：PVC 100份，马来酸二丁酯13份，钡锌复合稳定剂3.6份，氧化聚乙烯蜡2.8份，导电炭黑1.5份，硼酸锌15份，抗氧剂BHT 1份，偶氮二甲酰胺1.4份，氧化锌0.6份，PTFE 4.8份，改性莲子壳基二氧化硅17份。
其制造方法与实施例1一样。
实施例6
用于装饰板的PVC组合物，包括以下重量份的组份：PVC 100份，马来酸二丁酯15份，钡锌复合稳定剂3份，氧化聚乙烯蜡2.4份，导电炭黑1.8份，硼酸锌13份，抗氧剂BHT 1.8份，偶氮二甲酰胺1.5份，氧化锌0.5份，PTFE 5份，改性莲子壳基二氧化硅19份。
其制造方法与实施例1一样。
将实施例1-6以及对比例的耐热性和耐磨性分别进行测试：
对比例为公开号为CN103739985A的中国专利申请，
耐热性采用热失重分析法测试各待测物的起始分解温度，起始分解温度越高则表明耐热性越好；耐磨性采用失重法测试各待测物的磨损量，磨损量越小则表明耐磨性能越强，测试结果如下表所示。
表1
由表1可看出，本发明实施例1-6的初始分解温度均明显高于对比例，而磨损量均明显低于对比例，证明本发明具有较好的耐热性和较强的耐磨性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于装饰板的PVC组合物，其特征在于，包括以下重量份的组份：PVC 100份，增塑剂10～15份，稳定剂3～4份，润滑剂2～3份，抗静电剂1～2份，阻燃剂10～15份，抗氧剂1～2份，发泡剂1～1.5份，助发泡剂0.5～1份，PTFE 4～5份，改性莲子壳基二氧化硅15～20份；其中，改性莲子壳基二氧化硅由以下步骤制得：
(1)将莲子壳用粉碎机粉碎后得到莲子壳粉，用无水乙醇和去离子水分别冲洗15分钟后烘干，加入由体积比为1:1的草酸和硝酸混合而成的混酸溶液中，60℃下恒温回流2小时，取出后用去离子水洗涤至中性，100℃下烘干后得到酸化莲子壳粉；
(2)将步骤(1)所得酸化莲子壳粉置于马弗炉中的石英舟内，通氮气15分钟后以10℃/分的速度升温至550℃，然后保温1小时，在氮气氛围中自然冷却至室温后得到莲子壳炭粉；
(3)将步骤(2)所得莲子壳炭粉加入由质量比为1:2的碳酸钾和氢氧化钾混合而成的混合溶液中，80转/分、90℃下搅拌4小时，出料后过滤，将得到的滤液加热至60℃，加入稀盐酸，开启搅拌，直至体系的ph值为6时停止搅拌，陈化10小时，离心分离后烘干，煅烧后得到莲子壳基二氧化硅；
(4)将步骤(3)所得莲子壳基二氧化硅加入硝酸溶液中，70℃下回流5小时，过滤后用蒸馏水洗涤至中性，烘干后加入DMF、氯化亚砜中，70℃下回流5小时，然后升温至95℃，加入PEG、DMF、三乙胺，通氮气、95℃下回流反应10小时，将得到的产物减压过滤后用蒸馏水反复洗涤，80℃下真空干燥至恒重，得到改性莲子壳基二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的一种用于装饰板的PVC组合物，其特征在于：所述增塑剂为马来酸二丁酯。
3.根据权利要求1所述的一种用于装饰板的PVC组合物，其特征在于：所述稳定剂为钡锌复合稳定剂。
4.根据权利要求1所述的一种用于装饰板的PVC组合物，其特征在于：所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡。
5.根据权利要求1所述的一种用于装饰板的PVC组合物，其特征在于：所述抗静电剂为导电炭黑。
6.根据权利要求1所述的一种用于装饰板的PVC组合物，其特征在于：所述阻燃剂为硼酸锌。
7.根据权利要求1所述的一种用于装饰板的PVC组合物，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂BHT。
8.根据权利要求1所述的一种用于装饰板的PVC组合物，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
9.根据权利要求1所述的一种用于装饰板的PVC组合物，其特征在于：所述助发泡剂为氧化锌。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种用于装饰板的PVC组合物的制造方法，其特征在于：
将各组份按重量份称重，开启高混机，将PVC、增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、抗氧剂、PTFE加入高混机，搅拌至物料温度为95℃后加入助发泡剂、改性莲子壳基二氧化硅，继续搅拌至物料温度为115℃后加入发泡剂，继续搅拌至物料温度为130℃后冷却至40℃，转入挤出机挤出，将得到的挤出料通过发泡模具发泡，得到用于装饰板的PVC组合物。
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