CN106221074A - 一种木塑建筑模板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种木塑建筑模板及其生产方法，利用回收料，设计配方，根据配方原料性质优化生产工艺，与现有技术相比，本发明通过控制原料的配方和用量配比，制备得到的木塑建筑模板具有高静曲强度、高弯曲弹性模量、高握螺钉力，阻燃，耐水性好，耐酸、耐碱、防腐蚀，可重复回收利用，节能环保。

Description

一种木塑建筑模板及其生产方法
技术领域
本发明属于建筑模板领域，具体涉及一种木塑建筑模板及其生产方法。
背景技术
建筑模板是在混凝土浇筑成形后起支撑定型作用的。建筑模板按照材料性质一般分为木模板、塑料模板、钢模板、竹胶板等。
木塑建筑模板是继木模板、钢模板、竹胶板后的又一代新产品，是一种以塑代木、以塑代钢、节约能源的新型环保建筑材料，具有可回收、耐腐蚀性、脱模性好、多次使用等优点，产品采用结皮发泡工艺，表面平整度高，混凝土浇注后可达到清水墙要求，墙面无需二次抹灰处理。
近年来，我国每年进行大规模的基础设施建设，模板是工程必不可少的材料。据有关资料显示，目前我国的建筑市场每年建筑模板的需求量达数亿平方米，在现浇混凝土结构工程中，模板工程一般占整个工程造价的三分之一，模板技术直接影响工程建设的质量、造价和效益。市场上建筑模板主要有三类，分别是木(竹)模板、塑料模板和钢模板，其中，木(竹)模板使用量为92.1％，钢模板用量为5.8％，塑料模板用量为2.1％。
木质模板：应用最早，由于要耗用大量木材，且拆卸模板容易劈裂，损耗率较高，一般周转次数在4-6次，对于森林资源并不丰富的我国更应寻求替代产品。根据有关数据统计，以贵州省为例，2015年上半年就消耗了103万立方的木材，需要砍伐直径30cm、高4米的大树367万棵。
钢质模板:该模板是木质模板的替代品，产品已规范化并形成了系列。它的优点是能节约大量木材，并可多次重复使用，周转使用率可达40次，但它也有诸多不如人意之处：①造价高，平均价格在280元/平方米，远高出木塑模板80元/平方米的价格；②笨重，施工中吊装不便，拆卸困难；③受重量限制，单块模板面积不大，使用中拼接块数较多，费时、费力；④钢模板与水泥有一定的亲合力，拆卸模板时易对立柱或横梁等水泥制品表面产生剥伤，影响质量；⑤钢模板容易锈蚀。
木塑建筑模板：该模板产品在美国、德国、日本等发达国家和地区得到大力推广发展迅猛，用这种木塑建筑模板建造的房屋既环保又节能。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木塑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。
随着国家对环保要求越来越严，部分省市已经开始限制低质木模板及原木模板的使用，如贵州省住建厅2014年12月4日《技术通告》(黔建科通[2014]550号文)要求，“对使用和超范围使用所列落后技术和产品的工程建设项目，不予办理相关验收手续，责令改正并按有关法规予以处罚”，北京市《北京市推广、限制和禁止使用建筑材料目录》(京建发〔2010〕326号)、河北省《建设工程材料设备推广、限制使用和淘汰产品目录》(冀建材〔2010〕631号)、重庆市《建设领域禁止、限制使用落后技术通告(第七号)》、浙江省住房和城乡建设厅《浙江省建设领域禁止和限制使用技术公告》([2014]284号文)都明令禁止使用竹、木胶合模板。
木塑复合材料市场前景非常看好，在各领域的市场应用份额越来越大，复合材料产品有着国际化发展趋势，未来几年将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。根据中央电视台木塑行业调查，使用一吨木塑材料，可以相当于减排1.82吨二氧化碳，减少1立方米的森林砍伐，节约80桶石油，节约11吨标准煤，因此新一代木塑建筑模板是未来建筑材料行业的发展方向。
同时农作物秸秆成为农村面源污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。据有关统计，我国作为农业大国，每年可生成7亿多吨秸秆，成为“用处不大”但必须处理掉的“废弃物”。在此情况下，完全由农民来处理，就出现了大量焚烧的现象。秸秆焚烧造成雾霾天气，并产生大量有毒有害物质，对人与其他生物健康形成威胁。而木塑建筑模板大量使用秸秆粉作为主要原料，将秸秆“变废为宝”，减少焚烧秸秆的行为，使生态环境向良性发展。
目前，现有的木塑建筑模板存在产品易变形翘曲、握螺钉力小、发脆崩角等问题；而且，生产稳定性差，泡孔分布不均匀。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种木塑建筑模板，设计木塑建筑模板的配方，使的产品泡孔分布均匀，稳定性好。
本发明还提供了一种木塑建筑模板的生产方法，通过设计优化技术方案，使产品生产稳定性好。
本发明提供的一种木塑建筑模板，包括以下重量份的原料：
所述PVC还可以为PP、PE、PC或PA。
所述的PVC为SG-5聚合度为1000或SG-7聚合度为800；
所述的回收料为PVC塑料型材一次回收经破碎磨粉处理后的清洁料，或木塑建筑模板使用后的回收料。
所述的木粉为白杨粉或松木粉或秸秆粉。
所述的木塑偶联剂为硅烷型；型号为：KH560固化型。
所述的填充剂为轻质活性碳酸钙。
所述的ACR加工助剂为丙烯酸酯类共聚物。
所述的稳定剂为复合铅盐稳定剂或环保钙锌稳定剂。
所述的抗冲改性剂为氯化聚氯乙烯。
所述的内润滑剂为含有脂肪醇的二羧酸酯、单甘酯的一种或其复合物。
所述的外润滑剂为高熔点聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡的一种或其复合物。
所述的润滑调节剂为高密度氧化聚乙烯蜡。
所述的发泡调节剂为丙烯酸酯类共聚物。
所述的白发泡剂为碳酸氢钠。
所述的黄发泡剂为偶氮二甲酰胺。
所述的光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
本发明配方中原料的作用如下：
木粉：在本发明中主要起到改性作用，提高最终产品的握螺钉力。
木塑偶联剂：硅烷型，白色粉末，在本发明中主要起到改善木粉和PVC树脂的粘合性能，大大提高复合后产品强度的作用。
ACR加工助剂：丙烯酸类聚合物，外观为白色粉末，在本发明中起促进PVC塑化，增强PVC熔体的强度、伸长度和弹性度，改善PVC抗冲击性能及加工性能。
稳定剂：复合铅盐或钙锌稳定剂，在本发明中主要起到防止PVC受热快速分解的作用。
抗冲改性剂：氯化聚乙烯，在本发明中主要起到抗冲改性作用，提升产品抗冲击性能。
填充剂：轻质活性碳酸钙，提高产品尺寸稳定性。
所述的内润滑剂含有脂肪醇的二羧酸酯，外观为白色，无异味，自由流动的固体细珠。与其它各种滑剂有良好的相溶性并能促进熔体均匀塑化,改善冲击强度和焊接强度，在本发明中起内润滑作用。
所述的内润滑剂单甘酯，是一种油溶性非离子表面活性剂，HLB值3.6-4.0，在PVC制品生产过程中能促进熔体均匀塑化，改善冲击强度和焊接强度，并能增强制品的表面光泽度，在本发明中起内润滑作用。
所述的外润滑剂高熔点聚乙烯蜡，外观为白色粉状物质，是的一种PVC加工用高效外润滑剂，有效增强PVC熔体与金属壁的润滑性，改善塑料加工的流通性及脱模性，提升制品表面光泽，在本发明中起外滑作用。
所述的外润滑剂氧化聚乙烯蜡，外观为白色或淡黄色固体粉末，能有效增加PVC熔体的流通性能，调高挤出效率，赋予制品良好的光泽度，在本发明中起外滑为主兼具部分内滑作用。
润滑调节剂：本发明中高密度氧化聚乙烯蜡：具有挤出速率提高，保持制品表面高光泽。不含金属离子，防止析出。延迟摩擦热的积聚，提高在高温下的热稳定性等特性，用于挤出,注塑,延压及吸塑,吹塑等行业。对PVC的内\外润滑作用比较平衡,在硬质透明,不透明的PVC配方中添加氧化聚乙烯蜡其润滑性优于其他润滑剂。在本发明中起外滑为主兼具部分内滑调节作用。
发泡调节剂：一是为了促进PVC的塑化；二是为了提高PVC发泡物料的熔体强度，防止气泡的合并，以得到均匀发泡的制品；三是为了保证熔体具有良好的流动性，以得到外观良好的制品。
偶氮二甲酰胺发泡剂(AC发泡剂)属于放热型发泡剂，其分解温度高(180-240℃)，远远超出PVC的加工温度，使用时需降低分解温度；其发泡率高，分解速度快，放热量大，但发泡时间短。因此，当AC发泡剂用量过多时，发气量过大，会使气泡内压力增长过快，泡孔尺寸过大，破坏泡孔结构，使泡孔大小分布不均，甚至形成开孔结构，会在局部产生较大的气泡和空穴。建筑模板截面出现串泡现象。
碳酸氢钠属于吸热型发泡剂，虽发泡率较低，但发泡时间长，与AC发泡剂配合使用可起到互补和平衡的作用。AC发泡剂提高了碳酸氢钠的发气能力，而碳酸氢钠又使AC发泡剂冷却，稳定其分解过程，均衡地释放气体，可抑制尺寸较厚的AC结皮发泡板材内部过热降解，减少残留物析出，有增白作用。
使用AC发泡剂和碳酸氢钠复配复合平衡型发泡剂，分解速率快，可快速达到最大发气量，放气缓慢，无突发性，同时分解温度在PVC加工温度范围内，有利于消除串泡，保证发泡性能的稳定。
本发明提供的一种木塑建筑模板的生产方法，包括以下步骤：
(1)按配方，将原料投入到热混合机中进行混合，排潮去除水分后，排入冷混合机中，去除异物后，进入储存罐，并均化，得到混合料；
(2)混合料进入挤出机，挤出冷却后，经过牵引、切割后包装成品入库。
步骤(1)中所述热混合机中进行混合具体为：热混400-500秒，混料温度达到110-120℃。
步骤(1)所述冷混和机中混合为：冷混300-400秒至40-45℃。
步骤(2)所述挤出机采用的是90平行双螺杆挤出机，参数控制为：螺杆温度120-150℃；筒区1温度175-185℃；筒区2温度175-185℃；筒区3温度175-185℃；筒区4温度170-185℃；筒区5温度170-185℃；筒区6温度170-185℃；连接体温度155-175℃；模区温度175-190℃；螺杆速度16-20rpm；进料速度40-55rpm；牵引速度0.5-0.8m/min；负荷45-65％。
与现有技术相比，本发明通过控制原料的配方和用量配比，制备得到的木塑建筑模板具有高静曲强度、高弯曲弹性模量、高握螺钉力，阻燃，耐水性好，耐酸、耐碱、防腐蚀，可重复回收利用，节能环保。另外，本发明采用助剂均环保安全，无毒无害，其生产加工过程中也不会产生副作用，故对人体和环境均不构成任何危害。采用木质纤维素处理后具有优良的柔韧性及分散性，与PVC混合后加工形成三维网状结构，增强了产品的支撑力和耐久力，能提高产品的稳定性、强度、密实度、均匀度和握螺钉力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
本发明所述的PVC由天津大沽化工股份有限公司生产。
本发明所述的回用料(PVC型材生产过程废料经破碎和磨粉处理)，由芜湖海螺型材科技股份有限公司生产。
本发明所述的木粉为白杨木粉，由宿州辉腾再生资源利用有限公司生产。
本发明所述的木塑偶联剂为硅烷型(KH560固化型)，由福州元科新型精细材料有限公司生产。
本发明所述的ACR加工助剂由山东东临新材料股份有限公司生产，型号为DLP-01。
本发明所述的稳定剂(CPS-208T或CZPS-02)由芜湖海螺新材料有限公司生产。
本发明所述的抗冲改性剂(CPE)由潍坊亚星化学股份有限公司生产。
本发明所述的填充剂为轻质活性碳酸钙，由池州升华钙业有限公司生产或同类型助剂厂家生产。(轻质的、经硬脂酸活性处理的碳酸钙)
本发明所述的内润滑剂型号分别为G60和GMS，分别由香港科宁有酯化工有限公司和杭州金诚助剂有限公司生产。
本发明所述的外润滑剂型号分别为G22和BN208，分别由香港科宁有酯化工有限公司和青岛邦尼公司。
本发明所述的高密度氧化聚乙烯蜡型号为AC316A，由霍尼韦尔(中国)有限公司生产。
本发明所述的发泡调节剂型号为K718，由威海金合思化工有限公司生产。
本发明所述的碳酸氢钠，由青岛碱业股份有限公司生产。
本发明所述的偶氮二甲酰胺型号为AC175，由上海光裕化工有限公司生产。
本实施例中的“份”指的是“重量份”。
实施例1
一种PVC木塑建筑模板，其配方如下表1。
一种PVC木塑建筑模板的生产方法，包括以下步骤：
1、通过自动配料系统将所需的物料按一定配方比例自动计量后投入到热混合机中进行混合，热混过程中经热混排潮充分去除混合料中的水分，物料在热混合机中混合400-500秒，到工艺温度110℃后排入到冷混合机中，冷混300-400秒，至45℃经罗茨风机和震动筛去除异物后进入储存罐，并均化24小时。
2、粉末状混合料从挤出线上的料斗进入挤出机后,随着不断地前移及挤出过程中所发生的温度变化,物料慢慢从固态转化为黏流态,熔体经模具挤出后,进入水箱进一步冷却,经过牵引、切割后包装成品入库；挤出机的参数控制如下表2。
实施例2
一种PVC木塑建筑模板，其配方如下表1。
一种PVC木塑建筑模板的生产方法，步骤同实施例1，挤出机的参数控制如下表2。
表1：
表2：
将实施例1、2制备的PVC木塑建筑模板性能进行检测，结果如下
表3：相关性能及技术指标测试结果
由表3可以看出，使用实施例1和2配方生产的性能建筑模板均满足国家标准GBT29500-2013建筑模板用木塑复合板。
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 (10)

1.一种木塑建筑模板，其特征在于，所述木塑建筑模板包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的木塑建筑模板，其特征在于，所述的PVC为SG-5聚合度为1000或SG-7聚合度为800；所述PVC还可以为PP、PE、PC或PA；所述的回收料为PVC塑料型材一次回收经破碎磨粉处理后的清洁料，或木塑建筑模板使用后的回收料。
3.根据权利要求1或2所述的木塑建筑模板，其特征在于，所述的木粉为白杨粉或松木粉或秸秆粉。
4.根据权利要求1或2所述的木塑建筑模板，其特征在于，所述的木塑偶联剂为硅烷型；所述的内润滑剂为含有脂肪醇的二羧酸酯、单甘酯的一种或其复合物；所述的外润滑剂为高熔点聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡的一种或其复合物。
5.根据权利要求1或2所述的木塑建筑模板，其特征在于，所述的润滑调节剂为高密度氧化聚乙烯蜡；所述的发泡调节剂为丙烯酸酯类共聚物。
6.根据权利要求1或2所述的木塑建筑模板，其特征在于，所述的白发泡剂为碳酸氢钠；所述的黄发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述的光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
7.一种权利要求1-6任一项所述的木塑建筑模板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：
(1)按配方，将原料投入到热混合机中进行混合，排潮去除水分后，排入冷混合机中，去除异物后，进入储存罐，并均化，得到混合料；
(2)混合料进入挤出机，挤出冷却后，经过牵引、切割后包装成品入库。
8.根据权利要求7所述的木塑建筑模板的生产方法，其特征在于，步骤(1)中所述热混合机中进行混合具体为：热混400-500秒，混料温度达到110-120℃。
9.根据权利要求7或8所述的木塑建筑模板的生产方法，其特征在于，步骤(1)所述冷混和机中混合为：冷混300-400秒至40-45℃。
10.根据权利要求7-9任一项所述的木塑建筑模板的生产方法，其特征在于，步骤(2)所述挤出机采用的是90平行双螺杆挤出机，参数控制为：螺杆温度145-150℃；筒区1温度175-180℃；筒区2温度175-180℃；筒区3温度175-180℃；筒区4温度170-180℃；筒区5温度170-180℃；筒区6温度175-180℃；连接体温度155-165℃；模区温度185-190℃；螺杆速度17-18rpm；进料速度40-55rpm；牵引速度0.5-0.6m/min；负荷50-60％。
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