CN106832679A - 一种高耐热pvc发泡型材及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高耐热PVC发泡型材及制备方法，以重量份数计，包括以下原料：PVC树脂粉为100份、超细活性轻质碳酸钙为10‐30份、PVC发泡调节剂为5‐9份、稀土钙锌稳定剂为3‐4.5份、硬脂酸为0.25‐0.45份、高效外润滑剂为0.3‐0.7份、AC发泡剂为0.25‐0.65份、白发泡剂为1‐1.5份、加工助剂为1‐2份、PIR为10‐40份、纳米二氧化硅气凝胶粉体10‐40份；PIR是一种新型的绝热材料，具有优异的线性膨胀系数和强度，抗老化性极强；纳米二氧化硅气凝胶粉体是一种超级隔热材料，具有极高的孔隙率和极低的导热率，本发明制备的发泡型材可以在120℃下使用，不容易出现变形、开裂问题。

Description

一种高耐热PVC发泡型材及制备方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种高耐热PVC发泡型材及制备方法。
背景技术
PVC发泡板又称为雪弗板和安迪板，其化学成分是聚氯乙烯。PVC发泡板是一种绿色环保的新型材料，具有质轻、难燃、耐酸碱、防潮、防水、保温、隔音、减震等特性，表面可印刷、覆膜或制成多种色彩，广泛应用于船舶、列车制造、家具制作、装饰装修、广告业的丝印、制作等，PVC发泡板相对于传统木材来说，具有木材的各项加工性能且优于木材，近年来，我国低发泡挤出制品生产颇有进展，但规模、产品品种及质量方面均与我国化工建材市场的发展态势不相适应，挤出发泡工艺的有关配方、工艺条件、设备结构参数及它们与发泡制品的密度和性能的关系也有待于进一步研究和优化，目前使用的PVC发泡板主要存在不耐高温的问题，高温下容易变形、开裂、发生脆性断裂，影响其应用，因此需要开发一种高耐热PVC发泡板来拓展其市场。
发明内容
本发明针对上述问题提出一种高耐热PVC发泡型材及制备方法，可以在120℃下使用，不容易出现变形、开裂、脆性断裂等问题。
具体的技术方案如下：一种高耐热PVC发泡型材，以重量份数计，包括以下原料：PVC树脂粉为100份、超细活性轻质碳酸钙为10‐30份、PVC发泡调节剂为5‐9份、稀土钙锌稳定剂为3‐4.5份、硬脂酸为0.25‐0.45份、高效外润滑剂为0.3‐0.7份、AC发泡剂为0.25‐0.65份、白发泡剂为1‐1.5份、加工助剂为1‐2份、PIR为10‐40份、纳米二氧化硅气凝胶粉体10‐40份。
所述白发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵，碳酸氢钠、碳酸氢铵的重量比为1:1。
所述加工助剂为丙烯酸酯类共聚物。
一种高耐热PVC发泡型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)称量：按照上述重量份称取各原料；
(2)粉碎：将已称量好的PVC树脂粉、超细活性轻质碳酸钙、PVC发泡调节剂、稀土钙锌稳定剂、AC发泡剂、白发泡剂一起加入到超微粉碎机中粉碎至均匀细小颗粒，粉碎后过滤，得到混合物A；将高效外润滑剂、硬脂酸、PIR、加工助剂、纳米二氧化硅气凝胶粉体一起加入到超微粉碎机中粉碎至均匀细小颗粒，粉碎后过滤，得到混合物B；
(3)热混合：将混合物A加入到高速热混合搅拌机中，搅拌混合，温度为90‐110℃，搅拌速度为30‐40r/min，搅拌1‐2h，静置冷却；将混合物B加入到高速热混合搅拌机中，搅拌混合，温度为140‐180℃，搅拌速度为30‐40r/min，搅拌时间为30‐60min，静置冷却；
(4)冷混合：将热混后的混合物A、混合物B加入到高速冷混合搅拌机中，冷混温度为45℃，搅拌速度为70‐80r/min，搅拌时间为1‐2h，得到混合物C；
(5)挤出定型：将板材挤出机进行预热，达到预热温度后，将混合物C加入到板材挤出机的料斗中，板材挤出机的螺杆将混合物C推送至板材挤出组合模具中；经模具挤出后通过定型平台冷却定型；
(6)裁剪成型：定型后通过压辊牵引机压辊牵引，板面稳定后，型材端面成型良好，符合定制尺寸后，单一刀具裁断成高耐热PVC发泡型材，下架检验，包装成型。
所述步骤(2)中过滤网的目数为50‐200目。
所述步骤(5)中预热温度为180‐200℃，预热时间为10‐15min。
本发明中PIR为聚异三聚氰酸酯，是一种新型的绝热材料，可以用于从‐200℃至120℃的保冷和绝热，PIR导热系数极低，同时具有优异的线性膨胀系数和强度，抗老化性极强；纳米二氧化硅气凝胶粉体是一种超级隔热材料，具有极高的孔隙率和极低的导热率，本发明制备的高耐热PVC发泡型材可以在120℃下使用，不容易出现变形、开裂、脆性断裂等问题。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
实施例1
一种高耐热PVC发泡型材及制备方法，包括以下步骤：
(1)称量：以重量份数计，称取各原料：PVC树脂粉为100份、超细活性轻质碳酸钙为10份、PVC发泡调节剂为5份、稀土钙锌稳定剂为3份、硬脂酸为0.45份、高效外润滑剂为0.7份、AC发泡剂为0.65份、碳酸氢钠0.5份、碳酸氢铵0.5份、丙烯酸酯类共聚物为1份、PIR为40份、纳米二氧化硅气凝胶粉体40份。
(2)粉碎：将已称量好的PVC树脂粉、超细活性轻质碳酸钙、PVC发泡调节剂、稀土钙锌稳定剂、AC发泡剂、碳酸氢钠、碳酸氢铵一起加入到超微粉碎机中粉碎至均匀细小颗粒，粉碎后过滤，过滤网50目，得到混合物A；将高效外润滑剂、硬脂酸、PIR、丙烯酸酯类共聚物、纳米二氧化硅气凝胶粉体一起加入到超微粉碎机中粉碎至均匀细小颗粒，粉碎后过滤，过滤网50目，得到混合物B；
(3)热混合：将混合物A加入到高速热混合搅拌机中，搅拌混合，温度为110℃，搅拌速度为40r/min，搅拌2h，静置冷却；将混合物B加入到高速热混合搅拌机中，搅拌混合，温度为180℃，搅拌速度为40r/min，搅拌时间为60min，静置冷却；
(4)冷混合：将热混后的混合物A、混合物B加入到高速冷混合搅拌机中，冷混温度为45℃，搅拌速度为80r/min，搅拌时间为2h，得到混合物C；
(5)挤出定型：将板材挤出机进行预热，预热温度为200℃，预热时间为15min，达到预热温度后，将混合物C加入到板材挤出机的料斗中，板材挤出机的螺杆将混合物C推送至板材挤出组合模具中；经模具挤出后通过定型平台冷却定型；
(6)裁剪成型：定型后通过压辊牵引机压辊牵引，板面稳定后，型材端面成型良好，符合定制尺寸后，单一刀具裁断成高耐热PVC发泡型材，下架检验，包装成型。
实施例2
一种高耐热PVC发泡型材及制备方法，包括以下步骤：
(1)称量：以重量份数计，称取各原料：PVC树脂粉为100份、超细活性轻质碳酸钙为30份、PVC发泡调节剂为5份、稀土钙锌稳定剂为3份、硬脂酸为0.45份、高效外润滑剂为0.7份、AC发泡剂为0.65份、碳酸氢钠0.5份、碳酸氢铵0.5份、丙烯酸酯类共聚物为1份、PIR为30份、纳米二氧化硅气凝胶粉体30份。
(2)粉碎：将已称量好的PVC树脂粉、超细活性轻质碳酸钙、PVC发泡调节剂、稀土钙锌稳定剂、AC发泡剂、碳酸氢钠、碳酸氢铵一起加入到超微粉碎机中粉碎至均匀细小颗粒，粉碎后过滤，过滤网100目，得到混合物A；将高效外润滑剂、硬脂酸、PIR、丙烯酸酯类共聚物、纳米二氧化硅气凝胶粉体一起加入到超微粉碎机中粉碎至均匀细小颗粒，粉碎后过滤，过滤网100目，得到混合物B；
(3)热混合：将混合物A加入到高速热混合搅拌机中，搅拌混合，温度为110℃，搅拌速度为40r/min，搅拌2h，静置冷却；将混合物B加入到高速热混合搅拌机中，搅拌混合，温度为180℃，搅拌速度为40r/min，搅拌时间为60min，静置冷却；
(4)冷混合：将热混后的混合物A、混合物B加入到高速冷混合搅拌机中，冷混温度为45℃，搅拌速度为80r/min，搅拌时间为2h，得到混合物C；
(5)挤出定型：将板材挤出机进行预热，预热温度为200℃，预热时间为15min，达到预热温度后，将混合物C加入到板材挤出机的料斗中，板材挤出机的螺杆将混合物C推送至板材挤出组合模具中；经模具挤出后通过定型平台冷却定型；
(6)裁剪成型：定型后通过压辊牵引机压辊牵引，板面稳定后，型材端面成型良好，符合定制尺寸后，单一刀具裁断成高耐热PVC发泡型材，下架检验，包装成型。
实施例3
一种高耐热PVC发泡型材及制备方法，包括以下步骤：
(1)称量：以重量份数计，称取各原料：PVC树脂粉为100份、超细活性轻质碳酸钙为30份、PVC发泡调节剂为5份、稀土钙锌稳定剂为3份、硬脂酸为0.45份、高效外润滑剂为0.7份、AC发泡剂为0.65份、碳酸氢钠0.5份、碳酸氢铵0.5份、丙烯酸酯类共聚物为1份、PIR为30份、纳米二氧化硅气凝胶粉体30份。
(2)粉碎：将已称量好的PVC树脂粉、超细活性轻质碳酸钙、PVC发泡调节剂、稀土钙锌稳定剂、AC发泡剂、碳酸氢钠、碳酸氢铵一起加入到超微粉碎机中粉碎至均匀细小颗粒，粉碎后过滤，过滤网100目，得到混合物A；将高效外润滑剂、硬脂酸、PIR、丙烯酸酯类共聚物、纳米二氧化硅气凝胶粉体一起加入到超微粉碎机中粉碎至均匀细小颗粒，粉碎后过滤，过滤网100目，得到混合物B；
(3)热混合：将混合物A加入到高速热混合搅拌机中，搅拌混合，温度为110℃，搅拌速度为40r/min，搅拌2h，静置冷却；将混合物B加入到高速热混合搅拌机中，搅拌混合，温度为180℃，搅拌速度为40r/min，搅拌时间为60min，静置冷却；
(4)冷混合：将热混后的混合物A、混合物B加入到高速冷混合搅拌机中，冷混温度为45℃，搅拌速度为80r/min，搅拌时间为2h，得到混合物C；
(5)挤出定型：将板材挤出机进行预热，预热温度为200℃，预热时间为15min，达到预热温度后，将混合物C加入到板材挤出机的料斗中，板材挤出机的螺杆将混合物C推送至板材挤出组合模具中；经模具挤出后通过定型平台冷却定型；
(6)裁剪成型：定型后通过压辊牵引机压辊牵引，板面稳定后，型材端面成型良好，符合定制尺寸后，单一刀具裁断成高耐热PVC发泡型材，下架检验，包装成型。
所述纳米二氧化硅气凝胶粉体的制备方法如下：以重量份数计，将六甲基二硅氮烷5份、乙醇8份、甲酰胺3份配置成预处理溶液，加入到反应罐中，常温搅拌均匀，搅拌时间为10‐20min，搅拌均匀后将纳米二氧化硅气凝胶粉体20份加入到反应罐中，搅拌温度为50‐90℃，搅拌时间为30‐60min，得到反应液A，将反应液A加入到离心机中离心，转速为2000‐5000r/min，离心时间为3‐5min，离心后将上清弃去，留下沉淀物A，在沉淀物A中加入去离子水，搅拌均匀后放入离心机中，离心机转速为2000‐5000r/min，离心时间为3‐5min，离心后将上清弃去，留下沉淀物B，在沉淀物B中加入无水乙醇，搅拌均匀后放入离心机中，离心机转速为2000‐5000r/min，离心时间为3‐5min，离心后将上清弃去，留下沉淀物C，放入干燥箱中，干燥温度50‐70℃，干燥时间2‐8h，烘干后将沉淀物A放入超微粉碎机中进行粉碎，粉碎后得到纳米二氧化硅气凝胶粉体。
上述制备的纳米二氧化硅气凝胶粉体具有优异的性能，粉粒均匀，隔热性能好，热导率仅为0.020‐0.026W/mK。
对上述实施例制备得到的高耐热PVC发泡型材进行高温力学性能测试，结果见下表：
表1实施例1‐3制得的高耐热PVC发泡型材的高温力学性能测试结果
表1中高耐热PVC发泡型材的高温力学性能测试采用高温力学性能测试仪进行检测，检测温度为120℃，实施例3中拉伸强度达到15Mpa，弯曲弹性模量达到1590Mpa，邵氏硬度为45D，冲击强度为18kj/m2，在高温下仍有优异的力学性能测试结果，本发明可以在高温环境中使用，不容易出现变形、开裂、脆性断裂等问题，具有较好的商业价值。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种高耐热PVC发泡型材，其特征在于，以重量份数计，包括以下原料：PVC树脂粉为100份、超细活性轻质碳酸钙为10‐30份、PVC发泡调节剂为5‐9份、稀土钙锌稳定剂为3‐4.5份、硬脂酸为0.25‐0.45份、高效外润滑剂为0.3‐0.7份、AC发泡剂为0.25‐0.65份、白发泡剂为1‐1.5份、加工助剂为1‐2份、PIR为10‐40份、纳米二氧化硅气凝胶粉体10‐40份。
2.如权利要求1所述的一种高耐热PVC发泡型材，其特征在于，所述白发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵，碳酸氢钠、碳酸氢铵的重量比为1:1。
3.如权利要求1所述的一种高耐热PVC发泡型材，其特征在于，所述加工助剂为丙烯酸酯类共聚物。
4.一种高耐热PVC发泡型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称量：按照上述重量份称取各原料；
(2)粉碎：将已称量好的PVC树脂粉、超细活性轻质碳酸钙、PVC发泡调节剂、稀土钙锌稳定剂、AC发泡剂、白发泡剂一起加入到超微粉碎机中粉碎至均匀细小颗粒，粉碎后过滤，得到混合物A；将高效外润滑剂、硬脂酸、PIR、加工助剂、纳米二氧化硅气凝胶粉体一起加入到超微粉碎机中粉碎至均匀细小颗粒，粉碎后过滤，得到混合物B；
(3)热混合：将混合物A加入到高速热混合搅拌机中，搅拌混合，温度为90‐110℃，搅拌速度为30‐40r/min，搅拌1‐2h，静置冷却；将混合物B加入到高速热混合搅拌机中，搅拌混合，温度为140‐180℃，搅拌速度为30‐40r/min，搅拌时间为30‐60min，静置冷却；
(4)冷混合：将热混后的混合物A、混合物B加入到高速冷混合搅拌机中，冷混温度为45℃，搅拌速度为70‐80r/min，搅拌时间为1‐2h，得到混合物C；
(5)挤出定型：将板材挤出机进行预热，达到预热温度后，将混合物C加入到板材挤出机的料斗中，板材挤出机的螺杆将混合物C推送至板材挤出组合模具中；经模具挤出后通过定型平台冷却定型；
(6)裁剪成型：定型后通过压辊牵引机压辊牵引，板面稳定后，型材端面成型良好，符合定制尺寸后，单一刀具裁断成高耐热PVC发泡型材，下架检验，包装成型。
5.如权利要求4所述的一种高耐热PVC发泡型材的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中过滤网的目数为50‐200目。
6.如权利要求4所述的一种高耐热PVC发泡型材的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中预热温度为180‐200℃，预热时间为10‐15min。
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