CN108948571B - 一种高强度木塑板组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及木塑板技术领域，具体涉及一种高强度木塑板组合物。本发明的高强度木塑板组合物按重量百分比包括：100份PVC、5‑10份聚酯增塑剂、100份碳酸钙、4.5‑6份钙锌稳定剂、0.8‑1.5份AC发泡剂、5‑6份发泡调节剂、0.7‑0.8份硬脂酸、0.5‑0.6份PE蜡、3‑5份氯化聚乙烯、2‑3份加工助剂、8份竹木纤维素、2‑5份硅树脂微粉、2‑10份交联剂、2‑4份过氧化二异丙苯、1份氧化镁。本发明的高强度木塑板强度高、耐热性好、加工方便、阻燃性好。

Description

一种高强度木塑板组合物
技术领域
本发明涉及木塑板领域，具体涉及一种高强度木塑板组合物。
背景技术
木塑板是一种主要由木材(木纤维素、植物纤维素)为基础材料与热塑性高分子材料(塑料)和加工助剂等，混合均匀后再经模具设备加热挤出成型而制成的高科技绿色环保新型装饰材料，兼有木材和塑料的性能与特征，是能替代木材和塑料的新型复合材料，具有以下特点：(1)防水、防潮，可以使用到传统木制品不能应用的环境中；(2)防虫、防白蚁；(3)多姿多彩，可供选择的颜色众多；(4)可塑性强，能非常简单的实现个性化造型，充分体现个性风格；(5)高环保性、无污染、无公害、可循环利用；(6)高防火性；(7)可加工性好，可订、可刨、可锯、可钻、表面可上漆；(8)安装简单，施工便捷，不需要繁杂的施工工艺，节省安装时间和费用；(9)不龟裂，不膨胀，不变形，无需维修与养护，便于清洁，节省后期维修和保养费用；(10)吸音效果好，节能性好，使室内节能高达30％以上。
但是木塑板也存在以下的不足：质地较为脆弱，韧性不够，不能抗撞击，在使用和运输过程中都存在安全隐患。
目前针对木塑板材质的改性主要是在一些提高功能性方面，比如添加电气石，产生远红外线，提高人体健康；添加樟木粉、艾草等提高防虫、防白蚁性能和芳香气味。
针对提高木塑板抗震抗撞击的公开报道主要集中在结构上改变。申请日2016年6月20日公开号CN105936171A的中国发明申请专利公开了一种阻燃抗震木塑板材，包括减震层、板芯、树脂层、阻燃层和耐磨漆层。
申请日2016年8月1日公开号CN106273920A的中国发明申请专利公开了一种强度高、耐磨的木塑板，包括基板、无纺布、木皮、花色纸和耐磨纸。
但是，这些方法并不能从根本上解决木塑板强度不高、韧性不足、抗撞击性不好的问题。
针对以上问题，本发明人经过大量的试验，找到一种可以解决上述问题的方法。该方法简单方便、无需额外的生产设备或复杂的工艺条件。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高强度木塑板组合物，采用对PVC树脂和氯化聚乙烯进行交联的方法，从根本上解决木塑板强度不高、韧性不好、抗撞击性能不好的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下方案：
一种高强度木塑板组合物，包括以下组份，100份PVC树脂、5-10份聚酯增塑剂、100份活性碳酸钙、4.5-6份钙锌稳定剂、0.8-1.5份AC发泡剂、5-6份发泡调节剂、0.7-0.8份硬脂酸、0.5-0.6份PE蜡、3-5份氯化聚乙烯、2-3份加工助剂、8份竹木纤维素、2-5份球形硅树脂微粉、2-10份交联剂、2-4份过氧化二异丙苯、1份氧化镁。
优选的，所述的组份包括100份PVC树脂、5-8份聚酯增塑剂、100份活性碳酸钙、5-5.5份钙锌稳定剂、1-1.2份AC发泡剂、5-6份发泡调节剂、0.7-0.8份硬脂酸、0.5-0.6份PE蜡、3-5份氯化聚乙烯、2-3份加工助剂、8份竹木纤维素、3-5份球形硅树脂微粉、3-8份交联剂、3-4份过氧化二异丙苯、1份氧化镁。
优选的，还包括UV吸收剂和抗氧剂。木塑板在户外使用时，户外直接接触到太阳光、风吹雨打等，添加UV吸收剂和抗氧剂可以提高木塑板在户外的稳定性，延长使用时间。UV吸收剂添加量0.2-0.5份，包括UV-531、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-770、UV-292等。抗氧剂添加量0.5-1份，包括双酚A、抗氧剂CA、抗氧剂264、抗氧剂2246、抗氧剂1076、抗氧剂1010等。
优选的，所述的PVC树脂的平均聚合度为650-750。
优选的，所述的发泡调节剂为丙烯酸酯类发泡调节剂。丙烯酸酯类发泡调节剂为高分子量的丙烯酸酯类高分子聚合物，可以(1)促进PVC的塑化；(2)提高PVC发泡物料的熔体强度，防止气泡合并，得到均匀发泡的制品；(3)保证熔体具有良好的流动性。
优选的，所述的加工助剂为甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯共聚物加工助剂。加工助剂可以选购自山东宏福集团的HF-401、HF-120或HF-124加工助剂。
优选的，所述的竹木纤维素纤维大小为50-150目。
优选的，所述的硅树脂微粉D50为0.5-5μm。球形硅树脂微粉在本发明的组合物中可以改善木塑板的综合性能：提高阻燃性、耐冲击性、滑动性、成形性、离型性，不但可以提高木塑板的阻燃性能、抗撞击性能等，而且也可以提高加工性。球形硅树脂微粉可以是甲基型、环氧基型、氨基型、甲基丙烯酰氧基等，包括道康宁公司的DC 4-7051、DC 4-7081、DC4-7105、DC 4-1-9641。
更优选的，所述的硅树脂微粉D50为1-3μm。
优选的，所述的交联剂包括但不限于二嗪均三硫醇、三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。交联剂、过氧化二异丙苯和氧化镁配合使用可以使PVC树脂和氯化聚乙烯在挤出成型时发生交联固化，提高木塑板的强度。但交联固化也会使木塑板的硬度变大，因此组合物中加入聚酯增塑剂，聚酯增塑剂为大分子量的环保增塑剂，可以降低木塑板的硬度，提高木塑板的柔韧性，而且不容易从木塑板中脱除。本发明采用交联固化和大分子量增塑剂一起使用，既能提高木塑板的强度，也能提高木塑板的韧性，提高抗冲击性。
和现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明的交联固化温度和挤出温度差不多，因此交联固化可以和挤出成型同步发生，交联固化也有利于挤出成型时木塑板形状的稳定，因为挤出成型时，木塑板还是处于高温状态，在PVC高分子链的玻璃化转变温度之上，木塑板较柔软，容易受到重力或外力作用变形，而PVC形成交联固化时，PVC高分子链的运动被限制，因此木塑板形状更为稳定；(2)本发明采用交联固化和大分子环保增塑剂，既可以提高木塑板的强度，也会提高木塑板的韧性，提高抗撞击性，而且木塑板在使用中大分子增塑剂不容易被脱除；(3)本发明中添加球形硅树脂微粉，不但可以提高木塑板的阻燃性和抗冲击强度，而且可以提高木塑板成型过程中的滑动性、成形性和离型性，有利于加工工艺的改善和提高加工良率。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，通过实施例对本发明进行进一步详细阐述，但并不限制本发明。
实施例
实施例1-5和对比例1-2的配方如表1所述。
表1实施例和对比例的配方/份数
Figure BDA0001682859110000031
分别将实施例1-5和对比例1-2中的组合物加入到搅拌机中，升温搅拌转速为1200rpm，温度升至120-130℃，继续搅拌12-15分钟，在165-180℃挤出，真空定型，牵引，切割，得到高强度木塑板1-5和木塑板1和木塑板2。
性能测试
抗弯强度和抗压强度：参照GB/T1041-2008《塑料压缩性能的测定》和GB/T9341-2008《塑料弯曲性能的测定》，采用扬州市江都区凯德试验机械有限公司生产的电子万能试验机测试木塑板的抗压和抗弯试验，抗压和抗弯各试验5个试件，测试结果取平均值。试验前保证所有试件表面没有可见裂纹、刮痕或其他可能影响测试结果的缺陷。具体结果如表2所示。
表2木塑板的抗弯强度和抗压强度对比
Figure BDA0001682859110000041
加工性能测试：挤出工艺采用双螺杆挤出机，模头温度为175-180℃；测试能够得到合格的木塑板的最大挤出速度来表征木塑板组合物的加工性。最大挤出速度越高，木塑板组合物的加工性越好。具体结果如表3所示。
表3木塑板的加工性能对比
Figure BDA0001682859110000042
从表2和表3的结果可知，在木塑板组合物中添加球形硅树脂微粉在加工时可以提高木塑板组合物的加工性能，在合适的添加范围内，球形硅树脂微粉添加越多，木塑板组合物加工性能越好，而且可以提高木塑板的抗弯强度和抗压强度；在木塑板组合物中加入交联成分使木塑板在挤出成型时发生交联可以进一步提高木塑板的抗弯强度和抗压强度。因此本发明结合木塑板组合物中聚合物的交联固化和添加球形硅树脂微粉的方法可以得到加工性能好，抗冲击强度高的木塑板组合物。
应当说明的是，以上公开实施例仅体现说明本发明的技术方案，而非用来限定本发明的保护范围，尽管参照较佳实施例对本发明做详细地说明，任何熟悉本技术领域者应当理解，在不脱离本发明的技术方案范围内进行修改或各种变化、等同替换，都应当属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高强度木塑板组合物，其特征在于：包括以下组份，100份PVC树脂、5-10份聚酯增塑剂、100份活性碳酸钙、4.5-6份钙锌稳定剂、0.8-1.5份AC发泡剂、5-6份发泡调节剂、0.7-0.8份硬脂酸、0.5-0.6份PE蜡、3-5份氯化聚乙烯、2-3份加工助剂、8份竹木纤维素、2-5份球形硅树脂微粉、2-10份交联剂、2-4份过氧化二异丙苯、1份氧化镁。
2.根据权利要求1所述的高强度木塑板组合物，其特征在于：所述的组份包括100份PVC树脂、5-8份聚酯增塑剂、100份活性碳酸钙、5-5.5份钙锌稳定剂、1-1.2份AC发泡剂、5-6份发泡调节剂、0.7-0.8份硬脂酸、0.5-0.6份PE蜡、3-5份氯化聚乙烯、2-3份加工助剂、8份竹木纤维素、3-5份球形硅树脂微粉、3-8份交联剂、3-4份过氧化二异丙苯、1份氧化镁。
3.根据权利要求1所述的高强度木塑板组合物，其特征在于：还包括UV吸收剂和抗氧剂。
4.根据权利要求1所述的高强度木塑板组合物，其特征在于：所述的PVC树脂的平均聚合度为650-750。
5.根据权利要求1所述的高强度木塑板组合物，其特征在于：所述的发泡调节剂为丙烯酸酯类发泡调节剂。
6.根据权利要求1所述的高强度木塑板组合物，其特征在于：所述的加工助剂为甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯共聚物加工助剂。
7.根据权利要求1所述的高强度木塑板组合物，其特征在于：所述的竹木纤维素纤维大小为50-150目。
8.根据权利要求1所述的高强度木塑板组合物，其特征在于：所述的硅树脂微粉D50为0.5-5μm。
9.根据权利要求8所述的高强度木塑板组合物，其特征在于：所述的硅树脂微粉D50为1-3μm。
10.根据权利要求1所述的高强度木塑板组合物，其特征在于：所述的交联剂包括但不限于二嗪均三硫醇、三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
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