CN109094170A - 一种阻燃、耐冲击pvc扣板的制备方法 - Google Patents

一种阻燃、耐冲击pvc扣板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法,涉及装饰板材技术领域。本发明扣板的制备方法为:PVC阻燃层的制备、PVC底料层的制备、PVC扣板的制备;以苯乙烯、2‑三氟甲基丙烯酸、环氧氯丙烷合成的改性丙烯酸树脂,结构稳定、阻燃性能强,以丙烯酸羟丙酯、马来酸‑丙烯酸共聚物为原料合成的改性剂能显著改善PVC树脂质硬而脆、抗冲击强度低的缺点,提高PVC树脂的阻燃性。本发明通过滚压直接形成复合层,减少了生产工序,提高了生产效率,PVC板更加结实,纹路和压花更加清晰、漂亮。

Description

一种阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法
技术领域:
本发明涉及装饰板材技术领域,具体涉及一种阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法。
背景技术:
PVC为无定形结构的白色粉末,支化度较小,相对密度1.4左右,玻璃化温度77~90℃,170℃左右开始分解,对光和热的稳定性差,在100℃以上或经长时间阳光曝晒,就会分解而产生氯化氢,并进一步自动催化分解,引起变色,物理机械性能也迅速下降,在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
PVC板具有很多优良特性,比如防潮、防霉、防水、耐磨等,在室内使用不容易老化和变形。PVC板可制成PVC扣板和PVC墙板,但PVC板的结构强度和阻燃性能并不显著,受到冲击时,自身容易开裂。并且现有PVC板的制作工艺大多为:原料的混合、密炼、开炼、面料及透明料的裁切、铺模、热压、淋膜、回火、静置等,生产工艺太过复杂,费时费力。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题在于提供一种阻燃性好、结构强度高、耐冲击PVC扣板的制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
一种阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法,包括以下步骤:
(1)PVC阻燃层的制备:将苯乙烯加入到无水乙醇中,加热至回流状态,保温搅拌10-15min,加入2-三氟甲基丙烯酸、环氧氯丙烷和引发剂,回流搅拌 2-3h,过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱,干燥至恒重,再放入混合机中,热混搅拌到110-120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到40℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC阻燃层;
(2)PVC底料层的制备:将PVC5型树脂、钙粉、钙锌稳定剂、硬脂酸、 PE蜡、硅微粉、增强纤维、钛酸酯偶联剂、改性剂放入混合机中,热混搅拌到120-130℃,接着放入冷混搅拌,冷却到45℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC底料层;
(3)PVC扣板的制备:将PVC阻燃层、PVC底料层置于头辊和二辊之间,通过滚压形成复合层,再将复合层置于二辊和三辊之间,进行进一步的热滚压,然后将复合层冷却定型、牵引切割即得到PVC扣板。
所述苯乙烯、2-三氟甲基丙烯酸、环氧氯丙烷、引发剂的质量比为20-25: 20-30:10-15:1-5。
所述引发剂为过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰。
所述PVC双螺杆挤出机一区温度为70-100℃、二区温度为90-150℃、三区温度为130-180℃,螺杆转速为450-500r/min。
所述PVC5型树脂、钙粉、钙锌稳定剂、硬脂酸、PE蜡、硅微粉、增强纤维、钛酸酯偶联剂、改性剂的质量比为100:200:5:1-6:1-2:5-10: 1-5:1-5:5-10。
所述头辊为复合光辊,二辊为版纹辊,通过滚压使PVC阻燃层表面形成仿真版纹。
所述二辊为版纹辊,三辊为底纹辊,复合层经热辊压后,使PVC阻燃层表面形成仿真版纹,PVC底料层底面形成底纹。
所述增强纤维选自碳纤维或玻璃纤维中的一种。
所述改性剂的制备方法如下:将水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10-20min,加入丙烯酸羟丙酯和钛酸四丙酯,回流搅拌 20-30min,然后加入马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌1-2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
所述水性炭、丙烯酸羟丙酯、钛酸四丙酯、马来酸-丙烯酸共聚物的质量比为10-15:15-20:1-5:20-25。
所述马来酸-丙烯酸共聚物的固体含量为55%-65%,分子量为1000-20000。
水性炭是一种纳米复合高分子材料,具有主动吸附性、易喷涂性和流动性,反应活性高,对其它材料有很好的分散性,常用作除甲醛的空气净化剂。本申请中水性炭可以吸附合成的改性剂,增强改性剂的改性效果,同时以水性炭的载体作用,使原料分散均匀,充分发挥各组分原料的作用效果。
本发明的有益效果是:
(1)苯乙烯、2-三氟甲基丙烯酸、环氧氯丙烷在引发剂的作用下,发生聚合反应,生成了改性丙烯酸树脂,由于引入了氟单体使得树脂的耐热性和耐冲击性得到显著提高,同时环氧氯丙烷能让丙烯酸树脂的线性结构交联成网状结构,提升了树脂的稳定性和阻燃性;
(2)丙烯酸羟丙酯、马来酸-丙烯酸共聚物为原料合成的改性剂,可以明显改善PVC树脂质硬而脆、抗冲击强度低的缺点,增强PVC树脂的阻燃性,同时改性剂的加入使得PVC树脂具有一定的抑菌效果;水性炭在改性剂中作用,一是可以提升改性剂的改性效果,二是对原料有很好的分散效果,能使各组分原料的功效得到充分发挥;
(3)本发明通过滚压直接形成复合层,减少了生产工序,提高了生产效率,PVC板更加结实,纹路和压花更加清晰、漂亮。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1
(1)PVC阻燃层的制备:将20g苯乙烯加入到无水乙醇中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入25g 2-三氟甲基丙烯酸、10g环氧氯丙烷和2g过氧化苯甲酰,回流搅拌2h,过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入 100-110℃烘干箱,干燥至恒重,再放入混合机中,热混搅拌到110-120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到40℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC 阻燃层;PVC双螺杆挤出机一区温度为70℃、二区温度为90℃、三区温度为 130℃,螺杆转速为450r/min;
(2)PVC底料层的制备:将100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3g PE蜡、8g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性剂放入混合机中,热混搅拌到120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到45℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC底料层;PVC双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450/min;
(3)PVC扣板的制备:将PVC阻燃层、PVC底料层置于头辊和二辊之间,通过滚压形成复合层,再将复合层置于二辊和三辊之间,进行进一步的热滚压,然后将复合层冷却定型、牵引切割即得到PVC扣板。
改性剂的制备:将12g水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入15g丙烯酸羟丙酯和2g钛酸四丙酯,回流搅拌20min,然后加入22g马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
实施例2
(1)PVC阻燃层的制备:将20g苯乙烯加入到无水乙醇中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入25g 2-三氟甲基丙烯酸、10g环氧氯丙烷和2g过氧化苯甲酰,回流搅拌2h,过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入 100-110℃烘干箱,干燥至恒重,再放入混合机中,热混搅拌到110-120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到40℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC 阻燃层;PVC双螺杆挤出机一区温度为70℃、二区温度为90℃、三区温度为 130℃,螺杆转速为450r/min;
(2)PVC底料层的制备:将100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3g PE蜡、8g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性剂放入混合机中,热混搅拌到120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到45℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC底料层;PVC双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450/min;
(3)PVC扣板的制备:将PVC阻燃层、PVC底料层置于头辊和二辊之间,通过滚压形成复合层,再将复合层置于二辊和三辊之间,进行进一步的热滚压,然后将复合层冷却定型、牵引切割即得到PVC扣板。
改性剂的制备:将12g水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入15g丙烯酸羟丙酯和2g钛酸四丙酯,回流搅拌20min,然后加入22g马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
对照例1
(1)PVC阻燃层的制备:将20g苯乙烯加入到无水乙醇中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入25g甲基丙烯酸、10g环氧氯丙烷和2g过氧化苯甲酰,回流搅拌2h,过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱,干燥至恒重,再放入混合机中,热混搅拌到110-120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到40℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC阻燃层; PVC双螺杆挤出机一区温度为70℃、二区温度为90℃、三区温度为130℃,螺杆转速为450r/min;
(2)PVC底料层的制备:将100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3g PE蜡、8g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性剂放入混合机中,热混搅拌到120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到45℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC底料层;PVC双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450/min;
(3)PVC扣板的制备:将PVC阻燃层、PVC底料层置于头辊和二辊之间,通过滚压形成复合层,再将复合层置于二辊和三辊之间,进行进一步的热滚压,然后将复合层冷却定型、牵引切割即得到PVC扣板。
改性剂的制备:将12g水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入15g丙烯酸羟丙酯和2g钛酸四丙酯,回流搅拌20min,然后加入22g马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
对照例2
(1)PVC阻燃层的制备:将20g苯乙烯加入到无水乙醇中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入25g 2-三氟甲基丙烯酸和2g过氧化苯甲酰,回流搅拌2h,过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱,干燥至恒重,再放入混合机中,热混搅拌到110-120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到40℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC阻燃层;PVC双螺杆挤出机一区温度为70℃、二区温度为90℃、三区温度为130℃,螺杆转速为450r/min;
(2)PVC底料层的制备:将100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3g PE蜡、8g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性剂放入混合机中,热混搅拌到120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到45℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC底料层;PVC双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450/min;
(3)PVC扣板的制备:将PVC阻燃层、PVC底料层置于头辊和二辊之间,通过滚压形成复合层,再将复合层置于二辊和三辊之间,进行进一步的热滚压,然后将复合层冷却定型、牵引切割即得到PVC扣板。
改性剂的制备:将12g水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入15g丙烯酸羟丙酯和2g钛酸四丙酯,回流搅拌20min,然后加入22g马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
对照例3
(1)PVC阻燃层的制备:将20g苯乙烯加入到无水乙醇中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入25g 2-三氟甲基丙烯酸、10g环氧氯丙烷和2g过氧化苯甲酰,回流搅拌2h,过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱,干燥至恒重,再放入混合机中,热混搅拌到110-120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到40℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC 阻燃层;PVC双螺杆挤出机一区温度为70℃、二区温度为90℃、三区温度为130℃,螺杆转速为450r/min;
(2)PVC底料层的制备:将100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3g PE蜡、8g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性剂放入混合机中,热混搅拌到120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到45℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC底料层;PVC双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450/min;
(3)PVC扣板的制备:将PVC阻燃层、PVC底料层置于头辊和二辊之间,通过滚压形成复合层,再将复合层置于二辊和三辊之间,进行进一步的热滚压,然后将复合层冷却定型、牵引切割即得到PVC扣板。
改性剂的制备:将12g水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入15g丙烯酸羟丙酯和2g钛酸四丙酯,回流搅拌20min,接着回流搅拌2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
对照例4
(1)PVC阻燃层的制备:将20g苯乙烯加入到无水乙醇中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入25g 2-三氟甲基丙烯酸、10g环氧氯丙烷和2g过氧化苯甲酰,回流搅拌2h,过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入 100-110℃烘干箱,干燥至恒重,再放入混合机中,热混搅拌到110-120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到40℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC 阻燃层;PVC双螺杆挤出机一区温度为70℃、二区温度为90℃、三区温度为 130℃,螺杆转速为450r/min;
(2)PVC底料层的制备:将100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3g PE蜡、8g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性剂放入混合机中,热混搅拌到120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到45℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC底料层;PVC双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450/min;
(3)PVC扣板的制备:将PVC阻燃层、PVC底料层置于头辊和二辊之间,通过滚压形成复合层,再将复合层置于二辊和三辊之间,进行进一步的热滚压,然后将复合层冷却定型、牵引切割即得到PVC扣板。
改性剂:MBS抗冲击改性剂。
实施例3
以实施例1为基础,设置以甲基丙烯酸为阻燃层原料的对照例1、不添加环氧氯丙烷的对照例2、不添加马来酸-丙烯酸共聚物的对照例3、采用MBS抗冲击改性剂为改性剂的对照例4。
利用实施例1-2、对照例1-4制成PVC扣板,并对PVC扣板进行性能测试,结果如表1所示。
表1PVC扣板的性能测试
测试方法:弯曲强度ASTM D790;冲击强度ISO 179-2000(E);氧指数是指在规定的实验条件下、在室温下材料在O2、N2混合气体中刚好维持发焰燃烧时的最小氧浓度,以体积的百分率表示,氧指数越高其阻燃性能越高好。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)PVC阻燃层的制备:将苯乙烯加入到无水乙醇中,加热至回流状态,保温搅拌10-15min,加入2-三氟甲基丙烯酸、环氧氯丙烷和引发剂,回流搅拌2-3h,过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱,干燥至恒重,再放入混合机中,热混搅拌到110-120℃,接着放入冷混搅拌,冷却到40℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC阻燃层;
(2)PVC底料层的制备:将PVC5型树脂、钙粉、钙锌稳定剂、硬脂酸、PE蜡、硅微粉、增强纤维、钛酸酯偶联剂、改性剂放入混合机中,热混搅拌到120-130℃,接着放入冷混搅拌,冷却到45℃,然后送入PVC双螺杆挤出机挤出,即得到PVC底料层;
(3)PVC扣板的制备:将PVC阻燃层、PVC底料层置于头辊和二辊之间,通过滚压形成复合层,再将复合层置于二辊和三辊之间,进行进一步的热滚压,然后将复合层冷却定型、牵引切割即得到PVC扣板。
2.根据权利要求1所述的阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法,其特征在于:所述苯乙烯、2-三氟甲基丙烯酸、环氧氯丙烷、引发剂的质量比为20-25:20-30:10-15:1-5。
3.根据权利要求2所述的阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法,其特征在于:所述引发剂为过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰。
4.根据权利要求1所述的阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法,其特征在于:所述PVC双螺杆挤出机一区温度为70-100℃、二区温度为90-150℃、三区温度为130-180℃,螺杆转速为450-500r/min。
5.根据权利要求1所述的阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法,其特征在于:所述PVC5型树脂、钙粉、钙锌稳定剂、硬脂酸、PE蜡、硅微粉、增强纤维、钛酸酯偶联剂、改性剂的质量比为100:200:5:1-6:1-2:5-10:1-5:1-5:5-10。
6.根据权利要求1所述的阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法,其特征在于,所述改性剂的制备方法如下:将水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10-20min,加入丙烯酸羟丙酯和钛酸四丙酯,回流搅拌20-30min,然后加入马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌1-2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
7.根据权利要求6所述的阻燃、耐冲击PVC扣板的制备方法,其特征在于:所述水性炭、丙烯酸羟丙酯、钛酸四丙酯、马来酸-丙烯酸共聚物的质量比为10-15:15-20:1-5:20-25。
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