CN109135126A - 一种改性尖晶石增强pvc装饰板 - Google Patents

一种改性尖晶石增强pvc装饰板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性尖晶石增强PVC装饰板，涉及新材料技术领域，由以下成分制成：PVC树脂、改性尖晶石、热塑性丁苯橡胶、微晶纤维素、聚丙烯/海泡石母粒、甲基丙烯酸酯、色母粒、增塑剂、聚乙烯蜡、增粘剂；本发明制备的PVC装饰板具有优异的耐冲击性能。

Description

一种改性尖晶石增强PVC装饰板
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种改性尖晶石增强PVC装饰板。
背景技术
PVC装饰板具有轻质、隔热、保温、防潮、施工简便等特点。规格、色彩、图案繁多，极富装饰性，可应用于居室内墙和吊顶的装饰，是塑料类材料中应用最为广泛的装饰材料之一；PVC装饰材料产品主要有：PVC单色膜装饰片，PVC耐高温船舱内饰膜，PVC透明膜，PVC真空吸塑装饰片，PVC平贴装饰膜等。PVC装饰板质量轻、隔热、保温、防潮、耐酸碱、抗腐蚀, 稳定性、介电性好，耐用、抗老化，易熔接及粘合。抗弯强度及冲击韧性较差，同时，由于PVC聚合物板料在常温下成型极限角为65°-68°，远远低于对于PVC聚合物制件的应用要求，成形性能低成为制约PVC聚合物材料成型的障碍。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改性尖晶石增强PVC装饰板。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种改性尖晶石增强PVC装饰板，按重量份计由以下成分制成：PVC树脂88-96、改性尖晶石10-11、热塑性丁苯橡胶3-5、微晶纤维素4-6、聚丙烯/海泡石母粒5.5-6.5、甲基丙烯酸酯1.5-2.1、色母粒1.1-1.3、增塑剂0.3-0.7、聚乙烯蜡1-3、增粘剂2-5。
进一步的，所述改性尖晶石制备方法为：
（1）按重量份计将尖晶石72份、尿素12份、异丙醇40份、纳米氧化铝1.2份均匀混合到一起，然后加热至78℃，以2500r/min转速研磨6小时，再在真空下，加热至225℃，保温20min，然后自然冷却至室温后，采用无水乙醇清洗10min，干燥后即得预处理尖晶石；
（2）按重量份计，称取上述预处理尖晶石32份、有机溶剂68份、氧化剂0.83份、马来酸1.2份、过氧化锌0.1份、N-磺酸丁基吡啶硫酸氢盐0.5份，将预处理尖晶石与马来酸混合后，在1000r/min转速下研磨1小时，得到尖晶石与马来酸混合物，然后再将尖晶石与马来酸混合物均匀分散到有机溶剂中，加热至120℃，以1500r/min转速搅拌10min，然后加入氧化剂，继续搅拌20min，再加入N-磺酸丁基吡啶硫酸氢盐、过氧化锌，以3000r/min转速搅拌5小时，然后再进行抽滤，清洗，烘干至恒重，得到改性尖晶石。
进一步的，步骤（1）所述尖晶石粒度为1200目。
进一步的，步骤（1）所述的纳米氧化铝为100nm。
进一步的，步骤（2）所述的有机溶剂为丙酮。
进一步的，步骤（2）所述氧化剂为次氯酸钙。
进一步的，所述聚丙烯/海泡石母粒制备方法为：
将聚丙烯与海泡石按10:1质量比例经过高混机搅拌混合30min，由双螺杆挤出机挤出，然后经水冷却后由切粒机造粒，形成聚丙烯/海泡石母粒。
进一步的，所述双螺杆挤出机从一区到六区的机筒温度段依次设置为180℃、190℃、210℃、220℃、230℃、220℃，机头温度设置为215℃，双螺杆挤出机的主机频率为12Hz，切料频率为13Hz，喂料频率为15Hz。
进一步的，所述增塑剂为环氧油酸丁酯。
进一步的，所述增粘剂为己二酸二辛酯。
有益效果：本发明制备的PVC装饰板具有优异的耐冲击性能，通过各组分之间的协同作用，使得制备的PVC装饰板可有效避免受到冲击时弯折的现象，而且承压能力极高，加工性能好，同时显著降低成本，适合批量生产；本发明通过对尖晶石进行一定的改性处理，同时，通过甲基丙烯酸酯与聚乙烯蜡的协同作用，使得改性尖晶石在PVC装饰板体系中的相容性得到显著的改善，由于改性尖晶石与聚丙烯/海泡石母粒的协同作用，能够使得PVC装饰板截面上的孔洞大幅度减少，同时，截面更加光滑，并且能够有效的与PVC分子之间形成交联网络结构，从而有效的提高了复合体系的化学键能，有效的提高了复合体系的氧指数，使得PVC装饰板的阻燃性能得到有效的提高，聚丙烯/海泡石母粒与增粘剂一定的协同作用能够使得改性尖晶石与PVC树脂基体之间的黏结效果得到明显改善，从而能够大幅度的提高PVC装饰板的抗冲击强度。
具体实施方式
实施例1
一种改性尖晶石增强PVC装饰板，按重量份计由以下成分制成：PVC树脂88、改性尖晶石10、热塑性丁苯橡胶3、微晶纤维素4、聚丙烯/海泡石母粒5.5、甲基丙烯酸酯1.5、色母粒1.1、增塑剂0.3、聚乙烯蜡1、增粘剂2。
进一步的，所述改性尖晶石制备方法为：
（1）按重量份计将尖晶石72份、尿素12份、异丙醇40份、纳米氧化铝1.2份均匀混合到一起，然后加热至78℃，以2500r/min转速研磨6小时，再在真空下，加热至225℃，保温20min，然后自然冷却至室温后，采用无水乙醇清洗10min，干燥后即得预处理尖晶石；
（2）按重量份计，称取上述预处理尖晶石32份、有机溶剂68份、氧化剂0.83份、马来酸1.2份、过氧化锌0.1份、N-磺酸丁基吡啶硫酸氢盐0.5份，将预处理尖晶石与马来酸混合后，在1000r/min转速下研磨1小时，得到尖晶石与马来酸混合物，然后再将尖晶石与马来酸混合物均匀分散到有机溶剂中，加热至120℃，以1500r/min转速搅拌10min，然后加入氧化剂，继续搅拌20min，再加入N-磺酸丁基吡啶硫酸氢盐、过氧化锌，以3000r/min转速搅拌5小时，然后再进行抽滤，清洗，烘干至恒重，得到改性尖晶石。
进一步的，步骤（1）所述尖晶石粒度为1200目。
进一步的，步骤（1）所述的纳米氧化铝为100nm。
进一步的，步骤（2）所述的有机溶剂为丙酮。
进一步的，步骤（2）所述氧化剂为次氯酸钙。
进一步的，所述聚丙烯/海泡石母粒制备方法为：
将聚丙烯与海泡石按10:1质量比例经过高混机搅拌混合30min，由双螺杆挤出机挤出，然后经水冷却后由切粒机造粒，形成聚丙烯/海泡石母粒。
进一步的，所述双螺杆挤出机从一区到六区的机筒温度段依次设置为180℃、190℃、210℃、220℃、230℃、220℃，机头温度设置为215℃，双螺杆挤出机的主机频率为12Hz，切料频率为13Hz，喂料频率为15Hz。
进一步的，所述增塑剂为环氧油酸丁酯。
进一步的，所述增粘剂为己二酸二辛酯。
实施例2
一种改性尖晶石增强PVC装饰板，按重量份计由以下成分制成：PVC树脂96、改性尖晶石11、热塑性丁苯橡胶5、微晶纤维素6、聚丙烯/海泡石母粒6.5、甲基丙烯酸酯2.1、色母粒1.3、增塑剂0.7、聚乙烯蜡3、增粘剂5。
进一步的，所述改性尖晶石制备方法为：
（1）按重量份计将尖晶石72份、尿素12份、异丙醇40份、纳米氧化铝1.2份均匀混合到一起，然后加热至78℃，以2500r/min转速研磨6小时，再在真空下，加热至225℃，保温20min，然后自然冷却至室温后，采用无水乙醇清洗10min，干燥后即得预处理尖晶石；
（2）按重量份计，称取上述预处理尖晶石32份、有机溶剂68份、氧化剂0.83份、马来酸1.2份、过氧化锌0.1份、N-磺酸丁基吡啶硫酸氢盐0.5份，将预处理尖晶石与马来酸混合后，在1000r/min转速下研磨1小时，得到尖晶石与马来酸混合物，然后再将尖晶石与马来酸混合物均匀分散到有机溶剂中，加热至120℃，以1500r/min转速搅拌10min，然后加入氧化剂，继续搅拌20min，再加入N-磺酸丁基吡啶硫酸氢盐、过氧化锌，以3000r/min转速搅拌5小时，然后再进行抽滤，清洗，烘干至恒重，得到改性尖晶石。
进一步的，步骤（1）所述尖晶石粒度为1200目。
进一步的，步骤（1）所述的纳米氧化铝为100nm。
进一步的，步骤（2）所述的有机溶剂为丙酮。
进一步的，步骤（2）所述氧化剂为次氯酸钙。
进一步的，所述聚丙烯/海泡石母粒制备方法为：
将聚丙烯与海泡石按10:1质量比例经过高混机搅拌混合30min，由双螺杆挤出机挤出，然后经水冷却后由切粒机造粒，形成聚丙烯/海泡石母粒。
进一步的，所述双螺杆挤出机从一区到六区的机筒温度段依次设置为180℃、190℃、210℃、220℃、230℃、220℃，机头温度设置为215℃，双螺杆挤出机的主机频率为12Hz，切料频率为13Hz，喂料频率为15Hz。
进一步的，所述增塑剂为环氧油酸丁酯。
进一步的，所述增粘剂为己二酸二辛酯。
实施例3
一种改性尖晶石增强PVC装饰板，按重量份计由以下成分制成：PVC树脂92、改性尖晶石10.5、热塑性丁苯橡胶4、微晶纤维素5、聚丙烯/海泡石母粒5.9、甲基丙烯酸酯1.8、色母粒1.2、增塑剂0.6、聚乙烯蜡2、增粘剂3。
进一步的，所述改性尖晶石制备方法为：
（1）按重量份计将尖晶石72份、尿素12份、异丙醇40份、纳米氧化铝1.2份均匀混合到一起，然后加热至78℃，以2500r/min转速研磨6小时，再在真空下，加热至225℃，保温20min，然后自然冷却至室温后，采用无水乙醇清洗10min，干燥后即得预处理尖晶石；
（2）按重量份计，称取上述预处理尖晶石32份、有机溶剂68份、氧化剂0.83份、马来酸1.2份、过氧化锌0.1份、N-磺酸丁基吡啶硫酸氢盐0.5份，将预处理尖晶石与马来酸混合后，在1000r/min转速下研磨1小时，得到尖晶石与马来酸混合物，然后再将尖晶石与马来酸混合物均匀分散到有机溶剂中，加热至120℃，以1500r/min转速搅拌10min，然后加入氧化剂，继续搅拌20min，再加入N-磺酸丁基吡啶硫酸氢盐、过氧化锌，以3000r/min转速搅拌5小时，然后再进行抽滤，清洗，烘干至恒重，得到改性尖晶石。
进一步的，步骤（1）所述尖晶石粒度为1200目。
进一步的，步骤（1）所述的纳米氧化铝为100nm。
进一步的，步骤（2）所述的有机溶剂为丙酮。
进一步的，步骤（2）所述氧化剂为次氯酸钙。
进一步的，所述聚丙烯/海泡石母粒制备方法为：
将聚丙烯与海泡石按10:1质量比例经过高混机搅拌混合30min，由双螺杆挤出机挤出，然后经水冷却后由切粒机造粒，形成聚丙烯/海泡石母粒。
进一步的，所述双螺杆挤出机从一区到六区的机筒温度段依次设置为180℃、190℃、210℃、220℃、230℃、220℃，机头温度设置为215℃，双螺杆挤出机的主机频率为12Hz，切料频率为13Hz，喂料频率为15Hz。
进一步的，所述增塑剂为环氧油酸丁酯。
进一步的，所述增粘剂为己二酸二辛酯。
对比例1：与实施例1区别仅在于将改性尖晶石替换为改性膨润土，改性方法不变。
对比例2：与实施例1区别仅在于将将改性尖晶石替换为未改性的尖晶石。
对比例3：与实施例1区别仅在于不添加聚丙烯/海泡石母粒。
对照组：申请号 201310658027.5制备的PVC板。
冲击强度试验
冲击试样按 GB1042-93 标准用机械加工的办法制备出简支梁U型缺口冲击试样,然后用 XJ-300A 冲击试验机进行室温冲击试验,试样每组3支,取其平均值，试样采用实施例与对比例制成相同规格的样条（30cm×15cm×5mm）;
表1
冲击强度KJ/m²
实施例均值 40.35
对比例1 33.18
对比例2 28.05
对比例3 37.87
对照组 25.88
由表1可以看出本发明制备的PVC装饰板具有优异的耐冲击性能。
对实施例与对比例常温下成型极限角进行检测：
表2
常温下成型极限角°
实施例均值 75.78
对比例1 70.31
对比例2 69.58
对比例3 73.64
对照组 67.56
由表2可以看出，本发明材料具有更高的常温下成型极限角，有效的提高了PVC装饰板成形性能，进而提高了PVC的成形质量。
氧指数测定：所谓氧指数，是指在规定的实验条件下，使材料恰好保持燃烧状态所需氧氮混合气体中氧的最低浓度，用LOI(LimitedOxygenIndex）表示.按照国家标准GB5454—85，用HC-1型氧指数测定仪测定样品的氧指数，对本发明实施例1、2、3分别测定氧指数均为31，实施例1测定氧指数为29，而对照组测定氧指数为25，可见，通过添加本发明中制备的改性尖晶石能够一定程度上提高材料氧指数，进而提高装饰板的阻燃性能。

Claims (10)

1.一种改性尖晶石增强PVC装饰板，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：PVC树脂88-96、改性尖晶石10-11、热塑性丁苯橡胶3-5、微晶纤维素4-6、聚丙烯/海泡石母粒5.5-6.5、甲基丙烯酸酯1.5-2.1、色母粒1.1-1.3、增塑剂0.3-0.7、聚乙烯蜡1-3、增粘剂2-5。
2.如权利要求1所述的一种改性尖晶石增强PVC装饰板，其特征在于，所述改性尖晶石制备方法为：
（1）按重量份计将尖晶石72份、尿素12份、异丙醇40份、纳米氧化铝1.2份均匀混合到一起，然后加热至78℃，以2500r/min转速研磨6小时，再在真空下，加热至225℃，保温20min，然后自然冷却至室温后，采用无水乙醇清洗10min，干燥后即得预处理尖晶石；
（2）按重量份计，称取上述预处理尖晶石32份、有机溶剂68份、氧化剂0.83份、马来酸1.2份、过氧化锌0.1份、N-磺酸丁基吡啶硫酸氢盐0.5份，将预处理尖晶石与马来酸混合后，在1000r/min转速下研磨1小时，得到尖晶石与马来酸混合物，然后再将尖晶石与马来酸混合物均匀分散到有机溶剂中，加热至120℃，以1500r/min转速搅拌10min，然后加入氧化剂，继续搅拌20min，再加入N-磺酸丁基吡啶硫酸氢盐、过氧化锌，以3000r/min转速搅拌5小时，然后再进行抽滤，清洗，烘干至恒重，得到改性尖晶石。
3.如权利要求2所述的一种改性尖晶石增强PVC装饰板，其特征在于，步骤（1）所述尖晶石粒度为1200目。
4.如权利要求2所述的一种改性尖晶石增强PVC装饰板，其特征在于，步骤（1）所述的纳米氧化铝为100nm。
5.如权利要求2所述的一种改性尖晶石增强PVC装饰板，其特征在于，步骤（2）所述的有机溶剂为丙酮。
6.如权利要求2所述的一种改性尖晶石增强PVC装饰板，其特征在于，步骤（2）所述氧化剂为次氯酸钙。
7.如权利要求1所述的一种改性尖晶石增强PVC装饰板，其特征在于，所述聚丙烯/海泡石母粒制备方法为：
将聚丙烯与海泡石按10:1质量比例经过高混机搅拌混合30min，由双螺杆挤出机挤出，然后经水冷却后由切粒机造粒，形成聚丙烯/海泡石母粒。
8.如权利要求7所述的一种改性尖晶石增强PVC装饰板，其特征在于，所述双螺杆挤出机从一区到六区的机筒温度段依次设置为180℃、190℃、210℃、220℃、230℃、220℃，机头温度设置为215℃，双螺杆挤出机的主机频率为12Hz，切料频率为13Hz，喂料频率为15Hz。
9.如权利要求1所述的一种改性尖晶石增强PVC装饰板，其特征在于，所述增塑剂为环氧油酸丁酯。
10.如权利要求1所述的一种改性尖晶石增强PVC装饰板，其特征在于，所述增粘剂为己二酸二辛酯。
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