CN109265857A - 一种安全环保型pvc扣板及其加工方法 - Google Patents

一种安全环保型pvc扣板及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种安全环保型PVC扣板，涉及PVC扣板技术领域，该安全环保型PVC扣板，包含以下重量份的原料：PVC树脂40‑60份、ABS颗粒1‑10份、钡锌稳定剂1‑10份、辅助热稳定剂1‑5份、微晶石蜡0.1‑0.3份、硬脂酸丁酯0.5‑1.5份、环氧大豆油1‑10份、改性萤石粉1‑10份、纳米碳酸钙1‑10份、活性炭1‑10份、滑石粉5‑15份、羧甲基纤维素1‑10份、锌钛白粉1‑5份、抗氧剂10760.5份。本发明提出的PVC扣板是通过微发泡注塑工艺制得的，具有重量轻、无飞边、少翘曲变形、稳定性好等特点，而且该PVC扣板安全环保，稳定性好，在使用过程中不会挥发出对人体有害的气体，并且具有优异的力学性能和稳定性能等优点，从而提升PVC扣板的综合性能和市场竞争力。

Description

一种安全环保型PVC扣板及其加工方法
技术领域：
本发明涉及PVC扣板技术领域，具体涉及一种安全环保型PVC扣板及其加工方法。
背景技术：
微发泡工艺是指在塑料生产加工等领域中，利用在注塑成型的循环中，向料筒中注入超临界状态的流体，在塑料中创造大量均匀的微米级尺寸的封闭泡孔。微发泡注塑成型工艺是一种革新的精密注塑技术，其突破了传统注塑的诸多局限，可显著减轻制件的重量、缩短成型周期，并极大地改善了制件的翘曲变形和尺寸稳定性。尤其在生产高质量要求的精密制品上，微发泡注塑成型工艺具有很大的优势。
PVC，主要成份为聚氯乙烯，另外加入其他成分来增强其耐热性、韧性、延展性等。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。据统计，仅仅1995年一年，PVC在欧洲的生产量就有五百万吨左右，而其消费量则为五百三十万吨。在德国，PVC的生产量和消费量平均为一百四十万吨。
PVC扣板，是以聚氯乙烯树脂为基料，加入一定量抗老化剂、改性剂等助剂，经混炼、压延、真空吸塑等工艺而制成的。目前PVC扣板所用材料成分传统，使用久了会出现老化、炸裂现象。
随着社会的发展和环保意识的提高，我国基础设施和工程建设对安全环保装饰材料的需求量越来越大，因此，通过优化加工配方和加工工艺来开发综合性能优异、安全环保型的材料已成为PVC行业发展的重要方向。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种安全环保型PVC扣板及其加工方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种安全环保型PVC扣板，包含以下重量份的原料：PVC树脂40-60份、ABS颗粒1-10份、钡锌稳定剂1-10份、辅助热稳定剂1-5份、微晶石蜡0.1-0.3份、硬脂酸丁酯0.5-1.5份、环氧大豆油1-10份、改性萤石粉1-10份、纳米碳酸钙1-10份、活性炭1-10份、滑石粉5-15份、羧甲基纤维素1-10份、锌钛白粉1-5份、抗氧剂10760.5份。
所述安全环保型PVC扣板还包含颜料1-5份。
所述安全环保型PVC扣板，优选以下重量份的原料：PVC树脂50份、ABS颗粒5份、钡锌稳定剂5份、辅助热稳定剂3份、微晶石蜡0.2份、硬脂酸丁酯1份、环氧大豆油5份、改性萤石粉5份、纳米碳酸钙5份、活性炭6份、滑石粉8份、羧甲基纤维素5份、锌钛白粉2份、抗氧剂10760.5份。
所述辅助热稳定剂的制备方法为：在室温条件下，将多聚谷氨酸配制成饱和溶液，并滴加稀硫酸溶液调节pH值至3-5，再加入壳聚糖，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，壳聚糖恰好溶解完全，保温搅拌1-4h，获得反应产物，将一定量的双氧水、乙酸以及催化剂浓硫酸混合均匀后滴加到上述反应产物中，温度控制在60-80℃，搅拌反应6-10h后，静置分层，上层油层水洗，水洗后加热至100℃真空蒸馏水分，即得辅助热稳定剂。
所述辅助热稳定剂的制备方法中多聚谷氨酸、壳聚糖的质量比为10：5-10。
所述辅助热稳定剂的制备方法中催化剂浓硫酸的用量为反应产物质量的0.4％-0.7％。
所述辅助热稳定剂是由多聚谷氨酸与壳聚糖经酯化反应获得酯化物，酯化物再与乙酸和双氧水在催化剂的作用下经环氧化反应制得而成。
所述改性萤石粉的制备方法为：将萤石研磨后过300-400目筛，加入与萤石粉同等质量的去离子水，超声分散0.5-1h，混匀，然后转移至反应釜中，边搅拌边加热至80-90℃，恒温反应1-2h，再加入一定量的聚氧乙烯胺，在3.0MPa-4.0MPa条件下恒压反应0.5-1h，反应结束后，取出，105℃烘干，研磨，过200目筛，再转移至马弗炉200-300℃焙烧活化4-5h，冷却，密封保存，即得改性萤石粉。
所述萤石粉与聚氧乙烯胺的重量比为1-5：10-15。
本发明还提供了一种安全环保型PVC扣板的加工方法，包括以下步骤：
(1)将称量好的PVC树脂、钡锌稳定剂、辅助热稳定剂加入高速混合机中，盖好盖；先低速启动电机，正常后进入高速混合；
(2)在60℃左右时，于高转速下将ABS颗粒、环氧大豆油、硬脂酸丁酯加入料中；
(3)在80℃左右时，于高转速下将改性萤石粉、纳米碳酸钙、活性炭、滑石粉、羧甲基纤维素、锌钛白粉、抗氧剂1076加入料中；
(4)在90℃左右时，于高转速下将微晶石蜡加入料中；
(5)在90℃-100℃左右时，停机出料；
(6)将混合好的各原料加入到提前预热至180-245℃的注塑成型机机筒中，进行熔融塑化；
(7)在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到注塑成型机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相融体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其注入模具进行充模，充模完成后冷却定型；
(8)启模取件；
(9)对所制得的PVC扣板进行检验，合格后方可出厂。
所述步骤(7)中模具的温度为30-80℃。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提出的一种安全环保型PVC扣板，是通过微发泡注塑工艺制得的，微发泡注塑工艺可使制品的循环周期减少60％左右，从而降低成本；同时注塑制品的下脚料比例降低，设备的能耗也更低；
(2)本发明制作的PVC扣板具有重量轻、内部几乎无任何残余应力、无飞边、少翘曲变形、稳定性好等特点，对于相同类型的制品，微发泡注塑工艺可以使用更小和更少的机器，模具成本降低，从而使投资成本降低；
(3)本发明在原料中添加了改性萤石粉，利用萤石粉的耐磨与坚固性，能够增加PVC扣板的耐磨性、抗老性和化学稳定性，不仅增强了产品的使用价值，也加强了环保性能；
(4)本发明在原料中添加了ABS颗粒和少量的增塑剂，形成PVC-ABS共混体系，使所制得的PVC扣板的耐老化、耐候性、柔韧性进一步改善；还添加了热稳定剂及辅助热稳定剂，辅助热稳定剂的使用使稳定效果进一步增加，从而使PVC扣板的稳定性有很大的提高；
(5)本发明所制得的PVC扣板安全环保，稳定性好，在使用过程中不会挥发出对人体有害的气体，并且具有优异的力学性能和稳定性能等优点，从而提升PVC扣板的综合性能和市场竞争力。
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
一种安全环保型PVC扣板，包含以下重量份的原料：PVC树脂40kg、ABS颗粒1kg、钡锌稳定剂10kg、辅助热稳定剂1kg、微晶石蜡0.1kg、硬脂酸丁酯0.5kg、环氧大豆油10kg、改性萤石粉1kg、纳米碳酸钙10kg、活性炭10kg、滑石粉15kg、羧甲基纤维素1kg、锌钛白粉5kg、抗氧剂10761kg。
辅助热稳定剂的制备方法为：在室温条件下，将10kg多聚谷氨酸配制成饱和溶液，并滴加稀硫酸溶液调节pH值至4.0，再加入7kg壳聚糖，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，壳聚糖恰好溶解完全，保温搅拌4h，获得反应产物，将8kg双氧水、0.8kg乙酸以及0.03kg催化剂浓硫酸混合均匀后滴加到上述反应产物中，温度控制在75℃，搅拌反应8h后，静置分层，上层油层水洗，水洗后加热至100℃真空蒸馏水分，即得辅助热稳定剂。
改性萤石粉的制备方法为：将2kg萤石研磨后过300-400目筛，加入2L的去离子水，超声分散1h，混匀，然后转移至反应釜中，边搅拌边加热至85℃，恒温反应2h，再加入4.8kg聚氧乙烯胺，在3.5MPa条件下恒压反应1h，反应结束后，取出，105℃烘干，研磨，过200目筛，再转移至马弗炉240℃焙烧活化4.5h，冷却，密封保存，即得改性萤石粉。
一种安全环保型PVC扣板的加工方法，包括以下步骤：
(1)将称量好的PVC树脂、钡锌稳定剂、辅助热稳定剂加入高速混合机中，盖好盖；先低速启动电机，正常后进入高速混合；
(2)在60℃左右时，于高转速下将ABS颗粒、环氧大豆油、硬脂酸丁酯加入料中；
(3)在80℃左右时，于高转速下将改性萤石粉、纳米碳酸钙、活性炭、滑石粉、羧甲基纤维素、锌钛白粉、抗氧剂1076加入料中；
(4)在90℃左右时，于高转速下将微晶石蜡加入料中；
(5)在90℃-100℃左右时，停机出料；
(6)将混合好的各原料加入到提前预热至180-245℃的注塑成型机机筒中，进行熔融塑化；
(7)在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到注塑成型机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相融体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其注入温度为60℃的模具中进行充模，充模完成后冷却定型；
(8)启模取件；
(9)对所制得的PVC扣板进行检验，合格后方可出厂。
实施例2
一种安全环保型PVC扣板，包含以下重量份的原料：PVC树脂50kg、ABS颗粒5kg、钡锌稳定剂5kg、辅助热稳定剂3kg、微晶石蜡0.2kg、硬脂酸丁酯1kg、环氧大豆油5kg、改性萤石粉5kg、纳米碳酸钙5kg、活性炭6kg、滑石粉8kg、羧甲基纤维素5kg、锌钛白粉2kg、抗氧剂10760.5kg。
辅助热稳定剂的制备方法为：在室温条件下，将10kg多聚谷氨酸配制成饱和溶液，并滴加稀硫酸溶液调节pH值至4.0，再加入7kg壳聚糖，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，壳聚糖恰好溶解完全，保温搅拌4h，获得反应产物，将8kg双氧水、0.8kg乙酸以及0.03kg催化剂浓硫酸混合均匀后滴加到上述反应产物中，温度控制在75℃，搅拌反应8h后，静置分层，上层油层水洗，水洗后加热至100℃真空蒸馏水分，即得辅助热稳定剂。
改性萤石粉的制备方法为：将2kg萤石研磨后过300-400目筛，加入2L的去离子水，超声分散1h，混匀，然后转移至反应釜中，边搅拌边加热至85℃，恒温反应2h，再加入4.8kg聚氧乙烯胺，在3.5MPa条件下恒压反应1h，反应结束后，取出，105℃烘干，研磨，过200目筛，再转移至马弗炉240℃焙烧活化4.5h，冷却，密封保存，即得改性萤石粉。
一种安全环保型PVC扣板的加工方法，包括以下步骤：
(1)将称量好的PVC树脂、钡锌稳定剂、辅助热稳定剂加入高速混合机中，盖好盖；先低速启动电机，正常后进入高速混合；
(2)在60℃左右时，于高转速下将ABS颗粒、环氧大豆油、硬脂酸丁酯加入料中；
(3)在80℃左右时，于高转速下将改性萤石粉、纳米碳酸钙、活性炭、滑石粉、羧甲基纤维素、锌钛白粉、抗氧剂1076加入料中；
(4)在90℃左右时，于高转速下将微晶石蜡加入料中；
(5)在90℃-100℃左右时，停机出料；
(6)将混合好的各原料加入到提前预热至180-245℃的注塑成型机机筒中，进行熔融塑化；
(7)在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到注塑成型机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相融体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其注入温度为60℃的模具中进行充模，充模完成后冷却定型；
(8)启模取件；
(9)对所制得的PVC扣板进行检验，合格后方可出厂。
实施例3
一种安全环保型PVC扣板，包含以下重量份的原料：PVC树脂60kg、ABS颗粒10kg、钡锌稳定剂1kg、辅助热稳定剂5kg、微晶石蜡0.3kg、硬脂酸丁酯1.5kg、环氧大豆油1kg、改性萤石粉10kg、纳米碳酸钙1kg、活性炭1kg、滑石粉5kg、羧甲基纤维素10kg、锌钛白粉1kg、抗氧剂10760.1kg。
辅助热稳定剂的制备方法为：在室温条件下，将10kg多聚谷氨酸配制成饱和溶液，并滴加稀硫酸溶液调节pH值至4.0，再加入7kg壳聚糖，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，壳聚糖恰好溶解完全，保温搅拌4h，获得反应产物，将8kg双氧水、0.8kg乙酸以及0.03kg催化剂浓硫酸混合均匀后滴加到上述反应产物中，温度控制在75℃，搅拌反应8h后，静置分层，上层油层水洗，水洗后加热至100℃真空蒸馏水分，即得辅助热稳定剂。
改性萤石粉的制备方法为：将2kg萤石研磨后过300-400目筛，加入2L的去离子水，超声分散1h，混匀，然后转移至反应釜中，边搅拌边加热至85℃，恒温反应2h，再加入4.8kg聚氧乙烯胺，在3.5MPa条件下恒压反应1h，反应结束后，取出，105℃烘干，研磨，过200目筛，再转移至马弗炉240℃焙烧活化4.5h，冷却，密封保存，即得改性萤石粉。
一种安全环保型PVC扣板的加工方法，包括以下步骤：
(1)将称量好的PVC树脂、钡锌稳定剂、辅助热稳定剂加入高速混合机中，盖好盖；先低速启动电机，正常后进入高速混合；
(2)在60℃左右时，于高转速下将ABS颗粒、环氧大豆油、硬脂酸丁酯加入料中；
(3)在80℃左右时，于高转速下将改性萤石粉、纳米碳酸钙、活性炭、滑石粉、羧甲基纤维素、锌钛白粉、抗氧剂1076加入料中；
(4)在90℃左右时，于高转速下将微晶石蜡加入料中；
(5)在90℃-100℃左右时，停机出料；
(6)将混合好的各原料加入到提前预热至180-245℃的注塑成型机机筒中，进行熔融塑化；
(7)在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到注塑成型机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相融体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其注入温度为60℃的模具中进行充模，充模完成后冷却定型；
(8)启模取件；
(9)对所制得的PVC扣板进行检验，合格后方可出厂。
对照例
以现有市售PVC扣板为对照例。
分别对实施例1-3、对照例的PVC扣板进行以下性能测试：(a)将待测PVC扣板浸泡在水中48h，测量其边长的形变率，结果如表1；(b)按照国家标准GB/T1040.1-2006和GB11548-1989的检测标准对待测PVC扣板进行力学性能测试，结果如表2。
表1
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对照例
尺寸变化率％ 0.25 0.17 0.20 3.42
表2
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对照例
拉伸强度(MPa) 36.6 38.9 36.1 25.8
断裂伸长率(％) 14.8 17.1 15.9 7.8
抗冲强度(KJ/m<sup>2</sup>) 88 99 81 71
从表1中可知，本发明所制得的PVC扣板具有防水防潮的功效，且性能优异；从表2中可知，本发明所制得的PVC扣板具有较强的拉伸强度、抗冲击强度和较高的断裂伸长率，其力学性能均优于目前市场上所售的PVC扣板。
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 (10)

1.一种安全环保型PVC扣板，其特征在于，包含以下重量份的原料：PVC树脂40-60份、ABS颗粒1-10份、钡锌稳定剂1-10份、辅助热稳定剂1-5份、微晶石蜡0.1-0.3份、硬脂酸丁酯0.5-1.5份、环氧大豆油1-10份、改性萤石粉1-10份、纳米碳酸钙1-10份、活性炭1-10份、滑石粉5-15份、羧甲基纤维素1-10份、锌钛白粉1-5份、抗氧剂10760.5份。
2.根据权利要求1所述的安全环保型PVC扣板，其特征在于：还包含颜料1-5份。
3.根据权利要求1所述的安全环保型PVC扣板，其特征在于，优选以下重量份的原料：PVC树脂50份、ABS颗粒5份、钡锌稳定剂5份、辅助热稳定剂3份、微晶石蜡0.2份、硬脂酸丁酯1份、环氧大豆油5份、改性萤石粉5份、纳米碳酸钙5份、活性炭6份、滑石粉8份、羧甲基纤维素5份、锌钛白粉2份、抗氧剂10760.5份。
4.根据权利要求1所述的安全环保型PVC扣板，其特征在于，所述辅助热稳定剂的制备方法为：在室温条件下，将多聚谷氨酸配制成饱和溶液，并滴加稀硫酸溶液调节pH值至3-5，再加入壳聚糖，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，壳聚糖恰好溶解完全，保温搅拌1-4h，获得反应产物，将一定量的双氧水、乙酸以及催化剂浓硫酸混合均匀后滴加到上述反应产物中，温度控制在60-80℃，搅拌反应6-10h后，静置分层，上层油层水洗，水洗后加热至100℃真空蒸馏水分，即得。
5.根据权利要求3所述的安全环保型PVC扣板，其特征在于：所述辅助热稳定剂的制备方法中多聚谷氨酸、壳聚糖的质量比为10：5-10。
6.根据权利要求3所述的安全环保型PVC扣板，其特征在于：所述辅助热稳定剂的制备方法中催化剂浓硫酸的用量为反应产物质量的0.4％-0.7％。
7.根据权利要求1所述的安全环保型PVC扣板，其特征在于，所述改性萤石粉的制备方法为：将萤石研磨后过300-400目筛，加入与萤石粉同等质量的去离子水，超声分散0.5-1h，混匀，然后转移至反应釜中，边搅拌边加热至80-90℃，恒温反应1-2h，再加入一定量的聚氧乙烯胺，在3.0MPa-4.0MPa条件下恒压反应0.5-1h，反应结束后，取出，105℃烘干，研磨，过200目筛，再转移至马弗炉200-300℃焙烧活化4-5h，冷却，密封保存，即得。
8.根据权利要求6所述的安全环保型PVC扣板，其特征在于：所述萤石粉与聚氧乙烯胺的重量比为1-5：10-15。
9.一种安全环保型PVC扣板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将称量好的PVC树脂、钡锌稳定剂、辅助热稳定剂加入高速混合机中，盖好盖；先低速启动电机，正常后进入高速混合；
(2)在60℃左右时，于高转速下将ABS颗粒、环氧大豆油、硬脂酸丁酯加入料中；
(3)在80℃左右时，于高转速下将改性萤石粉、纳米碳酸钙、活性炭、滑石粉、羧甲基纤维素、锌钛白粉、抗氧剂1076加入料中；
(4)在90℃左右时，于高转速下将微晶石蜡加入料中；
(5)在90℃-100℃左右时，停机出料；
(6)将混合好的各原料加入到提前预热至180-245℃的注塑成型机机筒中，进行熔融塑化；
(7)在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到注塑成型机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相融体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其注入模具进行充模，充模完成后冷却定型；
(8)启模取件；
(9)对所制得的PVC扣板进行检验，合格后方可出厂。
10.根据权利要求8所述的安全环保型PVC扣板的加工方法，其特征在于：所述步骤(7)中模具的温度为30-80℃。
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