CN109306132A

CN109306132A - 一种硅藻板及生产工艺

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Publication number: CN109306132A
Application number: CN201810516006.2A
Authority: CN
Inventors: 潘立明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2019-02-05

Abstract

本发明公开了一种亿库硅藻板及工艺，由以下重量份的原料制成：PVC树脂32重量份、重质碳酸钙6.47重量份、硅藻土38重量份、中药根粉0.3重量份、回料10重量份、红沸石5重量份、纳米碳酸钙0.25重量份、稳定剂1.93重量份、调节剂4.28重量份、聚乙烯蜡0.15重量份、G‑60 0.39重量份，发泡剂0.59重量份、硬脂酸锌0.17重量份、氧化聚乙烯蜡0.47重量份。

Description

一种硅藻板及生产工艺

技术领域

本发明涉及一种硅藻板及生产工艺。

背景技术

硅藻板是新型的功能性材料，从其密度、性能、加工（刨、锯，雕刻、钉、胶接等）及保温、隔音、防潮、无醛，防虫、阻燃吸甲醛等性能上看，是木材的理想替代品也是家居装饰史上的一次革命。

然而，现在市场的硅藻板有光触硅藻板、重钙化泥硅藻板、纤维硅藻板等，但是这些材料都不适合做家具和卫浴衣柜，因为这些硅藻板从材料密度重量、雕刻以及握钉力上都不具备做家具和卫浴衣柜的标准。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种新型的硅藻板以及其对应的生产工艺。

本发明采用采用的技术方案如下：

一种硅藻板，由以下重量份的原料制成： PVC树脂32重量份、重质碳酸钙6.47重量份、硅藻土38重量份、中药根粉0.3重量份、回料10重量份、红沸石5重量份、纳米碳酸钙0.25重量份、稳定剂1.93重量份、调节剂4.28重量份、聚乙烯蜡0.15重量份、G-60 0.39重量份，发泡剂 0.59重量份、硬脂酸锌0.17重量份、氧化聚乙烯蜡0.47重量份。

进一步的，所述的中药根粉是指喝过的中草药药渣烘干磨成粉末（仅限植物中药）。

进一步的，所述的回料是指在正常生产板材的边角余料加工粉碎后的料；

进一步的，所述的稳定剂采用稀土稳定剂。

进一步的，所述的调节剂采用什发泡调节剂。

进一步的，所述的发泡剂选择平均聚合度为700～800（K=62～65）发泡调节剂。

进一步的，所述的G-60是指蜡和内润滑剂。

进一步的，所述的发泡剂包括黄发泡剂和白发泡剂，其中黄发泡剂 0.21重量份、白发泡剂0.38重量份。

本发明还提供了一种所述的硅藻板的生产工艺，首先，将硅藻土、PVC树脂和各种辅料称量后放入热混合机中搅拌均匀；然后，放到冷混合机中搅拌，物料冷混完毕后经筛分机进入干混料仓存放；使用时，通过输送器将干混料从干混料仓送到各条挤出线上，粉末状的物料从挤出线上的料斗进入挤出机后，随着不断的前移，慢慢从固态转化为粘流态，发泡剂也开始分解；挤出机及模具控制机筒及模具内的熔体压力达到设定的值，硅藻土发泡剂分解放出的气体在高压力下溶入PVC熔体表面之中；当熔体被挤出模具后，由于熔体突然失去压力，溶解在熔体中的气泡迅速膨胀发泡，这时迅速进入定型模具中冷却定型，然后再进入冷却装置进一步冷却，经过牵引机后按要求切割为一定长度的成品。

其中，所述的发泡调节剂选择平均聚合度为700～800（K=62～65）发泡调节剂。

挤出机的挤出温度是：170-180摄氏度。

物料在挤出机内的滞留时间为：45-55秒.

所述挤出机的挤出速度25转/分钟，牵引速度为1.5-2米/分钟。

本发明的有益效果如下：

本发明的成型工艺实现了混料、挤出、定型一体化成型；生产出的硅藻板密度好，孔隙均匀；通过很好的控制发泡剂的发泡效果，更好地达到硅藻土助滤剂的功效。由于主体材料的密度、硬度、静曲强度、强度、握定力、镂洗雕刻、贴面工艺、板材韧性、吸水膨胀等与其他水泥硅藻板和纤维硅藻板等存在差异，且其他硅藻板材都不具备家具和装修的理想板材的要素（吸附甲醛）。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

本申请的一种典型的实施方式中，本发明公开的硅藻板的具体成分如下：（为了加强环保和产品的稳定性和功能性，以及达到产品的质量标准和市场的实用性）

本发明中的硅藻板的成分如下：

PVC树脂32重量份、硅藻土38重量份、重质碳酸钙6.47重量份、回料10重量份、红沸石5重量份、调节剂4.28重量份、中药根粉0.3重量份、纳米碳酸钙0.25重量份、稳定剂1.93重量份、聚乙烯蜡0.15重量份、G-60 0.39重量份、发泡剂 0.59重量份、硬脂酸锌0.17重量份、氧化聚乙烯蜡 0.47重量份；各个成分所发挥的功效如下：

1.PVC树脂和发泡剂由于树脂在温度较高时，容易发生降解，在硬质板才挤出过程中其PVC熔体的塑化温度必须略低于发泡剂的分解温度。另外，由于PVC树脂平均聚合度愈低，熔体塑化表现粘度所需的加工温度也就愈低。因此，选择平均聚合度较低700～800（K=62～65）发泡剂，以满足用户的不同需求。

发泡剂可以使产品泡孔小而多，泡孔结构更均匀、合理，从而降低发泡体的密度。

2，硅藻土；选优质硅藻土加入混料中要求填土量均匀，数量有所控制充分发挥硅藻土的功能性，控制好温度硅藻随着气流快速上升到的板表面保留了开孔状态。

3. 重质碳酸钙的作用是增加板材的重量和强度。

4. 回料的作用是增加板材的韧性和促进塑化。

5，红沸石，沸石和硅藻土的混用增强了吸附性，稳定性，和降低分解了树脂挤出的味道。

6，稳定剂和调节剂稳定剂的作用就是防止PVC分子链中脱除氯化氢的作用，或者能阻止这一反应，终止降解作用，提高PVC的降解温度。

调节剂的作用是调节板材密度和孔隙。

7. 纳米碳酸钙

填料在硅藻板成型中起重要作用，它不仅使制品的价格大大降低，而且又是发泡成核剂，纳米碳酸钙既可作为成核剂，又作为填料，要求粒径小。

8. 中药根粉的作用是杀菌，增加握定力。

9. 聚乙烯蜡的增加外部润滑；调节板材的表面亮度。

10. G-60指蜡和内润滑剂；增加板材润滑性，可以顺利挤出。

11．硬脂酸锌其作用是调节板材稳定性。

本发明通过在配方中加入其他助剂，可有效提高塑化速率，降低塑化温度，防止熔体破裂，提高流动性。

具体的工艺：

首先，将硅藻土PVC树脂和各种辅料称量后放入热混合机中搅拌均匀；然后，放到冷混合机中搅拌，物料冷混完毕后经筛分机进入干混料仓存放；使用时，通过,输送器将干混料从干混料仓送到各条挤出线上，粉末状的物料从挤出线上的料斗进入挤出机后，随着不断的前移，慢慢从固态转化为粘流态，发泡剂也开始分解；挤出机及模具控制机筒及模具内的熔体压力达到设定的值，硅藻土发泡剂分解放出的气体在高压力下溶入PVC熔体表面之中；当熔体被挤出模具后，由于熔体突然失去压力，溶解在熔体中的气泡迅速膨胀发泡，这时迅速进入定型台中冷却定型，然后经过牵引机后按要求切割为一定长度的成品，各个设备具体的选择如下：

1.挤出机的选择：硅藻板挤出可采用单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。由于双螺杆挤出机的物料滞留时间短，温度分布范围小，发热少，树脂温度容易调节，因此，被广泛用于硅藻板板挤出。挤出机型号有 P90和 P110型。本文介绍硬硅藻板的挤出机为P110型，其工艺参数：螺杆直径110mm，长径比（L/D）25.3：1，螺杆转数0～25 r/min，生产能力400kg/h，驱动电机动率58kW，加热功率27kW。

2.模具的规格尺寸由模具而定。

3.定型台由于硅藻板塑料层传热性能差，因此定型装置的冷却能力要强，后续的冷却长度要足够，采用较先进的干式真空定型和湿式真空定型并用的方法，不但能保证制品密度硬度和精度，也能保证制品不产生内应力，同时加强了冷却效果，提高了成型速度。

4.牵引机具备无级变速调节。由于发泡熔体出口阻力大，其牵引动力应比一般异型材的牵引动力大，一般要求牵引机的最大牵引力应可达45000N。并且由于板表面是轻质硅藻土发泡层，可压缩，刚性差，因此牵引设备的接触压力不宜过大。

三、工艺控制压力，时间，都和速度有关系，相辅相成，目的是控制好发泡效果，更好地达到硅藻土助滤剂的功效。

硬质硅藻板挤出工艺条件变化较为复杂，同时存在着物料塑化和发泡两方面技术问题，而其中很重要的因素是抓好发泡的工艺控制。影响制品质量的主要挤出工艺参数有挤出温度、压力及滞留时间等。

1、挤出温度挤出温度是影响发泡质量的一个重要因素。实践证明，高质量的发泡体只是在适当的温度范围内才能获得。在通常情况下低发泡硅藻板的气泡形成大体可分为3个阶段，气泡核的形成、气泡的增长和气泡的固定。化学发泡剂在熔融物料中发生化学反应产生的气体，就会形成气-液（熔体）溶液，随着生成气体的增多，熔体达到气-液饱和状态后，这时气体就会在熔体中形成气泡核，这一形成气泡核的过程称为成核作用。挤出温度较低时，含气体的熔体由于混合不均，成核少以及分散不均匀而形成大气泡，发泡密度大。当温度升高到一定值时，物料混合均匀，塑化良好，气体在熔体内溶解度增大且成核数量增多，因而获得孔径小、密度小的发泡体。当温度继续升高，由于物料黏弹性降低，熔体强度下降，泡孔可因互相穿通而变大以及气体由熔体中向外部表面扩散而使发泡体密度增加。当温度超过一定值时，挤出熔体由于不能承受内部气体膨胀力很快坍塌，断面气孔很少，密度增大。因此，挤出温度在一定范围内和一定条件下存在最佳值，本发明采用的温度值是170-180摄氏度。

所述挤出机的挤出速度25转/分钟，牵引速度为1.5-2米/分钟。

2、滞留时间物料在挤出机内的滞留时间不同，发泡质量也会发生很大变化。延长物料在挤出机内的滞留时间，气孔数量逐渐增加，但达到最大值后就开始下降。实际上，发泡剂的分解程度和离开口模时熔体中气体与核的比例有很大关系。在较短的滞留时间下，分解温度也较小，密度较大。如果滞留时间增加，气体和核的比例就会增加，发泡密度就会减小。如果滞留时间过长，会引起过早分解，由此会影响成核结果，使泡沫数量减少，气体与核的比例变得很大，得到的是成核不足的过发泡板；本发明中物料在挤出机内的滞留时间为45-55秒。

3、挤出／牵引速度的影响

在相同的工艺条件下，主机转速与牵引速度应适宜并相互匹配。挤出速度过快或牵引速度过慢，会妨碍发泡，使制品密度过大，牵引机拉不动板材，导致定型模板堵料。挤出与牵引速度过快，熔体在机内停留时间过短，发泡剂分解程度较低，此时相应的气体与核的比例也较小，但成核率却较大，即密度增大；降低挤出与牵引速度，可增加气体与核的比例，有效提高发泡率；在挤出速度一定的条件下，适当提高牵引速度，可减少模唇口阻力，明显降低制品密度；挤出速度过慢或牵引速度过快，制品在牵引强拉力作用下，使发泡受阻，也会降低发泡率，并致使型材表面不平，尺寸过小，尺寸变化率过高，制品冷却定型后内应力过大，影响其力学性能，甚至在压力较低的部位出现条形褶皱或塌陷。所述挤出机的主机速度25转/分钟，牵引速度为1.5-2米/分钟。

4、口模唇与定型装置模板间隙的影响

口模唇与定型装置模板问隙不仅决定板材的厚度，也影响发泡倍率。一般口模唇间隙为板材厚度的1／4(仅指低发泡制品)。当挤出熔体未充满第 1道定型装置模板之间空间时，在压力较低的部位出现条形褶皱或塌陷。应以牵引速度为基准，采取调整挤出速度大小来调节模板之间的饱满程度；每道定型模板之间间隙差对板材的成型很重要。第 1道板到第2道板，第2 道板到第3 道板之间的间隙匀递减0.2 -0.5mm比较适宜。如果第 1道定型模板与其它模板之间间隙差过大，不仅可能会导致堵模现象，还可能导致板材出第 1 道定型模板后，进其余定型模板时，因发泡制品承受过大的压力，密度增大或制品截面出现破泡现象。比如生产18mm 壁厚板材，模唇间隙以模中心为准，为4.5 mm ，横向两侧偏离中心部位可渐次增加0.2mm ，以保持偏离中心部位熔体流量与横截面中心 ,相一致，避免中间厚，两边薄。第 1道定型模板间隙为 19.6～19.8 mm ，第 2 道定型模板间隙为19. 0- 19.2mm，第3 道定型模板间隙为 18.4-18.6mm ，第4 道定型模板间隙依据板材的密度和硬度而定，生产密度和硬度较高的制品时，由于制品承受定型模板的压力较大，经过牵引，在外力撤除，板材回复自由状态后有一个继续膨胀的过程，故间隙应稍小于 18 mm ；生产密度和硬度较低的制品时，因发泡塑料制品的热传导率较低，制品定型后，芯部有一个继续冷却，“后收缩”的过程，故间隙应略大于18 mm 。具体差值应经过生产实践确定。总之，每道定型模板都应对制品有适当的压力，以充分发挥其定型作用。

定型模板冷却也应依距离口模先后次序，逐级强化。使定型在发泡完成后能立即、持续进行，有效保证发泡倍率在可控范围，防止泡沫破裂，提高板材表面光洁度。一般设备生产厂家为使硅藻制品表面和定型模板接触更紧密，提高制品硬度和厚度，确保外形尺寸精确，外观光亮，并阻止尚未固化的泡沫塌陷，生产的发泡挤出设备第 1道定型模板都设计有真空定型装置。

实践证明，硅藻板材不同于异型材，表面积较大，横截面很宽，且十分平整，只要发泡熔体有足够的膨胀和泡孔率，和定型板之间贴得很紧，就没有必要使用真空吸附。而定型模版内真空槽孔的存在，会滞留析出物，并随析出物增多逸出，将硅藻制品表面拉毛，减少有效生产时间。

5、主机电流

主机电流是衡量熔体塑化程度的一个重要参数。但影响电流的因素很多，挤出温度过高或过低、给料速度过慢或过快，都会引起电流变化。单独从电流变化，难以得到准确结果；应通过排气孔观察物料形态来分析判断：

当熔体未呈橘皮状态，底部有粉料存在，说明“欠塑化”，宜适当提高设定温度；当熔体虽然呈橘皮状态，却溢满螺槽，并发生真空冒料，说明加料过多，宜适当减少给料速度；螺槽内物料很少，几乎看不见料，说明加料过少，宜适当提高给料速度；当提高给料速度，螺槽内依然不见持料量增加，同时加料孔却出现冒料，说明熔体摩擦性能不足，已发生“滑壁”现象，需更换或增加配方中加工助剂的用量；当熔体过分光滑并紧紧抱紧螺杆，说明“过塑化”，降低降低设定温度；当排气孔观察一切正常，但和正常电流比，依然偏高，可能是熔体黏度过高，宜适当减少加工助剂或增加润滑剂用量。

要获得外观和内在质量均优良的硅藻板必须科学地设计原料配方、模具结构，并严格控制挤出工艺。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种硅藻板，由以下重量份的原料制成：其特征在于， PVC树脂32重量份、重质碳酸钙6.47重量份、硅藻土38重量份、中药根粉0.3重量份、回料10重量份、红沸石5重量份、纳米碳酸钙0.25重量份、稳定剂1.93重量份、调节剂4.28重量份、聚乙烯蜡0.15重量份、G-600.39重量份，发泡剂 0.59重量份、硬脂酸锌0.17重量份、氧化聚乙烯蜡 0.47重量份。

2.如权利要求1所述的一种硅藻板，其特征在于，所述的中药根粉是指喝过的中草药药渣烘干磨成粉末。

3.如权利要求1所述的一种硅藻板，其特征在于，所述的回料是指在正常生产板材的边角余料加工粉碎后的料。

4.如权利要求1所述的一种硅藻板，其特征在于，所述的发泡剂选择平均聚合度为700～800（K=62～65）发泡调节剂。

5.如权利要求1所述的一种硅藻板，其特征在于，所述的G-60是指蜡和内润滑剂。

6.如权利要求1所述的一种硅藻板，其特征在于，所述的发泡剂包括黄发泡剂和白发泡剂，其中黄发泡剂 0.21重量份、白发泡剂0.38重量份。

7.如权利要求1-6任一所述的硅藻板的生产工艺，其特征在于，首先，将硅藻土PVC树脂和各种辅料称量后放入热混合机中搅拌均匀；然后，放到冷混合机中搅拌，物料冷混完毕后经筛分机进入干混料仓存放；使用时，通过输送器将干混料从干混料仓送到各条挤出线上，粉末状的物料从挤出线上的料斗进入挤出机后，随着不断的前移，慢慢从固态转化为粘流态，发泡剂也开始分解；挤出机及模具控制机筒及模具内的熔体压力达到设定的值，硅藻土发泡剂分解放出的气体在高压力下溶入PVC熔体表面之中；当熔体被挤出模具后，由于熔体突然失去压力，溶解在熔体中的气泡迅速膨胀发泡，这时迅速进入定型台中冷却定型，然后经过牵引机后按要求切割为一定长度的成品。

8.如权利要求7所述的一种硅藻板的生产工艺，其特征在于，挤出机的挤出温度是：170-180摄氏度。

9.如权利要求7所述的一种硅藻板的生产工艺，其特征在于，物料在挤出机内的滞留时间为：45-55秒。

10.如权利要求7所述的一种硅藻板的生产工艺，其特征在于，所述挤出机的挤出速度25转/分钟，牵引速度为1.5-2米/分钟。