CN110483910A - 一种pvc木塑发泡板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述一种PVC木塑发泡板，包括按质量分数计的如下原料：PVC树脂80～100份、粒径为80～100目的木粉10～25份、热变形改性剂3～5份、纳米碳酸钙25～40份、光稳定剂HPT0.1～0.3份、紫外线吸收剂0.3～1.5份、复合铅盐热稳定剂3～8份、硅烷偶联剂0.3～0.8份、着色剂1～3份、AC发泡剂0.5～1份、NC发泡剂0.3～0.8份。本发明所述PVC木塑发泡板具有低成本、高热变形温度、优异的耐老化和耐候性能、耐热性、加工性能以及力学性能，延长其使用寿命，增大其适用范围。一种PVC木塑发泡板的制备方法，包括以下步骤：Step1.混料；Step2.挤出，双螺杆挤出机将混合物料挤压加工板状熔融物料；Step3.冷却定型，定型模将板状熔融物料冷却定型成板材，得到PVC木塑发泡板。本发明采用挤出发泡工艺，生产效率高，成本低。

Description

一种PVC木塑发泡板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种PVC木塑发泡板及其制备方法。

背景技术

木塑复合板材是一种主要由木材(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材料，兼有木材和塑料的性能与特征，能替代木材和塑料的新型环保高科技材料。其具有强度好、硬度高、防滑、耐磨、绝缘、隔热、环保、可再生、不含有毒物质等优点，具有木材的自然外观、质感，比木材尺寸稳定性好，拥有和木材一样的加工特性，使用普通的工具即可锯切、钻孔、上钉，施工安装快捷方便，可以像普通木材一样使用。其中，PVC木塑发泡板广泛用于广告柜、浴室柜、展板、建筑装饰、房间隔断等，发展前景大。但是，现有的一些PVC木塑发泡板存在着热变形温度较低、耐候性和耐老化性能差等问题，导致PVC木塑发泡板的使用寿命较短。对于在室外暴露的广告牌等，因天气炎热，受阳光直射，长期暴晒，温度较高，而且紫外线强，如果使用PVC木塑发泡板，则容易出现变形、老化，所以造成PVC木塑发泡板的应用范围受到限制。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种PVC木塑发泡板。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种PVC木塑发泡板，包括按质量分数计的如下原料：PVC树脂80～100份、粒径为80～100目的木粉10～25份、热变形改性剂3～5份、纳米碳酸钙25～40份、光稳定剂HPT0.1～0.3份、紫外线吸收剂0.3～1.5份、复合铅盐热稳定剂3～8份、硅烷偶联剂0.3～0.8份、着色剂1～3份、AC发泡剂0.5～1份、NC发泡剂0.3～0.8份。

进一步地，所述热变形改性剂为双环戊二烯二甲酸钠和SMA树脂，双环戊二烯二甲酸钠和SMA树脂的质量分数比为2：1。

进一步地，所述复合铅盐热稳定剂包括加工所需要的热稳定剂组份和润滑剂组份。

进一步地，所述AC发泡剂为AC-1600。

进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560和DL171中的至少一种。

进一步地，所述着色剂为氧化铁。

一种PVC木塑发泡板的制备方法，包括以下步骤：

Step1.混料

先将PVC树脂、粒径为80～100目的木粉、热变形改性剂、纳米碳酸钙、光稳定剂HPT、紫外线吸收剂份、复合铅盐热稳定剂、硅烷偶联剂以及着色剂按照上述质量分数放入高速混合机中充分混合至物料温度达到100～120℃，再按照质量分数加入AC发泡剂和NC发泡剂，继续混合至物料温度达到110～120℃时，将物料排入低速混合机中，继续混合至物料温度达到50～60℃时，将混合物料排入双螺杆挤出机料斗中；

Step2.挤出

通过双螺杆挤出机将混合物料挤压加工成不同厚度的板状熔融物料；

Step3.冷却定型

通过定型模将板状熔融物料冷却定型成板材，得到PVC木塑发泡板。

本发明的有益效果为：本发明以PVC树脂、粒径为80～100目的木粉、热变形改性剂、纳米碳酸钙、光稳定剂HPT、紫外线吸收剂、复合铅盐热稳定剂、硅烷偶联剂、着色剂、AC发泡剂、NC发泡剂等原料，制得的PVC木塑发泡板具有较低的成本、较高的热变形温度、优异的耐老化性能和耐候性能、耐热性、加工性能以及力学性能，从而延长PVC木塑发泡板的使用寿命，增大其适用范围，有效解决PVC木塑发泡板的热变形温度低、耐候性和耐老化性能差、使用寿命较短、应用范围受到限制的问题。本发明所述PVC木塑发泡板的制备方法，采用挤出发泡工艺，操作简单，生产效率高，成本低，各种原料的混合彻底，使制得的PVC木塑发泡板质量好、密度分布均匀、综合性能优异。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种PVC木塑发泡板，包括按质量分数计的如下原料：PVC树脂80～100份、粒径为80～100目的木粉10～25份、热变形改性剂3～5份、纳米碳酸钙25～40份、光稳定剂HPT0.1～0.3份、紫外线吸收剂0.3～1.5份、复合铅盐热稳定剂3～8份、硅烷偶联剂0.3～0.8份、着色剂1～3份、AC发泡剂0.5～1份、NC发泡剂0.3～0.8份。

木粉的含量和粒径对PVC木塑发泡板的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、刚性等力学性能的影响十分明显。本发明选用粒径为80～100目的木粉，与PVC树脂界面相容性较好，以提高PVC木塑发泡板刚性，降低其密度，改善其外观。

所述热变形改性剂为双环戊二烯二甲酸钠和SMA树脂，双环戊二烯二甲酸钠和SMA树脂的质量分数比为2：1，根据两者的化学结构和性能特点，通过两者相互反应和配合，能使PVC木塑发泡板耐热性优异，在高温环境中使用也不易变形，有效解决PVC木塑发泡板的热变形温度低，应用范围受到限制的问题，此外，提高PVC木塑发泡板的拉伸强度和断裂拉伸率。双环戊二烯二甲酸钠是用于PVC行业的热可逆交联剂，在保持PVC本身的热塑性加工性的同时，又获得热可逆交联剂赋予的形状记忆功能，能够显著提高PVC的拉伸性能和有效热使用温度；SMA树脂具有亲水性、耐水性、气泡性等特性，由苯乙烯和马来酸酐嵌段共聚而得，其分子结构中具有非极性的芳环基和极性的酸酐基，因此与多种极性或非极性材料以及矿物质、填料(碳酸钙)等极性材料相容性良好，能够大幅度提高PVC木塑发泡板的力学性能，提高相界面的厚度与粘附力，改善应力分层、开裂等现象，从而提高PVC木塑发泡板的拉伸、弯曲、韧性等力学性能。

纳米碳酸钙，作为填充剂，用以改善所述PVC木塑发泡板的加工性能和强度；同时，添加廉价的纳米碳酸钙以降低所述PVC木塑发泡板的成本，进而提高其经济效益。

光稳定剂能屏蔽或吸收紫外线的能量，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应，阻止或延迟光老化的过程，从而延长聚合物的使用寿命。光稳定剂HPT的成分为六甲基磷酰三胺，用为PVC光稳定剂，有PVC高效耐候剂之称，能够赋予PVC木塑发泡板优良的户外防老化性能，显著提高其耐候性和耐寒性，延长其使用寿命，而且可以低降加工温度约10℃。其可有效地吸收波长为270～380nm的紫外光，不易燃、不腐蚀、贮存稳定性好；和PVC相容性良好，兼具长效抗氧、抗黄变作用性能，与紫外线吸收剂并用，具有优良的协同效应。

紫外线吸收剂能有效地吸收波长为290～410nm的紫外线，而很少吸收可见光，具有良好的热稳定性和光稳定性。按其化学结构主要可以分为：邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类。作为辅助光稳定剂和受阻类光稳定剂共同使用，尤其是用在聚烯烃或涂料中。本发明选用光稳定剂HPT和紫外线吸收剂并用，能够延缓PVC木塑发泡板在自然气候条件下抗弯性能的退化速度，有效增强PVC木塑发泡板的表面色牢度，显著提高PVC木塑发泡板的耐老化性能和耐候性能，从而延长PVC木塑发泡板的使用寿命，增大其适用范围。

本发明采用新型的复合铅盐热稳定剂，其热稳定性好，与PVC树脂的相容性好，这种复合助剂采用共生反应技术将三盐、二盐和金属皂在反应体系内以初生态的晶粒尺寸和各种润滑剂进行混合，以保证热稳定剂在PVC体系中的充分分散，同时由于与润滑剂共熔融形成颗粒状，也避免因铅粉尘造成的中毒。所述复合铅盐热稳定剂包含加工所需要的热稳定剂组份和润滑剂组份，被称作为全包装热稳定剂，具有以下的优点：(1)复合热稳定剂的各种组份在其生产过程中可得到充分混合，大幅度改善了与树脂混合分散的均匀性；(2)配方混合时，简化了计量次数，减少计量差错的概率及由此所带来的损失；(3)简便了辅料的供应和贮备，有利于生产、质量管理；(4)提供无尘生产产品的可能性，改善生产条件；从而提高所述PVC木塑发泡板的稳定性和加工性能，改善其流动性和脱膜性，防止在机内或模具内因粘着而产生缺陷，提高产量，使其不易降解，性能稳定，同时提高其光泽，改善外观质量。

偶联剂是在塑料配混中，改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂，又称表面改性剂。它在塑料加工过程中可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。偶联剂一般由两部分组成：一部分是亲无机基团，可与无机填充剂或增强材料作用；另一部分是亲有机基团，可与合成树脂作用，进而改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能。本发明选用硅烷偶联剂，例如KH550、KH560和DL171中的至少一种，从而提高PVC木塑发泡板的加工性能以及耐老化、耐应力等性能。

着色剂具有较高的着色强度和艳度，良好的透明性或者遮盖性、分散性、耐候性、热稳定性、化学稳定性、电气功能、环保性能等。着色力大小直接决定着着色剂的用量，根据客户的需要选择相应着色剂，以便于得到相应外观的PVC木塑发泡板。本发明所述着色剂选用氧化铁，制得的PVC木塑发泡板的表面无需刷漆，可长久保新不褪色，无需定时保养，进而降低PVC木塑发泡板的维护成本。

发泡剂是使对象物质成孔的物质，本发明选用AC发泡剂作为主发泡剂，所述AC发泡剂为AC-1600，以显著降低PVC木塑发泡板的密度；NC发泡剂作为辅助发泡剂，以便于适当吸收AC发泡剂分解时产生的热量，使泡孔更加细腻均匀，提高发泡效果，进而降低PVC木塑发泡板的密度。AC发泡剂的化学名称为偶氮二甲酰胺，其细度平均粒径D≤8～10μm，分解温度≥180～210℃，水分小于0.2％，具有性能稳定、不易燃、不污染、无毒无味、对模具不腐蚀对制品不染色，分解温度可调节，不影响固化和成型速度等特点，常压发泡、加压发泡均可，都能连发泡均匀，细孔结构理想，是发气量最大，性能最优越、用途最广泛的发泡剂。

本发明以PVC树脂、粒径为80～100目的木粉、热变形改性剂、纳米碳酸钙、光稳定剂HPT、紫外线吸收剂、复合铅盐热稳定剂、硅烷偶联剂、着色剂、AC发泡剂、NC发泡剂等原料，制得的PVC木塑发泡板具有较低的成本、较高的热变形温度、优异的耐老化性能和耐候性能、耐热性、加工性能以及力学性能，从而延长PVC木塑发泡板的使用寿命，增大其适用范围，有效解决PVC木塑发泡板的热变形温度低、耐候性和耐老化性能差、使用寿命较短、应用范围受到限制的问题。

实施例1

一种PVC木塑发泡板，包括按质量分数计的如下原料：PVC树脂80份、粒径为80～100目的木粉25份、热变形改性剂3份、纳米碳酸钙25份、光稳定剂HPT0.1份、紫外线吸收剂1.5份、复合铅盐热稳定剂3份、硅烷偶联剂0.3份、着色剂1份、AC发泡剂0.5份、NC发泡剂0.8份。

实施例2

一种PVC木塑发泡板，包括按质量分数计的如下原料：PVC树脂100份、粒径为80～100目的木粉10份、热变形改性剂5份、纳米碳酸钙40份、光稳定剂HPT0.3份、紫外线吸收剂0.3份、复合铅盐热稳定剂8份、硅烷偶联剂0.8份、着色剂3份、AC发泡剂1份、NC发泡剂0.3份。

实施例3

一种PVC木塑发泡板，包括按质量分数计的如下原料：PVC树脂90份、粒径为80～100目的木粉18份、热变形改性剂4份、纳米碳酸钙32份、光稳定剂HPT0.2份、紫外线吸收剂0.8份、复合铅盐热稳定剂6份、硅烷偶联剂0.5份、着色剂2份、AC发泡剂0.7份、NC发泡剂0.6份。

上述实施例1～3中，一种PVC木塑发泡板的制备方法，包括以下步骤：

Step1.混料

先将PVC树脂、粒径为80～100目的木粉、热变形改性剂、纳米碳酸钙、光稳定剂HPT、紫外线吸收剂份、复合铅盐热稳定剂、硅烷偶联剂以及着色剂按照上述质量分数放入高速混合机中充分混合至物料温度达到100～120℃，再按照质量分数加入AC发泡剂和NC发泡剂，继续混合至物料温度达到110～120℃时，将物料排入低速混合机中，继续混合至物料温度达到50～60℃时，将混合物料排入双螺杆挤出机料斗中；

Step2.挤出

通过双螺杆挤出机将混合物料挤压加工成不同厚度的板状熔融物料；

Step3.冷却定型

通过定型模将板状熔融物料冷却定型成板材，得到PVC木塑发泡板。

本发明采用双螺杆挤出机，以提高PVC木塑发泡板的品质。双螺杆挤出机的输送原理是正位移强制输送，没有压力回流，加料容易；排气效果好，能够充分地排出木粉中的可挥发成分；螺杆螺棱互相啮合，强烈的剪切作用使物料的混合、塑化效果更好；物料停留时间短，不容易出现木粉烧焦现象。

本发明公开的一种PVC木塑发泡板的制备方法，采用挤出发泡工艺，操作简单，生产效率高，成本低，各种原料的混合彻底，使制得的PVC木塑发泡板质量好、密度分布均匀、综合性能优异。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种PVC木塑发泡板，其特征在于，包括按质量分数计的如下原料：PVC树脂80～100份、粒径为80～100目的木粉10～25份、热变形改性剂3～5份、纳米碳酸钙25～40份、光稳定剂HPT0.1～0.3份、紫外线吸收剂0.3～1.5份、复合铅盐热稳定剂3～8份、硅烷偶联剂0.3～0.8份、着色剂1～3份、AC发泡剂0.5～1份、NC发泡剂0.3～0.8份。

2.根据权利要求1所述的一种PVC木塑发泡板，其特征在于：所述热变形改性剂为双环戊二烯二甲酸钠和SMA树脂，双环戊二烯二甲酸钠和SMA树脂的质量分数比为2：1。

3.根据权利要求1或2所述的一种PVC木塑发泡板，其特征在于：所述复合铅盐热稳定剂包括加工所需要的热稳定剂组份和润滑剂组份。

4.根据权利要求3所述的一种PVC木塑发泡板，其特征在于：所述AC发泡剂为AC-1600。

5.根据权利要求4所述的一种PVC木塑发泡板，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550、KH560和DL171中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的一种PVC木塑发泡板，其特征在于：所述着色剂为氧化铁。

7.包括权利要求1所述的一种PVC木塑发泡板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1.混料

先将PVC树脂、粒径为80～100目的木粉、热变形改性剂、纳米碳酸钙、光稳定剂HPT、紫外线吸收剂份、复合铅盐热稳定剂、硅烷偶联剂以及着色剂按照权利要求1中所述的质量分数放入高速混合机中充分混合至物料温度达到100～120℃，再按照质量分数加入AC发泡剂和NC发泡剂，继续混合至物料温度达到110～120℃时，将物料排入低速混合机中，继续混合至物料温度达到50～60℃时，将混合物料排入双螺杆挤出机料斗中；

Step2.挤出

通过双螺杆挤出机将混合物料挤压加工成不同厚度的板状熔融物料；

Step3.冷却定型

通过定型模将板状熔融物料冷却定型成板材，得到PVC木塑发泡板。