CN112280219A - 一种pvc高耐磨封边条及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及PVC封边条技术领域，具体涉及一种PVC高耐磨封边条及其制备方法，PVC高耐磨封边条包括PVC、填充剂、增塑剂、热稳定剂、抗冲击改性剂、润滑剂和耐磨助剂，耐磨助剂包括PVC、增塑剂、填充剂、甲基硅油和短切碳纤维。本发明通过甲基硅油大大提高了短切碳纤维与PVC材料的相容性，并且通过制成耐磨助剂母粒形式，加入至配方体系中进行二次共混分散，避免了因分散和相容性不良造成的析出现象。同时能明显提高产品耐刮耐磨性能，使产品在周转过程中，不再出现因耐磨性能差而造成表面刮痕的现象，优化了产品表面效果和客户体验。

Description

一种PVC高耐磨封边条及其制备方法
技术领域
本发明涉及PVC封边条技术领域，具体涉及一种PVC高耐磨封边条及其制备方法。
背景技术
高分子封边条是以聚合物为主要原料，加入增塑剂、稳定剂、润滑剂、染料等助剂，一起混炼压制而成的热塑性卷材。其表面有木纹、大理石、布纹等花纹、图案同时表面光泽柔和，具有木材的真实感和立体感；具有一定的光洁度和装饰性，具有一定的耐热、耐化学品、耐腐蚀性、表面有一定的硬度。高分子封边材料发展之快，使得其在现代化室内设计中有着不可替代的作用，产品主要功能是对板材断面进行固封，达到免受环境和使用过程中的不利因素(主要为水分)对板材的破坏，和阻止板材内部的甲醛挥发。同时可以起到装饰、美化的作用，使一件家具显现木纹清晰、色彩缤纷的整体效果。
封边条生产时，因产品表面耐磨性差，极易产生表面刮花的现象，从而造成产品缺陷，对后续的印刷工序带来一定的影响，也影响了产品美观度，造成视觉美感不足。
当前对于改善封边条底材耐磨主要有以下两种方法：
①将产品做硬。具体做法是在配方中提高填充，降低增塑剂用量，提高产品硬度，进而提高产品耐磨性。这种做法的缺陷是降低了产品韧性，使封边条易折断，同时较高的无机填料填充量，会出现削边发白的现象，对外观也造成一定影响；
②直接添加助剂。在配方中直接添加硅酮类功能助剂，目的是改善产品润滑性，降低产品表面摩擦系数，达到改善耐磨的目的。这种做法的缺陷是直接添加硅酮，在产品挤出时，因硅酮类助剂与PVC相容性不良和分散效果差，表面易析出白色膏状物，影响产品压纹和表面效果。
③涂布工艺。基于在封边条涂布一层高亮度、高耐磨的UV光油，并通过UV光油固化后自身的耐磨性来实现封边条的耐磨。该工艺容易出现光泽度难以控制、表面桔皮的异常，对产品外观造成一定影响，且制造成本增加，影响工厂实际经济利润。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种PVC高耐磨封边条，旨在改善封边条耐磨性能，降低生产时产品不良率，提高产品质量，提高产品适用性。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种PVC高耐磨封边条，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002768662670000021
每重量份的耐磨助剂包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0002768662670000022
其中，所述第一PVC粉和第二PVC粉均为SG-1000。
其中，所述第一无机填充剂和第二无机填充剂为碳酸钙、高岭土、滑石粉、炭黑和石英粉中的至少一种。
其中，所述第一增塑剂由己二酸二辛酯和氯代硬脂酸甲酯按重量比5:5-4的比例组成，所述第二增塑剂为己二酸二辛酯。
己二酸二辛酯为聚氯乙烯的一种优良耐寒增塑剂，它赋予制品优良的低温柔顺性，并具有一定的光、热稳定性和耐水性；氯代硬脂酸甲酯为东莞市瑞云环保科技有限公司开发的RY-110A型号产品，增塑效率高，抗燃，无毒，具有较好的电绝缘性，耐抽出，耐候性能优良。本发明在耐磨助剂中仅采用己二酸二辛酯作为第二增塑剂，更为注重耐磨助剂的塑化效果，使其易于加工造粒，也容易与第一PVC粉进行二次共混，从而改善短切碳纤维的分散性，提高封边条的耐磨性；而本发明在采用由己二酸二辛酯和氯代硬脂酸甲酯复配而成的第一增塑剂，除了可以进一步降低成本之外，还可以适当提升封边条的力学性能。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述抗冲击改性剂为ACR、CPE和MBS中的至少一种。抗冲击改性剂可以显著改善PVC的抗冲击性能，但是生产抗冲击改性剂的公司，特别是ACR、MBS生产公司实行技术垄断，基本不转让技术，单独或联合在靠近市场地区的亚洲设厂，以便占领潜在市场。为此，本发明在抗冲击改性剂中加入了一种纳米橡胶增韧剂作为替代选择，所述纳米橡胶增韧剂通过如下方法制得：
所述纳米橡胶增韧剂的制备方法包括如下步骤：
(1)称取100重量份丁苯橡胶乳液，利用钴源对丁苯橡胶乳液进行辐照，辐照剂量为15-25kGy，辐照时间为10-12h，得到预交联乳液；
(2)往40-60重量份水中加入4-8重量份的纳米碳酸钙和1-3重量份的交联剂，超声分散10-20min后，加入至预交联乳液中，利用钴源进行辐照，辐照剂量为15-25kGy，辐照时间为3-5h，最后进行真空喷雾干燥，即得到所述的纳米橡胶增韧剂。
本发明首先通过对丁苯橡胶乳液进行初步辐照交联，使丁苯橡胶粒子初步收缩，而后加入纳米碳酸钙和交联剂进行进一步辐照交联，交联剂既可以使丁苯橡胶粒子进行一步发生交联反应而收缩粒径，也可以对纳米碳酸钙进行较低程度地接枝改性，使纳米碳酸钙均匀分散在橡胶粒子之间，最后通过真空喷雾干燥，得到纳米碳酸钙均匀分散在纳米丁苯橡胶中的分散体。该分散体作为PVC的增韧剂，可以纳米碳酸钙作为刚性粒子进行增韧，也可以利用纳米丁苯橡胶粒子作为弹性体进行增韧。由于纳米碳酸钙属于刚性体增韧，若要直接进行增韧，则用量需要较大，不可避免地增大PVC的硬度，不利于加工成型，而且刚性体增韧实则上是通过两相交接处产生银纹等缺陷而吸收冲击能量，这导致了吸收能量有限而且容易对内部造成不可逆的损伤，降低耐用性。本发明通过分散体的形式，当冲击发生时，先是利用纳米丁苯橡胶自身的弹性吸收大部分冲击能量，而过量的冲击能使相邻的纳米丁苯橡胶相互挤压纳米碳酸钙，而在纳米丁苯橡胶上产生刚性体增韧效果，从而整体上提高了PVC封边条的韧性，并且不降低其强度以及易加工性，使其仍具有优良的耐磨性。
进一步优选地，所述纳米碳酸钙的粒径为30-50nm，所述交联剂为丙烯酸异辛酯，所述丁苯橡胶乳液为日本爱宇隆株式会社的SN-307R。本发明优选地丁苯橡胶乳液虽然为日本进口产品，但是其依然给我国PVC增韧剂研发提供一个新的进步方向。
其中，所述润滑剂为合成蜡和/或硬脂酸。
其中，所述短切碳纤维的长度为1-3mm。
其中，所述耐磨助剂的制备方法包括如下步骤：将各原料混合分散后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温度为150-175℃。
如上所述的一种PVC高耐磨封边条的制备方法，包括如下步骤：(1)将各原料混合分散后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到PVC母粒，挤出造粒的温度为150-175℃；(2)将PVC母粒在双螺杆挤出成型机台上挤出成型，挤出成型的温度为120-165℃。
本发明的有益效果在于：本发明通过甲基硅油大大提高了短切碳纤维与PVC材料的相容性，并且通过制成耐磨助剂母粒形式，加入至配方体系中进行二次共混分散，避免了因分散和相容性不良造成的析出现象。同时能明显提高产品耐刮耐磨性能，使产品在周转过程中，不再出现因耐磨性能差而造成表面刮痕的现象，优化了产品表面效果和客户体验。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种PVC高耐磨封边条，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002768662670000051
每重量份的耐磨助剂包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0002768662670000052
Figure BDA0002768662670000061
其中，所述第一PVC粉和第二PVC粉均为SG-1000。
其中，所述第一无机填充剂和第二无机填充剂均为重质碳酸钙。
其中，所述第一增塑剂由己二酸二辛酯和氯代硬脂酸甲酯按重量比5:4的比例组成，所述第二增塑剂为己二酸二辛酯。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述抗冲击改性剂为MBS。
其中，所述润滑剂由合成蜡和硬脂酸按重量比1:1的比例组成。
其中，所述短切碳纤维的长度为2mm。
其中，所述耐磨助剂的制备方法包括如下步骤：将各原料混合分散后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温度为170℃。
如上所述的一种PVC高耐磨封边条的制备方法，包括如下步骤：(1)将各原料混合分散后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到PVC母粒，挤出造粒的温度为170℃；(2)将PVC母粒在双螺杆挤出成型机台上挤出成型，挤出成型的温度分别为一区125℃、二区135℃、三区150℃、4区160℃。
实施例2
一种PVC高耐磨封边条，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002768662670000062
每重量份的耐磨助剂包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0002768662670000071
其中，所述第一PVC粉和第二PVC粉均为SG-1000。
其中，所述第一无机填充剂为重质碳酸钙，所述第二无机填充剂为轻质碳酸钙。
其中，所述第一增塑剂由己二酸二辛酯和氯代硬脂酸甲酯按重量比1:1的比例组成，所述第二增塑剂为己二酸二辛酯。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述抗冲击改性剂为ACR。
其中，所述润滑剂为合成蜡。
其中，所述短切碳纤维的长度为1mm。
其中，所述耐磨助剂的制备方法包括如下步骤：将各原料混合分散后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温度为150℃。
如上所述的一种PVC高耐磨封边条的制备方法，包括如下步骤：(1)将各原料混合分散后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到PVC母粒，挤出造粒的温度为150℃；(2)将PVC母粒在双螺杆挤出成型机台上挤出成型，挤出成型的温度为一区125℃、二区130℃、三区145℃、4区155℃。
实施例3
一种PVC高耐磨封边条，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002768662670000072
Figure BDA0002768662670000081
每重量份的耐磨助剂包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0002768662670000082
其中，所述第一PVC粉和第二PVC粉均为SG-1000。
其中，所述第一无机填充剂为炭黑，第二无机填充剂为重质碳酸钙。
其中，所述第一增塑剂由己二酸二辛酯和氯代硬脂酸甲酯按重量比5:4.5的比例组成，所述第二增塑剂为己二酸二辛酯。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述抗冲击改性剂为CPE。
其中，所述润滑剂为硬脂酸。
其中，所述短切碳纤维的长度为3mm。
其中，所述耐磨助剂的制备方法包括如下步骤：将各原料混合分散后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温度为175℃。
如上所述的一种PVC高耐磨封边条的制备方法，包括如下步骤：(1)将各原料混合分散后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到PVC母粒，挤出造粒的温度为175℃；(2)将PVC母粒在双螺杆挤出成型机台上挤出成型，挤出成型的温度为一区130℃、二区140℃、三区155℃、4区165℃。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
其中，所述抗冲击改性剂为纳米橡胶增韧剂，所述纳米橡胶增韧剂通过如下方法制得：
所述纳米橡胶增韧剂的制备方法包括如下步骤：
(1)称取100重量份丁苯橡胶乳液，利用钴源对丁苯橡胶乳液进行辐照，辐照剂量为20kGy，辐照时间为11h，得到预交联乳液；
(2)往50重量份水中加入6重量份的纳米碳酸钙和2重量份的交联剂，超声分散15min后，加入至预交联乳液中，利用钴源进行辐照，辐照剂量为20kGy，辐照时间为4h，最后进行真空喷雾干燥，即得到所述的纳米橡胶增韧剂。
进一步优选地，所述纳米碳酸钙的粒径为40nm，所述交联剂为丙烯酸异辛酯，所述丁苯橡胶乳液为日本爱宇隆株式会社的SN-307R。
对比例1
本对比例与实施例4的区别在于：
其中，所述抗冲击改性剂为纳米橡胶增韧剂，所述纳米橡胶增韧剂通过如下方法制得：
所述纳米橡胶增韧剂的制备方法包括如下步骤：
(1)称取100重量份丁苯橡胶乳液，利用钴源对丁苯橡胶乳液进行辐照，辐照剂量为20kGy，辐照时间为11h，得到预交联乳液；
(2)往50重量份水中加入2重量份的交联剂，超声分散15min后，加入至预交联乳液中，利用钴源进行辐照，辐照剂量为20kGy，辐照时间为4h，最后进行真空喷雾干燥，即得到所述的纳米橡胶增韧剂。
对比例2
本对比例与实施例4的区别在于：
其中，所述抗冲击改性剂为纳米橡胶增韧剂，所述纳米橡胶增韧剂通过如下方法制得：
所述纳米橡胶增韧剂的制备方法包括如下步骤：
(1)称取100重量份丁苯橡胶乳液，利用钴源对丁苯橡胶乳液进行辐照，辐照剂量为20kGy，辐照时间为11h，得到预交联乳液；
(2)往50重量份水中加入2重量份的交联剂，超声分散15min后，加入至预交联乳液中，利用钴源进行辐照，辐照剂量为20kGy，辐照时间为4h，最后进行真空喷雾干燥，得到干燥后的粉末与6重量份的纳米碳酸钙进行混合，即得到所述纳米橡胶增韧剂。
对比例3
本对比例与实施例4的区别在于：
其中，所述抗冲击改性剂为纳米橡胶增韧剂，所述纳米橡胶增韧剂通过如下方法制得：
所述纳米橡胶增韧剂的制备方法包括如下步骤：
往50重量份水中加入6重量份的纳米碳酸钙和2重量份的交联剂，超声分散15min后，加入至11重量份的丁苯橡胶乳液中，利用钴源进行辐照，辐照剂量为20kGy，辐照时间为15h，最后进行真空喷雾干燥，即得到所述的纳米橡胶增韧剂。
将实施例1、实施例4、对比例1-3的PVC母粒制成试样，按照GB/T1040.1-2006、GB/T1843-2008测试拉伸强度、断裂伸长率以及缺口冲击强度、GB/T17657-1999人造板及饰面人造板理化性能试验方法，测试结果如下表：
Figure BDA0002768662670000101
Figure BDA0002768662670000111
由实施例1和实施例4的对比可知，本发明采用的纳米橡胶增韧剂相对常规的MBS抗冲击改性剂更能提升PVC的强度和韧性；由实施例4和对比例1的对比可知，直接采用纳米丁苯橡胶作为单一的增韧剂，也可以提升强度和韧性，但是对于抗冲击强度的提升并不显著，同时也会造成耐磨性的降低；由对比例1和对比例2的对比可知，纳米碳酸钙与纳米丁苯橡胶直接简单的物理混合虽然可以稍微提升拉伸强度和耐磨性，但是对于韧性的提升是不利的；由实施例4和对比例3的对比可知，预交联在本发明的增韧剂制备过程中是相当必要的，其影响合成的分散体的大小形态，通过预交联先对纳米橡胶进行一定程度的交联收缩，可以更显著地降低橡胶粒子的粒径，从而对PVC的强度和韧性的提升更为有利。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PVC高耐磨封边条，其特征在于：包括如下重量份的原料：
Figure FDA0002768662660000011
每重量份的耐磨助剂包括如下重量份数的原料：
Figure FDA0002768662660000012
2.根据权利要求1所述的一种PVC高耐磨封边条，其特征在于：所述第一PVC粉和第二PVC粉均为SG-1000。
3.根据权利要求1所述的一种PVC高耐磨封边条，其特征在于：所述第一无机填充剂和第二无机填充剂为碳酸钙、高岭土、滑石粉、炭黑和石英粉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种PVC高耐磨封边条，其特征在于：所述第一增塑剂由己二酸二辛酯和氯代硬脂酸甲酯按重量比5:5-4的比例组成，所述第二增塑剂为己二酸二辛酯。
5.根据权利要求1所述的一种PVC高耐磨封边条，其特征在于：所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
6.根据权利要求1所述的一种PVC高耐磨封边条，其特征在于：所述抗冲击改性剂为ACR、CPE和MBS中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种PVC高耐磨封边条，其特征在于：所述润滑剂为合成蜡和/或硬脂酸。
8.根据权利要求1所述的一种PVC高耐磨封边条，其特征在于：所述短切碳纤维的长度为1-3mm。
9.根据权利要求1所述的一种PVC高耐磨封边条，其特征在于：所述耐磨助剂的制备方法包括如下步骤：将各原料混合分散后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温度为150-175℃。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种PVC高耐磨封边条的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将各原料混合分散后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到PVC母粒，挤出造粒的温度为150-175℃；(2)将PVC母粒在双螺杆挤出成型机台上挤出成型，挤出成型的温度为120-165℃。
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