CN112300516B - 一种抗收缩pvc封边条及其制备方法 - Google Patents

一种抗收缩pvc封边条及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及PVC封边条技术领域，具体涉及一种抗收缩PVC封边条及其制备方法，包括如下原料：PVC粉、无机填充剂、增塑剂、热可逆交联剂DCPD、热稳定剂、抗冲击改性剂和润滑剂。本发明在配方中添加热可逆交联剂DCPD，产品在高温成型时既能保持PVC本身的热塑性，又能在成型后的冷却过程中产生低温交联，形成分子链间的网状结构，进而使产品获得耐高温、耐应力开裂和耐蠕变性能，赋予产品良好的抗收缩性能。而在边角料回收时，又能通过高温解交联的方式实现获得二次塑化，不影响回收利用。

Description

一种抗收缩PVC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，具体涉及一种抗收缩PVC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。通常封边条主要作用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，并阻止板材内部的甲醛挥发。
PVC封边条是常见的封边条类型，产品会朝着节能、环保、无毒的方向发展，成为高档的装饰材料。常规PVC封边条在使用时，因本身收缩率较大，若经历环境温度变化，材料本身变形收缩会比较严重，经常出现封边后两端有明显缩进，影响板材外观和质量。因此需要开发出一款优良的抗收缩封边条，改善收缩，使产品在经历环境变化时，避免较大收缩而造成产品外观明显变化，适应高温、低温和冷热循环的使用环境，具有良好的形状记忆和尺寸稳定性。
当前对于产品提高尺寸稳定性，主要是通过增加填料填充量来实现。但填充量太少，达不到效果；而填充量过大，产品的韧性会明显下降，材料变脆，在封边时，会出现崩角损坏的现象，且损坏后易扩张到整张板材，影响板材质量。
因此，开发一种抗收缩PVC封边条，使产品适应高温、低温和冷热循环的不同使用环境，赋予产品良好的形状记忆和尺寸稳定性，则便显得格外重要。
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抗收缩PVC封边条及其制造方法，旨在提高封边条尺寸稳定性，优化产品适应高温、低温和冷热循环的不同使用环境，提高产品综合使用性能。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种抗收缩PVC封边条，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002768139030000021
其中，所述PVC粉为SG-1000。
其中，所述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，所述增塑剂为对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯和氯代硬脂酸甲酯中的至少一种。优选地，所述增塑剂为对苯二甲酸二辛酯，具有耐热、耐寒、难挥发、抗抽出、柔软性和电绝缘性能好等优点，在制品中显示出优良的持久性、耐肥皂水性及低温柔软性，可以更好地提升PVC封边条的耐温性能。
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NBR、ACR、CPE和MBS中的至少一种。进一步优选地，所述抗冲击改性剂由NBR和MBS按重量比1-3:1的比例组成。DCPD为交联剂，使PVC和NBR部分分子链产生交联，赋予产品良好的尺寸稳定性，因此本发明优选地抗冲击改性剂中加入了适量的NBR以促进交联反应，可以更为显著地改善产品韧性和增强抗冲击性能。
进一步优选地，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，同时丁苯橡胶也能与热可逆交联剂发生交联，形成网络结构，从而显著地提高了PVC封边条的韧性。
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。
其中，所述润滑剂为合成蜡和/或硬脂酸。
如上所述的一种抗收缩PVC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125-165℃。
本发明的有益效果在于：本发明在配方中添加热可逆交联剂DCPD，产品在高温成型时既能保持PVC本身的热塑性，又能在成型后的冷却过程中产生低温交联，形成分子链间的网状结构，进而使产品获得耐高温、耐应力开裂和耐蠕变性能，赋予产品良好的抗收缩性能。而在边角料回收时，又能通过高温解交联的方式实现获得二次塑化，不影响回收利用。
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
一种抗收缩PVC封边条，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002768139030000041
其中，所述PVC粉为SG-1000。
其中，所述无机填充剂为重质碳酸钙。
其中，所述增塑剂为对苯二甲酸二辛酯。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述抗冲击改性剂由NBR和MBS按重量比2:1的比例组成。
其中，所述润滑剂为合成蜡和硬脂酸按重量比2:1的比例组成。
如上所述的一种抗收缩PVC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168℃；(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
一种抗收缩PVC封边条，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002768139030000051
其中，所述PVC粉为SG-1000。
其中，所述无机填充剂由重质碳酸钙和高岭土按重量比1:1的比例组成。
其中，所述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，所述抗冲击改性剂由NBR和MBS按重量比1:1的比例组成。
其中，所述润滑剂为合成蜡。
如上所述的一种抗收缩PVC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120℃、二区130℃、三区145℃、4区155℃。
实施例3
一种抗收缩PVC封边条，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002768139030000061
其中，所述PVC粉为SG-1000。
其中，所述无机填充剂由重质碳酸钙和石英粉按重量比2:1的比例组成。
其中，所述增塑剂由对苯二甲酸二辛酯和氯代硬脂酸甲酯按重量比3:1的比例组成。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述抗冲击改性剂由NBR和MBS按重量比3:1的比例组成。
其中，所述润滑剂为硬脂酸。
如上所述的一种抗收缩PVC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、断裂伸长率以及无缺口冲击强度、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 BDA0002768139030000081
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，而且纳米碳酸钙的缺失也会导致抗收缩性下降；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抗收缩性能，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、韧性和抗收缩性能的提升更为有利。
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 (6)

1.一种抗收缩PVC封边条，其特征在于：包括如下重量份的原料：
PVC粉 100份
无机填充剂 4-6份
增塑剂 4-6份
热可逆交联剂DCPD 0.6-1份
热稳定剂 1-3份
抗冲击改性剂 10-20份
润滑剂 1-1.4份；
所述PVC粉为SG-1000；
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重量份的丙烯酸异辛酯，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。
2.根据权利要求1所述的一种抗收缩PVC封边条，其特征在于：所述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。
3.根据权利要求1所述的一种抗收缩PVC封边条，其特征在于：所述增塑剂为对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯和氯代硬脂酸甲酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种抗收缩PVC封边条，其特征在于：所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
5.根据权利要求1所述的一种抗收缩PVC封边条，其特征在于：所述润滑剂为合成蜡和/或硬脂酸。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种抗收缩PVC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125-165℃。
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