CN118181731A - 聚氯乙烯面板在线压花成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及塑料加工技术领域，且公开了聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，所述面板原材料由主原料、增塑剂、热稳定剂、填料、润滑剂和颜料组成，其原材料比重为：聚氯乙烯树脂60—66份；聚丙烯4—8份；环氧树脂3—5份；癸二酸酯3—6份；乙酰柠檬酸三丁酯5—7份；蓖麻油酸钙0.5—1.5份；三甘醇双‑3‑(3‑叔丁基‑4‑羟基‑5‑甲基苯基)丙烯腈0.7—1.5份；滑石粉2—5份；陶土2—3份；聚乙烯蜡0.5—1份；金属皂0.8—1.5份；偶氮缩合颜料1—3份；通用颜料1—4份，聚氯乙烯面板原材料使用环保添加剂，再通过在线熔贴压花一体成型工艺取代原有平贴机胶水贴合，板材与PET膜热熔贴后直接进行表面压花纹理，使产品达到了成形立体感、成本低和环保有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及塑料加工技术领域，具体为聚氯乙烯面板在线压花成型工艺。
背景技术
聚氯乙烯面板，通常被称为聚氯乙烯面板，是一种由聚氯乙烯(PolyvinylChloride,聚氯乙烯)制成的板材。聚氯乙烯面板具有抗刮擦、化学性质稳定以及绝缘性能可靠等特点。它的表面硬度高，能够抵抗刮伤，且具有良好的防静电功能。此外，聚氯乙烯面板还具有优秀的抗冲击性和耐化学溶剂性能，外观靓丽且平整光滑。聚氯乙烯面板的截面呈蜂窝状纹理，这种结构使得板材质量轻而强度高，同时具有良好的耐候性。
聚氯乙烯面板适合进行雕刻、钻孔、喷漆、粘合等多种工艺处理，因此在广告制作、室内装修、家具制造等多个领域都有广泛的应用。随着聚氯乙烯面板压花技术的提升，聚氯乙烯面板在线压花成型的涉及的应用领域非常广泛。
但是存在一部分缺点，聚氯乙烯在加热过程中大约在80℃左右开始软化，而在加压下150℃时会开始流动，并可能缓慢放出氯化氢，这会导致材料变色，从黄色变红、棕色甚至黑色。这种热稳定性问题可能会影响产品的整体外观和性能；由于聚氯乙烯的热扭变温度(在1.82MPa负荷下)为70-71℃，这意味着在加工过程中需要精确控制温度，以避免材料变形或降解，在高温和压力下加工聚氯乙烯可能会产生有害物质，如氯化氢气体，这要求生产过程中需要有良好的通风和废气处理设施，以保护工人健康和减少对环境的影响，由于上述提到的各种加工条件和环境要求，聚氯乙烯面板的在线压花成型可能会涉及较高的设备和运营成本。
目前聚氯乙烯板材表面花纹纹理效果主要是使用带有纹理图案的PET膜采用平贴机滚涂胶水贴合而成，贴合后两者之间剥离度差，并且不环保，由于贴合后板材性能稳定性差，只能适用于建筑，装潢等要求不高的地方。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，具备成本低、热稳定性高、环保和材料不易变形的优点，解决了成本高、热稳定性差、环境污染和材料变形方面的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：所述面板原材料由主原料、增塑剂、热稳定剂、填料、润滑剂和颜料组成，其原材料比重为：聚氯乙烯树脂60—66份；聚丙烯4—8份；环氧树脂3—5份；癸二酸酯3—6份；乙酰柠檬酸三丁酯5—7份；蓖麻油酸钙0.5—1.5份；三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈0.7—1.5份；滑石粉2—5份；陶土2—3份；聚乙烯蜡0.5—1份；金属皂0.8—1.5份；偶氮缩合颜料1—3份；通用颜料1—4份，包括以下压花成型步骤：
步骤一、原材料准备：按比例准备主原料、增塑剂、热稳定剂、填料、润滑剂和颜料；
步骤二、机器上料和制粒：将原材料以先后顺序加入生产线上的分层双螺杆挤出机中进行挤出处理，经过中间步骤再制成粒子；
步骤三、冷却混合：制成的粒子在设置好时间和温度捏合机中进行捏合，形成聚氯乙烯基膜；
步骤四、预加热：对聚氯乙烯基膜进行预加热，使其变成热膜；
步骤五、压纹：将预热后的热膜引入压花机使其压花成型；
步骤六、冷却：压花后热膜由导出辊轮引出，进行冷却后得到压花膜；
步骤七、收卷：压花膜进行收卷。
优选的，所述主原料由聚氯乙烯树脂、聚丙烯和环氧树脂组成；所述增塑剂是癸二酸酯和乙酰柠檬酸三丁酯；所述热稳定剂由蓖麻油酸钙和三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈组成；所述填料由滑石粉和陶土组成；所述润滑剂由聚乙烯蜡和金属皂组成；所述颜料由偶氮缩合颜料和通用颜料组成。
优选的，所述原材料三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈是一种非对称型受阻酚类抗氧剂，其制备过程为：
S1.1、原料准备：原料由2-甲基-6-叔丁基苯酚、MA和TEG组成；
S1.2、反应器置换：将原料加入连续搅拌釜式反应器中，用99％的氮气置换出内部空气；
S1.3、加热融熔：将反应器温度加热至50℃，待原料完全融熔时，升温至100℃脱除其中的轻组分和水分；
S1.4、加入催化剂：加入占总比4％的锌化合物催化剂；
S1.5、反应过程：将反应器温度设置为180℃，时间设置为6小时；
S1.6、降温：反应完全后，将反应器温度关掉，生成的三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈会被排出连续搅拌釜式反应器。
优选的，所述原材料－颜料是由偶氮缩合颜料和通用颜料按照1-3:1-4的比例调和制成的。
优选的，所述步骤二中机器上料，首先将主原料与填料充分混合，接着加入增塑剂、热稳定剂和润滑剂进行搅拌；最后，添加颜料并确保搅拌均匀，然后将混合物投入生产线上的分层双螺杆挤出机中。
优选的，所述步骤二中的中间步骤为：
S2.1、挤出后的混合物使用风冷系统进行冷却；
S2.2、再使用传导干燥机进行吸湿、加热处理；
S2.3、最后使用风力分级机进行粒度调整，生成符合规格的粒子。
优选的，所述步骤三捏合机的捏合时间为7分钟，出料温度设置为40℃。
优选的，所述步骤四使用红外线加热器对聚氯乙烯基膜进行预加热，并将温度设置200℃。
优选的，所述步骤五操作人员将已设计完成的压花模型和相关参数在线导入压花机的控制系统，再通过在线熔贴压花一体成型工艺取代原有平贴机胶水贴合，板材与PET膜热熔贴后直接进行表面压花纹理，将压花机的温度设置为120℃，压花机由上压花辊轮和下压花辊轮组成，两辊轮间形成中心压区，压力设置为2.2kg/cm2，在中心压区对热膜进行压花，以形成所需的压花图案。
优选的，所述面板原材料比重为：聚氯乙烯树脂65份；聚丙烯5份；环氧树脂5份；癸二酸酯4份；乙酰柠檬酸三丁酯6份；蓖麻油酸钙1份；三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈1份；滑石粉4份；陶土3份；聚乙烯蜡1份；金属皂1份；偶氮缩合颜料2份；通用颜料3份。
与现有技术相比，本发明提供了聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，具备以下有益效果：
1、本发明通过在聚氯乙烯面板在线压花成型的过程中，所使用的主原料包括聚氯乙烯树脂、聚丙烯和环氧树脂，其构成了聚氯乙烯面板的基础，决定了产品的基本性质；为了提高聚氯乙烯的加工性和柔韧性，需要加入增塑剂，本过程中使用的是癸二酸酯和乙酰柠檬酸三丁酯，这两种增塑剂有助于降低聚氯乙烯树脂的熔融温度，使其更易于加工，并且属于环保材料；为保证聚氯乙烯在加工过程中的稳定性，防止热降解，需要添加热稳定剂，在此过程中，热稳定剂由蓖麻油酸钙和三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈组成，它们能够有效防止聚氯乙烯在高温下分解，保持产品颜色和性能的稳定；在本过程中使用的填料包括滑石粉和陶土，这两种填料不仅改善聚氯乙烯的机械性能、降低成本以及调整产品的比重和色泽，还能增强聚氯乙烯面板的尺寸稳定性和抗老化性，使材料不容易变形；为改善物料在加工过程中的流动性和脱模性，润滑剂是必需的，此处使用的润滑剂由聚乙烯蜡和金属皂组成，它们减少物料与机器之间的摩擦，保护机器零件，同时提高产品质量；最后，颜料用于赋予聚氯乙烯面板特定的颜色和外观效果，在此过程中，颜料由偶氮缩合颜料和通用颜料组成，偶氮缩合颜料使产品具有多样化的色彩选择，并且搭配通用颜料节省一定的成本，使面板达到更好的色彩效果，综上所述，聚氯乙烯面板在线压花成型过程中使用的原料和添加剂经过精心选择和配比，达到了成本低、热稳定性高、环保和材料不易变形的有益效果。
2、本发明通过所述步骤五在线导入已设计完成的压花模型，输入已设计的压花参数，在这一步中，操作人员会将设计好的压花图案和相关的参数设置输入到压花机的控制系统中，参数包括压花机的温度和压力，设置压花机的温度为120℃，温度过高，会导致热膜过度软化，从而影响压花图案的清晰度；如果温度过低，则使热膜不足以发生塑性变形，导致压花效果不明显；设置压花机的压力为2.2kg/cm2，能够确保在不损坏热膜的前提下，使其产生足够的塑性变形以形成清晰的压花图案；压花机由上压花辊轮和下压花辊轮组成，两辊轮间形成中心压区，在生产过程中，热膜会被引导通过这个中心压区，在压区的中心位置，上下辊轮对热膜施加压力，使其产生塑性变形，从而形成所需的压花图案，综上所述，步骤五是整个生产过程中的关键步骤之一，它涉及多个重要的参数设置，操作人员需要根据设计要求和实际情况进行精确设置，以确保最终产品的质量和美观度，使产品达到了立体效果更强和图案精美的有益效果。
3、本发明通过所述步骤五通过在线熔贴压花一体成型工艺取代原有平贴机胶水贴合，生产工艺及成本优于胶水贴合工艺，而且覆膜后板材剥离强度增强，环保无害，性能稳定性、板材表面纹理效果等都远远优于胶水贴合工艺，使产品达到了环保无害和性能稳定性的有益效果。
附图说明
图1为本发明压花成型流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1，所述面板原材料由主原料、增塑剂、热稳定剂、填料、润滑剂和颜料组成，其原材料比重为：聚氯乙烯树脂60—66份；聚丙烯4—8份；环氧树脂3—5份；癸二酸酯3—6份；乙酰柠檬酸三丁酯5—7份；蓖麻油酸钙0.5—1.5份；三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈0.7—1.5份；滑石粉2—5份；陶土2—3份；聚乙烯蜡0.5—1份；金属皂0.8—1.5份；偶氮缩合颜料1—3份；通用颜料1—4份，包括以下压花成型步骤：
步骤一、原材料准备：按比例准备主原料、增塑剂、热稳定剂、填料、润滑剂和颜料；
步骤二、机器上料和制粒：将原材料以先后顺序加入生产线上的分层双螺杆挤出机中进行挤出处理，经过中间步骤再制成粒子；
步骤三、冷却混合：制成的粒子在设置好时间和温度捏合机中进行捏合，形成聚氯乙烯基膜；
步骤四、预加热：对聚氯乙烯基膜进行预加热，使其变成热膜；
步骤五、压纹：将预热后的热膜引入压花机使其压花成型；
步骤六、冷却：压花后热膜由导出辊轮引出，进行冷却后得到压花膜；
步骤七、收卷：压花膜进行收卷。
具体的，本发明通过在聚氯乙烯面板在线压花成型的过程中，所使用的主要原料包括聚氯乙烯树脂、聚丙烯和环氧树脂，其构成了聚氯乙烯面板的基础，决定了产品的基本性质；为了提高聚氯乙烯的加工性和柔韧性，需要加入增塑剂，本过程中使用的是癸二酸酯和乙酰柠檬酸三丁酯，这两种增塑剂有助于降低聚氯乙烯树脂的熔融温度，使其更易于加工，并且属于环保材料；为保证聚氯乙烯在加工过程中的稳定性，防止热降解，需要添加热稳定剂，在此过程中，热稳定剂由蓖麻油酸钙和三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈组成，它们能够有效防止聚氯乙烯在高温下分解，保持产品颜色和性能的稳定；在本过程中使用的填料包括滑石粉和陶土，这两种填料不仅改善聚氯乙烯的机械性能、降低成本以及调整产品的比重和色泽，还能增强聚氯乙烯面板的尺寸稳定性和抗老化性，使材料不容易变形；为改善物料在加工过程中的流动性和脱模性，润滑剂是必需的，此处使用的润滑剂由聚乙烯蜡和金属皂组成，它们减少物料与机器之间的摩擦，保护机器零件，同时提高产品质量；最后，颜料用于赋予聚氯乙烯面板特定的颜色和外观效果，在此过程中，颜料由偶氮缩合颜料和通用颜料组成，偶氮缩合颜料使产品具有多样化的色彩选择，并且搭配通用颜料节省一定的成本，使面板达到更好的色彩效果，综上所述，聚氯乙烯面板在线压花成型过程中使用的原料和添加剂经过精心选择和配比，达到了成本低、热稳定性高、环保和材料不易变形的有益效果。
具体的，所述主原料由聚氯乙烯树脂、聚丙烯和环氧树脂组成；所述增塑剂是癸二酸酯和乙酰柠檬酸三丁酯；所述热稳定剂由蓖麻油酸钙和三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈组成；所述填料由滑石粉和陶土组成；所述润滑剂由聚乙烯蜡和金属皂组成；所述颜料由偶氮缩合颜料和通用颜料组成。
具体的，所述原材料三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈是一种非对称型受阻酚类抗氧剂，其制备过程为：
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S1.6、降温：反应完全后，将反应器温度关掉，生成的三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈会被排出连续搅拌釜式反应器。
具体的，所述原材料－颜料是由偶氮缩合颜料和通用颜料按照1-3:1-4的比例调和制成的。
具体的，所述步骤二中机器上料，首先将主原料与填料充分混合，接着加入增塑剂、热稳定剂和润滑剂进行搅拌；最后，添加颜料并确保搅拌均匀，然后将混合物投入生产线上的分层双螺杆挤出机中。
具体的，所述步骤二中的中间步骤为：
S2.1、挤出后的混合物使用风冷系统进行冷却；
S2.2、再使用传导干燥机进行吸湿、加热处理；
S2.3、最后使用风力分级机进行粒度调整，生成符合规格的粒子。
具体的，所述步骤三捏合机的捏合时间为7分钟，出料温度设置为40℃。
具体的，所述步骤四使用红外线加热器对聚氯乙烯基膜进行预加热，并将温度设置200℃。
具体的，所述步骤五操作人员将已设计完成的压花模型和相关参数在线导入压花机的控制系统，再通过在线熔贴压花一体成型工艺取代原有平贴机胶水贴合，板材与PET膜热熔贴后直接进行表面压花纹理，将压花机的温度设置为120℃，压花机由上压花辊轮和下压花辊轮组成，两辊轮间形成中心压区，压力设置为2.2kg/cm2，在中心压区对热膜进行压花，以形成所需的压花图案。
优点是，本发明通过所述步骤五在线导入已设计完成的压花模型，输入已设计的压花参数，在这一步中，操作人员会将设计好的压花图案和相关的参数设置输入到压花机的控制系统中，参数包括压花机的温度和压力，设置压花机的温度为120℃，温度过高，会导致热膜过度软化，从而影响压花图案的清晰度；如果温度过低，则使热膜不足以发生塑性变形，导致压花效果不明显；设置压花机的压力为2.2kg/cm2，能够确保在不损坏热膜的前提下，使其产生足够的塑性变形以形成清晰的压花图案；压花机由上压花辊轮和下压花辊轮组成，两辊轮间形成中心压区，在生产过程中，热膜会被引导通过这个中心压区，在压区的中心位置，上下辊轮对热膜施加压力，使其产生塑性变形，从而形成所需的压花图案，综上所述，步骤五是整个生产过程中的关键步骤之一，它涉及多个重要的参数设置，操作人员需要根据设计要求和实际情况进行精确设置，以确保最终产品的质量和美观度，使产品达到了立体效果更强和图案精美的有益效果。
优点是，本发明通过所述步骤五通过在线熔贴压花一体成型工艺取代原有平贴机胶水贴合，生产工艺及成本优于胶水贴合工艺，而且覆膜后板材剥离强度增强，环保无害，性能稳定性、板材表面纹理效果等都远远优于胶水贴合工艺，使产品达到了环保无害和性能稳定性的有益效果。
具体的，所述面板原材料比重为：聚氯乙烯树脂65份；聚丙烯5份；环氧树脂5份；癸二酸酯4份；乙酰柠檬酸三丁酯6份；蓖麻油酸钙1份；三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈1份；滑石粉4份；陶土3份；聚乙烯蜡1份；金属皂1份；偶氮缩合颜料2份；通用颜料3份。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，其特征在于，所述面板原材料由主原料、增塑剂、热稳定剂、填料、润滑剂和颜料组成，其原材料比重为：聚氯乙烯树脂60—66份；聚丙烯4—8份；环氧树脂3—5份；癸二酸酯3—6份；乙酰柠檬酸三丁酯5—7份；蓖麻油酸钙0.5—1.5份；三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈0.7—1.5份；滑石粉2—5份；陶土2—3份；聚乙烯蜡0.5—1份；金属皂0.8—1.5份；偶氮缩合颜料1—3份；通用颜料1—4份，包括以下压花成型步骤：
步骤一、原材料准备：按比例准备主原料、增塑剂、热稳定剂、填料、润滑剂和颜料；
步骤二、机器上料和制粒：将原材料以先后顺序加入生产线上的分层双螺杆挤出机中进行挤出处理，经过中间步骤再制成粒子；
步骤三、冷却混合：制成的粒子在设置好时间和温度捏合机中进行捏合，形成聚氯乙烯基膜；
步骤四、预加热：对聚氯乙烯基膜进行预加热，使其变成热膜；
步骤五、压纹：将预热后的热膜引入压花机使其压花成型；
步骤六、冷却：压花后热膜由导出辊轮引出，进行冷却后得到压花膜；
步骤七、收卷：压花膜进行收卷。
2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，其特征在于：所述主原料由聚氯乙烯树脂、聚丙烯和环氧树脂组成；所述增塑剂是癸二酸酯和乙酰柠檬酸三丁酯；所述热稳定剂由蓖麻油酸钙和三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈组成；所述填料由滑石粉和陶土组成；所述润滑剂由聚乙烯蜡和金属皂组成；所述颜料由偶氮缩合颜料和通用颜料组成。
3.根据权利要求1所述的聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，其特征在于：所述原材料三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈是一种非对称型受阻酚类抗氧剂，其制备过程为：
S1.1、原料准备：原料由2-甲基-6-叔丁基苯酚、MA和TEG组成；
S1.2、反应器置换：将原料加入连续搅拌釜式反应器中，用99％的氮气置换出内部空气；
S1.3、加热融熔：将反应器温度加热至50℃，待原料完全融熔时，升温至100℃脱除其中的轻组分和水分；
S1.4、加入催化剂：加入占总比4％的锌化合物催化剂；
S1.5、反应过程：将反应器温度设置为180℃，时间设置为6小时；
S1.6、降温：反应完全后，将反应器温度关掉，生成的三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈会被排出连续搅拌釜式反应器。
4.根据权利要求2所述的聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，其特征在于：所述原材料－颜料是由偶氮缩合颜料和通用颜料按照1-3:1-4的比例调和制成的。
5.根据权利要求1所述的聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，其特征在于：所述步骤二中机器上料，首先将主原料与填料充分混合，接着加入增塑剂、热稳定剂和润滑剂进行搅拌；最后，添加颜料并确保搅拌均匀，然后将混合物投入生产线上的分层双螺杆挤出机中。
6.根据权利要求1所述的聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，其特征在于：所述步骤二中的中间步骤为：
S2.1、挤出后的混合物使用风冷系统进行冷却；
S2.2、再使用传导干燥机进行吸湿、加热处理；
S2.3、最后使用风力分级机进行粒度调整，生成符合规格的粒子。
7.根据权利要求1所述的聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，其特征在于：所述步骤三捏合机的捏合时间为7分钟，出料温度设置为40℃。
8.根据权利要求1所述的聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，其特征在于：所述步骤四使用红外线加热器对聚氯乙烯基膜进行预加热，并将温度设置200℃。
9.根据权利要求1所述的聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，其特征在于：所述步骤五操作人员将已设计完成的压花模型和相关参数在线导入压花机的控制系统，再通过在线熔贴压花一体成型工艺取代原有平贴机胶水贴合，板材与PET膜热熔贴后直接进行表面压花纹理，将压花机的温度设置为120℃，压花机由上压花辊轮和下压花辊轮组成，两辊轮间形成中心压区，压力设置为2.2kg/cm2，在中心压区对热膜进行压花，以形成所需的压花图案。
10.根据权利要求1所述的聚氯乙烯面板在线压花成型工艺，其特征在于：所述面板原材料比重为：聚氯乙烯树脂65份；聚丙烯5份；环氧树脂5份；癸二酸酯4份；乙酰柠檬酸三丁酯6份；蓖麻油酸钙1份；三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈1份；滑石粉4份；陶土3份；聚乙烯蜡1份；金属皂1份；偶氮缩合颜料2份；通用颜料3份。
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