一种新型聚氯乙烯发泡板的制作方法

文档序号:15652586发布日期:2018-10-12 23:22阅读:183来源:国知局

本发明涉及建筑材料技术领域,特别是涉及了一种新型聚氯乙烯发泡板。



背景技术:

聚氯乙烯发泡板又称雪弗板和安迪板,其化学成分是聚氯乙烯,所以也称为泡沫聚氯乙烯板,是一种绿色环保的新型材料,具有质轻、难燃、耐酸碱、防潮、防水、保温、隔音、减震等特性,表面可印刷、覆膜或制成多种色彩,广泛应用于船舶、列车制造、家具制作、装饰装修、广告业的丝印、制作等行业,与木材同等加工时,加工性能远优于木材,是木材、铝材、复合板材的理想替代品。

尽管pvc发泡板具有如此广泛的应用空间,然而其实际市场占有率却偏低,尤其在家装材料方面,主要的制约因素是产品良莠不齐,目前使用的聚氯乙烯发泡板材主要存在板面不平整、产品在强度、韧性、热稳定性等方面不尽如人意等问题,使用时存在安全隐患。



技术实现要素:

为了弥补已有技术的缺陷,本发明提供一种新型聚氯乙烯发泡板。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:

一种新型聚氯乙烯发泡板,由如下重量份数的原料制成:sg-8型聚氯乙烯树脂粉65-75份、发泡剂1.2-1.6份、发泡调节剂6-8份、内润滑剂1-1.8份、外润滑剂1-2份、稳定剂1.5-2.5份、增白剂0.02-0.05份、增韧剂2-4份、填充剂25-30份、环氧大豆油1-2份。

进一步地,所述发泡剂由重量比为1-3:1的ac发泡剂和碳酸氢镁组成。

本发明中,由ac发泡剂和碳酸氢镁组成的发泡剂与聚氯乙烯树脂相溶性好,分散性优良,可以保证发泡效果充分、均匀。

进一步地,所述发泡调节剂为丙烯酸酯类发泡调节剂。

发泡调节剂可调节发泡剂所产生气泡在熔融共混体中的分布情况,能有效地防止气泡的合并,得到均匀发泡的制品。

进一步地,所述内润滑剂为芥酸酰胺。

进一步地,所述外润滑剂为聚乙烯蜡。

本发明中,以芥酸酰胺作为内润滑剂,以聚乙烯蜡作为外润滑剂,能改善加工过程中不粘连和流动性,加速聚氯乙烯树脂熔融,提高熔体强度,减少熔体破裂和渗出,有利于改善产品外观,且对发泡板的机械性能无不良影响。

进一步地,所述稳定剂由硬脂酸稀土、水杨酸稀土、硬脂酸钙、硬脂酸锌以质量比2:3:0.8:1混合而成。

进一步地,所述增白剂,由荧光增白剂、钛白粉按质量比12-15:1-3混合后制得。

增白剂又称为光学增白剂,本发明选用荧光增白剂和钛白粉复配作为增白剂,使产品具有较好的外观,可以改善产品性能,并可降低材料的使用成本。

进一步地,所述增韧剂的制备方法为:

(1)将柚子皮加入水中,加热至100℃后保温静置5小时,取出后用水冲洗10分钟,离心脱水后风干,然后用粉碎机粉碎得到平均粒径为0.5mm的柚子皮粉;

(2)室温下,加入柚子皮粉质量0.7-1倍的去离子水进行超声波处理,超声波处理频率为55khz,超声波功率为120-220w,超声时间为20-40min;然后在电场强度25-35kv/cm,脉冲时间450-580μs,脉冲频率200-400hz条件下进行高压脉冲电场处理12-16min;经50℃烘干至含水量为5-8%,得到处理后的柚子皮粉;

(3)加入处理后的柚子皮粉质量65%的水,搅拌15分钟后得到混合浆,将混合浆加入单螺杆挤出机中,150℃、35kg/h喂料速度条件下挤出,将得到的挤出物烘干后得到挤出柚子皮粉;

(4)按照naoh和蒸馏水的质量比1:9配置10%naoh溶液;将挤出柚子皮粉完全浸泡在上述10%naoh溶液中,以3℃/分钟的速度升温至105℃,保温40分钟,取出后用水冲洗10分钟,真空抽滤后干燥至恒重,得到柚子皮纤维;

(5)将柚子皮纤维置于低温等离子体处理设备的真空反应罐中,开启真空泵,将反应罐内的气压抽至10帕;通入氮气,并调节真空阀,使反应罐内的真空度保持在50帕,将放电功率调节为400瓦后开始放电,120秒后停止放电,取出后用去离子水反复洗涤,烘干。

柚子皮是柚子的表皮部分,人们食用完柚子果肉后通常会丢弃柚子皮,造成浪费和环境污染。本发明中,以一般作为食品垃圾的柚子皮为原料,经超声处理及高压脉冲电场处理、单螺杆挤出机挤出处理、碱煮处理、干燥而制得柚子皮纤维,将多种处理技术结合,协同作用,可显著增强柚子皮纤维的比表面积,网格结构更加丰富,韧性更强。但是其表面含有大量的羟基,整体上呈亲水特性,因此与疏水性的聚氯乙烯树脂的结合能力较差,因而影响了产品的综合性能。因而本发明通过氮气等离子处理对柚子皮纤维进行表面改性处理,大大改善了其与聚氯乙烯树脂基体之间的结合力和相容性,因此与聚氯乙烯树脂共混后能有效提高聚氯乙烯发泡板的韧性。

进一步地,所述填充剂由改性咖啡渣、改性硅灰石、磷酸氢钙以质量比2-3:1-2:1混合得到。

进一步地,所述改性咖啡渣的制备方法为:将咖啡渣、硫酸钙晶须、和木质纤维素溶液以质量比2:1:1混合得到混合物料,将混合物料装入罐中,再向罐中加入沼液,沼液的加入量为混合物物料质量的25%,控制温度为30-35℃密封放置9-12天,过滤后得到滤渣,滤渣依次用无水乙醇和去离子水冲洗后烘干。

进一步地,所述改性硅灰石的制备方法为:将硅灰石加入无水乙醇中,将温度升至60-75℃后,以350-360rpm的搅拌速度搅拌8-10min得到混合浆体,其中所述硅灰石和无水乙醇的质量比为20-25:80;搅拌所述混合浆体,在搅拌过程中加入复配改性剂,静置50-60min后过滤,将滤渣采用超音速气流磨进行研磨;其中复配改性剂的质量为混合浆体质量的1-3%,所述复配改性剂由硬脂酸、甲基丙烯酸和单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯以质量比1:2:1混合而成。

现有技术中,常以碳酸钙作为聚氯乙烯发泡板的填充剂,可以降低材料成本,提高聚氯乙烯发泡板的刚度、耐热性等,但碳酸钙的熔点高,加工时不易分散,泡孔分布不均匀,影响外观质量。本发明中的填充剂以改性咖啡渣为主,替代了常规使用的碳酸钙,将其与聚氯乙烯进行制备聚氯乙烯发泡板时,提高了填充剂在聚氯乙烯基体中的分散性,提高泡孔均匀性,改善了聚氯乙烯基体与填充剂之间的相容性,但是单纯以改性咖啡渣作为填充剂,导致塑化速度加快,容易导致局部鼓泡、褶皱等现象,同时对发泡板的耐热性有一定影响,而添加改性硅灰石和磷酸氢钙可以在保持改性咖啡渣优点的前提下,有效控制塑化的速度,有利于提高聚氯乙烯发泡板的耐热性。

所述新型聚氯乙烯发泡板制备方法包括如下步骤:

(1)按照上述重量份称取各原料,通过真空输送系统送入高速混料机,待温度达到120℃后放料至低速混料机降温至40-50℃,得干混料;

(2)将干混料送料至螺杆挤出机料斗,螺杆挤出机将干混料进行挤压加工成板状熔融物料;

(3)将得到的板状熔融物料输送至定型台,经过定型冷却得到板材;

(4)根据生产要求将得到的板材经过切割锯进行切割,得到聚氯乙烯发泡板。

本发明具有如下有益效果:

本发明采用的各原料组分之间能够相互配合,相互协同作用,使制得的聚氯乙烯发泡板自身质量较轻,板面光滑平整,硬度高、韧性好、力学性能好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明,实施例仅是本发明的优选实施方式,不是对本发明的限定。

实施例1

一种新型聚氯乙烯发泡板,由如下重量份数的原料制成:sg-8型聚氯乙烯树脂粉70份、发泡剂1.4份、发泡调节剂7份、内润滑剂1.4份、外润滑剂1.5份、稳定剂2份、增白剂0.03份、增韧剂3份、填充剂28份、环氧大豆油1.5份。

所述发泡剂由重量比为2:1的ac发泡剂和碳酸氢镁组成。

所述发泡调节剂为丙烯酸酯类发泡调节剂;所述内润滑剂为芥酸酰胺;所述外润滑剂为聚乙烯蜡。

所述稳定剂由硬脂酸稀土、水杨酸稀土、硬脂酸钙、硬脂酸锌以质量比2:3:0.8:1混合而成。

所述增白剂,由荧光增白剂、钛白粉按质量比13:2混合后制得。

所述增韧剂的制备方法为:

(1)将柚子皮加入水中,加热至100℃后保温静置5小时,取出后用水冲洗10分钟,离心脱水后风干,然后用粉碎机粉碎得到平均粒径为0.5mm的柚子皮粉;

(2)室温下,加入柚子皮粉质量0.8倍的去离子水进行超声波处理,超声波处理频率为55khz,超声波功率为180w,超声时间为30min;然后在电场强度30kv/cm,脉冲时间510μs,脉冲频率300hz条件下进行高压脉冲电场处理14min;经50℃烘干至含水量为6%,得到处理后的柚子皮粉;

(3)加入处理后的柚子皮粉质量65%的水,搅拌15分钟后得到混合浆,将混合浆加入单螺杆挤出机中,150℃、35kg/h喂料速度条件下挤出,将得到的挤出物烘干后得到挤出柚子皮粉;

(4)按照naoh和蒸馏水的质量比1:9配置10%naoh溶液;将挤出柚子皮粉完全浸泡在上述10%naoh溶液中,以3℃/分钟的速度升温至105℃,保温40分钟,取出后用水冲洗10分钟,真空抽滤后干燥至恒重,得到柚子皮纤维;

(5)将柚子皮纤维置于低温等离子体处理设备的真空反应罐中,开启真空泵,将反应罐内的气压抽至10帕;通入氮气,并调节真空阀,使反应罐内的真空度保持在50帕,将放电功率调节为400瓦后开始放电,120秒后停止放电,取出后用去离子水反复洗涤,烘干。

所述填充剂由改性咖啡渣、改性硅灰石、磷酸氢钙以质量比2.5:1.5:1混合得到。

其中,所述改性咖啡渣的制备方法为:将咖啡渣、硫酸钙晶须、和木质纤维素溶液以质量比2:1:1混合得到混合物料,将混合物料装入罐中,再向罐中加入沼液,沼液的加入量为混合物物料质量的25%,控制温度为30-35℃密封放置9-12天,过滤后得到滤渣,滤渣依次用无水乙醇和去离子水冲洗后烘干。

所述改性硅灰石的制备方法为:将硅灰石加入无水乙醇中,将温度升至65℃后,以355rpm的搅拌速度搅拌9min得到混合浆体,其中所述硅灰石和无水乙醇的质量比为23:80;搅拌所述混合浆体,在搅拌过程中加入复配改性剂,静置55min后过滤,将滤渣采用超音速气流磨进行研磨;其中复配改性剂的质量为混合浆体质量的2%,所述复配改性剂由硬脂酸、甲基丙烯酸和单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯以质量比1:2:1混合而成。

所述聚氯乙烯发泡板制备方法包括如下步骤:

(1)按照上述重量份称取各原料,通过真空输送系统送入高速混料机,待温度达到120℃后放料至低速混料机降温至40-50℃,得干混料;

(2)将干混料送料至螺杆挤出机料斗,螺杆挤出机将干混料进行挤压加工成板状熔融物料;

(3)将得到的板状熔融物料输送至定型台,经过定型冷却得到板材;

(4)根据生产要求将得到的板材经过切割锯进行切割,得到聚氯乙烯发泡板。

实施例2

一种新型聚氯乙烯发泡板,由如下重量份数的原料制成:sg-8型聚氯乙烯树脂粉65份、发泡剂1.2份、发泡调节剂6份、内润滑剂1份、外润滑剂1份、稳定剂1.5份、增白剂0.02份、增韧剂2份、填充剂25份、环氧大豆油1份。

所述发泡剂由重量比为1:1的ac发泡剂和碳酸氢镁组成。

所述发泡调节剂为丙烯酸酯类发泡调节剂;所述内润滑剂为芥酸酰胺;所述外润滑剂为聚乙烯蜡。

所述稳定剂由硬脂酸稀土、水杨酸稀土、硬脂酸钙、硬脂酸锌以质量比2:3:0.8:1混合而成。

所述增白剂,由荧光增白剂、钛白粉按质量比12:1混合后制得。

所述增韧剂的制备方法为:

(1)将柚子皮加入水中,加热至100℃后保温静置5小时,取出后用水冲洗10分钟,离心脱水后风干,然后用粉碎机粉碎得到平均粒径为0.5mm的柚子皮粉;

(2)室温下,加入柚子皮粉质量0.7倍的去离子水进行超声波处理,超声波处理频率为55khz,超声波功率为120w,超声时间为20min;然后在电场强度25kv/cm,脉冲时间450μs,脉冲频率200hz条件下进行高压脉冲电场处理12min;经50℃烘干至含水量为5%,得到处理后的柚子皮粉;

(3)加入处理后的柚子皮粉质量65%的水,搅拌15分钟后得到混合浆,将混合浆加入单螺杆挤出机中,150℃、35kg/h喂料速度条件下挤出,将得到的挤出物烘干后得到挤出柚子皮粉;

(4)按照naoh和蒸馏水的质量比1:9配置10%naoh溶液;将挤出柚子皮粉完全浸泡在上述10%naoh溶液中,以3℃/分钟的速度升温至105℃,保温40分钟,取出后用水冲洗10分钟,真空抽滤后干燥至恒重,得到柚子皮纤维;

(5)将柚子皮纤维置于低温等离子体处理设备的真空反应罐中,开启真空泵,将反应罐内的气压抽至10帕;通入氮气,并调节真空阀,使反应罐内的真空度保持在50帕,将放电功率调节为400瓦后开始放电,120秒后停止放电,取出后用去离子水反复洗涤,烘干。

所述填充剂由改性咖啡渣、改性硅灰石、磷酸氢钙以质量比2:1:1混合得到。

其中,所述改性咖啡渣的制备方法为:将咖啡渣、硫酸钙晶须、和木质纤维素溶液以质量比2:1:1混合得到混合物料,将混合物料装入罐中,再向罐中加入沼液,沼液的加入量为混合物物料质量的25%,控制温度为30-35℃密封放置9-12天,过滤后得到滤渣,滤渣依次用无水乙醇和去离子水冲洗后烘干。

所述改性硅灰石的制备方法为:将硅灰石加入无水乙醇中,将温度升至60℃后,以350rpm的搅拌速度搅拌8min得到混合浆体,其中所述硅灰石和无水乙醇的质量比为20:80;搅拌所述混合浆体,在搅拌过程中加入复配改性剂,静置50min后过滤,将滤渣采用超音速气流磨进行研磨;其中复配改性剂的质量为混合浆体质量的1%,所述复配改性剂由硬脂酸、甲基丙烯酸和单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯以质量比1:2:1混合而成。

所述聚氯乙烯发泡板制备方法包括如下步骤:

(1)按照上述重量份称取各原料,通过真空输送系统送入高速混料机,待温度达到120℃后放料至低速混料机降温至40-50℃,得干混料;

(2)将干混料送料至螺杆挤出机料斗,螺杆挤出机将干混料进行挤压加工成板状熔融物料;

(3)将得到的板状熔融物料输送至定型台,经过定型冷却得到板材;

(4)根据生产要求将得到的板材经过切割锯进行切割,得到聚氯乙烯发泡板。

实施例3

一种新型聚氯乙烯发泡板,由如下重量份数的原料制成:sg-8型聚氯乙烯树脂粉75份、发泡剂1.6份、发泡调节剂8份、内润滑剂1.8份、外润滑剂2份、稳定剂2.5份、增白剂0.05份、增韧剂4份、填充剂30份、环氧大豆油2份。

所述发泡剂由重量比为3:1的ac发泡剂和碳酸氢镁组成。

所述发泡调节剂为丙烯酸酯类发泡调节剂;所述内润滑剂为芥酸酰胺;所述外润滑剂为聚乙烯蜡。

所述稳定剂由硬脂酸稀土、水杨酸稀土、硬脂酸钙、硬脂酸锌以质量比2:3:0.8:1混合而成。

所述增白剂,由荧光增白剂、钛白粉按质量比15:2混合后制得。

所述增韧剂的制备方法为:

(1)将柚子皮加入水中,加热至100℃后保温静置5小时,取出后用水冲洗10分钟,离心脱水后风干,然后用粉碎机粉碎得到平均粒径为0.5mm的柚子皮粉;

(2)室温下,加入柚子皮粉质量1倍的去离子水进行超声波处理,超声波处理频率为55khz,超声波功率为220w,超声时间为40min;然后在电场强度35kv/cm,脉冲时间580μs,脉冲频率400hz条件下进行高压脉冲电场处理16min;经50℃烘干至含水量为8%,得到处理后的柚子皮粉;

(3)加入处理后的柚子皮粉质量65%的水,搅拌15分钟后得到混合浆,将混合浆加入单螺杆挤出机中,150℃、35kg/h喂料速度条件下挤出,将得到的挤出物烘干后得到挤出柚子皮粉;

(4)按照naoh和蒸馏水的质量比1:9配置10%naoh溶液;将挤出柚子皮粉完全浸泡在上述10%naoh溶液中,以3℃/分钟的速度升温至105℃,保温40分钟,取出后用水冲洗10分钟,真空抽滤后干燥至恒重,得到柚子皮纤维;

(5)将柚子皮纤维置于低温等离子体处理设备的真空反应罐中,开启真空泵,将反应罐内的气压抽至10帕;通入氮气,并调节真空阀,使反应罐内的真空度保持在50帕,将放电功率调节为400瓦后开始放电,120秒后停止放电,取出后用去离子水反复洗涤,烘干。

所述填充剂由改性咖啡渣、改性硅灰石、磷酸氢钙以质量比3:2:1混合得到。

其中,所述改性咖啡渣的制备方法为:将咖啡渣、硫酸钙晶须、和木质纤维素溶液以质量比2:1:1混合得到混合物料,将混合物料装入罐中,再向罐中加入沼液,沼液的加入量为混合物物料质量的25%,控制温度为30-35℃密封放置9-12天,过滤后得到滤渣,滤渣依次用无水乙醇和去离子水冲洗后烘干。

所述改性硅灰石的制备方法为:将硅灰石加入无水乙醇中,将温度升至75℃后,以360rpm的搅拌速度搅拌10min得到混合浆体,其中所述硅灰石和无水乙醇的质量比为25:80;搅拌所述混合浆体,在搅拌过程中加入复配改性剂,静置60min后过滤,将滤渣采用超音速气流磨进行研磨;其中复配改性剂的质量为混合浆体质量的3%,所述复配改性剂由硬脂酸、甲基丙烯酸和单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯以质量比1:2:1混合而成。

所述聚氯乙烯发泡板制备方法包括如下步骤:

(1)按照上述重量份称取各原料,通过真空输送系统送入高速混料机,待温度达到120℃后放料至低速混料机降温至40-50℃,得干混料;

(2)将干混料送料至螺杆挤出机料斗,螺杆挤出机将干混料进行挤压加工成板状熔融物料;

(3)将得到的板状熔融物料输送至定型台,经过定型冷却得到板材;

(4)根据生产要求将得到的板材经过切割锯进行切割,得到聚氯乙烯发泡板。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应落在本发明的保护范围之内。

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