一种耐候性PE改性材料的制作工艺以及型材共挤装置的制作方法

一种耐候性pe改性材料的制作工艺以及型材共挤装置
技术领域
1.本发明涉及共挤型材制作技术领域，特别涉及一种耐候性pe改性材料的制作工艺以及型材共挤装置。


背景技术：

2.双层共挤塑木型材广泛应用于地板，装饰墙板及围栏等领域，但是因其特殊的材料属性，刚性低，抗弯及抗变形能力较差，不能作为承重件使用。
3.塑木铝芯型材是由内部的铝芯型材和包裹在外面的木塑型材或泡发层组成，木塑型材内包含有木粉、木纤维，型材在长时间使用或在潮湿环境下容易吸水老化、发霉，面层容易褪色及粉化，影响产品外观，并且木塑的面料容易磨损或者产生划痕，造成质量问题。


技术实现要素：

4.本发明的发明目的在于提供一种耐候性pe改性材料的制作工艺以及型材共挤装置，采用本发明提供的技术方案解决了现有的木塑型材刚性低，抗弯及抗变形能力较差，容易造成褪色、磨损等质量问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种耐候性pe改性材料的制作工艺，包括以下步骤：
6.s100：将下列原料按照组份配比进行称量：hdpe 1
‑
99％、丙二醇丁醚1
‑
10％、耐磨剂1
‑
70％、消光剂0.1
‑
20％、润滑剂0
‑
10％、抗静电剂1
‑
20％、六亚甲基四胺1
‑
15％、热稳定剂0.01
‑
10％、uv稳定剂0.01
‑
10％；所述uv稳定剂为醋酸钠、氯化聚乙烯和羟基苯甲酸甲酯的混合物；所述耐磨剂为羟基硅油、纳米氧化锌、氮化钛粉和氧化石墨烯中的多种混合物。
7.s200：将所述hdpe、耐磨剂和热稳定剂按配方混合加入反应装置中，在100
‑
120℃下充分搅拌后加入丙二醇丁醚，继续搅拌反应2
‑
3h，反应结束后经干燥得到物料混合物a；将所述消光剂、抗静电剂、六亚甲基四胺和uv稳定剂按配方混合，在60
‑
80℃环境下混料1
‑
2h，干燥静置冷却后得到物料混合物b。
8.s300：将步骤s200得到的混合物a和混合物b放入混料机高速搅拌，混料机设置烘料温度为150℃～180℃，混料时间2
‑
3h，自然冷却至40℃后排料。
9.s400：将步骤s300得到的原料加入造粒机中进行加温、捏合、粘合，造粒机长径比为33
‑
52，造粒温度为180
‑
250℃，螺杆转速为300
‑
500r/mi n，经水切粒制得pe改性料粒。
10.优选的，所述耐磨剂各组分含量百分比为：羟基硅油10
‑
40％,纳米氧化锌5
‑
20％,氮化钛粉10
‑
30％和氧化石墨烯5
‑
25％。
11.优选的，所述耐磨剂的制备过程为：将羟基硅油、氮化钛粉和氧化石墨烯按照比例加入搅拌装置中，加热至100
‑
150℃并搅拌均匀后加入纳米氧化锌和水合肼溶液，回流反应3
‑
5h，经蒸馏、洗涤、干燥得到所述耐磨剂。
12.一种共挤型材，包括金属层、以及由内至外依次包覆于所述金属层的粘合层和改性材料层,所述改性材料层为上述耐候性pe改性料。
13.优选的，所述粘合层为热熔胶、胶粘剂、聚氨酯胶中的一种或多种混合而成，所述金属层的材料为铝合金、镀锌铁、不锈钢中的一种。
14.优选的，于所述改性材料层上形成有条形木纹。
15.一种型材共挤装置，包括共挤模具、用于将所述金属层输送至所述共挤模具内的输送机、两个分别设置于所述共挤模具两侧且连通所述共挤模具的共挤机；在所述共挤模具的出口处连接有仿木纹压辊装置和定型冷却模。
16.优选的，所述共挤模具靠近所述输送机的一侧开设有进料口，所述共挤模具内形成有连通所述进料口的挤出型腔；所述共挤模具两侧开设有用于连通所述挤出型腔和所述共挤机的进胶通道。
17.优选的，所述进胶通道包括可与所述共挤机连接的进胶口、以及连通所述进胶口和挤出型腔的热流道；所述进胶口内套设有进胶环。
18.优选的，所述热流道的宽度自靠近所述进胶口一侧向靠近所述挤出型腔一侧逐渐变窄。
19.由上可知，应用本发明提供的可以得到以下有益效果：本发明方案pe改性材工艺制作得到pe改性材料作为表层材料可以减少型材的吸水率，达到改善老化，抗污染的目的，并且耐磨损，不易褪色，本发明方案的型材共挤装置通过设置共挤模具，在共挤模具两侧连通设置共挤机，在共挤模具的出口处依次连接有仿木纹压辊装置和定型冷却模，在共同挤出过程中，面层料和金属经中间粘合层的作用紧密的结合为一体，实现挤压形成三层结构且带有木纹的共挤型材，极大地提高了型材的外观质量、抗弯及抗变形能力，实现该型材同时兼容了金属型材有的高精度、高强度、并且具备耐磨、抗腐蚀、抗静电、环保等优点，提高了产品的质量。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例pe改性材料的制作工艺流程框图；
22.图2为本发明实施例共挤型材结构图；
23.图3为本发明实施例型材共挤装置结构示意图；
24.图4为本发明实施例共挤模具内部结构图。
具体实施方式
25.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。
26.为了解决上述技术问题，本实施例提供一种耐候性pe改性材料的制作工艺，请参见图1，包括以下步骤：
27.s100：将下列原料按照组份配比进行称量：hdpe 1
‑
99％、丙二醇丁醚1
‑
10％、耐磨剂1
‑
70％、消光剂0.1
‑
20％、润滑剂0
‑
10％、抗静电剂1
‑
20％、六亚甲基四胺1
‑
15％、热稳定剂0.01
‑
10％、uv稳定剂0.01
‑
10％；所述uv稳定剂为醋酸钠、氯化聚乙烯和羟基苯甲酸甲酯的混合物；所述耐磨剂为羟基硅油、纳米氧化锌、氮化钛粉和氧化石墨烯中的多种混合物。
28.具体的，pe改性材料的组成成分包括hdpe、丙二醇丁醚、耐磨剂、消光剂、润滑剂、uv稳定剂、六亚甲基四胺、热稳定剂，添加的耐磨剂和稳定剂使得该材料具备耐磨、抗腐蚀，而抗静电剂、润滑剂、uv稳定剂以及消光剂可以实现共挤型材具备良好的光泽外观、抗静电性能，增加型材的手感质感。其中，原料组合内不包含填充剂、木粉、木纤维，进而实现改善型材的吸水率，进而达到改善老化，抗污染的效果。
29.s200：将hdpe、耐磨剂和热稳定剂按配方比例混合加入反应装置中，在100
‑
120℃下充分搅拌后加入丙二醇丁醚，继续搅拌反应2
‑
3h，反应结束后经干燥得到物料混合物a；将消光剂、抗静电剂、六亚甲基四胺和uv稳定剂按配方混合，在60
‑
80℃环境下混料1
‑
2h，干燥静置冷却后得到物料混合物b。
30.在制作pe改性材料的步骤中需将hdpe、耐磨剂和热稳定剂混合形成混合物a，再将消光剂、抗静电剂、六亚甲基四胺和uv稳定剂混合形成混合物b，分开混制的作用上为了先将hdpe、耐磨剂、热稳定剂充分混合，添加的耐磨剂和稳定剂可以使得该材料具备耐磨、抗腐蚀，在混制混合物a时先将hdpe、耐磨剂和热稳定剂在100℃环境下充分搅拌后加入丙二醇丁醚，丙二醇丁醚可以提高耐磨剂、热稳定剂的反应活性，进一步使得hdpe、耐磨剂、热稳定剂充分反应。将消光剂、抗静电剂、六亚甲基四胺和uv稳定剂为辅助配料，可以在后续再与主料混合，为此将这些配料在80℃环境下混料1
‑
2h，干燥静置冷却后得到物料混合物b。
31.s300：将步骤s200得到的混合物a和混合物b放入混料机高速搅拌，混料机设置烘料温度为150℃～180℃，混料时间2
‑
3h，自然冷却至40℃后排料；
32.将得到的混合物a和混合物b初步搅拌，实现原料初步混合均匀，再将混料放入混料机中高速搅拌，进一步将原料混合均匀。优选的，混料机设置烘料温度为180℃，混料时间2h，混合完成后自然冷却至40℃后排出原料，放置在干燥处保存等待进入一步工序。
33.s400：将步骤s300得到的原料加入造粒机中进行加温、捏合、粘合，造粒机长径比为33：52，造粒温度为180
‑
250℃，螺杆转速为300
‑
500r/mi n，经水切粒制得pe改性料粒。
34.将混合后的原料加入造粒机中进行加温、捏合、粘合，优选的，造粒温度为250℃，造粒机长径比为33：52，螺杆转速为500r/mi n，在该造粒条件下制得的料粒质量较高成品率高，进一步的，原料在造粒机中的时间25分钟，经水切粒制得pe改性料粒，进而实现该原料无填充剂，具备抗污、抗静电、耐磨、高强度硬度的优点。
35.为了实现得到的pe改性料粒具备优良的稳定性和耐磨性，uv稳定剂和耐磨剂的原料较为重要，为此，uv稳定剂为醋酸钠、氯化聚乙烯和羟基苯甲酸甲酯的混合物，耐磨剂为羟基硅油、纳米氧化锌、氮化钛粉和氧化石墨烯中的多种混合物。耐磨剂各组分含量百分比为：羟基硅油10
‑
40％,纳米氧化锌5
‑
20％,氮化钛粉10
‑
30％和氧化石墨烯5
‑
25％。uv稳定剂各组分含量百分比为：醋酸钠20
‑
50％、氯化聚乙烯15
‑
40％和羟基苯甲酸甲酯20
‑
30％的混合物。
36.进一步的，本实施例提供耐磨剂的制备过程，为了保证耐磨剂具备较好的耐磨性，耐磨剂的制备过程为将羟基硅油、氮化钛粉和氧化石墨烯按照比例加入搅拌装置中，加热
至100
‑
150℃并搅拌均匀后加入纳米氧化锌和水合肼溶液，回流反应3
‑
5h，经蒸馏、洗涤、干燥得到耐磨剂。通过将该耐磨剂添加到pe料的制备中达到提高pe料的耐磨性质。
37.一种共挤型材，请参见图2，包括金属层1、以及由内至外依次包覆于金属层1的粘合层2和改性材料层3,改性材料层3为采用上诉制备工艺制得的pe改性料。该共挤型材具有pe改性材料、粘合层材料以及具有特定模型的金属层三层结构，其中，粘合层为热熔胶、胶粘剂、聚氨酯胶中的一种或多种混合而成，金属层为铝合金、镀锌铁、不锈钢的一种。
38.为了实现该共挤型材的使用广泛性，提高其兼容性，金属层1呈矩形且内部为中空结构，金属层1内侧于四角处开设有嵌槽11，通过嵌槽11实现与其他多种零部件的嵌入连接，达到连接固定的目的，并且金属层1内侧壁有形成若干个弧形挂钩12。具体的弧形挂钩12有8个，弧形挂钩12对称设置于金属层1内侧壁上。通过弧形挂钩12弧形状实现与其他多种零部件的扣合作用，达到固定连接的目的，提高该共挤型材的实用性。采用该金属层极大的赋予了共挤型材良好的刚性及抗弯性，可以作为承重件使用，极大的扩充了应用范围。
39.通过pe改性材料作为表层材料减少型材的吸水率，进而达到改善老化，抗污染的目的，实现该型材同时兼容了金属型材有的高精度、高强度、并且具备耐磨、抗腐蚀、抗静电、环保等优点。
40.为了解决改性材料层3与金属层1的粘合问题，粘合层2和改性材料层3由内至外依次包覆于金属层1，通过粘合层2实现改性材料层3完全且紧固地包覆于金属层1，粘合层厚度为0.5mm
‑
1mm，改性材料层厚度为2mm
‑
5mm。其中，粘合层2的组成成分包括热熔胶、胶粘剂、聚氨酯胶中的一种或多种混合而成，实现粘合层2有较佳的粘合效果，避免金属层1与改性材料层3分离，影响使用效果。
41.优选的，粘合层厚度为0.5mm，改性材料层厚度为2mm，实现粘合层2与改性材料层3和金属层1稳固粘合，实现型材结构具备较高的稳定性。其中，粘合层2为热熔胶、胶粘剂和聚氨酯胶混合而成，实现粘合层2有最佳的粘合效果，避免在在使用过程中改性材料层会跟金属层分离从而影响使用效果，提高型材成型质量。
42.在改性材料层3上形成有条形木纹，条形木纹可以通过木纹通体压印成型，达到美观的效果。
43.为了实现挤出成型上述的共挤型材，本实施例通过一种型材共挤装置，请参见图3，包括共挤模具20、用于将金属层1输送至共挤模具20内的输送机10、两个分别设置于共挤模具20两侧且连通共挤模具20的共挤机30，在共挤模具20的出口处依次连接有仿木纹压辊装置40和定型冷却模50。
44.具体的，共挤模具20靠近输送机10的一侧开设有进料口21，共挤模具20内形成有连通进料口21的挤出型腔22，共挤模具20两侧开设有用于连通挤出型腔22和共挤机30的进胶通道23。
45.请参见图4，进胶通道23包括可与共挤机30连接的进胶口231、以及连通进胶口231和挤出型腔22的热流道232，进胶口231内套设有进胶环233。进胶环233具有定位的作用，进胶环233与共挤机30的出料口精密配合，保证共挤机30挤出的原料不会泄露。其中，热流道232的宽度自靠近进胶口231一侧向靠近挤出型腔22一侧逐渐变窄，进而提高进胶压力，提高型材的成型质量。
46.共挤机30包括沿金属层1输送输送方向依次设置在共挤模具20两侧的第一共挤机
31和第二共挤机32，挤出型腔22包括与第一共挤机31连通的第一挤出型腔221、以及与第二共挤机32连通的第二挤出型腔222。
47.输送机10将金属层1输送入共挤模具20内，将热熔胶、胶粘剂、聚氨酯胶混制而成的粘合料放入第一共挤机31的进料斗内，粘合熔胶料通过第一共挤机31内的单螺杆挤压出来，并通过进胶通道23进入第一挤出型腔221内，包覆于金属层1外周形成粘合层2。将pe改性料放入第一共挤机31的进料斗内，pe熔胶料通过第二共挤机32的单螺杆挤压出来，并通过进胶通道23进入第二挤出型腔222内，实现包覆于粘合层2外周，进而挤压形成三层结构的共挤型材。
48.进一步的，共挤型材经过挤出形成后还未冷却时，经过设置在共挤模具20的出口处的仿木纹压辊装置40，通过仿木纹压辊装置40的仿木纹压花辊进行冷辊压花，进而形成条形的木纹的效果。经过压花之后的共挤型材经定型冷却模50定型和冷却后获得共挤型材成品。采用本发明pe改性材料和该型材共挤装置共挤成型极大的赋予了共挤型材良好的刚性及抗弯性，抗压耐磨防腐蚀性能好，可以作为承重件使用，极大的扩充了应用范围。
49.综上所述，通过本发明方案pe改性材工艺制作得到pe改性材料作为表层材料减少型材的吸水率，进而达到改善老化，抗污染的目的，本发明方案的型材共挤装置通过设置共挤模具，在共挤模具两侧连通设置共挤机，在共挤模具的出口处依次连接有仿木纹压辊装置和定型冷却模，在共同挤出过程中，面层料和金属经中间粘合层的作用紧密的结合为一体。实现挤压形成三层结构且带有木纹的共挤型材，极大地提高了型材的外观质量、抗弯及抗变形能力，实现该型材同时兼容了金属型材有的高精度、高强度、并且具备耐磨、抗腐蚀、抗静电、环保等优点，提高了产品的质量。
50.以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。