专利名称：Pvc木塑发泡复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种PVC木塑发泡复合材料及其制备方法。
技术背景
木塑材料兼有木材和塑料的双重特性力学性好、不怕虫蛀、不生霉菌、不吸收水分、可重复利用等优点。申请号为00132561. 2的专利即记载了一种塑木型材的共挤成型工艺，该工艺的缺点在于木塑复合材料制备的异型材的密度在1. Γ1. 4g/ cm3,使得材料自重比较高，无法满足重量轻、抗冲击、高隔热的要求，同时产品成本高，不利于产品的市场推
并且，目前塑木制品应用于户外其主要的缺点是；1、长期经阳光照射、雨水冲淋后容易褪色泛白，耐候性差；2、使用寿命短，应用效果差，需要定期粉刷防护，维护费用高。
基于此共挤技术正被越来愈多的人们试图应用于户外的木塑制品的生产加工中， 但附带来的产品成本的提高也将影响塑木共挤产品的应用。发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种PVC木塑发泡复合材料及其制备方法， 有机的将发泡技术和共挤技术结合起来，即实现了降低产品成本，又提高了材料的耐候性。
本发明提供的PVC木塑发泡复合材料，包括PVC木塑发泡基材及共挤成型在所述 PVC木塑发泡基材层至少一面的ASA层，其中，所述PVC木塑发泡基材层包括如下重量份数的组分聚氯乙烯 100份； 填料5(Γ100份；偶联剂广1. 5份；复合稳定剂 5 7份； 复合发泡剂 1. (Tl. 5份； 发泡助剂 6、份。
优选地，所述聚氯乙烯的K值61，聚合度为75(Γ850;所述填料为碳酸钙、滑石粉、 粒状或纤维状物稻麦壳粉、木材碎屑、竹屑、农作物桔杆粉、豆类、玉米淀粉、棉花果壳、坚果硬壳或椰壳中的一种或两种以上任意混合物；所述复合稳定剂为钙锌复合稳定剂或铅盐复合稳定剂中的一种或两种以上任意混合物；所述偶联剂为硅烷类偶联剂或铝钛酸酯类偶联剂；所述复合发泡剂含有偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠和氧化锌；所述发泡助剂为分子量500万飞00万丙烯酸酯类的多元共聚物。
其中，所述钙锌复合稳定剂含有硬脂酸钙、硬脂酸锌、水滑石、聚乙烯蜡、硬脂酸、 抗氧剂和氧化聚乙烯蜡复合物；所述铅盐复合稳定剂含有二盐基性亚磷酸铅、硬脂酸铅、三盐基性硫酸铅、聚乙烯蜡、硬脂酸、抗氧剂和氧化聚乙烯蜡复合物。
优选地，所述ASA层的厚度为0. 25 0. 45mm, PVC木塑发泡基材层厚度为5 50mm。
本发明提供制备上述的PVC木塑发泡复合材料的方法所述PVC木塑发泡基材的各组分经除湿、升温混合后通过挤出机挤出木塑发泡熔体进入发泡共挤模具；所述ASA颗粒经挤出机挤出ASA熔体后进入发泡共挤模具；所述木塑发泡熔体和所述ASA熔体在发泡共挤模具中复合成型，冷却。
具体地，上述的方法，包括如下步骤a.取所述量的填料烘干，加入偶联剂活化所述填料，混合物冷却至室温；b.取所述量的聚氯乙烯和复合稳定剂混合，搅拌升温至9(T95°C，然后加入步骤a所得混合物和所述量的发泡助剂，搅拌升温至10(T105°C，加入所述量的复合发泡剂，继续搅拌升温至115 125°C，然后冷却至40°C以下，得到发泡混合料；c.将步骤b得到的发泡混合料投入挤出机中，经挤出机挤出的木塑发泡熔体进入发泡共挤模具；d.取ASA颗粒料投入挤出机中，经挤出机挤出的ASA熔体进入步骤c所述的发泡共挤模具；e.步骤c的木塑发泡熔体和ASA熔体在所述发泡共挤模具中复合成型，冷却，切割，即得。
优选地，步骤b所述混合料的水含量为1%以下，堆密度为0. 65、. 75g/mL。
其中，步骤c所述的发泡混合料投入锥形双螺杆挤出机，主机转速10-15rpm/min。
其中，步骤d所述的ASA颗粒料投入单螺杆挤出机，主机转速8-12rpm/min。
其中，步骤e所述发泡共挤模具为逐步释放形式，模隙放大倍数为1. 5^2. 5。
本发明提供的PVC木塑发泡复合材料是经热成型设备加热熔融后，在成型模具中成型为一种芯部带有连续均勻分布微孔的新型木塑发泡体层和表面经共挤形成的致密的 ASA面层复合一体的产品，能够达到以下效果1、PVC木塑发泡复合材料具有质轻、比强度高、防水、防腐、保温的特点，并且有木材可钉、可锯、可刨的加工特点。
2、该PVC木塑发泡复合材料具有极高的耐候性，可广泛用于建筑外装饰、园林景观、围栏栈道等户外制品市场。
3、该PVC木塑发泡复合材料具有配方成本低、材料密度低的显著特点，可大幅降低产品的综合造价。具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提供的PVC木塑发泡复合材料，包括PVC木塑发泡基材层及共挤成型在所述PVC木塑发泡基材层的至少一面的ASA(丙烯晴-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚物)层，(即， PVC木塑发泡基材层的单面或上下双面共挤成型有ASA层)，其中，所述PVC木塑发泡基材层包括如下重量份数的组分聚氯乙烯100份； 填料50 100份；偶联剂广1. 5份； 复合稳定剂5 7份； 复合发泡剂1. (Tl. 5份； 发泡助剂6、份。
其中，优选地，所述聚氯乙烯的K值61，聚合度为750 850。
所述填料不做特别限定，可为碳酸钙、滑石粉、粒状或纤维状物稻麦壳粉、木材碎屑、竹屑、农作物桔杆粉、豆类、玉米淀粉、棉花果壳、坚果硬壳或椰壳中的一种或两种以上任意混合物。
所述复合稳定剂可为PVC钙锌复合稳定剂或铅盐复合稳定剂中的一种或两种以上任意混合物。所述PVC钙锌复合稳定剂市售可得，成分中含有硬脂酸钙、硬脂酸锌、水滑石、聚乙烯蜡、硬脂酸、抗氧剂和氧化聚乙烯蜡复合物；所述铅盐复合稳定剂市售可得，成分中含有二盐基性亚磷酸铅、硬脂酸铅、三盐基性硫酸铅、聚乙烯蜡、硬脂酸、抗氧剂和氧化聚乙烯蜡复合物。
所述偶联剂不做特别限定，可为硅烷类偶联剂或铝钛酸酯类偶联剂； 所述复合发泡剂市售可得，成分中含有偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠和氧化锌等。
所述发泡助剂为分子量500万飞00万丙烯酸酯类的多元共聚物。
ASA层的厚度为0. 25 0. 45mm, PVC木塑发泡基材层厚度为5 50mm。
该PVC木塑发泡共挤型材的加工成型工艺是a、将填料加入高速混炼机中，在110-120°C温度下将填料烘干8-10分钟，再加入偶联剂活化填料5分钟，排入冷混冷却至室温，排出冷混后备用。
b、启动高混并将计量好的PVC (IOOKg)及复合稳定剂通过上料系统投入高混， 高速搅拌将物料升温至9(T95°C后将经活化填料(5(T100 Kg)和发泡助剂同时加入高混继续混合至10(Tl()5°C后加入复合发泡剂，继续混合至115 125°C排入冷混，混合料排入冷混后，经搅拌充分冷却至40°C以下时，排入料车成可发泡混合料。
发泡混合料要求外观分散均勻，色泽一致，没有结团、变色等现象。水含量水含量应控制在1%以下。
堆密度混合料的堆密度应控制在0. 65、. 75g/mL。c、将该混合料投入锥形双螺杆挤出机料斗中，经挤出机挤出木塑发泡熔体进入发泡共挤模具。
d、将ASA颗粒料加入单螺杆料斗中，经挤出机挤出ASA熔体进入发泡共挤模具。
e、PVC木塑发泡熔体和ASA熔体分别由不同的流道进入同一个发泡共挤模具，并在特别设计的共挤模具内进行复合成型。
f、挤出成型后在冷却定型模内冷却定型，再经牵引、切割得到产品。
工艺中需要注意发泡模具为逐步释放形式，模隙放大倍数可为1. 5^2. 5倍，依不同发泡地板所需密度决定释放量，挤出发泡材料经冷却定型同步牵引，定长切断成所需尺寸，发泡材料密度在0. 6-0. 7g/cm3之间。
实施例1PVC木塑发泡基材层原料 聚氯乙烯 100份；木粉50份；偶联剂(硅烷类偶联剂)1.0份；复合稳定剂(PVC钙锌复合稳定剂) 5份；复合发泡剂 1. 0份；发泡助剂 6份。
a、将木粉加入高速混炼机中，在110-120°C温度下将木粉烘干8_10分钟，再加入偶联剂活化木粉5分钟，排入冷混冷却至室温，排出冷混后备用。
b、启动高混并将计量好的PVC (IOOKg)及复合稳定剂通过上料系统投入高混，高速搅拌将物料升温至9(T95°C后将经活化木粉(50 Kg)和发泡助剂同时加入高混继续混合至10(Tl()5°C后加入复合发泡剂，继续混合至115 125°C排入冷混，混合料排入冷混后，经搅拌充分冷却至40°C以下时，排入料车成可发泡混合料。
发泡混合料要求外观分散均勻，色泽一致，没有结团、变色等现象。水含量水含量应控制在1%以下。
堆密度混合料的堆密度应控制在0. 65 0. 75g/mL。c、将该混合料投入Φ65/132锥形双螺杆挤出机中。经挤出机挤出木塑发泡熔体进入发泡共挤模具。
加热温度为一区165°C、二区170°C、三区175°C、四区180°C、合流芯170°C，机头 180 0C熔体压力12-15Mpa ； 熔体温度165-170°C ； 主机转速 10-15rpm/mino
d、将ASA颗粒料加入单螺杆料斗中，经挤出机挤出ASA熔体进入发泡共挤模具加热温度为一区165°C、二区175°C、三区185°C、合流芯180°C，机头190°C，主机转速8 12 rpm/min。
e、PVC木塑发泡熔体和ASA熔体分别由各自的流道进入沈板发泡共挤模具，并在共挤模具内进行复合成型。
f、挤出成型后在冷却定型模内冷却定型，成型为带连续均勻分布发泡微孔的木塑发泡共挤26板，再经牵引、切割得到产品。
所得产品的PVC木塑发泡基材层的上下表面均共挤成型有ASA层，ASA层厚度为 0. 25 0. 45mm, PVC木塑发泡基材层厚度洸讓，产品米重2. 35-2. 45kg/m，密度为0. 65-0. 70 g/cm3。经测定，产品的物理性能如下握钉力板面 1780N ；板边 1620N ； 0个；0.072g/100r；1.54 X IO"5 ； 29;0. 062W/ (m. k)； 0. 62。低温落锤冲击表面耐磨热膨胀系数氧指数导热系数1000小时老化Δ E实施例2PVC木塑发泡基材层原料 聚氯乙烯 100份； 木粉75份；偶联剂(铝钛酸酯类偶联剂)1. 25 份；复合稳定剂(PVC钙锌复合稳定剂) 6份； 复合发泡剂 1. 25份； 发泡助剂 7份。
a、将木粉加入高速混炼机中，在110-120°C温度下将木粉烘干8_10分钟，再加入偶联剂活化木粉5分钟，排入冷混冷却至室温，排出冷混后备用。
b、启动高混并将计量好的PVC (IOOKg)及复合稳定剂通过上料系统投入高混，高速搅拌将物料升温至9(T95°C后将经活化木粉(75 Kg)和发泡助剂同时加入高混继续混合至10(Tl()5°C后加入复合发泡剂，继续混合至115 125°C排入冷混，混合料排入冷混后，经搅拌充分冷却至40°C以下时，排入料车成可发泡混合料。
发泡混合料要求外观分散均勻，色泽一致，没有结团、变色等现象。水含量水含量应控制在1%以下。
堆密度混合料的堆密度应控制在0. 65、. 75g/mL。c、将该混合料投入Φ65/132锥形双螺杆挤出机中。经挤出机挤出木塑发泡熔体进入发泡共挤模具。
加热温度为一区165°C、二区170°C、三区175°C、四区180°C、合流芯170°C，机头 180 0C熔体压力12-15Mpa ； 熔体温度165-170°C ； 主机转速 10-15rpm/mino
d、将ASA颗粒料加入单螺杆料斗中，经挤出机挤出ASA熔体进入发泡共挤模具加热温度为一区165°C、二区175°C、三区185°C、合流芯180°C，机头190°C，主机转速6 8转。
e、PVC木塑发泡熔体和ASA熔体分别由各自的流道进入椅子条板发泡共挤模具， 并在共挤模具内进行复合成型。
f、挤出成型后在冷却定型模内冷却定型，成型为带连续均勻分布发泡微孔的木塑发泡共挤椅子条，再经牵引、切割得到产品。
所得产品的PVC木塑发泡基材层的上下表面均共挤成型有ASA层，ASA层厚度为0. 25 0. 45mm, PVC木塑发泡基材层厚度25. 4mm，产品米重1. 45 1. 50kg/m,密度为 0.65、. 70 g/cm3。经测定，产品的物理性能如下握钉力板面 1780N ；板边 1620N ；低温落锤冲击表面耐磨热膨胀系数0个；0.072g/100r；1.54 X IO"5 ；氧指数导热系数29 ；0. 062W/ (m. k)； 0. 62。1000小时老化Δ E0.62。实施例3PVC木塑发泡基材层原料 聚氯乙烯 100份； 木粉100份；偶联剂(硅烷类偶联剂)1.5份；复合稳定剂(铅盐复合稳定剂)7份； 复合发泡剂 1. 5份； 发泡助剂 8份。
a、将木粉加入高速混炼机中，在110-120°C温度下将木粉烘干8_10分钟，再加入偶联剂活化木粉5分钟，排入冷混冷却至室温，排出冷混后备用。
b、启动高混并将计量好的PVC (IOOKg)及复合稳定剂通过上料系统投入高混，高速搅拌将物料升温至90°C后将经活化木粉(100 Kg)和发泡助剂同时加入高混继续混合至 10(Tll(TC后加入复合发泡剂，继续混合至115--125°c排入冷混，混合料排入冷混后，经搅拌充分冷却至40°C以下时，排入料车成可发泡混合料。
C、将该混合料投入Φ65/132锥形双螺杆挤出机中。经挤出机挤出木塑发泡熔体进入发泡共挤模具。
加热温度为一区165°C、二区170°C、三区175°C、四区180°C、合流芯170°C，机头 180 0C熔体压力12-15Mpa ； 熔体温度165-170°C ； 主机转速 10-15rpm/mino
d、将ASA颗粒料加入单螺杆料斗中，经挤出机挤出ASA熔体进入发泡共挤模具。
加热温度为一区165°C、二区175°C、三区185°C、合流芯180°C，机头190°C，主机转速 6 8 rpm/min。
e、PVC木塑发泡熔体和ASA熔体分别由各自的流道进入披叠墙板发泡共挤模具， 并在共挤模具内进行复合成型。
f、挤出成型后在冷却定型模内冷却定型，成型为带连续均勻分布发泡微孔的木塑发泡共挤披叠墙板板，再经牵引、切割得到产品。
所得产品的PVC木塑发泡基材层的上表面共挤成型有ASA层，ASA层厚度为 0.25 0. 45mm，PVC木塑发泡基材层厚度12mm，产品米重1. 15-1.20 kg/m，密度为0. 65 0. 75 g/cm3。经测定，产品的物理性能如下，基本物理性能握钉力板面 1780N ；板边 1620N ；低温落锤冲击表面耐磨热膨胀系数0个；0.072g/100r；1.54 X IO"5 ；9燃烧性能Bl级；导热系数0. 062W/ (m. k)；1000小时老化Δ E0.62。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
1.一种PVC木塑发泡复合材料，其特征在于，包括PVC木塑发泡基材层及共挤成型在所述PVC木塑发泡基材层的至少一面的ASA层，其中，所述PVC木塑发泡基材层包括如下重量份数的组分聚氯乙烯 100份； 填料5(Γ100份；偶联剂广1. 5份；复合稳定剂 5 7份； 复合发泡剂 1. (Tl. 5份； 发泡助剂 6、份。
2.根据权利要求1所述的PVC木塑发泡复合材料，其特征在于，所述聚氯乙烯的K值 61，聚合度为75(Γ850 ；所述填料为碳酸钙、滑石粉、粒状或纤维状物稻麦壳粉、木材碎屑、 竹屑、农作物桔杆粉、豆类、玉米淀粉、棉花果壳、坚果硬壳或椰壳中的一种或两种以上任意混合物；所述复合稳定剂为PVC钙锌复合稳定剂或铅盐复合稳定剂中的一种或两种以上任意混合物；所述偶联剂为硅烷类偶联剂或铝钛酸酯类偶联剂；所述复合发泡剂含有偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠及氧化锌；所述发泡助剂为分子量500万飞00万丙烯酸酯类的多元共聚物。
3.根据权利要求2所述的PVC木塑发泡复合材料，其特征在于，所述钙锌复合稳定剂含有硬脂酸钙、硬脂酸锌、水滑石、聚乙烯蜡、硬脂酸、抗氧剂和氧化聚乙烯蜡复合物；所述铅盐复合稳定剂含有二盐基性亚磷酸铅、硬脂酸铅、三盐基性硫酸铅、聚乙烯蜡、硬脂酸、抗氧剂和氧化聚乙烯蜡复合物。
4.根据权利要求1所述的PVC木塑发泡复合材料，其特征在于，所述ASA层的厚度为 0. 25 0. 45mm, PVC木塑发泡基材层厚度为5 50mm。
5.制备权利要求广4任一项所述的PVC木塑发泡复合材料的方法，其特征在于，所述 PVC木塑发泡基材层的各组分经除湿、升温混合后通过挤出机挤出木塑发泡熔体进入发泡共挤模具；所述ASA颗粒经挤出机挤出ASA熔体后进入发泡共挤模具；所述木塑发泡熔体和所述ASA熔体在发泡共挤模具中复合成型，冷却。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，包括如下步骤取所述量的填料烘干，加入偶联剂活化所述填料，混合物冷却至室温； 取所述量的聚氯乙烯和复合稳定剂混合，搅拌升温至9(T95°C，然后加入步骤a所得混合物和所述量的发泡助剂，搅拌升温至10(T105°C，加入所述量的复合发泡剂，继续搅拌升温至115 125°C，然后冷却至40°C以下，得到发泡混合料；将步骤b得到的发泡混合料投入挤出机中，经挤出机挤出的木塑发泡熔体进入发泡共挤模具；取ASA颗粒料投入挤出机中，经挤出机挤出的ASA熔体进入步骤c所述的发泡共挤模且.Z、 9步骤c的木塑发泡熔体和步骤d的ASA熔体在所述发泡共挤模具中复合成型，冷却，切割，即得。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b所述发泡混合料的水含量为1%以下，堆密度为0. 65 0. 75g/mL。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤c所述的发泡混合料投入锥形双螺杆挤出机，主机转速10-15rpm/min。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤d所述的ASA颗粒料投入单螺杆挤出机，主机转速8-12rpm/min。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤e所述发泡共挤模具为逐步释放形式，模隙放大倍数为1.5 2. 5。
全文摘要
本发明公开了一种PVC木塑发泡复合材料及其制备方法，包括PVC木塑发泡基材层及共挤成型在所述PVC木塑发泡基材层至少一面的ASA层，其中，所述PVC木塑发泡基材层包括如下重量份数的组分聚氯乙烯100份；填料50~100份；偶联剂1~1.5份；复合稳定剂5~7份；复合发泡剂1.0~1.5份；发泡助剂6~8份。本发明的PVC木塑发泡复合材料具有质轻、比强度高、防水、防腐、保温、耐候性好、配方成本低和材料密度低的特点，可广泛用于建筑外装饰、园林景观、围栏栈道等户外制品市场。
文档编号B32B27/08GK102501506SQ201110320450
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者韩伟, 黄振海 申请人:北京欧尼克环保技术有限公司