专利名称：三层共挤pvc木塑复合发泡板及其制备方法
技术领域：
本发明属于新材料领域，所制备的三层共挤PVC木塑发泡板主要应用于房地产建筑、路桥建筑、化工装置土建部分、煤矿通道隔板等领域，也可作为橱柜板、装修用装饰板
坐寸O
背景技术：
我国木材资源匮乏，解决这一问题的途径之一就是通过新材料的研究开发，寻求木材的代用品。因而利用木材的边角料、锯末、木粉生产的PVC木塑复合发泡板就成为首选代用品。国外不少国家如美国、加拿大都投入较大力量开发木塑项目。三层共挤PVC木塑 复合发泡板可替代木板作为建筑模板和橱柜板使用。建筑模板是混凝土结构工程施工的重要工具。在现浇混凝土结构工程中，模板工程一般占混凝土结构工程造价的20%-30%，占工程人工费的30%-40%，占工期的50%左右。模板技术直接影响工程建设的质量、造价和效益，因此它是推动我国建筑技术进步的一个重要内容。目前，我国建筑用模板以木模板为主，2009年的统计数据，木胶合板模板市场规模为3亿平方米，其年产量为7730万平方米，竹胶合板模板的市场规模为I. 22亿平方米，年产量为3140万平方米。2010我国建筑模板行业生产规模保持10%左右的增速；2011年-2012年我国建筑模板行业年均生产规模增速将在15%左右；到2012年底，我国建筑模板行业产量将达2. 2亿平方米左右。年均建筑用工程模板板材需求总量保守计算在2000亿元以上，并以年均9-12%的速度递增。国内建筑模板行业落后于国外，主要以木模板为主，而木模板使用次数少，木材浪费严重。近两年各种模板公司纷纷推出自己的新型产品，2011年下半年沙特基础工业公司(SABIC)以及国内的金发科技、杰事杰等公司分别推出了新型建筑模板。以上几家公司推出的建筑模板都是塑料模板，其成本高，切割不便，且存放过程中易发生变形，使用效果并不理想。三层共挤PVC木塑复合发泡板具有木材相似的加工性能，可作为建筑模板使用，比其它种类的建筑模板便宜，并且废旧模板可以回收利用，是现阶段替代木模板和钢模板的理想的材料。由于三层共挤PVC木塑复合发泡板具有与木材相似的加工性能，阻燃并且无甲醛释放，故成为替代木材的理想材料作为橱柜板、装饰板使用。目前国内还未见生产三层共挤PVC木塑复合发泡板的相关专利报道。
发明内容
发明目的本发明目的是提供一种新型的三层共挤PVC木塑复合发泡板，替代木板用作建筑模板和橱柜板等，可以节省大量的木材，并且可以循环利用，实现环保、节能、资源综合利用的要求。
技术方案一种三层共挤PVC木塑复合发泡板，其结构为ABA层状结构；A层即外层为PVC层，厚度为O. 2mm IOmm ;两层A层之间为B层即内层为PVC木塑发泡层，厚度为5mm 30mm ；外层组分的重量百分比如下聚氯乙烯40°/Γ50%、填充剂18°/Γ23%、抗冲改性剂2. 59Γ2. 8%、润滑剂 O. 759Γ0. 85%、复合稳定剂 2· 5°/Γ3· 3%、偶联剂 O. 27°/Γθ· 31%、加工助剂
I.059Γ1. 15%，余量为聚氯乙烯回收料；(所述聚氯乙烯回收料和聚氯乙烯是一致，本方案采用部分回收料作为原料。这样，用回收料可以降低成本，同时也把废旧的聚氯乙烯利用起来，减少对环境的破坏；同时，采用恰当比例的非回收料可以保证产品的品质要求。)内层组分的重量百分比如下聚氯乙烯459Γ55%、木质纤维粉39Γ5. 5%、填充剂9°/Γ 2%、发泡剂O. 199ΓΟ. 21%、增强剂5. 5%飞％、发泡调节剂4. 59Γ5. 3%、抗冲改性剂
I.99Γ2. 1%、润滑剂O. 89ΓΟ. 9%、复合稳定剂29Γ2. 3%，余量是板材回收料。(所述板材回收料指的是本产品的回收料，即三层共挤PVC木塑复合发泡板回收料(例如切割时候产生的边角料)。用回收料可以降低成本，另外废物利用，减少了对环境的破坏；同时，采用恰当比例的新料可以保证产品的品质要求。)所述内层中的木质纤维粉是稻壳粉、花生壳粉、秸杆粉、玉米芯粉、植物茎叶粉、锯末、刨花粉或废纸粉中的一种或几种粉末的混合物，各个粉末的粒径大小为30 120目；所述外层和内层中的填充剂为碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土或硫酸钡；(一般来说，煅烧陶土的主要成分为氧化铝和氧化硅。)所述内层中的发泡剂为白发泡剂和黄发泡剂的混合物；白发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵或碳酸铵；黄发泡剂为亚硝基类发泡剂、偶氮二甲酰胺或偶氮二异丁晴；所述内层中的发泡调节剂为丙烯酸酯类的多元共聚物；所述内层中的增强剂为丙烯酸酯类共聚物或丁二烯类共聚物；所述内层和外层中的抗冲改性剂为氯化聚乙烯、丙烯酸烷基酯或乙烯-醋酸乙烯酯聚合物；所述内层和外层中的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醇化合物、硬脂酸酰胺类、脂肪酸金属皂类、石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡中的一种或几种的混合；所述内层和外层中的复合稳定剂为复合铅类稳定剂、钡锌复合稳定剂、钙锌复合稳定剂或有机锡羧酸盐稳定剂；所述外层中的加工助剂为丙烯酸酯共聚物；所述外层中的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。所述外层和内层中的聚氯乙烯的聚合度为600 1100。所述作为发泡调节剂的丙烯酸酯类的多元共聚物的分子量500万飞00万。所述外层和内层分别加工，步骤包括I)按照比例，分别把内、外层的原料称量后分别加入不同混料机进行搅拌混料；内、外层原料的搅拌要求相同，具体如下封盖后低速启动，搅拌速度270 330转/分钟；3 7分钟后调至高速，搅拌速度1000 1500转/分钟；(采用这种先低速后高速的搅拌方法，其原理是，如果直接调至高速，电流过大会把电机烧坏。更重要的是，由于回收料本身的颗粒大小、成分以及密度与其它原料都有差异，如果采用常规的搅拌要求，无法保证物料混合均匀，进而影响挤出后的产品质量稳定性；本方案混料搅拌采用上述要求，使得搅拌过程中回收料与其它物料充分拌匀，满足了质量稳定性的要求。)通过电加热(或其它合理的加热方式)和物料自摩擦加热把物料加热至115°C 125°C时，把物料放入低速搅拌 釜，冷却至30°C左右(可以是24 36°C)放出；(物料投入搅拌机后，是常温，然后边搅拌、边加热至上述温度后搅拌即停止)2)将混合均匀的物料投入挤出机料斗中，其中，内层原料投入作为主机的挤出机，外层原料投入作为辅机的挤出机，分别挤出；同时保持挤出机各区的温度保持在160 170°C，经挤出机将原料熔融塑化挤出；所述主机和辅机的出料口通过分配器连接到模具的进料口 ；内、外层物料通过分配器进入模具中，由模具挤出后经定型模冷却定型；(冷却是采用水冷，水温控制在不超过10°C。)3)通过牵引方式把模具中定型得到的产品牵出，最后切割至所需长度。所述切割得到的产品中，次品及边角料经粉碎、磨粉后再混入内层原料中使用。有益效果本发明所制备的三层共挤PVC木塑复合发泡板在保持较高的韧性(常温简支梁冲击强度> 18KJ/m2 )的前提下具有一定刚性(弯曲模量> 660MPa)，同时具有较高的表面硬度，较好的尺寸稳定性和优异的握钉力，并且具有与木材类似的加工性能，是替代木板的理想材料，适于用作建筑模板和橱柜板。
具体实施例方式本发明提供了一种三层共挤PVC木塑复合发泡板及其制备方法。本发明三层共挤PVC木塑复合发泡板为ABA结构，外层(A层)为PVC层，主要为板材提供表面性能，通常厚度为O.;内层(B层)为PVC木塑发泡层，主要为板材提供强度等性能，同时发泡层可以降低制品的重量，通常厚度为5mm-30mm。外层(A层)特征在于组分的重量百分比如下聚氯乙烯409Γ50%、填充剂18% 23%、抗冲改性剂2· 59Γ2. 8%、润滑剂O. 759Γ0. 85%、复合稳定剂2· 5°/Γ3· 3%、偶联剂O. 27°Γθ. 31%、加工助剂I. 059Γ1. 15%、聚氯乙烯回收料25% 35%。内层(B层)的特征在于组分的重量百分比如下聚氯乙烯459Γ55%、木质纤维粉39Γ5. 5%、填充剂9°/Γ 2%、发泡剂O. 19°/Γθ. 21%、增强剂5. 5%飞％、发泡调节剂4. 5°/Γ5. 3%、抗冲改性剂I. 99Γ2. 1%、润滑剂O. 89ΓΟ. 9%、复合稳定剂29Γ2. 3%、板材回收料17°/Γ25%。在具体工程中，配方中的各个成分可以按照如下要求选用所述的聚氯乙烯的聚合度为600 1100。所述的木质纤维粉可以是稻壳粉、花生壳粉、秸杆粉、玉米芯粉、植物茎叶粉、锯末、刨花粉、废纸粉或上述粉末的混合物，经粉碎、研磨后粒径大小为30-120目。所述的填充剂为碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土或硫酸钡。所述的发泡剂为白发泡剂和黄发泡剂的混合，白发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵或碳酸铵；黄发泡剂为亚硝基类发泡剂、偶氮二甲酰胺或偶氮二异丁晴。所述的发泡调节剂为分子量500飞00万丙烯酸酯类的多元共聚物。
所述的增强剂为丙烯酸酯类共聚物或丁二烯类共聚物。所述的抗冲改性剂为氯化聚乙烯、丙烯酸烷基酯或乙烯-醋酸乙烯酯聚合物。所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醇化合物、硬脂酸酰胺类、脂肪酸金属皂类、石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡的一种或几种的混合。所述的复合稳定剂为复合铅类稳定剂、钡锌复合稳定剂、钙锌复合稳定剂或有机锡羧酸盐稳定剂。所述的加工助剂为丙烯酸酯共聚物。所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。本三层共挤PVC木塑复合发泡板的制备方法的步骤是按照比例，分别把各组分原料称量后加入高速混料机，封盖后低速启动，5分钟后调至高速，待物料达到115°C 125 0C时打开料门放入低速锅，冷却至30 V左右放出。将混合均匀的物料经螺旋自动上料机投入挤出机料斗中，同时将挤出机温度预先设定并保温，经挤出机将原料熔融塑化。由主机和辅机共挤，通过专用模具挤出进入定型装置中，冷却定型成型，并通过牵引将其牵出，进入自动切割机按预先设定的长度实现自动切割至堆放架，将合格品入库，次品及边角料经粉碎、磨粉后重新使用。具体例子如下实施例I外层(A层)采用聚氯乙烯43%、填充剂19%、抗冲改性剂2. 7%、润滑剂O. 8%、复合稳定剂3%、偶联剂O. 3%、加工助剂I. 1%、聚氯乙烯回收料30. 1%。内层(B层)采用聚氯乙烯50%、木质纤维粉4%、填充剂10%、发泡剂O. 2%、增强剂 6%、发泡调节剂5%、抗冲改性剂2%、内润滑剂O. 85%、复合稳定剂2. 1%、板材回收料19. 85%。按照比例，分别把各组分原料称量后加入高速混料机，封盖后低速启动，五分钟后调至高速，待物料达到115°C _125°C时打开料门放入低速锅，冷却至30°C左右放出。将混合均匀的物料经螺旋自动上料机投入挤出机料斗中，同时将挤出机温度预先设定并保温，经挤出机将原料熔融塑化挤出。由主机和辅机共挤，通过专用模具挤出进入定型模中，冷却定型成型，并通过牵引将其牵出，进入自动切割机按预先设定的长度实现自动切割至堆放架，得到三层共挤PVC木塑复合发泡板。实施例2外层(A层)采用聚氯乙烯48%、填充剂19%、抗冲改性剂2. 5%、润滑剂O. 8%、复合稳定剂3. 2%、偶联剂O. 3%、加工助剂I. 1%、聚氯乙烯回收料25. 1%。内层(B层)采用聚氯乙烯55%、木质纤维粉4%、填充剂8%、发泡剂O. 2%、增强剂5. 5%、发泡调节剂5. 2%、抗冲改性剂2%、润滑剂O. 85%、复合稳定剂2. 3%、板材回收料16. 95%。按照比例，分别把各组分原料称量后加入高速混料机，封盖后低速启动，五分钟后调至高速，待物料达到115°C _125°C时打开料门放入低速锅，冷却至30°C左右放出。将混合均匀的物料经螺旋自动上料机投入挤出机料斗中，同时将挤出机温度预先设定并保温，经挤出机将原料熔融塑化挤出。由主机和辅机共挤，通过专用模具挤出进入定型模中，冷却定型成型，并通过牵引将其牵出，进入自动切割机按预先设定的长度实现自动切割至堆放架，得到三层共挤PVC木塑复合发泡板。
本产品的各项性能检测均达到或超过挤压木塑复合板材的质量要求，各项性能指标如下三层共挤PVC木塑复合发泡板检测结果表
权利要求
1.一种三层共挤PVC木塑复合发泡板，其特征在于，其结构为ABA层状结构；Α层即外层为PVC层，厚度为O. 2mm IOmm ;两层A层之间为内层即B层为PVC木塑发泡层，厚度为5mm 30mm ； 外层组分的重量百分比如下聚氯乙烯40°/Γ50%、填充剂18°/Γ23%、抗冲改性剂2.59Γ2. 8%、润滑剂 O. 759Γ0. 85%、复合稳定剂 2· 5°/Γ3· 3%、偶联剂 O. 27°/Γθ· 31%、加工助剂I.059Γ1. 15%，余量为聚氯乙烯回收料； 内层组分的重量百分比如下聚氯乙烯45°/Γ55%、木质纤维粉39Γ5. 5%、填充剂9°/Γ 2%、发泡剂O. 199ΓΟ. 21%、增强剂5. 5%飞％、发泡调节剂4. 59Γ5. 3%、抗冲改性剂I. 99Γ2. 1%、润滑剂O. 89ΓΟ. 9%、复合稳定剂29Γ2. 3%，余量是板材回收料。
2.根据权利要求I所述的三层共挤PVC木塑复合发泡板，其特征在于所述内层中的木质纤维粉是稻壳粉、花生壳粉、秸杆粉、玉米芯粉、植物茎叶粉、锯末、刨花粉或废纸粉中的一种或几种粉末的混合物，各个粉末的粒径大小为30 120目； 所述外层和内层中的填充剂为碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土或硫酸钡； 所述内层中的发泡剂为白发泡剂和黄发泡剂的混合物；白发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵或碳酸铵；黄发泡剂为亚硝基类发泡剂、偶氮二甲酰胺或偶氮二异丁晴； 所述内层中的发泡调节剂为丙烯酸酯类的多元共聚物； 所述内层中的增强剂为丙烯酸酯类共聚物或丁二烯类共聚物； 所述内层和外层中的抗冲改性剂为氯化聚乙烯、丙烯酸烷基酯或乙烯-醋酸乙烯酯聚合物； 所述内层和外层中的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醇化合物、硬脂酸酰胺类、月旨肪酸金属皂类、石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡中的一种或几种的混合； 所述内层和外层中的复合稳定剂为复合铅类稳定剂、钡锌复合稳定剂、钙锌复合稳定剂或有机锡羧酸盐稳定剂； 所述外层中的加工助剂为丙烯酸酯共聚物； 所述外层中的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
3.根据权利要求I所述的三层共挤PVC木塑复合发泡板，其特征在于所述外层和内层中的聚氯乙烯的聚合度为600 1100。
4.根据权利要求2所述的三层共挤PVC木塑复合发泡板，其特征是所述作为发泡调节剂的丙烯酸酯类的多元共聚物的分子量500万飞00万。
5.一种权利要求I至4任一所述的三层共挤PVC木塑复合发泡板的制备方法，其特征在于所述外层和内层分别加工， 步骤包括 O按照比例，分别把内、外层的原料称量后分别加入不同混料机进行搅拌混料；内、夕卜层原料的搅拌要求相同，具体如下 封盖后低速启动，搅拌速度270 330转/分钟；3 7分钟后调至高速，搅拌速度1000 1500转/分钟； 通过加热装置加热和物料自摩擦加热把物料加热至115°C 125°C时，把物料放入低速搅拌釜，冷却至24 36°C放出； 2)将混合均匀的物料投入挤出机料斗中，其中，内层原料投入作为主机的挤出机，外层原料投入作为辅机的挤出机，分别挤出； 同时保持挤出机各区的温度保持在160 170°C，经挤出机将原料熔融塑化； 所述主机和辅机的出料口通过分配器连接到模具的进料口 ；内、外层物料通过分配器进入模具中，由模具挤出后经定型模冷却定型； 3)通过牵引方式把冷却定型得到的产品牵出，最后切割至所需长度。
6.根据权利要求5所述的三层共挤PVC木塑复合发泡板的制备方法，其特征是所述切割得到的产品中，次品及边角料经粉碎、磨粉再混入内层原料中使用。
全文摘要
本发明涉及一种三层共挤PVC木塑复合发泡板及其制备方法，为ABA结构，外层即A层采用聚氯乙烯、填充剂、抗冲改性剂、润滑剂、复合稳定剂、偶联剂、加工助剂、聚氯乙烯回收料为原料；内层即B层采用聚氯乙烯、木质纤维粉、填充剂、发泡剂、增强剂、发泡调节剂、抗冲改性剂、润滑剂、复合稳定剂、板材回收料为原料。 经过高温混合、冷却，由主机和辅机共挤成型制成三层共挤木塑复合发泡板。由于三层共挤PVC木塑复合发泡板具有与木材相似的加工性能，阻燃并且无甲醛释放，故成为替代木材的理想材料，可作为建筑模板、橱柜板等使用。
文档编号B32B5/18GK102922838SQ201210465540
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月17日 优先权日2012年11月17日
发明者高冬, 张传玉, 胡秋英, 乔新泉, 朱骏峰, 王洪廷 申请人:中国化学工程第十四建设有限公司