一种仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料及其制备方法与流程

文档序号:12708786阅读:211来源:国知局

本发明属于新材料化学领域,具体是涉及一种仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料。



背景技术:

现有技术中,户外地板、护栏、家庭装修仍旧以木材和天然花岗岩为主。但木材价格昂贵,更容易受到腐蚀而腐烂,给生活带来不便,而且过多的使用还会造成树木的过度被砍伐,给环境造成损害;天然花岗岩价格昂贵,开采亦带来环境污染。

PE新型木塑地板是环保节能,防水、防潮,不容易腐烂,可加工性好,可订、可刨、可锯、可钻,安装简单,施工便捷。

传统的PE木塑地板为仿木效果,外观质感较为单一,难以满足室内外装修个性化、风格化和楼盘园林美化的景观设计,制约了PE木塑地板的应用与发展。



技术实现要素:

本发明针对现有的PE木塑地板产品外观质感较为单一,难以满足室内外装修个性化、风格化和楼盘园林美化的景观设计等缺陷,提供了一种仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料及其制备方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为:

一种仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料,其特征在于,其包括HDPE底色料、HDPE仿石料A与HDPE仿石料B,其重量比为HDPE底色料80%~98%:HDPE仿石料A1%~10%:HDPE仿石料B 1%~10%;

所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方:颜料Ⅰ0.5%~5%:紫外线吸收剂0.2%~1%:HDPE94%~99.3%。

作为进一步改进,HDPE仿石料A配方为颜料Ⅱ0.5%~30%:紫外线吸收剂0.2%~1%:硅烷交联剂0.5~5%:过氧化物引发剂0.1~0.5%:HDPE 63.5%~98.7%;

HDPE仿石料B配方为颜料Ⅲ0.5%~30%:紫外线吸收剂0.2%~1%:硅烷交联剂0.5~5%:过氧化物引发剂0.1~0.5%:HDPE 63.5%~98.7%。

作为进一步改进,所述颜料Ⅰ为钛白粉、碳黑、锌铁黄或三者混合物,所述颜料Ⅱ为碳黑,所述颜料Ⅲ为碳黑和氧化铁的混合物。

作为进一步改进,其为仿石白共挤HDPE改性材料,包括以下重量份比例的组分HDPE底色料92%:HDPE仿石料A4%:HDPE仿石料B 4%;

所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方为钛白粉颜料4%:紫外线吸收剂0.5%:HDPE 95.5%;

HDPE仿石料A配方为碳黑5%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 90.1%;

HDPE仿石料B配方为碳黑0.5%:氧化铁红10%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 84.6%。

作为进一步改进,其为仿砂岩石共挤HDPE改性材料,包括以下重量份比例的组分HDPE底色料93%:HDPE仿石料A3%:HDPE仿石料B 4%;

所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方为钛白粉颜料2%:碳黑0.02%:锌铁黄0.4%:紫外线吸收剂0.5%:HDPE 97.08%;

HDPE仿石料A配方为碳黑5%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 90.1%;

HDPE仿石料B配方为碳黑0.5%:氧化铁红10%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 84.6%。

作为进一步改进,其为仿青砖石共挤HDPE改性材料,包括以下重量份比例的组分HDPE底色料91%:HDPE仿石料A5%:HDPE仿石料B 4%;

所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方为钛白粉颜料1.5%:碳黑0.2%:锌铁黄0.1%:紫外线吸收剂0.5%:HDPE 97.7%;

HDPE仿石料A配方为碳黑5%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 90.1%;

HDPE仿石料B配方为碳黑0.5%:氧化铁红10%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 84.6%。

一种制备上述的仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料的方法,其包括以下步骤:

①HDPE底色料的制备:

(1)称量:按照配方称取颜料Ⅰ、紫外线吸收剂和HDPE;

(2)混合:将上述称量好的组分搅拌混合至均匀;

(3)将步骤(2)的均匀混合物挤出造粒,制得HDPE底色料;

②HDPE仿石料A的制备:

(4)称量:按照配方称取颜料Ⅱ、紫外线吸收剂、硅烷交联剂、过氧化物引发剂和HDPE;

(5)混合:将上述称量好的组分搅拌混合至均匀;

(6)将步骤(5)的均匀混合物挤出造粒。

(7)将步骤(6)制得的颗粒用塑料磨粉机磨成粉,再用40目筛网过筛,过筛后的粒径小于40目的细砂状物为仿石效果粒子A即HDPE仿石料A;

③HDPE仿石料B的制备:

(8)称量:按照配方称取颜料Ⅲ、紫外线吸收剂、硅烷交联剂、过氧化物引发剂和HDPE;

(9)混合:将上述称量好的组分搅拌混合至均匀;

(10)将步骤(9)的均匀混合物挤出造粒;

(11)将步骤(10)制得的颗粒用塑料磨粉机磨成粉,再用40目筛网过筛,过筛后的粒径小于40目的细砂状物为仿石效果粒子B即HDPE仿石料B;

(12)称量:按照配方称取步骤①制备的HDPE底色料、步骤②制备的HDPE仿石料A和步骤③制备的HDPE仿石料B;

(13)混合:将称取的HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B搅拌混合至均匀;

(14)将步骤(13)的均匀混合物挤出造粒,制得仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料;

上述步骤①、步骤②、步骤③无先后顺序。

作为进一步改进,所述步骤(5)和(9)中搅拌混合所采用的机器为高速混合机,混合时间为10~15min,所述步骤(2)、(13)中搅拌混合所采用的机器为低速混合机,混合时间为2~3min。

作为进一步改进,所述步骤(3)、(6)、(10)和(14)中挤出造粒所采用的机器为L/D为40:1的双螺杆挤出机,其转速为200~350rpm,所述步骤(3)和(14)的挤出温度为200~220℃,所述步骤(6)和(10)的挤出温度为240~280℃。

一种使用上述的仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料的仿石效果的PE木塑地板制备方法,其特征在于,其包括以下步骤:

(1)将仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料与PE木塑基材进行共挤,制备获得基于PE木塑基材的具有仿石效果表层的板材;

(2)制作防蓝光保护胶层,先将黑色素和乙酸乙酯按照1:49混合,200RPM转速搅拌30分钟,然后再加入丙烯酸压敏胶50份,300RPM转速搅拌30分钟,获得混合物A,将混合物A经过精密涂布机涂布在仿石效果层板材上表面,经100℃固化30秒后得到防蓝光保护胶层。

本发明的有益效果为:仿石共挤HDPE改性塑胶材料相对于涂料更环保,仿石共挤HDPE改性材料在生产制品及制品使用过程中都不含有害物质,更环保,对环境友好。

本发明的过氧化物引发剂促进HDPE在高温下发生断链反应,断链后的分子链在硅烷交联剂的作用下进行交联反应,生成网络结构的高分子量交联物(不熔物),这种不熔物经磨成粉状物,制成仿石效果的粒子。

本发明增加过氧化物引发剂及其特定的添加量0.1~0.5%以及特定的挤出温度工艺240~280℃。过氧化物引发剂添加量低于0.1%时,交联度不够,不能生成不熔物,过氧化物引发剂添加量高于0.5%,很难加工生产;挤出温度低于240℃,交联度不够,挤出温度高于280℃,很难加工生产。此配方及制备方法制得的仿石效果粒子与HDPE底色料相容性非常好,不会被剥离,使用寿命长。

用仿石效果共挤HDPE材料生产的PE木塑地板,仿石质感好,立体感强,层次感好,具有逼真的仿石效果,使公园、市政工程、室内外装修、楼盘园林美化的景观设计具有风格化、个性化、美观化;可实现以塑代木,节约宝贵的森林资源;可实现以塑代石,代替价格昂贵的天然大理石、天然花岗岩。优异的耐候性,拓展了共挤仿石效果PE木塑地板的应用与发展,可应用于室内外地板、护栏、外墙贴板、装饰板、地脚线和家具的制备等。

在制品使有过程中,制品表面的涂料在经常踩踏、摩擦下容易脱落,影响制品的使用寿命及外观,而仿石共挤HDPE改性材料生产的制品耐踩踏、摩擦,不会脱落,制品使用寿命长。

由仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料制备的PE木塑地板型材自然美观,独特个性,深受人们喜爱。而且其制备方法简单,原料来源广泛,成品成本低廉,具有广阔的推广应用价值。

具体实施方式

实施例1:一种仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料,其包括HDPE底色料、HDPE仿石料A与HDPE仿石料B,其重量比为HDPE底色料80%~98%:HDPE仿石料A 1%~10%:HDPE仿石料B 1%~10%;

所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方:颜料Ⅰ0.5%~5%:紫外线吸收剂0.2%~1%:HDPE94%~99.3%。

HDPE仿石料A配方为颜料Ⅱ0.5%~30%:紫外线吸收剂0.2%~1%:硅烷交联剂0.5~5%:过氧化物引发剂0.1~0.5%:HDPE 63.5%~98.7%;

HDPE仿石料B配方为颜料Ⅲ0.5%~30%:紫外线吸收剂0.2%~1%:硅烷交联剂0.5~5%:过氧化物引发剂0.1~0.5%:HDPE 63.5%~98.7%。

所述颜料Ⅰ为钛白粉、碳黑、锌铁黄或三者混合物,所述颜料Ⅱ为碳黑,所述颜料Ⅲ为碳黑和氧化铁的混合物。

所述的仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料为为仿石白共挤HDPE改性材料,包括以下重量份比例的组分HDPE底色料92%:HDPE仿石料A 4%:HDPE仿石料B 4%;

所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方为钛白粉颜料4%:紫外线吸收剂0.5%:HDPE 95.5%;

HDPE仿石料A配方为碳黑5%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 90.1%;

HDPE仿石料B配方为碳黑0.5%:氧化铁红10%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 84.6%。

所述的仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料为仿砂岩石共挤HDPE改性材料,包括以下重量份比例的组分HDPE底色料93%:HDPE仿石料A 3%:HDPE仿石料B 4%;

所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方为钛白粉颜料2%:碳黑0.02%:锌铁黄0.4%:紫外线吸收剂0.5%:HDPE 97.08%;

HDPE仿石料A配方为碳黑5%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 90.1%;

HDPE仿石料B配方为碳黑0.5%:氧化铁红10%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 84.6%。

所述的仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料为为仿青砖石共挤HDPE改性材料,包括以下重量份比例的组分HDPE底色料91%:HDPE仿石料A 5%:HDPE仿石料B 4%;

所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方为钛白粉颜料1.5%:碳黑0.2%:锌铁黄0.1%:紫外线吸收剂0.5%:HDPE 97.7%;

HDPE仿石料A配方为碳黑5%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 90.1%;

HDPE仿石料B配方为碳黑0.5%:氧化铁红10%:紫外线吸收剂0.5%:硅烷交联剂4%:过氧化物引发剂0.4%:HDPE 84.6%。

本实施例提供的制备仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料的方法,其特征在于,其包括以下步骤:

①HDPE底色料的制备:

(1)称量:按照配方称取颜料Ⅰ、紫外线吸收剂和HDPE;

(2)混合:将上述称量好的组分搅拌混合至均匀;

(3)将步骤(2)的均匀混合物挤出造粒,制得HDPE底色料;

②HDPE仿石料A的制备:

(4)称量:按照配方称取颜料Ⅱ、紫外线吸收剂、硅烷交联剂、过氧化物引发剂和HDPE;

(5)混合:将上述称量好的组分搅拌混合至均匀;

(6)将步骤(5)的均匀混合物挤出造粒;

(7)将步骤(6)制得的颗粒用塑料磨粉机磨成粉,再用40目筛网过筛,过筛后的粒径小于40目的细砂状物为HDPE仿石料A;

③HDPE仿石料B的制备:

(8)称量:按照配方称取颜料Ⅲ、紫外线吸收剂、硅烷交联剂、过氧化物引发剂和HDPE;

(9)混合:将上述称量好的组分搅拌混合至均匀;

(10)将步骤(9)的均匀混合物挤出造粒;

(11)将步骤(10)制得的颗粒用塑料磨粉机磨成粉,再用40目筛网过筛,过筛后的粒径小于40目的细砂状物为HDPE仿石料B;

(12)称量:按照配方称取步骤①制备的HDPE底色料、步骤②制备的HDPE仿石料A和步骤③制备的HDPE仿石料B;

(13)混合:将称取的HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B搅拌混合至均匀;

(14)将步骤(13)的均匀混合物挤出造粒,制得仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料;

上述步骤①、步骤②、步骤③无先后顺序。

所述步骤(5)和(9)中搅拌混合所采用的机器为高速混合机,混合时间为10~15min,所述步骤(2)、(13)中搅拌混合所采用的机器为低速混合机,混合时间为2~3min。

所述步骤(3)、(6)、(10)和(14)中挤出造粒所采用的机器为L/D为40:1的双螺杆挤出机,其转速为200~350rpm,所述步骤(3)和(14)的挤出温度为200~220℃,所述步骤(6)和(10)的挤出温度为240~280℃。

实施例2:一种仿石白(仿花岗岩)共挤HDPE改性材料,其包括以下重量份比例的组分:HDPE底色料92%,HDPE仿石料A 4%,HDPE仿石料B 4%。具体的,所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方:钛白粉颜料4%、紫外线吸收剂0.5%和HDPE 95.5%;

HDPE仿石料A配方:碳黑5%、紫外线吸收剂0.5%、硅烷交联剂4%、过氧化物引发剂0.4%和HDPE 90.1%;

HDPE仿石料B配方:碳黑0.5%、氧化铁红10%、紫外线吸收剂0.5%、硅烷交联剂4%、过氧化物引发剂0.4%和HDPE 84.6%。

上述仿石白(仿花岗岩)共挤HDPE改性材料的制备方法,其具体包括以下步骤:

1.HDPE底色料的制备:

(1)称量:按照配方称取钛白粉颜料、紫外线吸收剂和HDPE;

(2)混合:将上述称量好的组分放入低速混合机中搅拌混合至均匀,混合时间选择为2~3min;

(3)将步骤(2)的均匀混合物加入L/D为40:1的双螺杆挤出机中,在温度200~220℃,转速为200~350rpm条件下,挤出造粒,制得HDPE底色料;

2.HDPE仿石料A的制备:

(4)称量:按照配方称取碳黑、紫外线吸收剂、硅烷交联剂、过氧化物引发剂和HDPE;

(5)混合:将上述称量好的组分放入高速混合机中搅拌混合至均匀,混合时间选择为10~15min;

(6)将步骤(5)的均匀混合物加入L/D为40:1的双螺杆挤出机中,在温度240~280℃,转速为200~350rpm条件下,挤出造粒。

(7)将步骤(6)制得的颗粒用塑料磨粉机磨成粉,再用40目筛网过筛,过筛后的粒径小于40目的细砂状物为HDPE仿石料A;

3.HDPE仿石料B的制备:

(8)称量:按照配方称取碳黑、氧化铁红、紫外线吸收剂、硅烷交联剂、过氧化物引发剂和HDPE;

(9)混合:将上述称量好的组分放入高速混合机中搅拌混合至均匀,混合时间选择为10~15min;

(10)将步骤(9)的均匀混合物加入L/D为40:1的双螺杆挤出机中,在温度240~280℃,转速为200~350rpm条件下,挤出造粒。

(11)将步骤(10)制得的颗粒用塑料磨粉机磨成粉,再用40目筛网过筛,过筛后的粒径小于40目的细砂状物为HDPE仿石料B。

上述步骤①、步骤②、步骤③无先后顺序,其还包括以下步骤:

(12)称量:按照配方称取步骤①制备的HDPE底色料、步骤②制备的HDPE仿石料A和步骤③制备的HDPE仿石料B;

(13)混合:将称取的HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B放入低速混合机中搅拌混合至均匀,混合时间选择为2~3min;

(14)将步骤(13)的均匀混合物加入L/D为40:1的双螺杆挤出机中,在温度200~220℃,转速为200~350rpm条件下,挤出造粒,制得仿石白(仿花岗岩)共挤HDPE改性材料。

用上述仿石白(仿花岗岩)共挤HDPE改性材料在PE木塑地板型材共挤生产线上可制备仿石白(仿花岗岩)共挤HDPE/HDPE木塑型材。

实施例3:一种仿砂岩石共挤HDPE改性材料,其包括以下重量份比例的组分:HDPE底色料93%,HDPE仿石料A 3%,HDPE仿石料B 4%,具体的,所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方:钛白粉颜料2%、碳黑0.02%、锌铁黄0.4%、紫外线吸收剂0.5%和HDPE 97.08%;

HDPE仿石料A配方:碳黑5%、紫外线吸收剂0.5%、硅烷交联剂4%、过氧化物引发剂0.4%和HDPE 90.1%;

HDPE仿石料B配方:碳黑0.5%、氧化铁红10%、紫外线吸收剂0.5%、硅烷交联剂4%、过氧化物引发剂0.4%和HDPE 84.6%。

上述仿砂岩石共挤HDPE改性材料的制备方法,其步骤基本同实施例1,其不同之处在于,按照上述配方比例称量各原料。

用上述仿砂岩石共挤HDPE改性材料在PE木塑地板型材共挤生产线上可制备仿砂岩石共挤HDPE/HDPE木塑型材。

实施例4:一种仿青砖石共挤HDPE改性材料,其包括以下重量份比例的组分:HDPE底色料91%,HDPE仿石料A 5%,HDPE仿石料B 4%,具体的,所述HDPE底色料和HDPE仿石料A、HDPE仿石料B分别包括以下重量份比例的组分:

HDPE底色料配方:钛白粉颜料1.5%、碳黑0.2%、锌铁黄0.1%、紫外线吸收剂0.5%和HDPE 97.7%;

HDPE仿石料A配方:碳黑5%、紫外线吸收剂0.5%、硅烷交联剂4%、过氧化物引发剂0.4%和HDPE 90.1%;

HDPE仿石料B配方:碳黑0.5%、氧化铁红10%、紫外线吸收剂0.5%、硅烷交联剂4%、过氧化物引发剂0.4%和HDPE 84.6%。

上述仿青砖石共挤HDPE改性材料的制备方法,其步骤基本同实施例1,其不同之处在于,按照上述配方比例称量各原料。

用上述仿青砖石共挤HDPE改性材料在PE木塑地板型材共挤生产线上可制备仿青砖石共挤HDPE/HDPE木塑型材。

实施例5,本实施例提供的使用仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料的仿石效果PE木塑地板制备方法,其包括以下步骤:

(1)将仿石效果共挤HDPE改性塑胶材料与PE木塑基材进行共挤,制备获得基于PE木塑基材的具有仿石效果表层的板材;

(2)制作防蓝光保护胶层,先将黑色素和乙酸乙酯按照1:49混合,200RPM转速搅拌30分钟,然后再加入丙烯酸压敏胶50份,300RPM转速搅拌30分钟,获得混合物A,将混合物A经过精密涂布机涂布在仿石效果层板材上表面,经100℃固化30秒后得到防蓝光保护胶层。

将黑色素、丙烯酸压敏胶、乙酸乙酯混合制成防蓝光胶层,并将其固化在作为底材的板材上,在板材形成黑色素防蓝光保护膜,阻隔太阳光尤其是蓝光的直接照射仿石效果表层,防止其对仿石效果表层造成老化,延长仿石效果表层的使用时效。

上述实施例中的原料组分分别由以下公司购得:

紫外线吸收剂:美国氰特公司,【2-羟基-4-(辛氧基)苯基】苯基酮;

硅烷交联剂:美国迈图公司,乙烯基三甲氧基硅烷;

过氧化物引发剂:荷兰阿克苏公司,二叔丁基过氧酯。

对上述共挤仿石效果HDPE改性材料与HDPE木塑共挤制备的仿石效果PE木塑地板型材的耐候性进行测试,其结果如表1所示。测试方法为:将上述材料分别经氙灯老化6000小时,然后测试各经过老化后的材料相对于未经氙灯老化的材料的色差△E。型材耐候性的国家标准为:氙灯老化测试6000小时,色差△E<5。

表1各材料的耐候性数据

本发明并不限于上述实施方式,凡是能实现本发明目的的所有实施方式,均在本发明的限制范围之内。

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