Pvc-甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了PVC?甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板及其制备方法，制备原料为：PVC树脂、甘蔗渣、无机填充物、偶联剂、发泡剂、发泡调节剂、复合稳定剂、润滑剂、增塑剂、加工改性剂、抗冲改性。其制备采用一次成型工艺，简单易行，实验证明制备的PVC木塑发泡复合建筑模板的性能远远高于普通建筑模板要求，能达到木塑建筑模板国家I级标准，且可达到30次循环利用，废料可回收重塑，达到循环利用零损耗的效果，符合国家节能环保要求，其经济效益是非常可观的。
【专利说明】
PVC-甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑模板生产的技术领域，尤其涉及PVC-甘蔗渣纤维木塑发泡复合建 筑模板及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 木塑复合发泡复合建筑模板摒弃了纯木板表面粗糙、易吸湿、易变形、易发霉和塑 料密度大、质量大等缺点，其集中了木材和塑料的双重优点，具有内部结构均匀、模板表面 光洁、强度高、质量轻、防潮防水防虫蛀、脱模易和能像木板任意钉、锯、钻、粘等优点，由于 其生产成本低、不易老化、不易变形、模板重量轻、可重复使用、可回收利用等优点，在许多 方面得到广泛应用，尤其在建筑模板方面的应用。
[0003] 甘蔗作为我国南方广泛种植的一年生农作物，是制糖的主要原料之一。每年经过 榨糖之后剩下的甘蔗渣产量达到700万t，大约有50%的可以用来造纸，但是采用甘蔗渣造 纸在经济效益上没有太大优势，所以大量甘蔗渣得不到合理利用而遭到焚烧、填埋，造成严 重的污染和资源的浪费，由于甘蔗渣和木材的主要成分大致相同，甘蔗渣含有丰富的纤维 素，而含木质素较少，故蔗渣作为纤维原料具有很大优越性。但甘蔗渣纤维和基体树脂的相 容性不好，本发明对甘蔗渣进行预处理应用于PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，此 发明不仅使废弃物得到合理利用，还减少了环境污染。
[0004] 甘蔗渣纤维形态虽然比不上木材，由于其纤维形态优于水稻、小麦秸杆纤维等其 它草类纤维和较其他非木材原料更易于收集，将其应用于建筑模板的制造，经济效益也是 相当可观的。
【发明内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板及其制备方 法。
[0006] 为了实现上述技术目的，本发明采取如下技术方案:PVC_甘蔗渣纤维发泡复合建 筑模板，其原料由以下组分及其重量份组成： PVC树脂 100份 有机填充物 30~50份 无机填充物 4~10份 偶联剂 1.5~4份 发泡剂 1~4份
[0007] 发泡调节剂 2~4份 复合稳定剂 1.5~5.5份 润滑剂 0.5~2份 抗冲改性剂 1.5~3.5份 增塑剂 （X5~2份 加工改性剂 4~10份
[0008] 所述的有机填充物为甘蔗渣。
[0009] 进一步地，所述的PVC树脂为PVC新料、回收PVC塑钢料与回收PVC管材料中的一种 或两种，PVC新材料为悬浮法制备的SG7或SG8型号树脂，其颗粒大小为60~150μπι ;所述的无 机填充物为活化CaC03。
[0010] 进一步地，所述偶联剂为马来酸化聚烯烃、硅烷偶联剂、酞酸酯类偶联剂、有机铬 络合物偶联剂中的一种或两种;所述的发泡剂为AC和NaHC0 3的混合发泡剂，所述AC和NaHC03 其质量比为1:1。
[0011] 进一步地，所述发泡调节剂为氧化锌、氧化铅、硬脂酸锌或脲类衍生物中的一种或 两种;所述复合稳定剂为钡锌复合稳定剂、钙锌复合稳定剂、铅盐复合稳定剂中的一种或两 种。
[0012] 进一步地，所述的润滑剂为多聚蓖酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、硬脂酸锌和聚乙烯蜡 中的一种或几种;所述的抗冲改性剂为氯化聚乙烯、具有核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁 二烯-苯乙烯三元共聚物、ABS、ACR抗冲击改性剂中的一种或两种;所述的增塑剂为通用型 邻苯二甲酸二辛酯;所述的加工改性剂为丙烯酸酯类多元共聚物、核壳共聚丙烯酸酯类中 的一种或两种。
[0013] 进一步地，一种用于制备PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板的方法，其制备方法 如下：
[0014] 1)将权利要求1中重量份的甘蔗渣粉碎，用5 %氢氧化钠溶液在90 °C条件下浸泡lh 后用酸进行中和，然后脱水干燥使水分含量小于2%，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状 物，细度大约保持在200目，采用丙酮作溶剂稀释权利要求1重量份的偶联剂，温度在60~80 °(：下，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干后备用；
[0015] 2)将权利要求1中重量份的无机填充物进行步骤1中偶联剂活化处理；
[0016] 3)将权利要求1中重量份的PVC树脂、复合稳定剂和步骤2中活化处理后的物料加 入高速混合机混合，将混合后的物料温度加热至70~90 °C后，将步骤1中的甘蔗渣纤维粉和 权利要求1重量份的发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、抗冲改性剂、增塑剂加到高速混合机 在100°C混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工；
[0017] 4)将步骤3混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机喂料斗进行挤出。
[0018]本发明的技术特点和效果为:经"微孔发泡"的PVC/甘蔗渣纤维复合建筑模板，其 内部的泡孔不仅能降低材料密度，而且能有效的防止材料内部应力集中造成的破裂。
[0019]所制备的PVC/甘蔗渣纤维复合建筑模板具有较高的强度与模量，当混凝土浇入不 易发生变形。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0021] 实施例1:
[0022] 各组分都是按照重量份称取，分别称取SG7型号树脂100份，颗粒大小200目，甘蔗 渣纤维40份，活化碳酸钙5份，偶联剂4份，发泡剂3份，让其AC:NaHC0 3质量比为1:1，发泡调 节剂2.5份，复合稳定剂2.5份，润滑剂1份，抗冲改性剂2份，增塑剂1份，加工改性剂8份。 [0023]首先将甘蔗渣粉碎，用5%氢氧化钠溶液在100°C条件下浸泡lh后用酸进行中和， 然后脱水干燥使水分含量不超过2%，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，用丙酮作溶 剂稀释偶联剂，在温度在70°C，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干 后备用。
[0024]将上述重量份的无机填充物进行偶联剂活化处理。
[0025]将PVC树脂、复合稳定剂和前述活化处理后的物料加入高速混合机混合，物料温度 加热至80°C后，将甘蔗渣纤维粉、发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、抗冲改性剂、增塑剂加 到高速混合机在l〇〇°C混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工。
[0026]将混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机，其长径比为30:1喂料斗进行挤出， 挤出机的各区温度设定一区160 °C，二区168 °C，三区170 °C，四区167 °C，五区165 °C，合流芯 150°C，模具温度166°C，主机转速保持在19rpm左右。
[0027]经挤出成型制备PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，并裁取样条，检测相关 性能。
[0028] 实施例2:
[0029]各组分都是按照重量份称取，分别称取SG8型号树脂50份，颗粒大小200目，回收 PVC塑钢料50份，甘蔗渣纤维45份，活化碳酸钙4.5份，偶联剂4份，发泡剂3.5份，让其AC: NaHC03质量比为1:1，发泡调节剂2份，复合稳定剂2.5份，润滑剂1份，抗冲改性剂2份，增塑 剂1份，加工改性剂8份。
[0030] 首先将甘蔗渣粉碎，用5%氢氧化钠溶液在100°C条件下浸泡lh后用酸进行中和， 然后脱水干燥使水分含量不超过2%，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，用丙酮作溶 剂稀释偶联剂，在温度在75°C，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干 后备用。
[0031] 将上述重量份的无机填充物进行偶联剂活化处理。
[0032] 将PVC树脂、复合稳定剂和前述活化处理后的物料加入高速混合机混合，物料温度 加热至80°C后，将甘蔗渣纤维粉、发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、抗冲改性剂、增塑剂加 到高速混合机在l〇〇°C混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工。
[0033] 将混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机，其长径比为30:1，喂料斗进行挤出， 挤出机的各区温度设定一区160 °C，二区167 °C，三区170 °C，四区169 °C，五区165 °C，合流芯 150°C，模具温度168°C，主机转速保持在19.5rpm左右。
[0034] 经挤出成型制备PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，并裁取样条，检测相关 性能。
[0035] 实施例3:
[0036]各组分都是按照重量份称取，分别称取SG8型号树脂50份，颗粒大小200目，回收 PVC管材料50份，甘蔗渣纤维45份，活化碳酸钙7份，偶联剂3.5份，发泡剂4份，让其AC: NaHC03质量比为1:1，发泡调节剂3份，复合稳定剂4份，润滑剂1.5份，抗冲改性剂2份，增塑 剂1.5份，加工改性剂10份。
[0037]首先将甘蔗渣粉碎，用5%氢氧化钠溶液在100°C条件下浸泡lh后用酸进行中和， 然后脱水干燥使水分含量不超过2%，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，用丙酮作溶 剂稀释偶联剂，在温度在75°C，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干 后备用。
[0038]将上述重量份的无机填充物，进行偶联剂活化处理。
[0039] 将PVC树脂、复合稳定剂和前述活化处理后的物料加入高速混合机混合，物料温度 加热至85 °C后，将甘蔗渣纤维、发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、抗冲改性剂、增塑剂加到 高速混合机在l〇〇°C混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工。
[0040] 将混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机(其长径比为30:1)喂料斗进行挤出， 挤出机的各区温度设定一区160 °C，二区165 °C，三区170 °C，四区168 °C，五区165 °C，合流芯 150°C，模具温度170°C，主机转速保持在20rpm左右。
[0041]经挤出成型制备PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，并裁取样条，检测相关 性能。
[0042] 实施例4:
[0043]各组分都是按照重量份称取，分别称取回收PVC塑钢料100份，甘蔗渣纤维40份，活 化碳酸钙6份，偶联剂3.5份，发泡剂3.5份，让其AC: NaHC03质量比为1:1，发泡调节剂3份，复 合稳定剂3份，润滑剂1.5份，抗冲改性剂2份，增塑剂1份，加工改性剂7份。
[0044] 首先将甘蔗渣粉碎，用5%氢氧化钠溶液在100°C条件下浸泡lh后用酸进行中和， 然后脱水干燥使水分含量不超过2%，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，用丙酮作溶 剂稀释偶联剂，在温度在70°C，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干 后备用。
[0045] 将上述重量份的无机填充物，进行偶联剂活化处理。
[0046] 将PVC树脂、复合稳定剂和前述活化处理后的物料加入高速混合机混合，物料温度 加热至80°C后，将甘蔗渣纤维粉、发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、增塑剂、抗冲改性剂加 到高速混合机在l〇〇°C混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工。
[0047]将混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机，其长径比为30:1，喂料斗进行挤出， 挤出机的各区温度设定一区160°C，二区166°C，三区170°C，四区167°C，五区165°C，合流芯 150°C，模具温度168°C，主机转速保持在18.5rpm左右。
[0048]经挤出成型制备PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，并裁取样条，检测相关 性能。
[0049] 实施例5:
[0050] 各组分都是按照重量份称取，分别称取回收PVC管材料100份，颗粒大小200目，甘 蔗渣纤维40份，活化碳酸钙8份，偶联剂3份，发泡剂3份，让其AC:NaHC0 3质量比为1:1，发泡 调节剂3.5份，复合稳定剂5份，润滑剂2份，抗冲改性剂2份，增塑剂1.5份，加工改性剂6份。 [0051 ]首先将甘蔗渣粉碎，用5%氢氧化钠溶液在100°C条件下浸泡lh后用酸进行中和， 然后脱水干燥使水分含量不超过2%，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物，用丙酮作溶 剂稀释偶联剂，在温度在70°C，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干 后备用。
[0052]将上述重量份的无机填充物，进行偶联剂活化处理。
[0053]将PVC树脂、复合稳定剂和前述活化处理后的物料加入高速混合机混合，物料温度 加热至80°C后，将甘蔗渣纤维、发泡剂、发泡调节剂、加工改性剂、增塑剂、抗冲改性剂加到 高速混合机在l〇〇°C混合均匀，然后冷却至室温等待进行成型加工。
[0054]将混合均匀的物料加入到锥形双螺杆挤出机(其长径比为30:1)喂料斗进行挤出， 挤出机的各区温度设定一区160 °C，二区167 °C，三区170 °C，四区168 °C，五区165 °C，合流芯 150°C，模具温度169°C，主机转速保持在19rpm左右。
[0055] 经挤出成型制备PVC/甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板，并裁取样条，检测相关 性能。
[0056] 将上述各实例模板标准样条分别进行测试，其测试结果如下表所示：
[0057]
[0058]静曲强度和弹性模量按GB/T 17657-1999进行测试；简支梁冲击强度按GB/T 1043.1-2008进行测试；邵氏硬度D按GB/T 2411-2008进行测试；表观密度按GB/T 6343-2009进行测试；握螺钉力按GB/T 17657-1999中4.10的规定进行测试；吸水率按GB/T 17657-1999中4.6的规定进行测试。
[0059] 综合考虑，所有实施例制作的建筑模板性能均明显优于建筑模板I级标准要求。
[0060] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其特征在于:其原料由以下组分及其重量份组 成： PVC树脂 100份 有机填充物 30~50份 无机填充物 4~10份 偶联剂 1.3~4份 发泡剂 1~4份 发泡调节剂 2-4份 复合稳定剂 1.5-5.5份 润滑剂 0.5~2份 抗冲改性剂 1.5~3.5份 增塑剂 0.5~2份 加工改性剂 4~10份 所述的有机填充物为甘蔗渣。2. 根据权利要求1所述的PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其特征在于:所述的PVC 树脂为PVC新料、回收PVC塑钢料与回收PVC管材料的一种或两种，PVC新料为悬浮法制备的 SG7或SG8型号树脂，其颗粒大小为60~150μπι;所述的无机填充物为活化CaC03。3. 根据权利要求1所述的PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其特征在于:所述偶联剂 为马来酸化聚烯烃、硅烷偶联剂、酞酸酯类偶联剂、有机铬络合物偶联剂中的一种或两种； 所述的发泡剂为AC和NaHC0 3的混合发泡剂，所述AC和NaHC03其质量比为1:1。4. 根据权利要求1所述的PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其特征在于:所述发泡调 节剂为氧化锌、氧化铅、硬脂酸锌或脲类衍生物中的一种或两种;所述复合稳定剂为钡锌复 合稳定剂、钙锌复合稳定剂、铅盐复合稳定剂中的一种或两种。5. 根据权利要求1所述的PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板，其特征在于:所述的润滑 剂为多聚蓖酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、硬脂酸锌和聚乙烯蜡中的一种或几种;所述的抗冲改 性剂为氯化聚乙烯、具有核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、ABS、 ACR抗冲击改性剂中的一种或两种;所述的增塑剂为通用型邻苯二甲酸二辛酯;所述的加工 改性剂为丙烯酸酯类多元共聚物、核壳共聚丙烯酸酯类中的一种或两种。6. -种用于制备PVC-甘蔗渣纤维发泡复合建筑模板的方法，其特征在于:其制备方法 如下： 1) 将权利要求1中重量份的甘蔗渣粉碎，用5%氢氧化钠溶液在90°C条件下浸泡lh后用 酸进行中和，然后脱水干燥使水分含量小于2%，采用分级筛选的方法将其粉碎成粉状物， 细度大约保持在200目，采用丙酮作溶剂稀释权利要求1重量份的偶联剂，温度在60~80°C 下，将粉状甘蔗渣在喷射式搅拌器中进行偶联剂活化处理，烘干后备用； 2) 将权利要求1中重量份的无机填充物进行步骤1中偶联剂活化处理； 3) 将权利要求1中重量份的PVC树脂、复合稳定剂和步骤2中活化处理后的物料加入高 速混合机混合，将混合后的物料温度加热至70~90°C后，将步骤1中的甘蔗渣纤维粉和权利
【文档编号】C08L27/06GK105949641SQ201610315873
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】郁建华, 郭知理, 任军, 邹虎, 唐龙祥
【申请人】蒙城县欣瑞特建材有限公司