專利名稱：三層共擠pvc木塑復(fù)合發(fā)泡板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，所制備的三層共擠PVC木塑發(fā)泡板主要應(yīng)用于房地產(chǎn)建筑、路橋建筑、化工裝置土建部分、煤礦通道隔板等領(lǐng)域，也可作為櫥柜板、裝修用裝飾板
坐寸O
背景技術(shù)：
我國木材資源匱乏，解決這一問題的途徑之一就是通過新材料的研究開發(fā)，尋求木材的代用品。因而利用木材的邊角料、鋸末、木粉生產(chǎn)的PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板就成為首選代用品。國外不少國家如美國、加拿大都投入較大力量開發(fā)木塑項目。三層共擠PVC木塑 復(fù)合發(fā)泡板可替代木板作為建筑模板和櫥柜板使用。建筑模板是混凝土結(jié)構(gòu)工程施工的重要工具。在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程中，模板工程一般占混凝土結(jié)構(gòu)工程造價的20%-30%，占工程人工費的30%-40%，占工期的50%左右。模板技術(shù)直接影響工程建設(shè)的質(zhì)量、造價和效益，因此它是推動我國建筑技術(shù)進(jìn)步的一個重要內(nèi)容。目前，我國建筑用模板以木模板為主，2009年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，木膠合板模板市場規(guī)模為3億平方米，其年產(chǎn)量為7730萬平方米，竹膠合板模板的市場規(guī)模為I. 22億平方米，年產(chǎn)量為3140萬平方米。2010我國建筑模板行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模保持10%左右的增速；2011年-2012年我國建筑模板行業(yè)年均生產(chǎn)規(guī)模增速將在15%左右；到2012年底，我國建筑模板行業(yè)產(chǎn)量將達(dá)2. 2億平方米左右。年均建筑用工程模板板材需求總量保守計算在2000億元以上，并以年均9-12%的速度遞增。國內(nèi)建筑模板行業(yè)落后于國外，主要以木模板為主，而木模板使用次數(shù)少，木材浪費嚴(yán)重。近兩年各種模板公司紛紛推出自己的新型產(chǎn)品，2011年下半年沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司(SABIC)以及國內(nèi)的金發(fā)科技、杰事杰等公司分別推出了新型建筑模板。以上幾家公司推出的建筑模板都是塑料模板，其成本高，切割不便，且存放過程中易發(fā)生變形，使用效果并不理想。三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板具有木材相似的加工性能，可作為建筑模板使用，比其它種類的建筑模板便宜，并且廢舊模板可以回收利用，是現(xiàn)階段替代木模板和鋼模板的理想的材料。由于三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板具有與木材相似的加工性能，阻燃并且無甲醛釋放，故成為替代木材的理想材料作為櫥柜板、裝飾板使用。目前國內(nèi)還未見生產(chǎn)三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板的相關(guān)專利報道。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明目的是提供一種新型的三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板，替代木板用作建筑模板和櫥柜板等，可以節(jié)省大量的木材，并且可以循環(huán)利用，實現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能、資源綜合利用的要求。
技術(shù)方案一種三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板，其結(jié)構(gòu)為ABA層狀結(jié)構(gòu)；A層即外層為PVC層，厚度為O. 2mm IOmm ;兩層A層之間為B層即內(nèi)層為PVC木塑發(fā)泡層，厚度為5mm 30mm ；外層組分的重量百分比如下聚氯乙烯40°/Γ50%、填充劑18°/Γ23%、抗沖改性劑2. 59Γ2. 8%、潤滑劑 O. 759Γ0. 85%、復(fù)合穩(wěn)定劑 2· 5°/Γ3· 3%、偶聯(lián)劑 O. 27°/Γθ· 31%、加工助劑
I.059Γ1. 15%，余量為聚氯乙烯回收料；(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為原料。這樣，用回收料可以降低成本，同時也把廢舊的聚氯乙烯利用起來，減少對環(huán)境的破壞；同時，采用恰當(dāng)比例的非回收料可以保證產(chǎn)品的品質(zhì)要求。)內(nèi)層組分的重量百分比如下聚氯乙烯459Γ55%、木質(zhì)纖維粉39Γ5. 5%、填充劑9°/Γ 2%、發(fā)泡劑O. 199ΓΟ. 21%、增強劑5. 5%飛％、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑4. 59Γ5. 3%、抗沖改性劑
I.99Γ2. 1%、潤滑劑O. 89ΓΟ. 9%、復(fù)合穩(wěn)定劑29Γ2. 3%，余量是板材回收料。(所述板材回收料指的是本產(chǎn)品的回收料，即三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板回收料(例如切割時候產(chǎn)生的邊角料)。用回收料可以降低成本，另外廢物利用，減少了對環(huán)境的破壞；同時，采用恰當(dāng)比例的新料可以保證產(chǎn)品的品質(zhì)要求。)所述內(nèi)層中的木質(zhì)纖維粉是稻殼粉、花生殼粉、秸桿粉、玉米芯粉、植物莖葉粉、鋸末、刨花粉或廢紙粉中的一種或幾種粉末的混合物，各個粉末的粒徑大小為30 120目；所述外層和內(nèi)層中的填充劑為碳酸鈣、滑石粉、煅燒陶土或硫酸鋇；(一般來說，煅燒陶土的主要成分為氧化鋁和氧化硅。)所述內(nèi)層中的發(fā)泡劑為白發(fā)泡劑和黃發(fā)泡劑的混合物；白發(fā)泡劑為碳酸氫鈉、碳酸氫銨或碳酸銨；黃發(fā)泡劑為亞硝基類發(fā)泡劑、偶氮二甲酰胺或偶氮二異丁晴；所述內(nèi)層中的發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類的多元共聚物；所述內(nèi)層中的增強劑為丙烯酸酯類共聚物或丁二烯類共聚物；所述內(nèi)層和外層中的抗沖改性劑為氯化聚乙烯、丙烯酸烷基酯或乙烯-醋酸乙烯酯聚合物；所述內(nèi)層和外層中的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醇化合物、硬脂酸酰胺類、脂肪酸金屬皂類、石蠟、聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟中的一種或幾種的混合；所述內(nèi)層和外層中的復(fù)合穩(wěn)定劑為復(fù)合鉛類穩(wěn)定劑、鋇鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑或有機錫羧酸鹽穩(wěn)定劑；所述外層中的加工助劑為丙烯酸酯共聚物；所述外層中的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。所述外層和內(nèi)層中的聚氯乙烯的聚合度為600 1100。所述作為發(fā)泡調(diào)節(jié)劑的丙烯酸酯類的多元共聚物的分子量500萬飛00萬。所述外層和內(nèi)層分別加工，步驟包括I)按照比例，分別把內(nèi)、外層的原料稱量后分別加入不同混料機進(jìn)行攪拌混料；內(nèi)、外層原料的攪拌要求相同，具體如下封蓋后低速啟動，攪拌速度270 330轉(zhuǎn)/分鐘；3 7分鐘后調(diào)至高速，攪拌速度1000 1500轉(zhuǎn)/分鐘；(采用這種先低速后高速的攪拌方法，其原理是，如果直接調(diào)至高速，電流過大會把電機燒壞。更重要的是，由于回收料本身的顆粒大小、成分以及密度與其它原料都有差異，如果采用常規(guī)的攪拌要求，無法保證物料混合均勻，進(jìn)而影響擠出后的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性；本方案混料攪拌采用上述要求，使得攪拌過程中回收料與其它物料充分拌勻，滿足了質(zhì)量穩(wěn)定性的要求。)通過電加熱(或其它合理的加熱方式)和物料自摩擦加熱把物料加熱至115°C 125°C時，把物料放入低速攪拌 釜，冷卻至30°C左右(可以是24 36°C)放出；(物料投入攪拌機后，是常溫，然后邊攪拌、邊加熱至上述溫度后攪拌即停止)2)將混合均勻的物料投入擠出機料斗中，其中，內(nèi)層原料投入作為主機的擠出機，外層原料投入作為輔機的擠出機，分別擠出；同時保持?jǐn)D出機各區(qū)的溫度保持在160 170°C，經(jīng)擠出機將原料熔融塑化擠出；所述主機和輔機的出料口通過分配器連接到模具的進(jìn)料口 ；內(nèi)、外層物料通過分配器進(jìn)入模具中，由模具擠出后經(jīng)定型模冷卻定型；(冷卻是采用水冷，水溫控制在不超過10°C。)3)通過牽引方式把模具中定型得到的產(chǎn)品牽出，最后切割至所需長度。所述切割得到的產(chǎn)品中，次品及邊角料經(jīng)粉碎、磨粉后再混入內(nèi)層原料中使用。有益效果本發(fā)明所制備的三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板在保持較高的韌性(常溫簡支梁沖擊強度> 18KJ/m2 )的前提下具有一定剛性(彎曲模量> 660MPa)，同時具有較高的表面硬度，較好的尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)異的握釘力，并且具有與木材類似的加工性能，是替代木板的理想材料，適于用作建筑模板和櫥柜板。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板及其制備方法。本發(fā)明三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板為ABA結(jié)構(gòu)，外層(A層)為PVC層，主要為板材提供表面性能，通常厚度為O.;內(nèi)層(B層)為PVC木塑發(fā)泡層，主要為板材提供強度等性能，同時發(fā)泡層可以降低制品的重量，通常厚度為5mm-30mm。外層(A層)特征在于組分的重量百分比如下聚氯乙烯409Γ50%、填充劑18% 23%、抗沖改性劑2· 59Γ2. 8%、潤滑劑O. 759Γ0. 85%、復(fù)合穩(wěn)定劑2· 5°/Γ3· 3%、偶聯(lián)劑O. 27°Γθ. 31%、加工助劑I. 059Γ1. 15%、聚氯乙烯回收料25% 35%。內(nèi)層(B層)的特征在于組分的重量百分比如下聚氯乙烯459Γ55%、木質(zhì)纖維粉39Γ5. 5%、填充劑9°/Γ 2%、發(fā)泡劑O. 19°/Γθ. 21%、增強劑5. 5%飛％、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑4. 5°/Γ5. 3%、抗沖改性劑I. 99Γ2. 1%、潤滑劑O. 89ΓΟ. 9%、復(fù)合穩(wěn)定劑29Γ2. 3%、板材回收料17°/Γ25%。在具體工程中，配方中的各個成分可以按照如下要求選用所述的聚氯乙烯的聚合度為600 1100。所述的木質(zhì)纖維粉可以是稻殼粉、花生殼粉、秸桿粉、玉米芯粉、植物莖葉粉、鋸末、刨花粉、廢紙粉或上述粉末的混合物，經(jīng)粉碎、研磨后粒徑大小為30-120目。所述的填充劑為碳酸鈣、滑石粉、煅燒陶土或硫酸鋇。所述的發(fā)泡劑為白發(fā)泡劑和黃發(fā)泡劑的混合，白發(fā)泡劑為碳酸氫鈉、碳酸氫銨或碳酸銨；黃發(fā)泡劑為亞硝基類發(fā)泡劑、偶氮二甲酰胺或偶氮二異丁晴。所述的發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為分子量500飛00萬丙烯酸酯類的多元共聚物。
所述的增強劑為丙烯酸酯類共聚物或丁二烯類共聚物。所述的抗沖改性劑為氯化聚乙烯、丙烯酸烷基酯或乙烯-醋酸乙烯酯聚合物。所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醇化合物、硬脂酸酰胺類、脂肪酸金屬皂類、石蠟、聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟的一種或幾種的混合。所述的復(fù)合穩(wěn)定劑為復(fù)合鉛類穩(wěn)定劑、鋇鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑或有機錫羧酸鹽穩(wěn)定劑。所述的加工助劑為丙烯酸酯共聚物。所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。本三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板的制備方法的步驟是按照比例，分別把各組分原料稱量后加入高速混料機，封蓋后低速啟動，5分鐘后調(diào)至高速，待物料達(dá)到115°C 125 0C時打開料門放入低速鍋，冷卻至30 V左右放出。將混合均勻的物料經(jīng)螺旋自動上料機投入擠出機料斗中，同時將擠出機溫度預(yù)先設(shè)定并保溫，經(jīng)擠出機將原料熔融塑化。由主機和輔機共擠，通過專用模具擠出進(jìn)入定型裝置中，冷卻定型成型，并通過牽引將其牽出，進(jìn)入自動切割機按預(yù)先設(shè)定的長度實現(xiàn)自動切割至堆放架，將合格品入庫，次品及邊角料經(jīng)粉碎、磨粉后重新使用。具體例子如下實施例I外層(A層)采用聚氯乙烯43%、填充劑19%、抗沖改性劑2. 7%、潤滑劑O. 8%、復(fù)合穩(wěn)定劑3%、偶聯(lián)劑O. 3%、加工助劑I. 1%、聚氯乙烯回收料30. 1%。內(nèi)層(B層)采用聚氯乙烯50%、木質(zhì)纖維粉4%、填充劑10%、發(fā)泡劑O. 2%、增強劑 6%、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑5%、抗沖改性劑2%、內(nèi)潤滑劑O. 85%、復(fù)合穩(wěn)定劑2. 1%、板材回收料19. 85%。按照比例，分別把各組分原料稱量后加入高速混料機，封蓋后低速啟動，五分鐘后調(diào)至高速，待物料達(dá)到115°C _125°C時打開料門放入低速鍋，冷卻至30°C左右放出。將混合均勻的物料經(jīng)螺旋自動上料機投入擠出機料斗中，同時將擠出機溫度預(yù)先設(shè)定并保溫，經(jīng)擠出機將原料熔融塑化擠出。由主機和輔機共擠，通過專用模具擠出進(jìn)入定型模中，冷卻定型成型，并通過牽引將其牽出，進(jìn)入自動切割機按預(yù)先設(shè)定的長度實現(xiàn)自動切割至堆放架，得到三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板。實施例2外層(A層)采用聚氯乙烯48%、填充劑19%、抗沖改性劑2. 5%、潤滑劑O. 8%、復(fù)合穩(wěn)定劑3. 2%、偶聯(lián)劑O. 3%、加工助劑I. 1%、聚氯乙烯回收料25. 1%。內(nèi)層(B層)采用聚氯乙烯55%、木質(zhì)纖維粉4%、填充劑8%、發(fā)泡劑O. 2%、增強劑5. 5%、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑5. 2%、抗沖改性劑2%、潤滑劑O. 85%、復(fù)合穩(wěn)定劑2. 3%、板材回收料16. 95%。按照比例，分別把各組分原料稱量后加入高速混料機，封蓋后低速啟動，五分鐘后調(diào)至高速，待物料達(dá)到115°C _125°C時打開料門放入低速鍋，冷卻至30°C左右放出。將混合均勻的物料經(jīng)螺旋自動上料機投入擠出機料斗中，同時將擠出機溫度預(yù)先設(shè)定并保溫，經(jīng)擠出機將原料熔融塑化擠出。由主機和輔機共擠，通過專用模具擠出進(jìn)入定型模中，冷卻定型成型，并通過牽引將其牽出，進(jìn)入自動切割機按預(yù)先設(shè)定的長度實現(xiàn)自動切割至堆放架，得到三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板。
本產(chǎn)品的各項性能檢測均達(dá)到或超過擠壓木塑復(fù)合板材的質(zhì)量要求，各項性能指標(biāo)如下三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板檢測結(jié)果表
權(quán)利要求
1.一種三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板，其特征在于，其結(jié)構(gòu)為ABA層狀結(jié)構(gòu)；Α層即外層為PVC層，厚度為O. 2mm IOmm ;兩層A層之間為內(nèi)層即B層為PVC木塑發(fā)泡層，厚度為5mm 30mm ； 外層組分的重量百分比如下聚氯乙烯40°/Γ50%、填充劑18°/Γ23%、抗沖改性劑2.59Γ2. 8%、潤滑劑 O. 759Γ0. 85%、復(fù)合穩(wěn)定劑 2· 5°/Γ3· 3%、偶聯(lián)劑 O. 27°/Γθ· 31%、加工助劑I.059Γ1. 15%，余量為聚氯乙烯回收料； 內(nèi)層組分的重量百分比如下聚氯乙烯45°/Γ55%、木質(zhì)纖維粉39Γ5. 5%、填充劑9°/Γ 2%、發(fā)泡劑O. 199ΓΟ. 21%、增強劑5. 5%飛％、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑4. 59Γ5. 3%、抗沖改性劑I. 99Γ2. 1%、潤滑劑O. 89ΓΟ. 9%、復(fù)合穩(wěn)定劑29Γ2. 3%，余量是板材回收料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板，其特征在于所述內(nèi)層中的木質(zhì)纖維粉是稻殼粉、花生殼粉、秸桿粉、玉米芯粉、植物莖葉粉、鋸末、刨花粉或廢紙粉中的一種或幾種粉末的混合物，各個粉末的粒徑大小為30 120目； 所述外層和內(nèi)層中的填充劑為碳酸鈣、滑石粉、煅燒陶土或硫酸鋇； 所述內(nèi)層中的發(fā)泡劑為白發(fā)泡劑和黃發(fā)泡劑的混合物；白發(fā)泡劑為碳酸氫鈉、碳酸氫銨或碳酸銨；黃發(fā)泡劑為亞硝基類發(fā)泡劑、偶氮二甲酰胺或偶氮二異丁晴； 所述內(nèi)層中的發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類的多元共聚物； 所述內(nèi)層中的增強劑為丙烯酸酯類共聚物或丁二烯類共聚物； 所述內(nèi)層和外層中的抗沖改性劑為氯化聚乙烯、丙烯酸烷基酯或乙烯-醋酸乙烯酯聚合物； 所述內(nèi)層和外層中的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醇化合物、硬脂酸酰胺類、月旨肪酸金屬皂類、石蠟、聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟中的一種或幾種的混合； 所述內(nèi)層和外層中的復(fù)合穩(wěn)定劑為復(fù)合鉛類穩(wěn)定劑、鋇鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑或有機錫羧酸鹽穩(wěn)定劑； 所述外層中的加工助劑為丙烯酸酯共聚物； 所述外層中的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板，其特征在于所述外層和內(nèi)層中的聚氯乙烯的聚合度為600 1100。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板，其特征是所述作為發(fā)泡調(diào)節(jié)劑的丙烯酸酯類的多元共聚物的分子量500萬飛00萬。
5.一種權(quán)利要求I至4任一所述的三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板的制備方法，其特征在于所述外層和內(nèi)層分別加工， 步驟包括 O按照比例，分別把內(nèi)、外層的原料稱量后分別加入不同混料機進(jìn)行攪拌混料；內(nèi)、夕卜層原料的攪拌要求相同，具體如下 封蓋后低速啟動，攪拌速度270 330轉(zhuǎn)/分鐘；3 7分鐘后調(diào)至高速，攪拌速度1000 1500轉(zhuǎn)/分鐘； 通過加熱裝置加熱和物料自摩擦加熱把物料加熱至115°C 125°C時，把物料放入低速攪拌釜，冷卻至24 36°C放出； 2)將混合均勻的物料投入擠出機料斗中，其中，內(nèi)層原料投入作為主機的擠出機，外層原料投入作為輔機的擠出機，分別擠出； 同時保持?jǐn)D出機各區(qū)的溫度保持在160 170°C，經(jīng)擠出機將原料熔融塑化； 所述主機和輔機的出料口通過分配器連接到模具的進(jìn)料口 ；內(nèi)、外層物料通過分配器進(jìn)入模具中，由模具擠出后經(jīng)定型模冷卻定型； 3)通過牽引方式把冷卻定型得到的產(chǎn)品牽出，最后切割至所需長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板的制備方法，其特征是所述切割得到的產(chǎn)品中，次品及邊角料經(jīng)粉碎、磨粉再混入內(nèi)層原料中使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板及其制備方法，為ABA結(jié)構(gòu)，外層即A層采用聚氯乙烯、填充劑、抗沖改性劑、潤滑劑、復(fù)合穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑、加工助劑、聚氯乙烯回收料為原料；內(nèi)層即B層采用聚氯乙烯、木質(zhì)纖維粉、填充劑、發(fā)泡劑、增強劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、抗沖改性劑、潤滑劑、復(fù)合穩(wěn)定劑、板材回收料為原料。 經(jīng)過高溫混合、冷卻，由主機和輔機共擠成型制成三層共擠木塑復(fù)合發(fā)泡板。由于三層共擠PVC木塑復(fù)合發(fā)泡板具有與木材相似的加工性能，阻燃并且無甲醛釋放，故成為替代木材的理想材料，可作為建筑模板、櫥柜板等使用。
文檔編號B32B5/18GK102922838SQ201210465540
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月17日
發(fā)明者高冬, 張傳玉, 胡秋英, 喬新泉, 朱駿峰, 王洪廷 申請人:中國化學(xué)工程第十四建設(shè)有限公司