專利名稱：：一種pvc低發(fā)泡木塑裝飾材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種木塑材料，特別涉及一種PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料。本發(fā)明還涉及這種PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的制造方法。
背景技術(shù)：
：聚氯乙烯(PVC)基木塑復(fù)合材料是利用木粉、竹粉、谷糠、果殼粉或農(nóng)作物秸稈粉(下面統(tǒng)稱木質(zhì)粉)和PVC樹脂或廢舊PVC塑料為主要原料，經(jīng)混合和成型加工而制得的一種新型復(fù)合材料。其制作原理是將PVC樹脂與經(jīng)粉碎的木質(zhì)粉、穩(wěn)定劑、潤滑劑、發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、著色劑等經(jīng)單螺桿造粒機(jī)在高溫高壓下混煉制成規(guī)整的顆粒，再經(jīng)單螺桿或錐形雙螺桿擠出機(jī)由專業(yè)的PVC發(fā)泡模具擠出成型為具有使用價(jià)值的發(fā)泡制品。眾所周知，木質(zhì)粉易吸水，表面含有大量的羥基基團(tuán)，親水性的木質(zhì)粉和憎水性的聚合物表面之間存在較大的界面能差，從而使得木質(zhì)粉在聚合物中不能均勻地分散而團(tuán)聚，而這些團(tuán)聚體在外力作用下易導(dǎo)致應(yīng)力集中，使得制品的物理力學(xué)性能大幅度下降，因此在加工過程中必須對木質(zhì)粉表面進(jìn)行活化處理。于是人們用偶聯(lián)劑來對木質(zhì)粉進(jìn)行活化處理。如授權(quán)公告日為2006年4月19日，授權(quán)公告號為CN1252165C的中國發(fā)明專利公開了一種木塑發(fā)泡材料及其加工成型工藝，就使用了偶聯(lián)劑。一種木塑發(fā)泡材料，其特征在于所述的木塑發(fā)泡材料是指由下列原料按重量比混合而成，具體的比例和原料如下聚乙烯2065份木粉1070份填料48份相容劑2.54份偶聯(lián)劑0.51份潤滑劑0.51份發(fā)泡劑0.51.5份助發(fā)泡劑0.5份所述相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯；所述偶聯(lián)劑為硅垸類偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑或鋁酸酯、鋁鈦酸酯類偶聯(lián)劑；所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺，所述助發(fā)泡劑為氧化鋅。其制備的工藝步驟如下-a)稱量原料b)將木粉加入高速混煉機(jī)中，在11(K12(TC溫度下將木粉烘干，加入偶聯(lián)劑、潤滑劑使木粉活化；c)加入相容劑、聚乙烯及發(fā)泡劑、助發(fā)泡劑混合均勻后，在12(TC料溫時放料入冷混機(jī)中冷卻到4(TC，成可發(fā)泡混合料；d)將該混合料投入擠出機(jī)料斗中，經(jīng)擠出機(jī)擠出，經(jīng)發(fā)泡模具發(fā)泡冷卻定型，或投入注射機(jī)或熱壓模塑機(jī)中發(fā)泡成型。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，添加的偶聯(lián)劑無法較好地均勻分散在木質(zhì)粉中，使得偶聯(lián)劑的作用沒有預(yù)期的好。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題的第一方面在于，提出一種PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料，所述PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的組分，使得偶聯(lián)劑分散均勻，進(jìn)而使得木質(zhì)粉的活化水平提高，最終使得PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料物化性能在很大程度上得以提高。PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料，其配方包括鈦酸酯偶聯(lián)劑，其特征在于其配方還包括與鈦酸酯偶聯(lián)劑體積比為1:0.5-1.5的用于稀釋所述鈦酸酯偶聯(lián)劑的工業(yè)白油。若體積比高于l:0.5時，體系中的工業(yè)白油比例過高，而鈦酸酯偶聯(lián)劑在整個配方體系中的比例是固定的，因?yàn)楣I(yè)白油是一種外潤滑劑，其比例過高會導(dǎo)致物料和螺桿、機(jī)筒之間的摩擦力下降，導(dǎo)致物料塑化不良，影響材料的物化性能。而體積比低于l:1.5時，體系中的工業(yè)白油比例會過低，而鈦酸酯偶聯(lián)劑在整個配方體系中的比例是固定的，因?yàn)楣I(yè)白油是一種外潤滑劑，其比例過低的話，導(dǎo)致物料的流動性不好，從而制品的表面有毛刺或不光滑。本發(fā)明對鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行稀釋，使鈦酸酯偶聯(lián)劑均勻分散在木質(zhì)粉體系中，從而使木質(zhì)粉在最大程度上得以活化，使得木質(zhì)粉與PVC樹脂表面相容性極大程度地增強(qiáng)，這樣使得PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的性能更為優(yōu)良。工業(yè)白油優(yōu)選為10#工業(yè)白油。10#工業(yè)白油黏度適中，利于鈦酸酯偶聯(lián)劑在體系中分散；而15#、18#、24#工業(yè)白油黏度較高，不利于鈦酸酯偶聯(lián)劑在體系中的分散；故10#工業(yè)白油適合稀釋鈦酸酯偶聯(lián)劑。本發(fā)明還提出了一種PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的具體配方。PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料，其配方包括以下質(zhì)量百分比計(jì)的原料PVC樹脂4060%木質(zhì)粉2040%活性碳酸鈣520%有機(jī)錫穩(wěn)定劑150/0復(fù)合穩(wěn)定劑15%發(fā)泡劑15%發(fā)泡調(diào)節(jié)劑15%潤滑劑14%鈦酸酯偶聯(lián)劑130/010#工業(yè)白油13%其中鈦酸酯偶聯(lián)劑與10#工業(yè)白油的體積比為1:1。進(jìn)一步，其配方還包括抗紫外線劑0.11%。進(jìn)一步，其配方還包括著色劑13%?；钚蕴妓徕}是對輕質(zhì)沉淀碳酸鈣或重質(zhì)碳酸鈣用活化劑、偶聯(lián)劑等表面處理而制成，比表面積比普通碳酸鈣大20倍左右，溶解度高約30倍。廣泛應(yīng)用于塑料，橡膠行業(yè)，能改善制品的脫模性，增加表面光潔度和耐曲撓性，改善制品的加工性能、流動性能、物理機(jī)械性能和提高力學(xué)強(qiáng)度，增加填充量使制品的成本顯著下降。有機(jī)錫穩(wěn)定劑是各種羧酸錫和硫醇錫的衍生物，主要產(chǎn)品是二丁基錫和二辛基錫的有機(jī)化合物，其中二辛基錫化合物被更多的國家作為無毒穩(wěn)定劑使用。有機(jī)錫主要用來穩(wěn)定硬質(zhì)PVC制品，特別是那些需要有優(yōu)良透明性和熱穩(wěn)定性的產(chǎn)品，當(dāng)然也能穩(wěn)定軟質(zhì)制品。潤滑劑，或者稱為塑料潤滑劑，是在制造塑料薄膜的過程中，加入增加滑性、減少粘合性與表面魚眼的添加劑。通常用于聚乙烯的潤滑劑是長鏈脂肪酰胺，如油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸酰胺等，氧化聚乙烯及其酯化、鈣(鹽)化產(chǎn)物也是一類性能能優(yōu)良的潤滑劑。塑料潤滑劑還具有以下的作用能調(diào)節(jié)膠化速度；控制樹脂熔融溫度；改進(jìn)脫膜性與加工性；改進(jìn)流動性，增加混合性，減少動力消耗；提高尺寸穩(wěn)定性；提高外觀、光澤、手感等表面性能；改進(jìn)添加劑的分散性等。本發(fā)明的目的的另一方面在于提出上述PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的制造方法。一種制造上述PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的方法，包括的步驟有木質(zhì)粉的活化處理、原料混合、造粒、擠出成型；其特征在于，木質(zhì)粉活化處理步驟為將木質(zhì)粉在高速混合機(jī)下混至11(TC12(TC除去其中的水分，然后加入用工業(yè)白油按體積比1:1稀釋過的鈦酸酯偶聯(lián)劑高速混合5分鐘。在木質(zhì)粉活化處理前，將木質(zhì)粉干燥，使得其水份控制在2%以下。鈦酸酯偶聯(lián)劑分子結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定，在水性環(huán)境下容易水解并自身聚合為二聚體或三聚體。木粉本身經(jīng)干燥后還有2%左右的水份，從而會使鈦酸酯偶聯(lián)劑失去活化的效果。經(jīng)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，木質(zhì)粉在高混機(jī)中高速攪拌，當(dāng)體系的溫度升到ll(TC時其含水量為1.0%左右，綜合加工成本比較，此時適合用鈦酸酯對其進(jìn)行活化處理。將木質(zhì)粉活化處理后冷卻至50。C密封包裝。冷卻至5(TC，防止過高溫度包裝時，木粉自然冷卻時結(jié)塊。在造粒前進(jìn)行造粒預(yù)塑化處理。原料的混合過程如下將PVC樹脂加入高混機(jī)中，再加入有機(jī)錫穩(wěn)定劑和復(fù)合穩(wěn)定劑，混合至9(TC后加入活性碳酸鈣、活化的木質(zhì)粉和發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、潤滑劑、抗紫外線劑、著色劑，混合至120'C下料冷混至50'C即可。選12(TC熱混完成，是因?yàn)榇藭r的水份已較大程度得以除去(1.0%左右)；而冷混至5(TC，這樣造粒過程中粉料在造粒機(jī)料斗中不會駕橋而導(dǎo)致造粒過程中出現(xiàn)斷料現(xiàn)象。造粒溫度控制如下機(jī)筒一區(qū)，10011(TC;機(jī)筒二區(qū)，U0120。C;機(jī)筒三區(qū)，130140。C;機(jī)筒四區(qū)，150160。C;模頭溫度，150160°C。擠出成型的工藝條件控制如下主機(jī)轉(zhuǎn)速，600700r/min;牽引速度，110120r/min;機(jī)筒一區(qū)，120130°C;機(jī)筒二區(qū)，150160。C;機(jī)筒三區(qū)，160170°C;機(jī)筒四區(qū)，190200°C;模具溫度，140160°C;冷卻循環(huán)水溫度，1015°C。本發(fā)明所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料與目前國內(nèi)現(xiàn)有的PVC微發(fā)泡木塑復(fù)合材料相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)輕、理化性能優(yōu)良、無毒(無鉛、無甲醛)，是實(shí)木裝飾材料優(yōu)良的替代品。'下面以對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明按上述PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的具體配方和上述制造PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的方法制得的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的性能的優(yōu)越性。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。實(shí)施例1先將木質(zhì)粉(細(xì)度80100目)干燥，使得其水份控制在2%以下；取烘干后的木質(zhì)粉100kg加入混料機(jī)中高速攪拌至ll(TC(依靠物料和桶壁、攪拌葉片間的摩擦生熱，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時主電機(jī)轉(zhuǎn)速為1470r/min)，后加入4kg用10#工業(yè)白油稀釋過的鈦酸酯偶聯(lián)劑高速混合5分鐘再冷卻混至5(TC密封包裝。取75kg的PVC樹脂(800型)加入高混機(jī)中，再加入13kg有機(jī)錫穩(wěn)定劑和310kg的復(fù)合穩(wěn)定劑，混合至9(TC后加入活性碳酸鈣510kg、活化木質(zhì)粉3050kg和發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、潤滑劑、抗紫外線劑、著色劑混合至120°C下料冷混至5(TC即可。由于木質(zhì)粉主要成份是纖維素，加熱不熔化且在體系中填充的含量最高，所以從制品成型效果來看，應(yīng)對混合的體系進(jìn)行造粒預(yù)塑化處理，由于體系中含有的偶氮系列的發(fā)泡劑遇高溫分解并且PVC樹脂由于其自身結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性等原因，在高溫高壓下極易分解為氯化氫氣體，進(jìn)而影響制品的發(fā)泡效果和物理力學(xué)性能。因此在造粒的過程中必須嚴(yán)格控制其造粒工藝溫度并且造粒設(shè)備的螺桿應(yīng)選擇專業(yè)的PVC發(fā)泡造粒螺桿，其螺桿長徑比為1520:1。造粒的溫度控制如下機(jī)筒一區(qū)，100110°C;機(jī)筒二區(qū)，U0120。C;機(jī)筒三區(qū)，130140°C;機(jī)筒四區(qū)，150160°C;模頭溫度，150160°C。再將造好的木塑發(fā)泡粒子用專業(yè)木塑發(fā)泡擠出設(shè)備擠出成型，其工藝控制如下主機(jī)轉(zhuǎn)速，600700r/min;牽引速度，110120r/min;機(jī)筒一區(qū)，120130°C;機(jī)筒二區(qū)，150160°C;機(jī)筒三區(qū)，160170°C;機(jī)筒四區(qū)，190200°C;模具溫度，140160°C;冷卻循環(huán)水溫度，1015°C。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。權(quán)利要求1、PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料，其配方包括鈦酸酯偶聯(lián)劑，其特征在于其配方還包括與鈦酸酯偶聯(lián)劑體積比為1∶0.5～1.5的用于稀釋所述鈦酸酯偶聯(lián)劑的工業(yè)白油。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料，其特征在于所述工業(yè)白油為IO弁工業(yè)白油。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料，其特征在于，方包括以下質(zhì)量百分比計(jì)的原料其配PVC樹脂木質(zhì)粉活性碳酸鈣有機(jī)錫穩(wěn)定劑復(fù)合穩(wěn)定劑發(fā)泡劑發(fā)泡調(diào)節(jié)劑潤滑劑鈦酸酯偶聯(lián)劑10#工業(yè)白油4060%204線5200/015%15%150/015%14%13%13%其中鈦酸酯偶聯(lián)劑與10#工業(yè)白油的體積比為1:1。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料，其特征在于其配方還包括抗紫外線劑0.11%。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料，其特征在于其配方還包括著色劑13%。6、一種制造權(quán)利要求15任一項(xiàng)所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的方法，包括的步驟有木質(zhì)粉的活化處理、原料混合、造粒、擠出成型；其特征在于，木質(zhì)粉活化處理步驟為將木質(zhì)粉在高速混合機(jī)下混至11(TC120'C除去其中的水分，然后加入用工業(yè)白油按體積比1:1稀釋過的鈦酸酯偶聯(lián)劑高速混合5分鐘。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的方法，其特征在于:在木質(zhì)粉活化處理前，將木質(zhì)粉干燥，使得其水份控制在2%以下。8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的方法，其特征在于將木質(zhì)粉活化處理后冷卻至5(TC密封包裝。9、根據(jù)權(quán)利要求6所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的方法，其特征在于在造粒前進(jìn)行造粒預(yù)塑化處理。10、根據(jù)權(quán)利要求6所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的方法，其特征在于，原料的混合過程如下將PVC樹脂加入高混機(jī)中，再加入有機(jī)錫穩(wěn)定劑和復(fù)合穩(wěn)定劑，混合至90'C后加入活性碳酸鈣、活化的木質(zhì)粉和發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、潤滑劑、抗紫外線劑、著色劑，混合至12(TC下料冷混至5(TC即可。11、根據(jù)權(quán)利要求6所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的方法，其特征在于，造粒溫度控制如下機(jī)筒一區(qū)，100110°C;機(jī)筒二區(qū)，U0120。C;機(jī)筒三區(qū)，130140°C;機(jī)筒四區(qū)，150160°C;模頭溫度，150160°C。12、根據(jù)權(quán)利要求6所述PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料的制造方法，其特征在于，擠出成型的工藝條件控制如下主機(jī)轉(zhuǎn)速，600700r/min;牽引速度，110120r/min;機(jī)筒一區(qū)，120130°C;機(jī)筒二區(qū)，150160°C;機(jī)筒三區(qū)，160170°C;機(jī)筒四區(qū)，190200°C;模具溫度，140160°C;冷卻循環(huán)水溫度，1015°C。全文摘要本發(fā)明涉及一種木塑材料，特別涉及一種PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料。PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料，其特征在于，其配方包括以下質(zhì)量百分比計(jì)的原料PVC樹脂40～80％；木質(zhì)粉20～50％；發(fā)泡劑1～5％；鈦酸酯偶聯(lián)劑1～3％；工業(yè)白油1～3％；其中鈦酸酯偶聯(lián)劑與工業(yè)白油的體積比為1∶1。本發(fā)明由于對木質(zhì)粉的活化處理，使得木質(zhì)粉與樹脂表面相容性極大程度地增強(qiáng)，進(jìn)而使材料的物化性能在很大程度上得以提高。本發(fā)明所述的PVC低發(fā)泡木塑裝飾材料與目前國內(nèi)現(xiàn)有的PVC微發(fā)泡木塑復(fù)合材料相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)輕、理化性能優(yōu)良、無毒(無鉛、無甲醛)，是實(shí)木裝飾材料優(yōu)良的替代品。文檔編號C08K5/57GK101397375SQ20071004650公開日2009年4月1日申請日期2007年9月27日優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日發(fā)明者何小軍申請人:上海國成塑料有限公司