CN102294866A - 微发泡pvc共挤仿木纹室外装饰型材及其制备方法 - Google Patents

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刘小波
陈恒财
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Abstract

本发明涉及一种微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材及其制备方法，该型材由基材和包裹基材的面层组成，其中：(a)基材由下列原料制备而成：PVC树脂、轻质碳酸钙、有机锡稳定剂、钛白粉、聚乙烯蜡、硬脂酸、抗紫外线剂；面层由下列原料制备而成：PVC树脂、有机锡稳定剂、钛白粉、聚乙烯蜡、硬脂酸、色粉、轻质碳酸钙、发泡分散剂；制备方法包括如下步骤：(a)制备基材的基料；(b)制备面层的面料；(c)基材成型；(d)共挤机挤出。本发明的方法制备的型材外观酷似木材，同时避免了废弃物的随意丢弃而造成环境污染，降低生产成本，原材料易得且成型过程中产生的报废料可重新回收利用。

Description

微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材及其制备方法。
背景技术
室外家具是指在室外或半室外空间中使用的家具，主要类型是桌椅类家具，适应于公园、路边、广场、阳台、海滨浴场和泳池等场所。室外家具应具备良好的抗御气候能力和绝对防水性能，目前室外家具大部分采用木材建造而成，其表面颜色单调需经印刷、喷涂、覆膜等二次加工处理。用木材制造室外家具型材具有质轻、美观等一系列优点，但我国是个森林资源比较匮乏的国家，大量的砍伐森林会危害到子孙千代的长远利益，是我国法律明令禁止的。并且木材在使用过程中易吸水而腐烂，且在室内使用时会因易燃而引起火灾等一系列隐患，因此在使用之前必须对其进行处理，如在木材表面涂层防水漆或加防腐剂经特殊工艺制成防腐木，但后者从环保角度来说是不允许的，因为工业防腐剂中含有大量对人体有害的物质—甲醛，而二次加工处理浪费大量的人力、物力，增加了其制造成本。
人们逐步转向塑料和木塑等木材替代材料来制作室外家具，但是，现有的塑料和木塑复合材料制备技术还存在许多不足，例如：外观术质感差，仿木效果不佳；成本偏高，从而影响了推广使用。
中国专利申请200610052988.1公开了一种外观似木的木塑复合材料及其制备方法。该发明采用机械方法，将木塑复合材料表面打磨掉或刷掉一薄层，形成类似于相糙木板表面的纵向纹路，得到一种外观似木的木塑复合材料。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有塑料和木塑复合材料仿木效果差、制造工艺复杂等不足而提供一种仿木效果好、制造工艺简单的微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材及其制备方法。
本发明提供了一种微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材，由基材和包裹基材的面层组成，其中，
 (a)基材由下列重量份数的原料制备而成：
PVC树脂：75份、
轻质碳酸钙：16～30份、
有机锡稳定剂：1.0～2.5份、
钛白粉：3～5份、
聚乙烯蜡：0.1～0.3份、
硬脂酸：0.2～0.4份、
抗紫外线剂：1.0～1.5份；
 (b)面层由下列重量份数的原料制备而成：
PVC树脂：75份、
有机锡稳定剂：1.5～2.1份、
钛白粉：3～5份、
聚乙烯蜡：0.2～0.4份、
硬脂酸：0.2～0.4份、
色粉：0.8～1.5份、
轻质碳酸钙：8～12份、
发泡分散剂：5～8份。
优选地，所述PVC树脂为SG-8或S-800。
优选地，所述面层的厚度为0.1～0.6mm。
优选地，所述色粉的载体树脂为SG-8。
优选地，所述色粉的颜料为铁系颜料。
本发明还涉及一种前述微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材的制备方法，包括下列步骤：
(a)制备基材的基料：取PVC树脂，加入到高搅机中搅拌，物料温度升至70℃时加入有机锡稳定剂,高速搅拌至温度为120～140℃时加入其他助剂，搅拌，下料冷混至50℃放料，密封储藏，得基料；
   (b)制备面层的面料：取PVC树脂，加入到高搅机中搅拌，物料温度升至70℃时加入有机锡稳定剂和发泡分散剂，高速搅拌至温度为120℃时加入色粉和其他助剂，搅拌，下料冷混至50℃放料，密封储藏，得面料；
   (c)基材成型：将基料用单杆挤出机或锥形双螺杆挤出机挤出，得成型基材；
   (d)共挤机挤出：将面料用单螺杆挤出机在基材表面共挤一层微发泡PVC面料，得到微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材。
优选地，步骤c涉及的工艺参数如下：主机转速：25～35rpm，喂料转速：8～12rpm，熔体压力：36～42MPa，机筒1区：160～170℃，机筒2区：170～180℃，机筒3区：165～175℃，机筒4区：135～145℃，合流芯：165～170℃，模具区：190～210℃。
优选地，步骤d涉及的工艺参数如下：主机转速：15～25 rpm，机筒1 区：130～140℃，机筒2区：145～155℃，机筒3 区：155～165℃，机筒4区：170～185℃。
优选地，步骤d中的单螺杆挤出机模块是由两个成型块组成，靠近挤出机模头的成型块尺寸比第二块尺寸小0.3～0.4mm，两个成型块的接口处是共挤面层流道的进口。
本发明所公开的制备方法的原理为：利用分子量不同的PVC树脂，分别做成色粉和基料，色粉的流动性较差，基料的流动性相对较好，在这种差异作用下，物料挤出时形成木纹，得到了良好的仿原始真木材的效果；而无需如同中国专利申请2006l0052988.1所采用机械方法，减少了工艺步骤、节约了人力物力。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、所述的发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材外观酷似木材，可在各种条件下用作木材的替代品，其中特别适合于用作替代室外园林景观装饰用的木材，如可用作室外地板、栅栏、扶手、花箱、垃圾箱、凉亭、木屋、阳台、楼梯等；
2、所述发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材，其核心技术即发泡PVC共挤成型加工技术；其基材原料可以是PVC树脂（SG-8或S-800），也可以是硬质PVC废旧制品的回收料，对硬质PVC废旧制品的重新回收利用，既避免了废弃物的随意丢弃而造成环境污染，又降低了室外家具型材的生产成本；
3、所述发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材环保、无毒、表面不需二次处理，制造工艺简单，原材料易得且成型过程中产生的报废料可重新回收利用，符合国家的环保循环产业发展政策。
附图说明
图1为基材成型时其料流的走向示意图；
图2～7为共挤机挤出时其料流的走向示意图；
图8为发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于重量，除非特别说明。
实施例1
本实施例提供了一种微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材及其制备方法。
该型材由基材和包裹基材的面层组成，其中，
(a)基材由下列重量份数的原料制备而成：
SG-8树脂：75份、
轻质碳酸钙：16份、
有机锡稳定剂：1份、
钛白粉：3～5份、
聚乙烯蜡：0.1份、
硬脂酸：0.2份、
抗紫外线剂：1.0份；
(b)面层由下列重量份数的原料制备而成：
SG-8树脂：75份、
有机锡稳定剂：1.5份、
钛白粉：5份、
聚乙烯蜡：0.2份、
硬脂酸：0.2份、
色粉：0.8份、
轻质碳酸钙：8份、
发泡分散剂：5份。
所述型材的制备方法包括如下步骤：
(a)制备基材的基料：取SG-8树脂，加入到高搅机中搅拌（依靠物料和搅拌桨、锅壁之间的摩擦升温，搅拌桨片分上下两层），物料温度升至70℃时加入有机锡稳定剂,高速搅拌至温度为120～140℃时加入其他助剂，搅拌，下料冷混至50℃放料，密封储藏，得基料；
(b)制备面层的面料：取SG-8树脂，加入到高搅机中搅拌，物料温度升至70℃时加入有机锡稳定剂和发泡分散剂，高速搅拌至温度为120℃时加入色粉和其他助剂，搅拌，下料冷混至50℃放料，密封储藏，得面料；
   (c)基材成型：将基料用单杆挤出机或锥形双螺杆挤出机挤出，得成型基材；
图1为基材成型时其料流的走向示意图；如图1和图2所示，将混好的基料由流道入口1到从底料流道入口2进入锥形双螺杆挤出机挤出成型，其料流走向见图1，在本实施例中，主机的技术参数：螺杆直径：65/132，螺杆有效长度：1440mm，主机转速：25～30rpm，喂料转速：8～10rpm，熔体压力：36～40MPa，机筒1区：160～165℃，机筒2区：170～175℃，机筒3区：165～170℃，机筒4区：135～140℃，合流芯：165～168℃，模具区：190～200℃；
   (d)共挤机挤出：将面料用单螺杆挤出机在基材表面共挤一层微发泡PVC面料，得到微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材；
将混好的面料用单螺杆挤出机在基材表面共挤一层0.1～0.6mm微发泡PVC面料，共挤面料的流道走向见图1、3、4、5、6、7，面料由流道入口1到第一共挤面层流道1-1、第二共挤面层流道1-2，图7所示的单螺杆挤出机模块由两个成型块组成，靠近挤出机模头的成型块尺寸比第二块尺寸小0.3mm，两个模块的接口处是共挤面层流道的进口，共挤面料由此接缝出进入共挤面层流道，在立柱表面共挤一层0.1～0.6mm发泡PVC面料： 其中，主机转速：15～20rpm，机筒1 区：130～135℃，机筒2区：145～150℃，机筒3 区：155～160℃，机筒4区：170～180℃。螺杆直径为45，螺杆长径比：22～25：1。
实施例2
本实施例提供了一种微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材及其制备方法。
该型材由基材和包裹基材的面层组成，其中，
(a)基材由下列重量份数的原料制备而成：
S-800树脂：75份、
轻质碳酸钙：23份、
有机锡稳定剂：1.8份、
钛白粉：4份、
聚乙烯蜡：0.2份、
硬脂酸：0.3份、
抗紫外线剂：1.2份；
(b)面层由下列重量份数的原料制备而成：
S-800树脂：75份、
有机锡稳定剂：1.8份、
钛白粉：4份、
聚乙烯蜡：0.3份、
硬脂酸：0.3份、
色粉：1.2份、
轻质碳酸钙：10份、
发泡分散剂：6.5份。
所述型材的制备方法包括如下步骤：
(a)制备基材的基料：取SG-8树脂，加入到高搅机中搅拌（依靠物料和搅拌桨、锅壁之间的摩擦升温，搅拌桨片分上下两层），物料温度升至70℃时加入有机锡稳定剂,高速搅拌至温度为120～140℃时加入其他助剂，搅拌，下料冷混至50℃放料，密封储藏，得基料；
(b)制备面层的面料：取SG-8树脂，加入到高搅机中搅拌，物料温度升至70℃时加入有机锡稳定剂和发泡分散剂，高速搅拌至温度为120℃时加入色粉和其他助剂，搅拌，下料冷混至50℃放料，密封储藏，得面料；
   (c)基材成型：将基料用单杆挤出机或锥形双螺杆挤出机挤出，得成型基材；
其中，主机转速：30～35rpm，喂料转速：10～12rpm，熔体压力：40～42MPa，机筒1区：165～170℃，机筒2区：175～180℃，机筒3区：170～175℃，机筒4区：140～145℃，合流芯：168～170℃，模具区：200～210℃；
   (d)共挤机挤出：将面料用单螺杆挤出机在基材表面共挤一层微发泡PVC面料，得到微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材；
其中，主机转速：20～25rpm，机筒1 区：135～140℃，机筒2区：150～155℃，机筒3 区：160～165℃，机筒4区：180～185℃；单螺杆挤出机模块是由两个成型块组成，靠近挤出机模头的成型块尺寸比第二块尺寸小0.4mm，两个成型块的接口处是共挤面层流道的进口。
实施例3
本实施例提供了一种微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材及其制备方法。
该型材由基材和包裹基材的面层组成，其中，
(a)基材由下列重量份数的原料制备而成：
SG-8树脂：75份、
轻质碳酸钙：30份、
有机锡稳定剂：2.5份、
钛白粉：5份、
聚乙烯蜡：0.3份、
硬脂酸：0.4份、
抗紫外线剂：1.5份；
(b)面层由下列重量份数的原料制备而成：
S-800树脂：75份、
有机锡稳定剂：2.1份、
钛白粉：5份、
聚乙烯蜡：0.4份、
硬脂酸：0.4份、
色粉：1.5份、
轻质碳酸钙：12份、
发泡分散剂：8份。
所述色粉的载体树脂为SG-8，所述色粉的颜料为铁系颜料。
所述型材的制备方法包括如下步骤：
(a)制备基材的基料：取SG-8树脂，加入到高搅机中搅拌（依靠物料和搅拌桨、锅壁之间的摩擦升温，搅拌桨片分上下两层），物料温度升至70℃时加入有机锡稳定剂,高速搅拌至温度为120～140℃时加入其他助剂，搅拌，下料冷混至50℃放料，密封储藏，得基料；
(b)制备面层的面料：取SG-8树脂，加入到高搅机中搅拌，物料温度升至70℃时加入有机锡稳定剂和发泡分散剂，高速搅拌至温度为120℃时加入色粉和其他助剂，搅拌，下料冷混至50℃放料，密封储藏，得面料；
   (c)基材成型：将基料用单杆挤出机或锥形双螺杆挤出机挤出，得成型基材；
其中，主机转速：30～35rpm，喂料转速：10～12rpm，熔体压力：40～42MPa，机筒1区：165～170℃，机筒2区：175～180℃，机筒3区：170～175℃，机筒4区：140～145℃，合流芯：168～170℃，模具区：200～210℃；
   (d)共挤机挤出：将面料用单螺杆挤出机在基材表面共挤一层微发泡PVC面料，得到微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材；
其中，主机转速：20～25rpm，机筒1 区：135～140℃，机筒2区：150～155℃，机筒3 区：160～165℃，机筒4区：180～185℃；单螺杆挤出机模块是由两个成型块组成，靠近挤出机模头的成型块尺寸比第二块尺寸小0.4mm，两个成型块的接口处是共挤面层流道的进口。
图8为以上实施例制备的微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材的示意图，型材包括微发泡PVC面层3和基材4。以上实施例制备的发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材外观酷似木材，可在各种条件下用作木材的替代品，其中特别适合于用作替代室外园林景观装饰用的木材，如可用作室外地板、栅栏、扶手、花箱、垃圾箱、凉亭、木屋、阳台、楼梯等；同时，本发明的制备方法对硬质PVC废旧制品的重新回收利用，既避免了废弃物的随意丢弃而造成环境污染，又降低了室外家具型材的生产成本；以上实施例制备的发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材环保、无毒、表面不需二次处理，制造工艺简单，原材料易得且成型过程中产生的报废料可重新回收利用，符合国家的环保循环产业发展政策。
本发明的范围不受所述具体实施方案的限制，所述实施方案只欲作为阐明本发明各个方面的单个例子，本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上，除了本文所述的内容外，本领域技术人员参照上文的描述和附图可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所附权利要求书的范围之内。上文提及的每篇参考文献皆全文列入本文作为参考。

Claims (9)

1.一种微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材，由基材和包裹基材的面层组成，其特征在于，
(a)基材由下列重量份数的原料制备而成：
PVC树脂：75份、
轻质碳酸钙：16～30份、
有机锡稳定剂：1.0～2.5份、
钛白粉：3～5份、
聚乙烯蜡：0.1～0.3份、
硬脂酸：0.2～0.4份、
抗紫外线剂：1.0～1.5份；
 (b)面层由下列重量份数的原料制备而成：
PVC树脂：75份、
有机锡稳定剂：1.5～2.1份、
钛白粉：3～5份、
聚乙烯蜡：0.2～0.4份、
硬脂酸：0.2～0.4份、
色粉：0.8～1.5份、
轻质碳酸钙：8～12份、
发泡分散剂：5～8份。
2.根据权利要求1所述的微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材，其特征在于，所述PVC树脂为SG-8或S-800。
3.根据权利要求1所述的微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材，其特征在于，所述面层的厚度为0.1～0.6mm。
4.根据权利要求1所述的微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材，其特征在于，所述色粉的载体树脂为SG-8。
5.根据权利要求1所述的微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材，其特征在于，所述色粉的颜料为铁系颜料。
6.一种如要求1所述的微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
(a)制备基材的基料：取PVC树脂，加入到高搅机中搅拌，物料温度升至70℃时加入有机锡稳定剂,高速搅拌至温度为120～140℃时加入其他助剂，搅拌，下料冷混至50℃放料，密封储藏，得基料；
   (b)制备面层的面料：取PVC树脂，加入到高搅机中搅拌，物料温度升至70℃时加入有机锡稳定剂和发泡分散剂，高速搅拌至温度为120℃时加入色粉和其他助剂，搅拌，下料冷混至50℃放料，密封储藏，得面料；
   (c)基材成型：将基料用单杆挤出机或锥形双螺杆挤出机挤出，得成型基材；
   (d)共挤机挤出：将面料用单螺杆挤出机在基材表面共挤一层微发泡PVC面料，得到微发泡PVC共挤仿木纹室外装饰型材。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤c涉及的工艺参数如下：主机转速：25～35rpm，喂料转速：8～12rpm，熔体压力：36～42MPa，机筒1区：160～170℃，机筒2区：170～180℃，机筒3区：165～175℃，机筒4区：135～145℃，合流芯：165～170℃，模具区：190～210℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于,步骤d涉及的工艺参数如下：主机转速：15～25 rpm，机筒1 区：130～140℃，机筒2区：145～155℃，机筒3 区：155～165℃，机筒4区：170～185℃。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于,步骤d中的单螺杆挤出机模块是由两个成型块组成，靠近挤出机模头的成型块尺寸比第二块尺寸小0.3～0.4mm，两个成型块的接口处是共挤面层流道的进口。
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