CN108794917A - 一种pvc木塑材料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PVC木塑材料及其生产方法，按照重量份数由如下原料组成：PVC废弃管材30‑50份、无机填充物30‑40份、SG‑7型树脂10‑20份、润滑剂3‑5份、液态钙锌稳定剂1‑3份、发泡剂2‑5份、发泡调节剂1‑2份、增塑剂0.5‑1份、调色粉1‑2份、高温耐热纤维3‑6份；依次经过原材料的粉碎预处理，初步混合制粒备用，纤维预处理加热，将上述高温耐热纤维作为牵引物，并且将制粒备用的原材料加热至80‑100℃后通过单螺杆挤出机制板；通过综合利用废弃PVC管材，并且结合使用木料，在生产的过程中严格控制温度，促进融合，提高产品的整体性能，而且在成型过程中，通过利用多晶莫来石纤维作为牵引，避免表面的裂纹，促进流纹的形成，在提高产品整体刚性刚度的同时还提高了产品的美观性。

Description

一种PVC木塑材料及其生产方法
技术领域
本发明涉及技术领域，具体为一种PVC木塑材料及其生产方法。
背景技术
木塑，即木塑复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。木塑材料由于其绿色环保，节约能源，因此越来越受人们关注和重视。
但目前的木塑材料还存在一定缺陷：
1、目前的PVC木塑复合材料的强度和色牢度也很不好，在长期的使用中会由于各个组分之间融合时产生的微小而发生龟裂，影响整体的产品性质。
2、木塑的韧性低于塑料母体或树脂，所以在加工的时候，加工设备或模具需要作相应调整和改造以满足加工要求。
3.在承受冲击或加载结构的工业场合中应用有局限，这是由于亲水性的木粉(如木纤维)和疏水性的塑料之间的粘结力很小，导致制品的力学强度较低，木塑复合材料的拉伸强度和弯曲强度比未填充塑料时要小，脆性比未填充塑料时较大，冲击强度也相应降低，而且其密度一般比纯塑料和木材要高。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种PVC木塑材料及其生产方法，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种PVC木塑材料，按照重量份数由如下原料组成：
PVC废弃管材30-50份、无机填充物30-40份、SG-7型树脂10-20份、润滑剂3-5份、液态钙锌稳定剂1-3份、发泡剂2-5份、发泡调节剂1-2份、增塑剂0.5-1份、调色粉1-2份、高温耐热纤维3-6份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无机填充物由杨木粉轻质碳酸钙粉以任意比例混合而成，且所述无机填充物粒度为1000-1200目。
作为本发明一种优选的技术方案，所述润滑剂采用聚乙烯蜡，所述发泡剂由AC发泡剂和碳酸氢钠按照(3-5)，(1-2)的比例混合而成，所述发泡调节剂采用丙烯酸，所述增塑剂由邻苯二甲酸二辛酯和环氧大豆油按照任意比例混合而成。
作为本发明一种优选的技术方案，所述高温耐热纤维采用多晶莫来石纤维。
另外，本发明还提供了一种PVC木塑材料的生产方法，包括如下步骤：
步骤100、原材料预处理，将上述配方中的材料依次独立进行粉碎，并且将粒度控制在1000-2000目；
步骤200、初步混合制粒，将经过粉碎的原材料除了调色粉和高温耐热纤维以外的部分依次混合，并持续加热至100-120℃，持续进行搅拌，并且在搅拌的过程中加入调色粉调色，再通过双螺旋挤出机制粒备用；
步骤300、纤维预处理，将高温耐热纤维预加热至80-100℃，并在高温耐热纤维上逐次涂抹SG-7型树脂；
步骤400、将上述高温耐热纤维作为牵引物，并且将制粒备用的原材料加热至80-100℃后通过单螺杆挤出机制板。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤200中，在原材料混合的具体步骤为：
步骤201、将原材料独立预热至50-60℃；
步骤202、将PVC废弃管材和无机填充物首先提高温度加热至100-120℃，并且在加热过程中逐次按照配方比加入SG-7型树脂，保持混合物始终处于流体状；
步骤203、将经过预热的材料逐次加入上述流体中，并且在加热混合的过程中始终保持低速搅拌。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤200中，在原材料混合的逐次添加过程中，搅拌的速度为600-800r/min，在原材料混合添加完成后搅拌的速度为1200-1600r/min。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤300中，所述高温耐热纤维预处理的具体步骤为：
步骤301、首先在高温耐热纤维进行预加热之前，在高温耐热纤维上涂抹一层固化的SG-7型树脂；
步骤302、在高温耐热纤维加热的过程中，逐步提高温度，并且在每个温度阶梯上涂抹一次SG-7型树脂，始终保持高温耐热纤维处于润湿状态；
步骤303、在预热完成后保持最高温度备用。
作为本发明一种优选的技术方案，在上述步骤，逐步提高温度分为三个阶段：第一阶段，温度范围为常温至40℃，平均升温速率为2-4℃/min；第二阶段，温度范围为40℃至60℃，平均升温速率为3-6℃/min；第一阶段，温度范围为60℃至100℃，平均升温速率为1-2℃/min。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤400中，所述高温耐热纤维的数量为若干股，且多股高温耐热纤维均匀分布设在单螺杆挤出机挤出端内表面，所述高温耐热纤维距离挤出板外表面的距离不小于0.5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过综合利用废弃PVC管材，并且结合使用木料，生产木塑材料，在生产的过程中严格控制温度，促进融合，避免不可融合的因素，提高产品的整体性能，而且在成型过程中，通过利用多晶莫来石纤维作为牵引，避免表面的裂纹，促进流纹的形成，在提高产品整体刚性刚度的同时还提高了产品的美观性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种PVC木塑材料，按照重量份数由如下原料组成：
PVC废弃管材30份、无机填充物30份、SG-7型树脂10份、润滑剂3份、液态钙锌稳定剂1份、发泡剂2份、发泡调节剂1份、增塑剂0.5份、调色粉1份、高温耐热纤维3份。
实施例2：
本发明提供了一种PVC木塑材料，按照重量份数由如下原料组成：
PVC废弃管材40份、无机填充物35份、SG-7型树脂15份、润滑剂4份、液态钙锌稳定剂2份、发泡剂3份、发泡调节剂1.5份、增塑剂0.75份、调色粉1.5份、高温耐热纤维4份。
实施例3：
本发明提供了一种PVC木塑材料，按照重量份数由如下原料组成：
PVC废弃管材50份、无机填充物40份、SG-7型树脂20份、润滑剂5份、液态钙锌稳定剂3份、发泡剂5份、发泡调节剂2份、增塑剂1份、调色粉2份、高温耐热纤维6份。
优选的是，在上述各实施例中，所述无机填充物由杨木粉轻质碳酸钙粉以任意比例混合而成，且所述无机填充物粒度为1000-1200目；所述润滑剂采用聚乙烯蜡，所述发泡剂由AC发泡剂和碳酸氢钠按照(3-5)，(1-2)的比例混合而成，所述发泡调节剂采用丙烯酸，所述增塑剂由邻苯二甲酸二辛酯和环氧大豆油按照任意比例混合而成；所述高温耐热纤维采用多晶莫来石纤维。
其中，在本申请中，各个组分的作用如下所述：
润滑剂，构成木塑结构的润滑体系，使得在复合的过程中各个结构之间具有流动性，能够最大限度的将各种材料混合均匀，形成较为均质的混合物体系；
发泡剂，发气量大，用量小，在使用时分解完全，不会在产品内存在残留，提高产品混合时的孔隙结构，便于各个组分的充填形成完整的结构，还可以避免在产品表面产生斑点，以及影响产品的耐候性能；
发泡调节剂，根据发泡剂所处的环境克服其本质上的缺陷，能够保证发泡的同时还能够使得各个组分之间的刚性连接；
增塑剂，可以降低树脂分子间的作用力提高流动性，有一定的润滑性利于生产加工。
另外，如图1所示，本发明还提供了一种PVC木塑材料的生产方法，包括如下步骤：
步骤100、原材料预处理，将上述配方中的材料依次独立进行粉碎，并且将粒度控制在1000-2000目。
将原材料进行充分的粉碎，使得在混合的时候各个组分之间能够更加充分的混合，使得生产出来的木塑材料表面更加光滑，有亮度，而独立的进行粉碎，便于后续的混合步骤。
步骤200、初步混合制粒，将经过粉碎的原材料除了调色粉和高温耐热纤维以外的部分依次混合，并持续加热至100-120℃，持续进行搅拌，并且在搅拌的过程中加入调色粉调色，再通过双螺旋挤出机制粒备用。
在原材料混合的具体步骤为：
步骤201、将原材料独立预热至50-60℃；
步骤202、将PVC废弃管材和无机填充物首先提高温度加热至100-120℃，并且在加热过程中逐次按照配方比加入SG-7型树脂，保持混合物始终处于流体状；
步骤203、将经过预热的材料逐次加入上述流体中，并且在加热混合的过程中始终保持低速搅拌。
在上述步骤中，对原材料进行预热的目的在于使得材料之间的融合性更好，之所以采用上述步骤，是由于亲水性材料和疏水性材料之间的粘结力很小，导致制品的力学强度较低，提高两者之间的温度，进而提高不同性质材料之间的粘结力，便于融合。
在融合的过程中，使得材料始终处于流体状态，防止由于温度控制不当而使得材料焦化，甚至炭化，又能够使得已经融合的组分始终保持在一个良好的温度范围内。
在步骤200中，在原材料混合的逐次添加过程中，搅拌的速度为600-800r/min，在原材料混合添加完成后搅拌的速度为1200-1600r/min。
低速旋转的目的在于促进混合，而控制在较低速度范围内是防止由于高速旋转而形成优势通道，导致组分之间不能充分混合。而在材料已经完全添加完了之后就可以通过高速来促进处于流体状态的组分更加充分的混合。
步骤300、纤维预处理，将高温耐热纤维预加热至80-100℃，并在高温耐热纤维上逐次涂抹SG-7型树脂。
将高温耐热纤维进行预热的好处在于使得纤维能够与上述步骤所制备的流体具有更好的粘结，在两者温度相似时可以避免形成冷却膜，促进材料之间的粘结和贴附。
所述高温耐热纤维预处理的具体步骤为：
步骤301、首先在高温耐热纤维进行预加热之前，在高温耐热纤维上涂抹一层固化的SG-7型树脂；
步骤302、在高温耐热纤维加热的过程中，逐步提高温度，并且在每个温度阶梯上涂抹一次SG-7型树脂，始终保持高温耐热纤维处于润湿状态；
步骤303、在预热完成后保持最高温度备用。
在上述步骤，逐步提高温度分为三个阶段：第一阶段，温度范围为常温至40℃，平均升温速率为2-4℃/min；第二阶段，温度范围为40℃至60℃，平均升温速率为3-6℃/min；第一阶段，温度范围为60℃至100℃，平均升温速率为1-2℃/min。
采用多阶段升温的作用，防止由于受力不均而导致影响材料的刚性连接强度。
步骤400、将上述高温耐热纤维作为牵引物，并且将制粒备用的原材料加热至80-100℃后通过单螺杆挤出机制板。
在上述中，所述高温耐热纤维的数量为若干股，且多股高温耐热纤维均匀分布设在单螺杆挤出机挤出端内表面，所述高温耐热纤维距离挤出板外表面的距离不小于0.5mm。
综上所述，本发明的主要特点在于：本发明提供的木塑材料，将木粉与废弃PVC管料以及其它废弃的发泡板等材料均由混合在一起，然后再加入多种助剂原料，将其进行挤出成型，制得木塑板材；所得木塑板材具有良好的平整度、光滑度，耐高温、耐老化性能良好，稳定性好，不易变形。
另外，由于在成型时通过多晶莫来石纤维作为牵引，一方面可以引导材料成型，还可以通过本身的刚性连接特性提高产品的刚性特征，设在其表面可以防止材料的收缩而产生裂纹等，而且还可以引导在内部形成流纹，提高木塑材料的美观性。
本发明提供的木塑材料，其原料主要来源于废料，经过与木粉混合，加入各种改性剂，将其制备成各方面性能良好的木塑材料，变废为宝，大大节约木材资源，更加绿色环保。
本发明提供的木塑材料的制备方法，通过合理的控制融合温度，尽可能的避免不相融因素，使得各个组分之间融合更好，保障了产品的质量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种PVC木塑材料，其特征在于，按照重量份数由如下原料组成：
PVC废弃管材30-50份、无机填充物30-40份、SG-7型树脂10-20份、润滑剂3-5份、液态钙锌稳定剂1-3份、发泡剂2-5份、发泡调节剂1-2份、增塑剂0.5-1份、调色粉1-2份、高温耐热纤维3-6份。
2.根据权利要求1所述的一种PVC木塑材料，其特征在于，所述无机填充物由杨木粉轻质碳酸钙粉以任意比例混合而成，且所述无机填充物粒度为1000-1200目。
3.根据权利要求1所述的一种PVC木塑材料，其特征在于，所述润滑剂采用聚乙烯蜡，所述发泡剂由AC发泡剂和碳酸氢钠按照(3-5)，(1-2)的比例混合而成，所述发泡调节剂采用丙烯酸，所述增塑剂由邻苯二甲酸二辛酯和环氧大豆油按照任意比例混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种PVC木塑材料，其特征在于，所述高温耐热纤维采用多晶莫来石纤维。
5.一种PVC木塑材料的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、原材料预处理，将上述配方中的材料依次独立进行粉碎，并且将粒度控制在1000-2000目；
步骤200、初步混合制粒，将经过粉碎的原材料除了调色粉和高温耐热纤维以外的部分依次混合，并持续加热至100-120℃，持续进行搅拌，并且在搅拌的过程中加入调色粉调色，再通过双螺旋挤出机制粒备用；
步骤300、纤维预处理，将高温耐热纤维预加热至80-100℃，并在高温耐热纤维上逐次涂抹SG-7型树脂；
步骤400、将上述高温耐热纤维作为牵引物，并且将制粒备用的原材料加热至80-100℃后通过单螺杆挤出机制板。
6.根据权利要求5所述的一种PVC木塑材料的生产方法，其特征在于，在步骤200中，在原材料混合的具体步骤为：
步骤201、将原材料独立预热至50-60℃；
步骤202、将PVC废弃管材和无机填充物首先提高温度加热至100-120℃，并且在加热过程中逐次按照配方比加入SG-7型树脂，保持混合物始终处于流体状；
步骤203、将经过预热的材料逐次加入上述流体中，并且在加热混合的过程中始终保持低速搅拌。
7.根据权利要求5所述的一种PVC木塑材料的生产方法，其特征在于，在步骤200中，在原材料混合的逐次添加过程中，搅拌的速度为600-800r/min，在原材料混合添加完成后搅拌的速度为1200-1600r/min。
8.根据权利要求5所述的一种PVC木塑材料的生产方法，其特征在于，在步骤300中，所述高温耐热纤维预处理的具体步骤为：
步骤301、首先在高温耐热纤维进行预加热之前，在高温耐热纤维上涂抹一层固化的SG-7型树脂；
步骤302、在高温耐热纤维加热的过程中，逐步提高温度，并且在每个温度阶梯上涂抹一次SG-7型树脂，始终保持高温耐热纤维处于润湿状态；
步骤303、在预热完成后保持最高温度备用。
9.根据权利要求8所述的一种PVC木塑材料的生产方法，其特征在于，在上述步骤，逐步提高温度分为三个阶段：第一阶段，温度范围为常温至40℃，平均升温速率为2-4℃/min；第二阶段，温度范围为40℃至60℃，平均升温速率为3-6℃/min；第一阶段，温度范围为60℃至100℃，平均升温速率为1-2℃/min。
10.根据权利要求5所述的一种PVC木塑材料的生产方法，其特征在于，在步骤400中，所述高温耐热纤维的数量为若干股，且多股高温耐热纤维均匀分布设在单螺杆挤出机挤出端内表面，所述高温耐热纤维距离挤出板外表面的距离不小于0.5mm。
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