CN108912555A - 一种高耐候性pvc墙板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐候性PVC墙板的制备方法,涉及装饰板材技术领域。本发明PVC墙板的原料包括:PVC5型树脂、钙粉、钙锌稳定剂、硬脂酸、PE蜡、硅微粉、增强纤维、钛酸酯偶联剂、改性蒙脱土、改性剂,其中以丝氨酸对蒙脱土进行改性,使得改性后的蒙脱土能明显提升PVC墙板的耐候性;丙烯酸羟丙酯、马来酸‑丙烯酸共聚物通过反应生成的改性剂能改善PVC墙板质硬而脆的缺点,提高其耐候性。
Description
技术领域:
本发明涉及装饰板材技术领域,具体涉及一种高耐候性PVC墙板的制备方法。
背景技术:
PVC为无定形结构的白色粉末,支化度较小,相对密度1.4左右,玻璃化温度77~90℃,170℃左右开始分解,对光和热的稳定性差,在100℃以上或经长时间阳光曝晒,就会分解而产生氯化氢,并进一步自动催化分解,引起变色,物理机械性能也迅速下降,在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
PVC板具有很多优良特性,比如防潮、防霉、防水、耐磨等,在室内使用不容易老化和变形。PVC板可制成PVC扣板和PVC墙板,但PVC板的结构强度和耐候性能并不显著,当受到外界恶劣环境如冷热、腐蚀、冲击等情况下,PVC板自身容易破损,影响其使用性能。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题在于提供一种自身结构稳定,对外界恶劣环境有较强抵抗性的高耐候性PVC墙板。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
一种高耐候性PVC墙板的制备方法,包括以下步骤:
(1)所述PVC墙板由以下原料组成:PVC5型树脂、钙粉、钙锌稳定剂、硬脂酸、PE蜡、硅微粉、增强纤维、钛酸酯偶联剂、改性蒙脱土、改性剂,其质量比为100:200:5:1-6:1-2:5-10:1-5:1-3:5-10:5-10;
(2)将上述钙粉、钙锌稳定剂、硅微粉、增强纤维混和研磨,然后与硬脂酸、PE蜡在800-1000r/min的条件下搅拌,得到分散液,分散液烘干、粉碎得粉末;
(3)将上述PVC5型树脂、钛酸酯偶联剂、改性蒙脱土、改性剂与(2)中粉末混合均匀,经双螺杆挤出机挤出后,先经过模具挤出,初步定型后再经过定型模抽真空、水冷却定型后,牵引切割成半成品PVC墙板;
(4)将uv光油通过转动的聚铵脂辊,均匀涂于本成品PVC墙板表面;
(5)涂有uv光油的成品PVC墙板进入温度为40-50℃的流平线,由流平线输送进入UV光固化机,通过机内汞灯的紫外光照射及产生的微热作用下进行固化干燥。
所述增强纤维选自玻璃纤维或碳纤维。
所述双螺杆挤出机一区温度为70-100℃、二区温度为90-150℃、三区温度为130-180℃,螺杆转速为450-500r/min。
所述的固化为:夏季固化机内汞灯为9.5-10KW,汞灯距墙板距离为345-350MM;冬季固化机内汞灯为14.5-15KW,汞灯距墙板距离为390-400MM。
所述改性蒙脱土的制备方法为:将蒙脱土加入到去离子水中,40℃搅拌10-20min,然后用质量分数为5%的盐酸,调节溶液的pH为5-6,然后加入丝氨酸,加热至回流状态,保温搅拌1-2h,再加入钛酸四乙酯,继续回流搅拌1-2h,过滤,滤饼用去离子水洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即得到改性蒙脱土。
所述蒙脱土、丝氨酸、钛酸四乙酯的质量比为10-15:20-25:1-5。
所述改性剂的制备方法为:将水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10-20min,加入丙烯酸羟丙酯和钛酸四丙酯,回流搅拌20-30min,然后加入马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌1-2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
所述水性炭、丙烯酸羟丙酯、钛酸四丙酯、马来酸-丙烯酸共聚物的质量比为10-15:15-20:1-5:20-25。
所述马来酸-丙烯酸共聚物的固体含量为55%-65%,分子量为1000-20000。
本发明的反应原理如下:
(1)蒙脱土是一种硅酸盐的天然矿物,具有很强的吸附能力和阳离子交换能力,被称为万能材料。在酸性条件下,丝氨酸分子中羧基中的一个质子会转移到氨基基团内,形成铵离子,铵离子可以和蒙脱土片层间的阳离子交换,形成氨基酸有机化的有机蒙脱土,然后在催化剂钛酸四乙酯的作用下,丝氨酸分子间的羟基和羧基会发生分子间的酯化反应,从而制得改性蒙脱土;
(2)水性炭是一种纳米复合高分子材料,具有主动吸附性、易喷涂性和流动性,反应活性高,对其它材料有很好的分散性,常用作除甲醛的空气净化剂。本申请中丙烯酸羟丙酯、马来酸-丙烯酸共聚物通过酯化、聚合反应生成了改性剂,其中水性炭可以吸附合成的改性剂,增强改性剂的改性效果,同时以水性炭的载体作用,使原料分散均匀,充分发挥各组分原料的作用效果。
本发明的有益效果是:
(1)本发明用丝氨酸分子对蒙脱土进行改性处理,提升了蒙脱土对有机、无机材料的亲和性,提高原料间的混合效率;同时改性后的蒙脱土可以增强PVC墙板对酸碱、光照、冷热的抵抗性,自身结构稳定、耐候性好;
(2)丙烯酸羟丙酯、马来酸-丙烯酸共聚物为原料合成的改性剂,可以明显改善PVC树脂质硬而脆、抗冲击强度低的缺点,增强PVC树脂的耐候性,同时改性剂的加入使得PVC树脂具有一定的抑菌效果;水性炭在改性剂中作用,一是可以提升改性剂的改性效果,二是对原料有很好的分散效果,能使各组分原料的功效得到充分发挥;
(3)本发明制备方法简单、环保,生产效率高,适合工业化生产。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1
(1)所述PVC墙板由以下原料组成:100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3gPE蜡、6g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性蒙脱土、8g改性剂;
(2)将上述钙粉、钙锌稳定剂、硅微粉、玻璃纤维混和研磨,然后与硬脂酸、PE蜡在800-000r/min的条件下搅拌,得到分散液,分散液烘干、粉碎得粉末;
(3)将上述PVC5型树脂、钛酸酯偶联剂、改性蒙脱土、改性剂与(2)中粉末混合均匀,经双螺杆挤出机挤出后,先经过模具挤出,初步定型后再经过定型模抽真空、水冷却定型后,牵引切割成半成品PVC墙板;双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450r/min;
(4)将uv光油通过转动的聚铵脂辊,均匀涂于本成品PVC墙板表面;
(5)涂有uv光油的成品PVC墙板送入温度为40-50℃的流平线,由流平线输送进入UV光固化机,通过机内汞灯的紫外光照射及产生的微热作用进行固化干燥。
夏季固化机内汞灯为10KW,汞灯距墙板距离为345MM;冬季固化机内汞灯为15KW,汞灯距墙板距离为395M。
改性蒙脱土的制备:将12g蒙脱土加入到去离子水中,40℃搅拌10min,然后用质量分数为5%的盐酸,调节溶液的pH为5-6,然后加入24g丝氨酸,加热至回流状态,保温搅拌1h,再加入2g钛酸四乙酯,继续回流搅拌1h,过滤,滤饼用去离子水洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即得到改性蒙脱土。
改性剂的制备:将12g水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入15g丙烯酸羟丙酯和2g钛酸四丙酯,回流搅拌20min,然后加入22g马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
实施例2
(1)所述PVC墙板由以下原料组成:100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3gPE蜡、6g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性蒙脱土、8g改性剂;
(2)将上述钙粉、钙锌稳定剂、硅微粉、玻璃纤维混和研磨,然后与硬脂酸、PE蜡在800-000r/min的条件下搅拌,得到分散液,分散液烘干、粉碎得粉末;
(3)将上述PVC5型树脂、钛酸酯偶联剂、改性蒙脱土、改性剂与(2)中粉末混合均匀,经双螺杆挤出机挤出后,先经过模具挤出,初步定型后再经过定型模抽真空、水冷却定型后,牵引切割成半成品PVC墙板;双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450r/min;
(4)将uv光油通过转动的聚铵脂辊,均匀涂于本成品PVC墙板表面;
(5)涂有uv光油的成品PVC墙板送入温度为40-50℃的流平线,由流平线输送进入UV光固化机,通过机内汞灯的紫外光照射及产生的微热作用进行固化干燥。
夏季固化机内汞灯为10KW,汞灯距墙板距离为345MM;冬季固化机内汞灯为15KW,汞灯距墙板距离为395M。
改性蒙脱土的制备:将12g蒙脱土加入到去离子水中,40℃搅拌10min,然后用质量分数为5%的盐酸,调节溶液的pH为5-6,然后加入24g丝氨酸,加热至回流状态,保温搅拌1h,再加入2g钛酸四乙酯,继续回流搅拌1h,过滤,滤饼用去离子水洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即得到改性蒙脱土。
改性剂的制备:将12g水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入15g丙烯酸羟丙酯和2g钛酸四丙酯,回流搅拌20min,然后加入22g马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
对照例1
(1)所述PVC墙板由以下原料组成:100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3gPE蜡、6g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性蒙脱土、8g改性剂;
(2)将上述钙粉、钙锌稳定剂、硅微粉、玻璃纤维混和研磨,然后与硬脂酸、PE蜡在800-000r/min的条件下搅拌,得到分散液,分散液烘干、粉碎得粉末;
(3)将上述PVC5型树脂、钛酸酯偶联剂、改性蒙脱土、改性剂与(2)中粉末混合均匀,经双螺杆挤出机挤出后,先经过模具挤出,初步定型后再经过定型模抽真空、水冷却定型后,牵引切割成半成品PVC墙板;双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450r/min;
(4)将uv光油通过转动的聚铵脂辊,均匀涂于本成品PVC墙板表面;
(5)涂有uv光油的成品PVC墙板送入温度为40-50℃的流平线,由流平线输送进入UV光固化机,通过机内汞灯的紫外光照射及产生的微热作用进行固化干燥。
夏季固化机内汞灯为10KW,汞灯距墙板距离为345MM;冬季固化机内汞灯为15KW,汞灯距墙板距离为395M。
改性蒙脱土的制备:将12g蒙脱土加入到去离子水中,40℃搅拌10min,然后用质量分数为5%的盐酸,调节溶液的pH为5-6,然后加入24g丝氨酸,加热至回流状态,保温搅拌1h,继续回流搅拌1h,过滤,滤饼用去离子水洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即得到改性蒙脱土。
改性剂的制备:将12g水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入15g丙烯酸羟丙酯和2g钛酸四丙酯,回流搅拌20min,然后加入22g马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
对照例2
(1)所述PVC墙板由以下原料组成:100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3gPE蜡、6g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g蒙脱土、8g改性剂;
(2)将上述钙粉、钙锌稳定剂、硅微粉、玻璃纤维混和研磨,然后与硬脂酸、PE蜡在800-000r/min的条件下搅拌,得到分散液,分散液烘干、粉碎得粉末;
(3)将上述PVC5型树脂、钛酸酯偶联剂、蒙脱土、改性剂与(2)中粉末混合均匀,经双螺杆挤出机挤出后,先经过模具挤出,初步定型后再经过定型模抽真空、水冷却定型后,牵引切割成半成品PVC墙板;双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450r/min;
(4)将uv光油通过转动的聚铵脂辊,均匀涂于本成品PVC墙板表面;
(5)涂有uv光油的成品PVC墙板送入温度为40-50℃的流平线,由流平线输送进入UV光固化机,通过机内汞灯的紫外光照射及产生的微热作用进行固化干燥。
夏季固化机内汞灯为10KW,汞灯距墙板距离为345MM;冬季固化机内汞灯为15KW,汞灯距墙板距离为395M。
改性剂的制备:将12g水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入15g丙烯酸羟丙酯和2g钛酸四丙酯,回流搅拌20min,然后加入22g马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
对照例3
(1)所述PVC墙板由以下原料组成:100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3gPE蜡、6g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性蒙脱土、8g改性剂;
(2)将上述钙粉、钙锌稳定剂、硅微粉、玻璃纤维混和研磨,然后与硬脂酸、PE蜡在800-000r/min的条件下搅拌,得到分散液,分散液烘干、粉碎得粉末;
(3)将上述PVC5型树脂、钛酸酯偶联剂、改性蒙脱土、改性剂与(2)中粉末混合均匀,经双螺杆挤出机挤出后,先经过模具挤出,初步定型后再经过定型模抽真空、水冷却定型后,牵引切割成半成品PVC墙板;双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450r/min;
(4)将uv光油通过转动的聚铵脂辊,均匀涂于本成品PVC墙板表面;
(5)涂有uv光油的成品PVC墙板送入温度为40-50℃的流平线,由流平线输送进入UV光固化机,通过机内汞灯的紫外光照射及产生的微热作用进行固化干燥。
夏季固化机内汞灯为10KW,汞灯距墙板距离为345MM;冬季固化机内汞灯为15KW,汞灯距墙板距离为395M。
改性蒙脱土的制备:将12g蒙脱土加入到去离子水中,40℃搅拌10min,然后用质量分数为5%的盐酸,调节溶液的pH为5-6,然后加入24g丝氨酸,加热至回流状态,保温搅拌1h,再加入2g钛酸四乙酯,继续回流搅拌1h,过滤,滤饼用去离子水洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即得到改性蒙脱土。
改性剂的制备:将12g水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10min,加入15g丙烯酸羟丙酯和2g钛酸四丙酯,回流搅拌20min,接着回流搅拌2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
对照例4
(1)所述PVC墙板由以下原料组成:100g PVC5型树脂、200g钙粉、5g钙锌稳定剂、4g硬脂酸、1.3gPE蜡、6g硅微粉、4g玻璃纤维、2g钛酸酯偶联剂、6g改性蒙脱土、8g改性剂;
(2)将上述钙粉、钙锌稳定剂、硅微粉、玻璃纤维混和研磨,然后与硬脂酸、PE蜡在800-000r/min的条件下搅拌,得到分散液,分散液烘干、粉碎得粉末;
(3)将上述PVC5型树脂、钛酸酯偶联剂、改性蒙脱土、改性剂与(2)中粉末混合均匀,经双螺杆挤出机挤出后,先经过模具挤出,初步定型后再经过定型模抽真空、水冷却定型后,牵引切割成半成品PVC墙板;双螺杆挤出机一区温度为80℃、二区温度为120℃、三区温度为150℃,螺杆转速为450r/min;
(4)将uv光油通过转动的聚铵脂辊,均匀涂于本成品PVC墙板表面;
(5)涂有uv光油的成品PVC墙板送入温度为40-50℃的流平线,由流平线输送进入UV光固化机,通过机内汞灯的紫外光照射及产生的微热作用进行固化干燥。
夏季固化机内汞灯为10KW,汞灯距墙板距离为345MM;冬季固化机内汞灯为15KW,汞灯距墙板距离为395M。
改性蒙脱土的制备:将12g蒙脱土加入到去离子水中,40℃搅拌10min,然后用质量分数为5%的盐酸,调节溶液的pH为5-6,然后加入24g丝氨酸,加热至回流状态,保温搅拌1h,再加入2g钛酸四乙酯,继续回流搅拌1h,过滤,滤饼用去离子水洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即得到改性蒙脱土。
改性剂:MBS抗冲击改性剂。
实施例3
以实施例1为基础,设置不添加钛酸四乙酯的对照例1、不对蒙脱土进行改性的对照例2、不添加马来酸-丙烯酸共聚物的对照例3、采用MBS抗冲击改性剂的对照例4。
利用实施例1-2、对照例1-4,制成PVC墙板,并对PVC墙板进行性能测试,结果如表1所示。
表1 PVC墙板的性能测试
耐候性试验根据ASTMD2244-93“用于计算仪器测量得到的彩色坐标的颜色差别的标准测试方法”对封装材料行评估。将封装材料置于QUV紫外线耐候试验机中,利用UVB紫外光辐射,使用颜色指南45/0BYK Gardner单元测量每辐射200小时时各样品的颜色特征(L*、a*和b*参数)。颜色的变化(ΔE)用ASTMD2244计算。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种高耐候性PVC墙板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)所述PVC墙板由以下原料组成:PVC5型树脂、钙粉、钙锌稳定剂、硬脂酸、PE蜡、硅微粉、增强纤维、钛酸酯偶联剂、改性蒙脱土、改性剂,其质量比为100:200:5:1-6:1-2:5-10:1-5:1-3:5-10:5-10;
(2)将上述钙粉、钙锌稳定剂、硅微粉、增强纤维混和研磨,然后与硬脂酸、PE蜡在800-1000r/min的条件下搅拌,得到分散液,分散液烘干、粉碎得粉末;
(3)将上述PVC5型树脂、钛酸酯偶联剂、改性蒙脱土、改性剂与(2)中粉末混合均匀,经双螺杆挤出机挤出后,先经过模具挤出,初步定型后再经过定型模抽真空、水冷却定型后,牵引切割成半成品PVC墙板;
(4)将uv光油通过转动的聚铵脂辊,均匀涂于本成品PVC墙板表面;
(5)涂有uv光油的成品PVC墙板进入温度为40-50℃的流平线,由流平线输送进入UV光固化机,通过机内汞灯的紫外光照射及产生的微热作用下进行固化干燥。
2.根据权利要求1所述的高耐候性PVC墙板的制备方法,其特征在于:所述增强纤维选自玻璃纤维或碳纤维。
3.根据权利要求1所述的高耐候性PVC墙板的制备方法,其特征在于:所述双螺杆挤出机一区温度为70-100℃、二区温度为90-150℃、三区温度为130-180℃,螺杆转速为450-500r/min。
4.根据权利要求1所述的高耐候性PVC墙板的制备方法,其特征在于:所述改性剂的制备方法为:将水性炭分散在去离子水中,加热至回流状态,保温搅拌10-20min,加入丙烯酸羟丙酯和钛酸四丙酯,回流搅拌20-30min,然后加入马来酸-丙烯酸共聚物,回流搅拌1-2h,趁热过滤,滤饼用去离子水和无水乙醇洗去杂质,送入100-110℃烘干箱中,干燥至恒重,即可。
5.根据权利要求4所述的高耐候性PVC墙板的制备方法,其特征在于:所述水性炭、丙烯酸羟丙酯、钛酸四丙酯、马来酸-丙烯酸共聚物的质量比为10-15:15-20:1-5:20-25。
6.根据权利要求4所述的高耐候性PVC墙板的制备方法,其特征在于:所述马来酸-丙烯酸共聚物的固体含量为55%-65%,分子量为1000-20000。
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