一種聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板及其制法
【專利摘要】一種聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板，屬于木塑復合材料【技術領域】，其特征是，它由包覆層和芯層組成，其中，所述芯層原料是：聚氯乙烯、生物質(zhì)粉、無機阻燃劑、復合增塑劑、復合發(fā)泡劑、潤滑型加工助劑、超高熔體強度型加工助劑、輕質(zhì)碳酸鈣、鈣鋅穩(wěn)定劑、聚乙烯蠟、硬脂酸；所述包覆層的原料包括：ASA/PMMA共擠料，包覆層的厚度為0.3-0.5mm。本發(fā)明通過調(diào)整配方解決了木塑櫥柜板的阻燃性、強度、芯層密度、表層色彩等問題，提高了木塑櫥柜板的綜合性能，拓寬了其室內(nèi)外裝飾裝修的應用范圍，使生物質(zhì)粉得到更廣泛的回收利用，變廢為寶，保護環(huán)境。
【專利說明】一種聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板及其制法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于木塑復合材料【技術領域】，具體涉及一種聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜 板及其制法。

【背景技術】
[0002] 目前生產(chǎn)櫥柜的板材主要有實木板、石材板、人造板等。其中，實木板價格昂貴且 消耗森林資源、石材板太重。現(xiàn)有技術最常用的是人造板，包括刨花板、密度板等，各種人造 板基本上都是用膠黏劑制成，膠黏劑含有大量的甲醛，即使是綠色環(huán)保的膠黏劑，也有部分 甲醛類有毒物質(zhì)的殘留，長期使用會傷害人體健康。
[0003] 隨著人們環(huán)保節(jié)能意識的不斷提高，已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)有的櫥柜板，迫切需要一 種環(huán)保節(jié)能、無毒無害的新型板材。木塑櫥柜板就是符合這種需求的新型環(huán)保板材。木塑 櫥柜板是指以生物質(zhì)粉（木粉、農(nóng)業(yè)秸桿粉等）為填充材料，應用填充改性或高分子化學等 手段，與熱塑性塑料一起熔融、捏合、混煉，再經(jīng)高溫高壓擠出，冷卻而加工成型的一種可逆 循壞利用的優(yōu)質(zhì)板材。該類材料具有抗酸堿，吸水率低，不易變形，機械性能好，可回收利用 等優(yōu)點。與現(xiàn)有的櫥柜板材相比可一次成型，且零甲醛、防水、防潮、防霉、防蛀，具有良好的 阻燃性能，其生產(chǎn)工藝簡單、易于操作，穩(wěn)定性好、易于加工，使用數(shù)年后，可100%回收再利 用，是代替各種人造板的理想櫥柜板。
[0004] 鑒于木塑櫥柜板的諸多優(yōu)點，近年來木塑櫥柜板市場份額增長很快，尤其表現(xiàn)在 室內(nèi)外裝飾裝修等。但另一方面，快速增長的市場需求同時對木塑櫥柜板的性能提出了更 高的要求，例如：櫥柜板的阻燃性、強度、芯層密度、表層色彩等，為了提升木塑櫥柜板的綜 合性能，拓寬其室內(nèi)外裝飾裝修的應用范圍，有必要對其配方和制備方法進行研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決木塑櫥柜板的阻燃性、強度、芯層密度、表層色彩等問題，本發(fā)明提供了 一種聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板。
[0006] 本發(fā)明另一個目的是提供所述聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板的制法。
[0007] 本發(fā)明采用的具體技術方案是：
[0008] -種聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板，其特征是，它由包覆層和芯層組成，其中， 所述芯層由如下重量份的原料組成：
[0009] 聚氯乙烯 100 生物質(zhì)粉 30~50 無機阻燃_ 3-6 復合增塑剩 10?20 復合發(fā)泡劑 1.0?3.0 潤滑型加工助_ 0.8?1.2 超高熔體強度型加工助劑 1.5~3.0 輕質(zhì)碳酸鈣 30~50 鈣鋅穩(wěn)定劑 3.0~5.5 聚乙烯蠟 0.5~1.2 硬脂酸 0.515
[0010] 所述包覆層的原料包括：ASA/PMMA共擠料；
[0011] 通過共擠工藝，包覆層包覆于芯層上，包覆層的厚度為〇. 3-0. 5mm。
[0012] 本發(fā)明中，包覆層原料與芯層的配比按照實際需要選擇，包覆層的添加量只要滿 足其厚度為〇. 3-0. 5mm即可。
[0013] 進一步，所述包覆層中還可以包括有工藝量的著色劑，這樣能獲得彩色的木塑櫥 柜板，所述著色劑為適用的市售商品。
[0014] 所述的聚氯乙烯為市售商品。
[0015] 所述生物質(zhì)粉顆粒為80-120目，含水率小于2%，例如：木粉、秸桿粉。
[0016] 所述無機阻燃劑為氫氧化鎂，其是具有阻燃、抑煙、填充三重功能的優(yōu)秀阻燃劑， 具有無釓低煙、無毒、阻滴、耐酸、無味、穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、分解溫度高、不腐蝕設備等特 點，是有機高分子聚合物實現(xiàn)無鹵阻燃的首選材料。氫氧化鎂阻燃劑通過受熱分解時釋放 出結(jié)合水，吸收大量的潛熱來降低它所填充的合成材料在火焰中的表面溫度，具有抑制聚 合物分解和對所產(chǎn)生的可燃氣體進行冷卻的作用。分解生成的氧化鎂又是良好的耐火材 料，也能幫助提高合成材料的抗火性能。同時它放出的水蒸氣也可作為一種抑煙劑。
[0017] 所述復合增塑劑是合成植物脂與鄰苯二甲酸二辛酯（DOP)按照重量比1:1 的混合物。所述合成植物脂為二甘醇二苯甲酸脂（DEDB)其分子式是C18H18O5結(jié)構(gòu) 式：-cooch2-ch2-o-ch2-ch2ooc-。由天然油脂與醇酯化生成的一類具有較高分子量新型環(huán) 保無毒增塑劑，其是淡黃色油狀液體，色度（APHA) < 80 ;密度（20°C ) :1.09-1. 13 ;閃點 (開口）彡195°C ;加熱減量（125C±1C. 3h) %彡0? 4 ;沸點280°C ;著火點340°C ;折光率為 I. 4888(20°C );揮發(fā)速度 0? 13 ?0? 3_g/cm2hl00°C ;酯含量（％ )彡 99 ;冷凝點-18°C。 經(jīng) 申請人:驗證，本發(fā)明的復合增塑劑，增塑效率高，毒性低于DOP，熱穩(wěn)定時間長，與聚合物 相溶性好，揮發(fā)性低，能抑制滲出，增充劑容量大，制品光亮度高等優(yōu)點。該復合增塑劑能大 幅度的降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力。
[0018] 所述復合發(fā)泡劑為市售商品，例如：選用美國KibbeChem公司的BLA-611復合發(fā)泡 齊U，粒狀，橘黃色，密度為〇. 57gm/cc，氣體發(fā)生為47cc/gm。
[0019] 所述潤滑型加工助劑為市售商品，其是一種丙烯酸酯類共聚物（ACR)，將甲基丙烯 酸甲酯（MM)、丙烯酸丁酯（BA)、苯乙烯（ST)等進行配料，然后在聚合釜中進行乳液聚合 所得到的無規(guī)共聚物。其為白色粉末，表觀密度0. 4-0. 6g/cm3,揮發(fā)物< 1. 3%，特性粘度 1. 8-2. 2。選用山東日科化學股份有限公司的HL-175,它能明顯改善聚氯乙烯的加工性能， 促進混合料的塑化，同時具有優(yōu)異的金屬剝離性，能有效地防止熔體與金屬表面的粘連，從 而避免出現(xiàn)熱金屬粘附現(xiàn)象，并提高制品的表面光澤度。
[0020] 所述超高熔體強度型加工助劑為市售商品，其是一種丙烯酸酯類聚合物，將丙烯 酸丁酯或者甲基丙烯酸甲酯等單體在引發(fā)劑的作用下，自我聚合形成的丙烯酸酯類單體 聚合而成具有超高分子量的產(chǎn)品。表觀密度0.35-0. 55g/cm3,揮發(fā)物<1.5%，特性粘度 11-12.5。選用山東日科化學股份有限公司的HL-100,其具有超高的熔體強度，優(yōu)良的制品 表面光澤度。
[0021] 所述輕質(zhì)碳酸鈣為粒徑1250目，白色粉末或無色結(jié)晶、無氣味、密度2. 711熔點 1339°C。輕質(zhì)碳酸鈣是一種理想的化工生產(chǎn)填充劑，用輕質(zhì)碳酸鈣做填充劑制成的成品具 有防水，絕緣、美觀輕便、堅固耐用、光滑等獨性能，并能夠降低生產(chǎn)成本，提高質(zhì)量，增加效 Mo
[0022] 所述鈣鋅復合穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅和硬脂酸鈣的復合物，是白色粉末狀，適用于無 毒環(huán)保型制品中等。I丐鋒穩(wěn)定劑具有無毒，價廉，良好潤滑性等特點，是一種1?效多功能穩(wěn) 定劑，熱穩(wěn)定性和透明性優(yōu)良，用于制品時不會產(chǎn)生表面析出及遷移現(xiàn)象。
[0023] 所述聚乙烯蠟為一種超低分子量聚合物，具有粘度低，軟化點高，硬度好等性能， 無毒，熱穩(wěn)定性好，高溫揮發(fā)性低，既有極優(yōu)的外部潤滑作用，又有較強的內(nèi)部潤滑作用，可 提供加工的生產(chǎn)效率，耐化學藥品能力強，電性能優(yōu)良，可提高成品的平滑度和光澤度，改 善成品外觀。
[0024] 所述硬脂酸的主要作用是軟化增塑，作為外部潤滑劑。
[0025] 所述ASA共擠料是將ASA樹脂、耐候著色劑、紫外吸收劑和抗氧劑等共混加工而 成。其中ASA樹脂是一種由丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸酯組成的三元聚合物。所述PMMA共擠料 是將PMMA樹脂、增韌劑、耐候著色劑、紫外吸收劑和抗氧劑等共混加工而成。其中PMMA是 由甲基丙烯酸甲酯單體聚合而成，即聚合丙烯酸甲酯。ASA/PMMA共擠料選用具有優(yōu)良耐光 性，耐候性，耐熱性的顏料和原材料，生產(chǎn)出分散性，加工性能良好，耐候性強，高光澤，抗刮 劃的共擠料。此共擠料使用簡單，只需將共擠粒料在共擠機上的單螺桿擠出機直接擠出，即 可生產(chǎn)出耐候性強，高光亮度的共擠型材。例如可選用山東日科化學股份有限公司的ASA/ PMMA共擠料。
[0026] 上述聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板的制法，包括如下步驟：
[0027] 1)芯層料的配制：按重量比例將生物質(zhì)粉和無機阻燃劑加入高混機中混合，混合 溫度為105°C-110°C，混合時間為5-10分鐘，然后將聚氯乙烯、輕質(zhì)碳酸鈣、復合增塑劑、鈣 鋅穩(wěn)定劑、聚乙烯蠟、硬脂酸、潤滑型加工助劑、超高熔體強度型加工助劑、復合發(fā)泡劑等加 入高混機混合，混合溫度為105°C -IKTC，混合時間為10-15分鐘，待用。
[0028] 2)將芯層料加入到錐形雙螺桿主擠出機的料筒，將包覆層加入到單螺桿輔擠出 機的料筒中，同時開機擠出成型，主擠出機溫度在165°C _195°C之間，轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分 鐘，喂料機轉(zhuǎn)速為4-5轉(zhuǎn)/分鐘，機頭溫度165°C，擠出速度600mm/min，輔擠出機溫度在在 175°C _215°C之間，轉(zhuǎn)速為20-30轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速為2-3轉(zhuǎn)/分鐘，機頭溫度115°C， 擠出后定型冷卻即可得到木塑櫥柜板。
[0029] 錐形雙螺桿主擠出機上安裝的模具不同，得到的材料厚度就不同，根據(jù)需要選擇 模具。包覆層的厚度根據(jù)使用要求和經(jīng)濟性來確定，一般不超過〇. 5mm。
[0030] 本發(fā)明通過調(diào)整適當組分的配料，有效地解決了木塑櫥柜板的阻燃性、強度、芯層 密度、表層色彩等問題等問題，并得到了一種聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板，提高了木塑 櫥柜板的綜合性能，拓寬了其室內(nèi)外裝飾裝修的應用范圍，使生物質(zhì)粉得到更廣泛的回收 利用，變廢為寶，保護環(huán)境。
[0031] 本發(fā)明所使用的無機阻燃劑為氫氧化鎂，其通過受熱分解時釋放出結(jié)合水，吸收 大量的潛熱來降低它所填充的合成材料在火焰中的表面溫度，具有抑制聚合物分解和對所 產(chǎn)生的可燃氣體進行冷卻的作用。分解生成的氧化鎂又是良好的耐火材料，也能幫助提高 合成材料的抗火性能。同時它放出的水蒸氣也可作為一種抑煙劑。

【具體實施方式】
[0032] 1、配方
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 一種聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板，其特征是，它由包覆層和芯層組成，其中，所 述芯層由如下重量份的原料組成： 聚氯乙烯 I(M) 生物質(zhì)粉 30?50 無機阻燃劑 3-6 復合靖塑劑 10?20 復合發(fā)泡劑 1.0?3.0 潤滑型加工助別 0.8?1.2 超.高熔體強度型加工助別 1.5?3.0 輕質(zhì)碳酸鈣 30?50 鈣鋅穩(wěn)定劑 3.0?5.5 聚乙烯蠟 0.5?1.2 硬脂酸 0.5?1.5 所述包覆層的原料包括：ASA/PMMA共擠料； 通過共擠工藝，包覆層包覆于芯層上，包覆層的厚度為0. 3-0. 5_。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板，其特征是，所述包覆層中 還可以包括有工藝量的著色劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板，其特征是，所述生物 質(zhì)粉顆粒為80-120目，含水率小于2%;所述無機阻燃劑為氫氧化鎂；所述復合增塑劑是二 甘醇二苯甲酸脂與鄰苯二甲酸二辛酯（DOP)按照重量比1:1的混合物；所述潤滑型加工助 劑為丙烯酸酯類共聚物，其為白色粉末，表觀密度〇. 4-0. 6g/cm3,揮發(fā)物< 1. 3%，特性粘度 1. 8-2. 2 ;所述輕質(zhì)碳酸鈣為粒徑1250目，白色粉末或無色結(jié)晶、無氣味、密度2. 711熔點 1339?。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板，其特征是，所述二甘醇二 苯甲酸脂，其分子式是C18H18O5結(jié)構(gòu)式：-C00CH2-CH2-0-CH2-CH200C-，色度（APHA)彡80 ;密 度（20°C) :1.09-1. 13 ;閃點（開口）彡 195°C;加熱減量（125C±lC.3h) %彡 0.4 ;沸點 280°C;著火點 340°C;折光率為I. 4888(20°C);揮發(fā)速度 0. 13 ?0. 3mmg/cm2hl00°C;酯含 量（％ )彡99 ;冷凝點-18°C。
5. 權(quán)利要求1的聚氯乙烯基包覆共擠木塑櫥柜板的制法，其特征是，包括如下步驟： 1)芯層料的配制：按權(quán)利要求1的重量比例將生物質(zhì)粉和無機阻燃劑加入高混機中混 合，混合溫度為105°C-110°C，混合時間為5-10分鐘，然后將聚氯乙烯、輕質(zhì)碳酸鈣、復合增 塑劑、鈣鋅穩(wěn)定劑、聚乙烯蠟、硬脂酸、潤滑型加工助劑、超高熔體強度型加工助劑、復合發(fā) 泡劑等加入高混機混合，混合溫度為l〇5°C-IKTC，混合時間為10-15分鐘，待用。 2)將芯層料加入到錐形雙螺桿主擠出機的料筒，將包覆層加入到單螺桿輔擠出機的 料筒中，同時開機擠出成型，主擠出機溫度在165°C_195°C之間，轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分鐘， 喂料機轉(zhuǎn)速為4-5轉(zhuǎn)/分鐘，機頭溫度165°C，擠出速度600mm/min，輔擠出機溫度在在 175°C_215°C之間，轉(zhuǎn)速為20-30轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速為2-3轉(zhuǎn)/分鐘，機頭溫度115°C， 擠出后定型冷卻即可得到木塑櫥柜板。
【文檔編號】C08L33/12GK104309245SQ201410538457
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】蔡紅珍, 高巧春, 易維明, 柏雪源, 楊科研 申請人:山東理工大學