專利名稱：雙層復(fù)合軟面塑料發(fā)泡板材及其成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用范圍在建材裝飾行業(yè)。
技術(shù)背景目前國內(nèi)外所使用的塑料裝飾板材幾乎都是硬質(zhì)板，而且多為單層板， 性能單一，表面無柔軟性和回彈緩沖能力，作為護(hù)墻板應(yīng)用時(shí)，對人員的安 全保護(hù)性較差。對單層發(fā)泡硬板的一般加工方法是采用擠出法。即用擠出機(jī)將物料 熔融后，再進(jìn)入單流道平板模具和片材輔機(jī)連續(xù)擠出成型。對單層發(fā)泡軟板的常用加工方法是采用模塑法和擠出法。模塑法是先 用擠出機(jī)或壓延機(jī)連續(xù)擠出未發(fā)泡的板材，經(jīng)截切后，再放到板形模具中加 熱一發(fā)泡一成型發(fā)泡板。擠出法是材料經(jīng)過混合密煉或開煉，再經(jīng)連續(xù)擠成 片材，隨后進(jìn)入發(fā)泡爐發(fā)泡成連續(xù)的發(fā)泡片材。目前我們見到的一些"軟面"板制品(如豪華大巴車的內(nèi)壁軟面裝飾板、 軟椅靠背軟板等)實(shí)際上都是在分別加工成板后再用粘合劑粘合成一體。需 要經(jīng)過二次或三次加工，所需設(shè)備多，工序多，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本高。能將雙層物料復(fù)合成一體的關(guān)鍵成型部件是復(fù)合模具。復(fù)合模具一般具 有"模前復(fù)合"、"模內(nèi)復(fù)合"和"模后復(fù)合"三種形式。"模前復(fù)合"是多層物流進(jìn)入模具前，先在主機(jī)和模具之間的"連接體" 中進(jìn)行匯合，之后一同流入單一型腔的平板模具，經(jīng)?？诠矓D出多層板來。 通常用于物性相近且對層厚要求不嚴(yán)格的塑料材料。"模后復(fù)合"是兩種物料經(jīng)過模具多層流道擠出后，在?？谕庠購?fù)合成 一體的方式。該形式也包括 一種物料從單型腔的模具中擠出后，再與另一 種已經(jīng)成型好的板片材熱壓或膠粘復(fù)合成一體。它常用于物性不同的材料(如 木/塑、紙/塑、鋼/塑、鋁/塑)間的復(fù)合。"模內(nèi)復(fù)合"則是使幾種物料分別進(jìn)入復(fù)合模具的幾層型腔流道中，然 后在模具的口模內(nèi)復(fù)合共擠出，形成多層復(fù)合板。它用于物性有較大差異且 層厚要求較高的塑料間的復(fù)合，由于其條件較苛刻，對模具各層型腔流道的 結(jié)構(gòu)要求較高，有一定設(shè)計(jì)難度，很少使用。由于本發(fā)明涉及板材的兩種物料的性能差異較大，且各層的厚度要求較 嚴(yán)格，用"模前復(fù)合"則將造成兩層物料混融，薄厚不均，用"模后復(fù)合" 則層間粘合不牢，易于剝離，只能用"模內(nèi)復(fù)合"。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明用軟、硬兩種不同的聚氯乙烯物料，采用模內(nèi)非對稱復(fù)合共擠成 型的方式來生產(chǎn)雙層復(fù)合軟面塑料發(fā)泡板材。本發(fā)明的目的是可以化解和降 低由雙層內(nèi)壓力的差異對板層所造成的不良影響，且層厚準(zhǔn)確、分明，粘接牢固。本發(fā)明提供了一種雙層復(fù)合軟面塑料發(fā)泡板材，其特征在于，包括軟面層、硬面層共兩層，其中軟面層厚度2 10mm，硬底層厚度2 10mm;軟面層和硬底層均為發(fā)泡體。板材表面為具有柔軟性及阻燃、環(huán)保的軟面層，底層為具有強(qiáng)度和剛度 的環(huán)保型支撐層。其中，硬底層的配方如下(重 聚氯乙烯樹脂SG-7型 100份 鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑 3 6份AC發(fā)泡劑 0. 1 2.0份泡孔調(diào)節(jié)劑 4 8份軟面層的配方如下 聚氯乙烯樹脂2500型 鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑 AC發(fā)泡劑 0. l 60:比)丙烯酸酯流動(dòng)改性劑 丙烯酸酯潤滑改性劑 輕質(zhì)碳酸鈣1 4份 0.2 1份 5 30份々i^苯二甲酸二辛酯增塑劑100份 4 6份 么0份 80份 15 30份硬脂酸潤滑劑0. 2 0. 5份 石蠟潤滑劑 0. 2 1. 5份 三氧化二銻阻燃劑3 8份 輕質(zhì)碳酸鈣 5 30份顏料 0. OOl—O. 1份癸二酸二辛酯增塑劑(顏料為非必要成分)雙層的份數(shù)之比可根據(jù)板層各自的厚度及發(fā)泡率來調(diào)整。軟面層以及硬 底層的配方和現(xiàn)有單獨(dú)的單層硬、軟板的配方相同。(2)本發(fā)明提供了一種雙層復(fù)合軟面塑料發(fā)泡板材的一次成型方法。所 述的該成型方法依次包括配料、混料、擠出機(jī)擠出，預(yù)冷，三輥壓光、切 邊、冷卻定型、牽引、截切、堆放、包裝入庫等步驟，其特征在于混料為分別混合軟面層、硬底層料，然后將混好的軟面層、硬底層料分 別加入兩臺擠出機(jī)中，兩臺擠出機(jī)經(jīng)中間連接器與復(fù)合模具相連，物料經(jīng)復(fù) 合模具復(fù)合后再預(yù)冷，定型。所述的復(fù)合模具采用了雙流道模內(nèi)復(fù)合形式，且硬底層料的流道平行于 模具口模處的復(fù)合區(qū)，軟面層的平行流道在接近模具口模處的復(fù)合區(qū)時(shí)則折 為與硬底層料的流道成30。 45°角度，以至雙流道相交，復(fù)合；模具口模處的復(fù)合區(qū)平直段長度為20 30毫米。模具口模處的復(fù)合區(qū)采用了油溫控制方式以穩(wěn)定擠出。該板材的創(chuàng)新點(diǎn)在于① 這種一層軟、 一層硬且雙層都發(fā)泡的復(fù)合板材，具有創(chuàng)新性，填補(bǔ) 了裝飾板在"軟面"上的空白。② 采用了 "一次成型"的生產(chǎn)機(jī)組配置，具有創(chuàng)新性。 ◎雙層復(fù)合模具在復(fù)合形式和結(jié)構(gòu)上具有創(chuàng)新性。由此，該種裝飾板材及其成型方法具有以下特點(diǎn)-① 該產(chǎn)品表面層為具有柔軟性和回彈性的發(fā)泡體，具有緩沖性，與其它 常用的硬質(zhì)板材比起來更具安全性，適用于公眾活動(dòng)場合可大大減少人體所 受的沖撞傷害，給人以舒適安全感。其底層為強(qiáng)度較高的硬質(zhì)發(fā)泡塑料，起"骨架"支撐作用，可以很方便地附著在墻體等固定物上。 一軟一硬，功能 各異，相得益彰。② 該板材兩層之間不采用任何粘合劑，完全靠兩層物料分子間的結(jié)合力 和相容性達(dá)到界面清楚且結(jié)合牢固的目的。物料中采用環(huán)境友好型無毒熱穩(wěn) 定劑一鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑、有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑、稀土熱穩(wěn)定劑等，對環(huán)境不產(chǎn) 生污染，對人體不造成傷害。③ 該產(chǎn)品只需一套生產(chǎn)線，采用一次擠出成型的方法，所以設(shè)備緊湊， 成本低，生產(chǎn)周期短，工藝更簡單，質(zhì)量更穩(wěn)定，價(jià)格更低廉。 該產(chǎn)品可以根據(jù)需要在其表層上色、貼膜、印刷、壓制凹凸花紋和厚 度調(diào)節(jié)，使其成為豪華美觀的高檔裝飾板材。由此可見，該產(chǎn)品具有美觀、安全、舒適、環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、耐用等 功能，是一種"人性化"的板材。由于其卓越的綜合功能和性價(jià)比，故具有 很強(qiáng)的市場競爭力。它幾乎可以使用在任何需要裝飾的環(huán)境中，尤其是在需 要安全的場合更有用武之地。它可以用作內(nèi)飾板、護(hù)墻板、隔板、廣告板、 家具板等。這種裝飾板材可以應(yīng)用在體育場館、健身場所、賓館飯店、娛樂 場所、會議場所、劇場影院、辦公場所、客運(yùn)火車、汽車、輪船、飛機(jī)等交 通工具、建筑、住宅、醫(yī)院、病房、幼兒園、計(jì)算機(jī)房、影視道具、公安、 軍工等眾多場合。
圖l.復(fù)合模具結(jié)構(gòu)圖附圖標(biāo)記l.上下口模板，2.上口模調(diào)整螺栓，3.上下調(diào)整塊，4.上模板， 5.加熱棒，6.中模板，7.模板連接螺栓，8.下模板，9.下口模調(diào)整螺栓，10.控溫油道。
具體實(shí)施方式
所述的"模內(nèi)非對稱復(fù)合"形式的模具，如圖1所示，實(shí)現(xiàn)軟硬雙層物 料復(fù)合共擠成型的生產(chǎn)工藝。其特征在于，包括以下步驟-1) 該模具體零件上下口模板l、上模板4、中模板6、下模板8將通過螺紋零部件上口模調(diào)整螺栓2、上下調(diào)整塊3、模板連接螺栓7、下口模調(diào)整螺栓9裝配成一體，口模的厚度間隙可分別通過上下部的口模板l及上口模調(diào)整螺栓2、下口模調(diào)整螺栓9調(diào)整到板層設(shè)置的尺寸。模具體的加熱控溫由配置的加熱棒5完成，在口模部分的加熱控溫靠控溫油道10內(nèi)的熱油流動(dòng)來控 先iL屮j w2) 軟聚氯乙烯物料和硬聚氯乙烯物料分別通過各自的擠出機(jī)裝置和中間 連接器進(jìn)入該模具的各自流道。上部流道為軟面層料的流道，下部流道為硬 底層料的流道。3) 軟面層料進(jìn)入模具后經(jīng)入口管、扇形流道展成板材的寬度，在經(jīng)過上 部的調(diào)整塊時(shí)，其寬度方向的流量將通過該調(diào)整塊的上下移動(dòng)(由頂部螺栓 的人工旋轉(zhuǎn)控制)來獲得均衡流動(dòng)。4) 沿寬向均勻流動(dòng)的軟面層料再經(jīng)斜向下30。 45°的由寬至窄的流道 進(jìn)入雙層復(fù)合平直段流道。經(jīng)上口模調(diào)整螺栓2的調(diào)整可使其進(jìn)入復(fù)合流道 之前達(dá)到板材的設(shè)置厚度。5) 同理，硬底層料進(jìn)入模具后經(jīng)入口管、扇形流道展成板材的寬度，在 經(jīng)過下部的調(diào)整塊時(shí)，其寬度方向的流量將通過該調(diào)整塊的上下移動(dòng)(由底 部螺栓的人工旋轉(zhuǎn)控制)來獲得均衡流動(dòng)。之后由寬至窄地進(jìn)入復(fù)合平直段 流道。下口模調(diào)整螺栓9的調(diào)整可使其進(jìn)入復(fù)合流道之前達(dá)到板材的設(shè)置厚度。6) 經(jīng)過20 30mm的復(fù)合平直段并擠出口模后，雙層物料將迅速發(fā)泡、 接皮，后經(jīng)預(yù)冷輥、三輥壓光裝置、冷卻輥道、切邊、牽引、截切等設(shè)備形 成符合規(guī)格要求的雙層復(fù)合軟面塑料板材。下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。有必要指出的是實(shí)施例只用于 對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的 技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明做出 一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào) 整。以下步驟是本領(lǐng)域的常規(guī)步驟，所以所有實(shí)施例子采用相似的工藝步驟， 但不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。1) 硬底層料和軟面層料將分別在混合機(jī)組中混合?；炝匣静襟E為①按照配比將主料、輔料等固體物料倒入高速攪拌機(jī) 中先行攪拌，混合約10分鐘后加入增塑劑、潤滑劑等液體物料，繼續(xù)攪拌， 使料溫升到12(TC左右停止；②排料到低速運(yùn)轉(zhuǎn)的冷卻攪拌機(jī)中，打開夾套 冷水進(jìn)行冷卻，使物料溫度逐漸降到4(TC以下時(shí)停機(jī)；③將物料排出待用。之后，將混好的軟面層、硬底層料分別加入兩臺擠出機(jī)中，兩臺擠出機(jī) 通過中間連接器與復(fù)合模具相連，經(jīng)過復(fù)合模具復(fù)合后再經(jīng)預(yù)冷輥、三輥壓 光裝置、切邊裝置、冷卻輥道、牽引機(jī)、截切機(jī)、皮帶輸送、入庫這些常規(guī) 步驟形成規(guī)范的板材。2) 模具的溫度應(yīng)控制在165 18(TC之間，它將根據(jù)板厚度、產(chǎn)量、擠 出形態(tài)變化及室溫差異而相應(yīng)調(diào)整。預(yù)冷輥中通冷水對擠出板材初冷卻。三輥壓光機(jī)的下輥溫度在70 80°C、 中輥溫度在80 90。C、上輥溫度在60 70。C調(diào)節(jié)。3) 在模具口唇復(fù)合區(qū)僅采用了極短的復(fù)合平直段(20 30毫米)。4) 在模具的口模處未采用電加熱，而是采用了油溫(150 17(TC)控制 方式以穩(wěn)定擠出。實(shí)施例一加工成型的雙層復(fù)合軟面塑料發(fā)泡板材寬度為100毫米，厚度7毫米， 其中軟面層4毫米，硬底層3毫米。配方如下硬底層配方(均為重量比) 聚氯乙烯樹脂SG-7型 100份 丙烯酸酯流動(dòng)改性劑ACR401 2份Ca/Zn復(fù)合熱穩(wěn)定劑 4份 丙烯酸酯潤滑改性劑K175 0.5份發(fā)泡劑AC-410 0. l份 活性輕質(zhì)碳酸鈣 8份泡孔調(diào)節(jié)劑ACR530 5份 軟面層配方聚氯乙烯樹脂2500型 100份 硬脂酸 0.4份鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑 4份 石蠟 0.2份發(fā)泡劑AC-410 0.2份 三氧化二銻 5份鄰苯二甲酸二辛酯 80份 活性輕質(zhì)碳酸鈣 5份癸二酸二辛酯 20份 酞青藍(lán) 0.001份 工藝參數(shù)如下硬底層單螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑25rara，長徑比25，壓縮比3:1。機(jī)筒 加熱一區(qū)165。C ，加熱二區(qū)175。C，加熱三區(qū)17(TC，機(jī)頭加熱四區(qū)160°C。軟面層單螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑25mm，長徑比25，壓縮比3.5:1。機(jī) 筒一區(qū)155。C ， 二區(qū)165。C，三區(qū)167。C，四區(qū)160。C。擠出機(jī)的分區(qū)以及溫 度設(shè)置和現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)置相近。模具溫度設(shè)置硬底層連接管155'C，軟面層連接管16(TC，連接器16(TC,模具體上下 層170。C， 口模油溫160。C。 三輥壓光機(jī)溫度設(shè)置 下輥和中輥8(TC，上輥65'C。軟面層的流道在接近模具口模處的復(fù)合區(qū)處與硬底層料的流道成30° ; 并且模具口唇處的復(fù)合區(qū)平直段長度為25毫米。加工出的雙層軟面板材經(jīng)測試，硬底層的拉伸強(qiáng)度15. 5MPa，軟面層的拉 伸強(qiáng)度6. 5MPa，伸長率3300/0，剝離強(qiáng)度5. 6 N/腿，在-15。C +40。C之間不變 形不脆化。實(shí)施例二加工成型雙層復(fù)合軟面塑料發(fā)泡板材寬度為300毫米，厚度9毫米，其 中軟面層5毫米，硬底層4毫米。配方同實(shí)例一，工藝參數(shù)設(shè)置如下硬底層單螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑90mm，長徑比25，壓縮比3:1。機(jī)筒 加熱一區(qū)160。C ，加熱二區(qū)185。C，加熱三區(qū)173。C，加熱四區(qū)187°C，加熱 五區(qū)155°C。軟面層單螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑105mm，長徑比25，壓縮比3.8:1。機(jī) 筒加熱一區(qū)16(TC ，加熱二區(qū)175。C，加熱三區(qū)173。C，加熱四區(qū)177°C，加 熱五區(qū)155°C。模具溫度設(shè)置硬底層連接管155i:，軟面層連接管16(TC，連接器16(TC，模具體上下 層175。C， 口模油溫16(TC。 三輥壓光機(jī)溫度設(shè)置 下輥和中輥8(TC，上輥7(TC。加工出的雙層軟面板材經(jīng)測試，硬底層的拉伸強(qiáng)度15. 3MPa，軟面層的拉 伸強(qiáng)度6, 2MPa，伸長率310%,剝離強(qiáng)度5， 7N./rran，在-15r +4(TC之間不變形 不脆化。實(shí)施例三加工成型雙層復(fù)合軟面塑料發(fā)泡板材的寬度為1220毫米，厚度7毫米， 其中軟層4毫米，硬層3毫米。配方基本同實(shí)例一。工藝如下設(shè)置 硬底層0)80/156 ram錐型雙螺桿擠出機(jī)，功率75千瓦。溫度設(shè)置為機(jī)筒加熱一區(qū)190。C ,加熱二區(qū)185。C，加熱三區(qū)173X:， 加熱四區(qū)167"C，加熱五區(qū)(合流錐)155°C，加熱六區(qū)(連接管)150°C，螺 桿油溫IO(TC。軟面層O80/156 mm錐型雙螺桿擠出機(jī)，功率75千瓦。溫度設(shè)置為機(jī)筒加熱一區(qū)19(TC ，加熱二區(qū)178"C，加熱三區(qū)175。C， 加熱四區(qū)170。C，加熱五區(qū)(合流錐)165°C，加熱六區(qū)(連接管)155°C，螺 桿油溫10(TC。模具溫度設(shè)置硬底層連接管155°0，軟面層連接管16(TC，連接器16(TC，模具體上下 層175。C， 口模油溫160。C。 三輥壓光機(jī)溫度設(shè)置 下輥和中輥80。C，上輥70。C。加工出的雙層軟面板材經(jīng)測試，硬底層的拉伸強(qiáng)度14. 5MPa，軟面層的拉 伸強(qiáng)度6. 3MPa，伸長率310。/。，剝離強(qiáng)度5. 8 N/mm，在-15。C +40。C之間不變 形不脆化。
權(quán)利要求
1. 一種雙層復(fù)合軟面塑料發(fā)泡板材，其特征在于，包括軟面層、硬底層共兩層，其中軟面層厚度2～10mm，硬面層厚度2～10mm；軟面層和硬底層均為發(fā)泡體。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合軟面塑料發(fā)泡板材的成型方法，依次包 括配料、混料、擠出機(jī)擠出、模具成型、預(yù)冷、三輥壓光、切邊、冷卻、牽引、截切步驟，其特征在于混料為分別混合軟面層、硬底層料，然后將混好的軟面層、硬底層料分 別加入兩臺擠出機(jī)中，兩臺擠出機(jī)通過中間連接器與復(fù)合模具相連，經(jīng)過復(fù)合模具復(fù)合成型后再預(yù)冷；所述的復(fù)合模具采用了雙流道，且硬底層料的流道平行于模具口模處的 復(fù)合區(qū)，軟面層的流道在接近復(fù)合區(qū)處時(shí)與硬底層料的流道成30° —45°角 度；并且復(fù)合區(qū)的復(fù)合平直段長度為20 30毫米。
全文摘要
雙層復(fù)合軟面塑料發(fā)泡板材及其成型方法屬于建材領(lǐng)域。該發(fā)泡板材包括軟面層、硬底層共兩層，軟面層厚度2～10mm，硬面層厚度2～10mm；均為發(fā)泡體。成型方法依次包括配料、混料、擠出機(jī)擠出、模具成型、預(yù)冷等步驟，其特征在于混料為分別混合軟面層、硬底層料，然后將混好的軟面層、硬底層料分別加入兩臺擠出機(jī)中，兩臺擠出機(jī)通過中間連接器與復(fù)合模具相連，成型后再預(yù)冷；復(fù)合模具采用雙流道，且硬底層料的流道平行于模具口模處的復(fù)合區(qū)，軟面層的流道在接近復(fù)合區(qū)處時(shí)與硬底層料的流道成30°-45°；且復(fù)合區(qū)的復(fù)合平直段長度為20～30毫米。該產(chǎn)品更具安全性，底層起支撐作用，兩層完全靠兩層物料分子間的結(jié)合力和相容性結(jié)合，一次擠出成型。
文檔編號B29B7/00GK101274492SQ200810104998
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者周志軍, 李曉丹, 王克儉, 苑會林, 陳會龍, 陳自衛(wèi) 申請人:北京化工大學(xué)