本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高耐熱PVC發(fā)泡型材及制備方法。
背景技術(shù)：
PVC發(fā)泡板又稱為雪弗板和安迪板，其化學成分是聚氯乙烯。PVC發(fā)泡板是一種綠色環(huán)保的新型材料，具有質(zhì)輕、難燃、耐酸堿、防潮、防水、保溫、隔音、減震等特性，表面可印刷、覆膜或制成多種色彩，廣泛應(yīng)用于船舶、列車制造、家具制作、裝飾裝修、廣告業(yè)的絲印、制作等，PVC發(fā)泡板相對于傳統(tǒng)木材來說，具有木材的各項加工性能且優(yōu)于木材，近年來，我國低發(fā)泡擠出制品生產(chǎn)頗有進展，但規(guī)模、產(chǎn)品品種及質(zhì)量方面均與我國化工建材市場的發(fā)展態(tài)勢不相適應(yīng)，擠出發(fā)泡工藝的有關(guān)配方、工藝條件、設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)及它們與發(fā)泡制品的密度和性能的關(guān)系也有待于進一步研究和優(yōu)化，目前使用的PVC發(fā)泡板主要存在不耐高溫的問題，高溫下容易變形、開裂、發(fā)生脆性斷裂，影響其應(yīng)用，因此需要開發(fā)一種高耐熱PVC發(fā)泡板來拓展其市場。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對上述問題提出一種高耐熱PVC發(fā)泡型材及制備方法，可以在120℃下使用，不容易出現(xiàn)變形、開裂、脆性斷裂等問題。
具體的技術(shù)方案如下：一種高耐熱PVC發(fā)泡型材，以重量份數(shù)計，包括以下原料：PVC樹脂粉為100份、超細活性輕質(zhì)碳酸鈣為10‐30份、PVC發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為5‐9份、稀土鈣鋅穩(wěn)定劑為3‐4.5份、硬脂酸為0.25‐0.45份、高效外潤滑劑為0.3‐0.7份、AC發(fā)泡劑為0.25‐0.65份、白發(fā)泡劑為1‐1.5份、加工助劑為1‐2份、PIR為10‐40份、納米二氧化硅氣凝膠粉體10‐40份。
所述白發(fā)泡劑為碳酸氫鈉、碳酸氫銨，碳酸氫鈉、碳酸氫銨的重量比為1:1。
所述加工助劑為丙烯酸酯類共聚物。
一種高耐熱PVC發(fā)泡型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)稱量：按照上述重量份稱取各原料；
(2)粉碎：將已稱量好的PVC樹脂粉、超細活性輕質(zhì)碳酸鈣、PVC發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、稀土鈣鋅穩(wěn)定劑、AC發(fā)泡劑、白發(fā)泡劑一起加入到超微粉碎機中粉碎至均勻細小顆粒，粉碎后過濾，得到混合物A；將高效外潤滑劑、硬脂酸、PIR、加工助劑、納米二氧化硅氣凝膠粉體一起加入到超微粉碎機中粉碎至均勻細小顆粒，粉碎后過濾，得到混合物B；
(3)熱混合：將混合物A加入到高速熱混合攪拌機中，攪拌混合，溫度為90‐110℃，攪拌速度為30‐40r/min，攪拌1‐2h，靜置冷卻；將混合物B加入到高速熱混合攪拌機中，攪拌混合，溫度為140‐180℃，攪拌速度為30‐40r/min，攪拌時間為30‐60min，靜置冷卻；
(4)冷混合：將熱混后的混合物A、混合物B加入到高速冷混合攪拌機中，冷混溫度為45℃，攪拌速度為70‐80r/min，攪拌時間為1‐2h，得到混合物C；
(5)擠出定型：將板材擠出機進行預(yù)熱，達到預(yù)熱溫度后，將混合物C加入到板材擠出機的料斗中，板材擠出機的螺桿將混合物C推送至板材擠出組合模具中；經(jīng)模具擠出后通過定型平臺冷卻定型；
(6)裁剪成型：定型后通過壓輥牽引機壓輥牽引，板面穩(wěn)定后，型材端面成型良好，符合定制尺寸后，單一刀具裁斷成高耐熱PVC發(fā)泡型材，下架檢驗，包裝成型。
所述步驟(2)中過濾網(wǎng)的目數(shù)為50‐200目。
所述步驟(5)中預(yù)熱溫度為180‐200℃，預(yù)熱時間為10‐15min。
本發(fā)明中PIR為聚異三聚氰酸酯，是一種新型的絕熱材料，可以用于從‐200℃至120℃的保冷和絕熱，PIR導(dǎo)熱系數(shù)極低，同時具有優(yōu)異的線性膨脹系數(shù)和強度，抗老化性極強；納米二氧化硅氣凝膠粉體是一種超級隔熱材料，具有極高的孔隙率和極低的導(dǎo)熱率，本發(fā)明制備的高耐熱PVC發(fā)泡型材可以在120℃下使用，不容易出現(xiàn)變形、開裂、脆性斷裂等問題。
具體實施方式
為使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清晰明確，下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進行進一步描述，任何對本發(fā)明技術(shù)方案的技術(shù)特征進行等價替換和常規(guī)推理得出的方案均落入本發(fā)明保護范圍。
實施例1
一種高耐熱PVC發(fā)泡型材及制備方法，包括以下步驟：
(1)稱量：以重量份數(shù)計，稱取各原料：PVC樹脂粉為100份、超細活性輕質(zhì)碳酸鈣為10份、PVC發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為5份、稀土鈣鋅穩(wěn)定劑為3份、硬脂酸為0.45份、高效外潤滑劑為0.7份、AC發(fā)泡劑為0.65份、碳酸氫鈉0.5份、碳酸氫銨0.5份、丙烯酸酯類共聚物為1份、PIR為40份、納米二氧化硅氣凝膠粉體40份。
(2)粉碎：將已稱量好的PVC樹脂粉、超細活性輕質(zhì)碳酸鈣、PVC發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、稀土鈣鋅穩(wěn)定劑、AC發(fā)泡劑、碳酸氫鈉、碳酸氫銨一起加入到超微粉碎機中粉碎至均勻細小顆粒，粉碎后過濾，過濾網(wǎng)50目，得到混合物A；將高效外潤滑劑、硬脂酸、PIR、丙烯酸酯類共聚物、納米二氧化硅氣凝膠粉體一起加入到超微粉碎機中粉碎至均勻細小顆粒，粉碎后過濾，過濾網(wǎng)50目，得到混合物B；
(3)熱混合：將混合物A加入到高速熱混合攪拌機中，攪拌混合，溫度為110℃，攪拌速度為40r/min，攪拌2h，靜置冷卻；將混合物B加入到高速熱混合攪拌機中，攪拌混合，溫度為180℃，攪拌速度為40r/min，攪拌時間為60min，靜置冷卻；
(4)冷混合：將熱混后的混合物A、混合物B加入到高速冷混合攪拌機中，冷混溫度為45℃，攪拌速度為80r/min，攪拌時間為2h，得到混合物C；
(5)擠出定型：將板材擠出機進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為200℃，預(yù)熱時間為15min，達到預(yù)熱溫度后，將混合物C加入到板材擠出機的料斗中，板材擠出機的螺桿將混合物C推送至板材擠出組合模具中；經(jīng)模具擠出后通過定型平臺冷卻定型；
(6)裁剪成型：定型后通過壓輥牽引機壓輥牽引，板面穩(wěn)定后，型材端面成型良好，符合定制尺寸后，單一刀具裁斷成高耐熱PVC發(fā)泡型材，下架檢驗，包裝成型。
實施例2
一種高耐熱PVC發(fā)泡型材及制備方法，包括以下步驟：
(1)稱量：以重量份數(shù)計，稱取各原料：PVC樹脂粉為100份、超細活性輕質(zhì)碳酸鈣為30份、PVC發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為5份、稀土鈣鋅穩(wěn)定劑為3份、硬脂酸為0.45份、高效外潤滑劑為0.7份、AC發(fā)泡劑為0.65份、碳酸氫鈉0.5份、碳酸氫銨0.5份、丙烯酸酯類共聚物為1份、PIR為30份、納米二氧化硅氣凝膠粉體30份。
(2)粉碎：將已稱量好的PVC樹脂粉、超細活性輕質(zhì)碳酸鈣、PVC發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、稀土鈣鋅穩(wěn)定劑、AC發(fā)泡劑、碳酸氫鈉、碳酸氫銨一起加入到超微粉碎機中粉碎至均勻細小顆粒，粉碎后過濾，過濾網(wǎng)100目，得到混合物A；將高效外潤滑劑、硬脂酸、PIR、丙烯酸酯類共聚物、納米二氧化硅氣凝膠粉體一起加入到超微粉碎機中粉碎至均勻細小顆粒，粉碎后過濾，過濾網(wǎng)100目，得到混合物B；
(3)熱混合：將混合物A加入到高速熱混合攪拌機中，攪拌混合，溫度為110℃，攪拌速度為40r/min，攪拌2h，靜置冷卻；將混合物B加入到高速熱混合攪拌機中，攪拌混合，溫度為180℃，攪拌速度為40r/min，攪拌時間為60min，靜置冷卻；
(4)冷混合：將熱混后的混合物A、混合物B加入到高速冷混合攪拌機中，冷混溫度為45℃，攪拌速度為80r/min，攪拌時間為2h，得到混合物C；
(5)擠出定型：將板材擠出機進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為200℃，預(yù)熱時間為15min，達到預(yù)熱溫度后，將混合物C加入到板材擠出機的料斗中，板材擠出機的螺桿將混合物C推送至板材擠出組合模具中；經(jīng)模具擠出后通過定型平臺冷卻定型；
(6)裁剪成型：定型后通過壓輥牽引機壓輥牽引，板面穩(wěn)定后，型材端面成型良好，符合定制尺寸后，單一刀具裁斷成高耐熱PVC發(fā)泡型材，下架檢驗，包裝成型。
實施例3
一種高耐熱PVC發(fā)泡型材及制備方法，包括以下步驟：
(1)稱量：以重量份數(shù)計，稱取各原料：PVC樹脂粉為100份、超細活性輕質(zhì)碳酸鈣為30份、PVC發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為5份、稀土鈣鋅穩(wěn)定劑為3份、硬脂酸為0.45份、高效外潤滑劑為0.7份、AC發(fā)泡劑為0.65份、碳酸氫鈉0.5份、碳酸氫銨0.5份、丙烯酸酯類共聚物為1份、PIR為30份、納米二氧化硅氣凝膠粉體30份。
(2)粉碎：將已稱量好的PVC樹脂粉、超細活性輕質(zhì)碳酸鈣、PVC發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、稀土鈣鋅穩(wěn)定劑、AC發(fā)泡劑、碳酸氫鈉、碳酸氫銨一起加入到超微粉碎機中粉碎至均勻細小顆粒，粉碎后過濾，過濾網(wǎng)100目，得到混合物A；將高效外潤滑劑、硬脂酸、PIR、丙烯酸酯類共聚物、納米二氧化硅氣凝膠粉體一起加入到超微粉碎機中粉碎至均勻細小顆粒，粉碎后過濾，過濾網(wǎng)100目，得到混合物B；
(3)熱混合：將混合物A加入到高速熱混合攪拌機中，攪拌混合，溫度為110℃，攪拌速度為40r/min，攪拌2h，靜置冷卻；將混合物B加入到高速熱混合攪拌機中，攪拌混合，溫度為180℃，攪拌速度為40r/min，攪拌時間為60min，靜置冷卻；
(4)冷混合：將熱混后的混合物A、混合物B加入到高速冷混合攪拌機中，冷混溫度為45℃，攪拌速度為80r/min，攪拌時間為2h，得到混合物C；
(5)擠出定型：將板材擠出機進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為200℃，預(yù)熱時間為15min，達到預(yù)熱溫度后，將混合物C加入到板材擠出機的料斗中，板材擠出機的螺桿將混合物C推送至板材擠出組合模具中；經(jīng)模具擠出后通過定型平臺冷卻定型；
(6)裁剪成型：定型后通過壓輥牽引機壓輥牽引，板面穩(wěn)定后，型材端面成型良好，符合定制尺寸后，單一刀具裁斷成高耐熱PVC發(fā)泡型材，下架檢驗，包裝成型。
所述納米二氧化硅氣凝膠粉體的制備方法如下：以重量份數(shù)計，將六甲基二硅氮烷5份、乙醇8份、甲酰胺3份配置成預(yù)處理溶液，加入到反應(yīng)罐中，常溫攪拌均勻，攪拌時間為10‐20min，攪拌均勻后將納米二氧化硅氣凝膠粉體20份加入到反應(yīng)罐中，攪拌溫度為50‐90℃，攪拌時間為30‐60min，得到反應(yīng)液A，將反應(yīng)液A加入到離心機中離心，轉(zhuǎn)速為2000‐5000r/min，離心時間為3‐5min，離心后將上清棄去，留下沉淀物A，在沉淀物A中加入去離子水，攪拌均勻后放入離心機中，離心機轉(zhuǎn)速為2000‐5000r/min，離心時間為3‐5min，離心后將上清棄去，留下沉淀物B，在沉淀物B中加入無水乙醇，攪拌均勻后放入離心機中，離心機轉(zhuǎn)速為2000‐5000r/min，離心時間為3‐5min，離心后將上清棄去，留下沉淀物C，放入干燥箱中，干燥溫度50‐70℃，干燥時間2‐8h，烘干后將沉淀物A放入超微粉碎機中進行粉碎，粉碎后得到納米二氧化硅氣凝膠粉體。
上述制備的納米二氧化硅氣凝膠粉體具有優(yōu)異的性能，粉粒均勻，隔熱性能好，熱導(dǎo)率僅為0.020‐0.026W/mK。
對上述實施例制備得到的高耐熱PVC發(fā)泡型材進行高溫力學性能測試，結(jié)果見下表：
表1實施例1‐3制得的高耐熱PVC發(fā)泡型材的高溫力學性能測試結(jié)果
表1中高耐熱PVC發(fā)泡型材的高溫力學性能測試采用高溫力學性能測試儀進行檢測，檢測溫度為120℃，實施例3中拉伸強度達到15Mpa，彎曲彈性模量達到1590Mpa，邵氏硬度為45D，沖擊強度為18kj/m2，在高溫下仍有優(yōu)異的力學性能測試結(jié)果，本發(fā)明可以在高溫環(huán)境中使用，不容易出現(xiàn)變形、開裂、脆性斷裂等問題，具有較好的商業(yè)價值。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。