一种增强型抗老化聚氯乙烯建筑板材的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种增强型抗老化聚氯乙烯建筑板材的制造方法，它将玄武岩短纤维、凹凸棒晶、碳酸钙晶须、硅灰石针状纤维、碳酸氢钠水溶液、纳米蒙脱土混合，经过汽蒸反应、微波炉焙烧后，浸于氨基磺酸溶液中吸湿、分散，取悬浮物超声波处理，取上层悬浮物过滤、洗涤、烘干，将得到的材料与钛白粉、三碱式硫酸铅、白炭黑硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、光稳定剂、硬脂酸钡混合搅拌、烘干，再加入聚氯乙烯树脂粉搅拌，在同向双螺杆熔融混练挤出得到增强型抗老化聚氯乙烯塑料。由挤出机机组熔融，经双组份皮芯层共挤模具复合挤出制成皮层为增强型抗老化聚氯乙烯的建筑板材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种增强型抗老化聚氯乙烯建筑板材的制造方法，属于塑料制品制造技术。
技术介绍
聚氯乙烯，简称PVC，是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子热塑性树脂。聚氯乙稀为无定形结构的白色粉末，支化度较小，工业生产的PVC分子量一般在5万～12万范围内，无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态，有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2，有优异的介电性能，但其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。PVC很坚硬，机械强度良好。对有机和无机酸、碱、盐均稳定，是一种重要的建筑工程材料，使用面广量大。PVC最大特点是阻燃，被广泛应用于建材、轻工、农业等领域。其制品主要应用在管材、型材等建筑材料方面。PVC对光、热的稳定性较差，软化点为80℃，100℃时即开始分解，130℃以上分解更快。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解，使聚氯乙烯的柔性下降，最后发脆。聚氯乙烯户外建材的自然老化主要是受自然界的风吹、日晒、雨淋由表及里发展，聚氯乙烯建材的破坏因素主要是老化破坏。玄武岩纤维，是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝板高速拉制而成的连续纤维，强度与玻璃纤维相当。纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。玄武岩纤维可以广泛应用聚合物高分子材料，提高强度、抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性和热稳定性。白炭黑可以强烈地反射紫外线，添加到聚乙烯树脂中可大大减少紫外线对聚乙烯的降解作用，从而达到延缓材料老化的目的。白炭黑颗粒比SiO2要小100—1000倍，将其添加到聚乙烯树脂中，有利于熔融拉膜。由于白炭黑的高流动性和小尺寸效应，使材料表面更加致密细洁，加之纳米颗粒的高强度，使膜的强度大大增强。金红石型钛白粉在橡胶、塑料中既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。在塑料中加入少量金红石型钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色。可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的机械强度，延长使用寿命。硅灰石针状纤维是一种三斜晶系，细板状晶体，集合体呈放射针状或纤维状。是塑料、橡胶制品较好的抗老化填充材料。可以提高塑料、橡胶制品的冲击强度、增强流动性以及改善抗拉强度、冲击强度、线性拉伸及模收缩率。无毒、耐化学腐蚀、热稳定性及尺寸稳定良好，有玻璃和珍珠光泽，低吸水率和吸油值，力学性能及电性能优良以及具有一定补强作用。三碱式硫酸铅，主要用于聚氯乙烯硬质管、板、注射成型品，也可用于软质制品。本品是使用最普遍的一种聚氯乙烯稳定剂，有优良的耐热性和电绝缘性，耐光性尚好，热稳定性能优良，有持久的稳定效果。特别适用于高温加工。蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物，其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成。具有独特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性，从而赋予蒙脱土诸多改性的可能和应用领域的扩大。经改性的蒙脱土具有很强的吸附能力，良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。晶须是以单晶形式生长而成的直径非常小(0.1-10um)、原子排列高度有序、强度接近完整晶体的理论值、有一定长径比(5-1000)的纤维材料，在热塑性高分子材料中加入少量晶须，便能既增强又增韧，还可提高耐热性等其它性能。硼酸铝晶须是一种针状单晶纤维，属于正交系结构的晶体，直径0.5-1μm，长度10-30μm。这种晶须具有高的弹性模量、良好的机械强度，耐热性、耐化学药品性、耐酸性、电绝缘性、中子吸收性能、与金属共价性等特点，不仅可以用于绝热、耐热和耐腐材料，也可用作热塑性树脂、热固性树脂、水泥、陶瓷和金属的补强剂。硼酸铝晶须具有优异的耐磨减磨性能、耐火阻燃性等。硼酸铝的价格较低，仅为碳化硅晶须的1/10—1/30，是一种有很大市场潜力的新型晶须材料。目前研究使用的基体树脂主要包括PP、PE、PVC、PS、PC、PA、聚酰亚胺、聚苯硫醚等，制得的复合材料具有优异的强度、刚度、耐磨性。碳酸钙晶须用于改性塑料等热塑性材料表现出显著的增强、增韧作用。可以改善产品的热稳定性、抗老化性能；还可提升加工性能及制品的表面光洁度。硬脂酸钡为聚氯乙烯塑料的耐光耐热稳定剂，抗氧剂CA对聚氯乙烯有卓越的抗氧化性能，紫外线吸收剂UV-P能持久强烈吸收波长为270～380纳米的紫外线，显著改善聚氯乙烯制品的热氧稳定性，光稳定剂HPT可用为聚氯乙烯光稳定剂，可赋予制品优良的户外防老化性能。凹凸棒土的基本结构单元为棒状、针状、纤维状单晶体，简称凹凸棒晶，凹凸棒土中棒晶的含量一般＜50％，凹凸棒晶长约0.5-5μm，宽约0.01-0.10μm，凹凸棒晶的表面布满凹凸相间的沟槽，莫氏硬度2-3级，加热到700-800℃，硬度＞5级。比重为2.05-2.32，添加在塑料中既作为着色剂，又具有补强、阻燃、防老化。多年来材料科技工作者针对聚氯乙烯塑料制品存在的缺陷，进行了大量的改性研究，以期制得具有强度高、耐老化聚氯乙烯塑料及其制品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种增强型抗老化聚氯乙烯建筑板材的制造方法。本专利技术提供的一种增强型抗老化聚氯乙烯建筑板材的制造方法，采用如下步骤：A)按质量份数，取5-10份表征参数纤度为1-3dtex、长为2-4mm的玄武岩短纤维，2.0-4.0份表征参数长为0.5-5μm、宽为0.01-0.10μm的凹凸棒晶，2.0-4.0份表征参数直径为1.0-3.0μm、长度为5-25μm的碳酸钙晶须，2-4份表征参数直径为0.5-1.0μm、长度10-30μm的硼酸铝晶须，0.5-1.0份月桂胺聚氧乙烯醚，2.0-4.0份长径比为14-16:1硅灰石针状纤维，6.0-12份质量分数20-30％碳酸氢钠的水溶液，2.0-4.0份纳米蒙脱土，混合在130-140℃过热蒸汽反应釜内搅拌汽蒸反应30-50min，在300-350℃真空微波炉焙烧2.5-3.5h，然后浸于120-200份质量分数为30％的氨基磺酸溶液中真空吸湿处理，吸透后加热至60-80℃超声波分散0.5-1.5h，再搅拌分散2-3h，取悬浮物，用100-200份含质量分数3-5％三聚磷酸钠分散液的去离子水在75-85℃下超声波处理20-40min，取上层悬浮物经80-120目过滤，清水洗涤干净，真空烘干，得到改性晶须增强材料；B)按质量份数，取步骤A)制备的15-25份改性晶须增强材料，1.0-2.0份金红石型钛白粉,3-6份三碱式硫酸铅，1.0-2.0份白炭黑，12-20份硅烷偶联剂，0.5-1.0份紫外线吸收剂UV-P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强型抗老化聚氯乙烯建筑板材的制造方法，其特征在于该制造方法采用如下步骤：A)按质量份数，取5‑10份表征参数纤度为1‑3dtex、长为2‑4mm的玄武岩短纤维，2.0‑4.0份表征参数长为0.5‑5μm、宽为0.01‑0.10μm的凹凸棒晶，2.0‑4.0份表征参数直径为1.0‑3.0μm、长度为5‑25μm的碳酸钙晶须，2‑4份表征参数直径为0.5‑1.0μm、长度10‑30μm的硼酸铝晶须，0.5‑1.0份月桂胺聚氧乙烯醚，2.0‑4.0份长径比为14‑16:1硅灰石针状纤维，6.0‑12份质量分数20‑30％碳酸氢钠的水溶液，2.0‑4.0份纳米蒙脱土，混合在130‑140℃过热蒸汽反应釜内搅拌汽蒸反应30‑50min，在300‑350℃真空微波炉焙烧2.5‑3.5h，然后浸于120‑200份质量分数为30％的氨基磺酸溶液中真空吸湿处理，吸透后加热至60‑80℃超声波分散0.5‑1.5h，再搅拌分散2‑3h，取悬浮物，用100‑200份含质量分数3‑5％三聚磷酸钠分散液的去离子水在75‑85℃下超声波处理20‑40min，取上层悬浮物经80‑120目过滤，清水洗涤干净，真空烘干，得到改性晶须增强材料；B)按质量份数，取步骤A)制备的15‑25份改性晶须增强材料，1.0‑2.0份金红石型钛白粉,3‑6份三碱式硫酸铅，1.0‑2.0份白炭黑，12‑20份硅烷偶联剂，0.5‑1.0份紫外线吸收剂UV‑P，1.0‑2.0份抗氧剂CA，0.3‑0.5份光稳定剂HPT，5‑10份硬脂酸钡，80‑90℃条件下在混合机中以250‑350转/min的速度搅拌反应30‑40min，在55‑65℃条件下真空烘干，再加入300‑400份聚氯乙烯树脂粉，以250‑350转/min的速度搅拌40‑50min，经同向双螺杆熔融混练挤出得到增强型抗老化聚氯乙烯塑料粒子；C)按质量份数，取80‑120份回收再生聚氯乙烯粉，25‑40份20‑80目木粉，5‑10份表征参数纤度为1‑3dtex、长为2‑4mm有机化玄武岩短纤维，10‑20份碳酸钙，1‑2份硅烷偶联剂，1‑2份硬脂酸钙，1.0‑2.0份抗氧剂，混合以250‑350转/min搅拌30‑50min，经锥形双螺杆熔融混练挤出得到回收再生聚氯乙烯木塑粒子；D)以步骤B)制备的增强型抗老化聚氯乙烯为皮层，常规聚氯乙烯为芯层，由主副木塑锥形双螺杆挤出机机组熔融挤出，经双组份皮芯层共挤模具复合挤出制成皮层厚度为0.8‑1.5mm的增强型抗老化聚氯乙烯建筑板材；或E)以步骤B)制备的增强型抗老化聚氯乙烯为皮层，以步骤C)得到的回收再生聚氯乙烯木塑为芯层，由主副木塑锥形双螺杆挤出机机组熔融挤出，经双组份皮芯层共挤模具复合挤出制成皮层厚度为1.0‑2.5mm的增强型抗老化聚氯乙烯建筑板材。...

【技术特征摘要】
1.一种增强型抗老化聚氯乙烯建筑板材的制造方法，其特征在于该制造方法采用如下步骤：A)按质量份数，取5-10份表征参数纤度为1-3dtex、长为2-4mm的玄武岩短纤维，2.0-4.0份表征参数长为0.5-5μm、宽为0.01-0.10μm的凹凸棒晶，2.0-4.0份表征参数直径为1.0-3.0μm、长度为5-25μm的碳酸钙晶须，2-4份表征参数直径为0.5-1.0μm、长度10-30μm的硼酸铝晶须，0.5-1.0份月桂胺聚氧乙烯醚，2.0-4.0份长径比为14-16:1硅灰石针状纤维，6.0-12份质量分数20-30％碳酸氢钠的水溶液，2.0-4.0份纳米蒙脱土，混合在130-140℃过热蒸汽反应釜内搅拌汽蒸反应30-50min，在300-350℃真空微波炉焙烧2.5-3.5h，然后浸于120-200份质量分数为30％的氨基磺酸溶液中真空吸湿处理，吸透后加热至60-80℃超声波分散0.5-1.5h，再搅拌分散2-3h，取悬浮物，用100-200份含质量分数3-5％三聚磷酸钠分散液的去离子水在75-85℃下超声波处理20-40min，取上层悬浮物经80-120目过滤，清水洗涤干净，真空烘干，得到改性晶须增强材料；B)按质量份数，取步骤A)制备的15-25份改性晶须增强材料，1.0-2.0份金红石型钛白粉,3-6份三碱式硫酸铅，1.0-2.0份白炭黑，12-20份硅烷偶联剂，0.5-1.0份紫外线吸收剂UV-P，1.0-2.0份抗氧剂CA，0.3-0.5份光稳定剂HPT，5-10份硬脂酸钡，80-90℃条件下在混合机中以250-350转/min的速度搅拌反应30-40min，在55-65℃条件下真空烘干，再加入300-400份聚氯乙烯树脂粉，以250-350转/min的速度搅拌40-50min，经同向双螺杆熔融混练挤出得到增强型抗老化聚氯乙烯塑料粒子；C)按质量份数，取80-120份回收再生聚氯乙烯粉，25-40份20-80目木粉，5-10份表征参数纤度为1-3dtex、长为2-4mm有机化玄武岩短纤维，10-20份碳酸钙，1-2份硅烷偶联剂，1-2份硬脂酸钙，1.0-2.0份抗氧剂，混合以250-350转/min搅拌30-50min，经锥形双螺杆熔融混练挤出得到回收再生聚氯乙烯木塑粒子；D)以步骤B)制备的增强型抗老化聚氯乙烯为皮层，常规聚氯乙烯为芯层，由主副木塑锥形双螺杆挤出机机组熔融挤出，经双组份皮芯层共挤模具复合挤出制成皮层厚度为0.8-1.5mm的增强型抗老化聚氯乙烯建筑板材；或E)以步骤B)制备的增强型抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：章芸，
申请(专利权)人：浙江省现代纺织工业研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33