PVC泡沫芯材及其生产工艺制造技术

PVC泡沫芯材及其生产工艺，涉及泡沫材料领域，该PVC泡沫芯材的原料按质量百分数计包括30％‑80％聚氯乙烯、10％‑50％异氰酸酯、2％‑10％发泡剂、0.5％‑4％环氧组分、2％‑20％酸酐组分和1％‑3％填料，生产该PVC泡沫芯材时，先将除PVC以外的原料进行预混，加入PVC进行主混这种两步混料的方式，再采用分阶段控温法进行模压，实现胚胎均匀成型，接着采用分阶段升温、保温的方式进行膨胀，最后进行固化。该生产工艺方法简单，成品率高，适合规模化生产；制得的PVC泡沫芯材，密度低、强度高，可用于风电叶片等产业领域，且成品率高、产品质量好。

【技术实现步骤摘要】
PVC泡沫芯材及其生产工艺
本专利技术涉及一种泡沫材料领域，且特别涉及一种PVC泡沫芯材及其生产工艺。
技术介绍
泡沫夹层结构复合材料是一种采用树脂基复合材料作为蒙皮，采用泡沫塑料作为芯材的夹层结构形式，由于其具有强度高、重量轻、刚度大、耐腐蚀、电绝缘、透微波等优异的特性，而越来越被广泛用于风力发电、轨道交通、节能建筑、航空航天等行业中，极大满足了这些行业的发展需要。目前被用作夹层结构的泡沫芯材主要有聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PUR)、聚醚酰亚胺(PEI)等泡沫。其中交联PVC泡沫，由于其性能稳定、质地均匀、动静力学性能良好、耐多种化学物质腐蚀，能够适用于承载要求高的部位，而且价格适中，因此在各个领域得到了广泛应用。但是，由于目前泡沫芯材性能的局限性，还是无法应用于某些特殊领域。比如，风电叶片等产业领域仍采用传统的板材、木材等制作叶片，制得的叶片稳定性差，不耐腐蚀、重量大、成本高。因此，需要利用价廉易得、化学稳定性好、耐腐蚀的PVC树脂合成一种低密度、高强度且可用于风电叶片等产业领域的结构泡沫材料，以期代替传统的板材、木材等制作风电叶片，从而减轻重量、降低成本，提高使用价值。目前，有能力实现PVC泡沫芯材规模生产的厂家不多，国内常州天晟新材料股份有限公司，其生产的Struell系列泡沫基本能够满足风电叶片的要求，但是生产的泡沫仍存在成品率低、产品质量有待提高的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种PVC泡沫芯材，密度低、强度高，可用于风电叶片等产业领域，且成品率高、产品质量好。本专利技术的另一目的在于提供一种PVC泡沫芯材的生产工艺，方法简单，成品率高，适合规模化生产。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种PVC泡沫芯材，其由以下原料制成，按质量百分数计，原料包括：30％-80％聚氯乙烯；10％-50％异氰酸酯；2％-10％发泡剂；0.5％-4％环氧组分；2％-20％酸酐组分；以及1％-3％填料。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，异氰酸酯包括1,5-萘二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、碳化二亚胺改性异氰酸酯中的至少一种。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，发泡剂包括质量比为0.1-0.8:1的偶氮二甲酰胺和偶氮二异丁腈。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，环氧组分包括环氧大豆油、环氧甘油三酯、环氧乙烷、环氧树脂、环氧动物油中的至少一种。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，酸酐包括六氢苯酐、甲基六氢苯酐、马来酸酐、丁二酸酐、均苯四甲酸二酐或顺-环己烷-1,2-二羧酸酐中的至少一种。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，填料为有机填料或无机填料，有机填料包括壳聚糖、胺基改性聚己内酯、甲壳素、生物碱中的一种或至少两种的混合物。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，原料还包括胺基组分，胺基组分的加入量占其他原料总量的1％以下，胺基组分包括聚酰胺-胺、聚丙烯亚胺、聚乙烯亚胺中的至少一种。一种PVC泡沫芯材的生产工艺，其包括以下步骤：将除聚氯乙烯以外的原料倒入搅拌机中循环进行搅拌混合、均质，得到预混料；在预混料中加入聚氯乙烯搅拌混合，再在真空度≤-0.09MPa的条件下继续搅拌混合，总搅拌混合时间为30-90min，得到糊状混合物；将糊状混合物注入模具中，在压强为5-35Mpa的条件下进行模压，先升温至159-197℃、保温41-72min，再冷却至室温、保温14-31min，得到半发泡胚块；将半发泡胚块置于水浴环境或蒸汽室中进行膨胀，分阶段逐步升温，每次升温后保温至少35-120min，直至升温至72-97℃，得到半成品泡沫；将半成品泡沫置于33-89℃的水浴环境或蒸汽室中进行固化。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，对加入聚氯乙烯之前的原料的搅拌混合温度不高于30℃；对加入聚氯乙烯之后的原料的搅拌混合温度不高于35℃。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，固化时间为3-10天。本专利技术实施例的PVC泡沫芯材及其生产工艺的有益效果是：本专利技术实施例的PVC泡沫芯材的原料按质量百分数计包括30％-80％聚氯乙烯、10％-50％异氰酸酯、2％-10％发泡剂、0.5％-4％环氧组分、2％-20％酸酐组分和1％-3％填料，生产该PVC泡沫芯材时，先将除聚氯乙烯以外的原料进行预混，加入聚氯乙烯进行主混这种两步混料的方式，再采用分阶段控温法进行模压，实现胚胎均匀成型，接着采用分阶段升温、保温的方式进行膨胀，最后进行固化。该生产工艺方法简单，成品率高，适合规模化生产；制得的PVC泡沫芯材，密度低、强度高，可用于风电叶片等产业领域，且成品率高、产品质量好。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的PVC泡沫芯材及其生产工艺进行具体说明。本专利技术实施例提供一种PVC泡沫芯材，其由以下原料制成，按质量百分数计，原料包括：30％-80％聚氯乙烯PVC；10％-50％异氰酸酯；2％-10％发泡剂；0.5％-4％环氧组分；2％-20％酸酐组分；以及1％-3％填料。其中，异氰酸酯包括1,5-萘二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、碳化二亚胺改性异氰酸酯中的至少一种。发泡剂包括质量比为0.1-0.8:1的偶氮二甲酰胺AC和偶氮二异丁腈AIBN。环氧组分包括环氧大豆油、环氧甘油三酯、环氧乙烷、环氧树脂、环氧动物油中的至少一种。酸酐包括六氢苯酐、甲基六氢苯酐、马来酸酐、丁二酸酐、均苯四甲酸二酐或顺-环己烷-1,2-二羧酸酐中的至少一种。填料可选范围比较广，有机填料或无机填料均可，有机填料包括壳聚糖、胺基改性聚己内酯、甲壳素、生物碱中的一种或至少两种的混合物，均为可再生资源或可循环利用资源。原料还包括胺基组分，胺基组分的加入量占其他原料总量的1％以下，胺基组分包括聚酰胺-胺PAMAM、聚丙烯亚胺PPI、聚乙烯亚胺中的至少一种PEI。胺基组分为带胺基的大分子组分，其可与其他原料反应，交联形成网状结构，提高PVC泡沫芯材产品的韧性和刚性，满足风电叶片等产业领域的需求。本专利技术实施例还提供一种PVC泡沫芯材的生产工艺，其包括以下步骤：S1备料：按质量百分数计，准备原料：30％-80％聚氯乙烯PVC；10％-50％异氰酸酯；2％-10％发泡剂；0.5％-4％环氧组分；2％-20％酸酐组分；以及1％-3％填料。S2混合工艺：(1)预混：将除聚氯乙烯以外的原料倒入搅拌机中循环进行搅拌混合、均质，搅拌混合温度不高于30℃，得到预混料。(2)主混：在预混料中加入聚氯乙烯搅拌混合，再在真空度≤-0.09MPa的条件下，继续搅拌混合，总搅拌混合时间为30-90min，搅拌混合温度不高于35℃，得到均匀的糊状混合物。本实施例采用行星式搅拌机进行混合，实现对搅拌速度、时间、真空度等的控制，采用均质泵进行均质，实现物料的均匀混合。由于本实施例中，除PVC以外的原料的总质量占比较小，其中还包括一些质量占比非常小的组分，比如发泡剂、环氧组分、酸酐组分和填料，如果直接将质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PVC泡沫芯材，其特征在于，其由以下原料制成，按质量百分数计，所述原料包括：

【技术特征摘要】
1.一种PVC泡沫芯材，其特征在于，其由以下原料制成，按质量百分数计，所述原料包括：2.根据权利要求1所述的PVC泡沫芯材，其特征在于，所述异氰酸酯包括1,5-萘二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、碳化二亚胺改性异氰酸酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的PVC泡沫芯材，其特征在于，所述发泡剂包括质量比为0.1-0.8:1的偶氮二甲酰胺和偶氮二异丁腈。4.根据权利要求1所述的PVC泡沫芯材，其特征在于，所述环氧组分包括环氧大豆油、环氧甘油三酯、环氧乙烷、环氧树脂、环氧动物油中的至少一种。5.根据权利要求1所述的PVC泡沫芯材，其特征在于，所述酸酐包括六氢苯酐、甲基六氢苯酐、马来酸酐、丁二酸酐、均苯四甲酸二酐或顺-环己烷-1,2-二羧酸酐中的至少一种。6.根据权利要求1所述的PVC泡沫芯材，其特征在于，所述填料为有机填料或无机填料，所述有机填料包括壳聚糖、胺基改性聚己内酯、甲壳素、生物碱中的一种或至少两种的混合物。7.根据权利要求1所述的PVC泡沫芯材，其特征在于，所述原料还包括胺基组分，所述胺基组分的加入量占其他原料总量的1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文宇，
申请(专利权)人：武汉普优瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42