[发明专利]一种PVC木塑结皮发泡基材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于木塑材料技术领域，具体涉及一种PVC木塑结皮发泡基材及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料（Wood-PlasticComposites,WPC）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的新型环保板材，主要用于建材、家具、物流包装等行业。

我国是一个贫油富煤国家，人口众多，在快速发展过程中，能源需求量大，其中火力发电占70%以上，每年的固硫灰、固硫灰渣排放量已达1.5亿万吨左右。

目前，固硫灰综合利用方向窄，固硫灰再利用量远低于固硫灰的排放量，大量未被二次利用的固硫灰堆放，不仅土地资源占用量大，而且危害生态环境，因此，亟需将其资源化处置。

高钙固硫灰（CAFs）是循环流化床锅炉炉内脱硫生产过程中，产生的一种固体粉尘。循环流化床锅炉炉内脱硫是在煤粉中加入一定比例的碳酸钙，在850℃～900℃下燃烧过程中，煤粉中的硫氧化后与碳酸钙反应，生成亚硫酸钙和硫酸钙固体颗粒，以及过量碳酸钙分解为氧化钙颗粒，通过烟气除尘器收集的粉尘中所含钙、硫都比普通粉煤灰高，因此称为高钙固硫灰，通过排渣系统排放的粗颗粒，称为固硫渣。

高钙固硫灰的综合利用，目前尚缺少成熟的技术，诸多研究者普遍关注将固硫灰作为建筑材料原料综合利用的研究，主要应用方向有混凝土掺合料、水泥混合料和膨胀剂等，如中国专利CN104326722A、CN103011367A、CN102850012A、CN103979894A、CN103253900A和CN103936456A。但是这些研究也存在局限性，对固硫灰的利用率远远不能满足日益增多的固硫灰大量堆积问题。

经过发明人长时间的研究，本公司利用固硫灰为填料，采用锥形双螺杆三层共挤技术生产PVC木塑发泡基材，提高了废料高钙固硫灰的利用率，拓宽了固硫灰的应用领域。但是在本工艺中，固硫灰未做处理，直接和其他的填料混合，利用三层共挤技术生产PVC木塑发泡基材，这样的生产工艺将有以下不足，第一，由于未处理的固硫灰与PVC界面不相容，未处理的固硫灰在复合材料中可形成应力集中点，将会降低PVC木塑发泡基材的性能如抗落锤冲击强度、抗弯强度等力学性能；第二，在使用未预处理固硫灰作为PVC木塑发泡基材的填料时，为了保证材料的力学性能，不得不采用三层共挤技术，使发泡基材两面形成约1~2mm的共挤皮层，导致发泡基材用料多，密度大，在如广告板、建筑模板领域使用，材料成本高，不易搬运；第三，采用三层共挤工艺技术，由于该技术采用两台挤出机同时挤出，设备投入大、能耗高，且三层共挤工艺难度大，挤出速度慢，生产效率低。

发明内容：

本发明目的在于提供一种用改性后的固硫灰作为填料，生产一种PVC木塑结皮发泡基材及其制备方法。

为达到上述目的，所述PVC木塑结皮发泡基材由以下重量份数的原料制成：

PVC-SG5：100份；800~1500目改性固硫灰：20~70份；偶联剂：固硫灰质量的1~5%；木粉：10~45份；稳定剂：3~7份；增塑剂：0.7~1.9份；增韧改性剂：3~17份；外润滑剂：0.4~1.5份；内润滑剂：0.1~1份；高温润滑剂：0.1~1份；高温发泡剂：0.3~0.7份；低温发泡剂：0.3~0.7份；发泡调节剂：4~8份。

其中，所述偶联剂选自硅烷偶联剂KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、钛酸酯、铝酸酯中的一种；

所述木粉是选自80-100目，水分质量分数小于等于4%的木粉；

所述稳定剂选自江西宏远化工PVC板材专用铅盐稳定剂（型号307）、广东炜林纳WWL-2型号铅盐稳定剂或广东炜林纳WWP-B型号稀土钙锌多功能热稳定剂中的一种；

所述增塑剂为丙烯酸酯类聚合物；

所述增韧改性剂为CPE（氯化聚乙烯）、MBS（甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）、NBR（丁二烯与丙烯腈共聚物）、或EVA（乙烯—醋酸乙烯共聚物）中的一种；

所述的外润滑剂选自PE蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸的一种；

所述内润滑剂为硬脂酸钙、羟基硬脂酸、单硬脂酸甘油酯、硬脂醇、酯蜡、皂化蜡中的一种；

所述高温润滑剂为季戊四醇、氧化聚乙烯蜡中的一种；

所述高温发泡剂为偶氮二甲酰胺，低温发泡剂为碳酸氢钠，

所述发泡调节剂为丙烯酸脂类聚合物。