本发明属于聚氯乙烯泡沫,具体涉及一种硬质聚氯乙烯泡沫材料及其制备方法。
背景技术:
1、聚氯乙烯泡沫材料是以聚氯乙烯树脂为主体,加入发泡剂及其它助剂制成的泡沫材料。聚氯乙烯泡沫材料分硬质和软质两类,硬质聚氯乙烯交联泡沫材料的原料组分主要包括聚氯乙烯树脂、发泡剂(如偶氮二异丁腈和偶氮二甲酰胺)、异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯)和酸酐(如马来酸酐、六氢苯酐)。其制备方法是:先将固体物料和液体物料混合得到糊状物料,然后将糊状物料倒入模具中,在一定压力下升温至发泡温度,保温发泡,发泡结束,降温开模,得到含有许多微小气泡的预发泡体,最后将预发泡体置于热水或者蒸汽中加热膨胀,同时扩散进预发泡体内的水分会和异氰酸酯与酸酐发生一系列反应,产生二氧化碳气体,并在泡沫体中形成交联结构,固化得到硬质泡沫。硬质聚氯乙烯泡沫塑料具有良好的机械性能、化学性能稳定、耐腐蚀、不吸水、不易燃烧、价格便宜等优点,在包装、保温、风电等领域具有广泛应用。
2、硬质聚氯乙烯泡沫材料采用化学发泡技术,发泡剂分解、泡沫的形成需要在一定温度和一定压力下进行。但是发明人通过研究发现,由于pvc树脂本身热稳定性较差,在模压过程中发泡剂的分解和pvc凝胶是放热过程,在保温温度过高的情况下内外温度差较小,导致物料释放的热量不能及时传递,进一步导致模具内的物料由外层至内层温度增高,高于保温温度,温度越高pvc越容易分解,且分解的越快;pvc分解会有明显的颜色变化,pvc分解越多颜色越深,聚氯乙烯泡沫材料由外到内黄色逐渐加深,颜色可至棕色,有明显的色差,加入颜料后色差不能被覆盖;最主要的是pvc的分解会导致力学性能降低;另外pvc分解产生的氯化氢有腐蚀性,对模具不友好,氯化氢对发泡过程也有影响。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种硬质聚氯乙烯泡沫材料及其制备方法,能够有效降低pvc在发泡过程中的分解,提高硬质聚氯乙烯泡沫材料的力学性能,同时有效解决硬质聚氯乙烯泡沫材料的色差问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种硬质聚氯乙烯泡沫材料的制备方法,包括:
3、将原料加入搅拌釜中混合;
4、将搅拌釜抽真空至0.08~0.1mpa,并同时搅拌20~50min,至无明显气泡,然后将物料放入模具中;
5、将模具放置在加热装置上,加压至180~250kg,第一阶段温度升至155~165℃保温10~40min,第二阶段继续升温至168~180℃保温5~30min;然后降压降温,泄压后开模取出胚体;
6、对胚体进行发泡得到膨胀体;
7、将膨胀体固化后得到硬质聚氯乙烯泡沫材料原板。
8、在本申请的一实施例中,所述原料按重量份数计包括:聚氯乙烯糊树脂100份,异氰酸酯20~150份,酸酐0~30份,发泡剂1~20份,环氧大豆油0~30份,表面活性剂0.05~5份,热稳定剂0~10份。
9、在本申请的一实施例中,所述原料按重量份数计包括:聚氯乙烯糊树脂100份,异氰酸酯70~120份,酸酐4~15份,发泡剂2~15份,环氧大豆油1~25份,表面活性剂0.05~5份,热稳定剂0~5份。
10、在本申请的一实施例中,所述原料还包括≥0份的颜料。
11、在本申请的一实施例中,所述将原料加入搅拌釜中混合的方法包括:
12、将液体原料使用计量泵导入到行星搅拌釜中,在20~30℃混合30min;
13、将固体粉料加入搅拌釜中,在20~30℃混合5~10min;
14、将pvc糊树脂加入搅拌釜中,在20~30℃混合1~5min;
15、清理釜壁未搅拌充分的物料至釜中,在20~30℃混合1~5min。
16、在本申请的一实施例中,所述对胚体进行干发、湿法得到膨胀体的方法包括:将胚体放入干烘箱中80~120℃干发1~4h,继续放入湿发烘箱中80~100℃湿发2~7h得到膨胀体。
17、在本申请的一实施例中,将膨胀体放入60~80℃固化房,采用喷淋加热方式固化,固化5~30天,得到硬质聚氯乙烯泡沫材料原板。
18、在本申请的一实施例中,所述聚氯乙烯糊树脂的b型粘度在2500~4000cps。
19、在本申请的一实施例中,所述异氰酸酯为改性的二苯甲烷二异氰酸酯与异氰酸酯亚甲基聚亚苯基酯的混合物,两者重量比为15:1~1:1;其中
20、所述改性的二苯甲烷二异氰酸酯按重量份数包括:50~70份二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯;25~70份碳二亚胺改性的mdi;1~2.5份的二苯基甲烷-2,4’-二异氰酸酯。
21、在本申请的一实施例中,所述酸酐为甲基六氢苯酐与六氢苯酐的混合物,两者重量比为1:1~1:3;
22、所述发泡剂为改性的偶氮二甲酰胺与偶氮二异丁腈的混合物,两者重量比为1:1~1:3;其中
23、所述改性的偶氮二甲酰胺为重量含0.1~0.2%碳氢酸钠的偶氮二甲酰胺,混合物的粒径范围为4~20微米;
24、所述表面活性剂为有机硅聚醚共聚物;
25、所述热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种,或两者的混合物,混合比例为硬脂酸锌:硬脂酸钙=1:5~1:20。
26、又一方面,本发明还提供了一种如上所述的硬质聚氯乙烯泡沫材料的制备方法制备的硬质聚氯乙烯泡沫材料,所述硬质聚氯乙烯泡沫材料的密度45~300kg/m3。
27、本发明的有益效果是,本发明的硬质聚氯乙烯泡沫材料的制备方法采用分阶段保温发泡,在第一阶段发泡剂大部分分解,放出的热量最多,由于保温温度不高,内外温差大,放出的热量经过传热不足使材芯物料温度过高,有效的降低了pvc的分解;第二阶段使pvc充分凝胶,形成完整的泡沫。换言之,本发明通过降低pvc的分解提高了硬质聚氯乙烯泡沫材料的性能,有效的解决了色差问题,降低了产生的氯化氢对设备的腐蚀及对发泡过程的影响。
28、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
29、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
1.一种硬质聚氯乙烯泡沫材料的制备方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,
7.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,
8.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,
9.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,
10.一种如权利要求1-9任一项所述的硬质聚氯乙烯泡沫材料的制备方法制备的硬质聚氯乙烯泡沫材料,其特征在于,
