宜春原油投资协会

PVC木塑配方工艺及与PE木塑对比分析

CPVC橡塑2018-11-08 22:35:35



众所周知,家庭装修已经成为我们每个人必须面对的课题,而近年来逐渐暴露出家装材料污染室内环境致病致癌事件越来越多,罪魁祸首就是家装板材。那么,PVC下游产品都有哪些特点及优势呢?众所周知,PVC绿色家装材料主要分PVC木塑、PVC石塑两大类产品,其中尤以PVC木塑产品应用最为广泛。当然除了PVC木塑产品以外,还有石塑等其他产品,都已经成为家装行业的新型绿色环保材料。


PVC木塑复合材料,是利用聚氯乙烯树脂代替通常的树脂胶粘剂与20%-35%的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料,再经挤塑、模压、注塑成型等塑料加工工艺,生产出的板材或异型材,主要应用到室内装修代替实木板、人造板。PVC木塑复合材料的最大特性在于它同时具备了天然木材和树脂材料两种不同材质的基础材料的双重优点,在克服木材尺寸稳定性差、易燃、易潮、易腐、易蛀、易滋生霉菌等缺点同时,又避免了单纯树脂材料高温蠕变、低温易脆等不足,真正实现零甲醛。


用于木塑的木粉有木粉,竹粉,稻壳粉,麦杆,花生壳,甘蔗渣等,用于木塑的树脂有PVC,PE,PP,其中PE占70%,PVC占13%,PP占17%。由于石油价格的上涨,导致以石油为原料的PE,PP的价格上涨,而PVC价格平稳,给PVC基础材料的的塑木复合材料一个发展的机会。当然并是不成本低我们就可以忽略这些对制品物力力学性能有很大的影响,我们通过实际生产,可以具体分析一下。

 

首先我们要知道木粉的主要成份是纤维素+木质素+半纤维素,另外其它有机物和水份,在实际生活中得加上树脂粉的。

 

PVC+木粉等植物纤维混合物混匀,在170℃双辊筒塑炼机上混炼5min,取片,压片,制样,缺口冲击强度按GB1843-80标准在ZBC-25B型摆锤冲击试验机上进行;拉伸性能按GB/T1040-92标准在CMT6104型万能电子试验机上进行。弯曲性能按GB1042-79标准测试。将冲击样条用液氮冷却,然后脆断,在断面上真空镀金,通过扫描电镜进行扫描。

 

一、木粉的水份在生产过种的影响力变量

 

通过实验,我们发现将木粉加热时,水份首先蒸发,然后是木质素的易分解部分发生分解,进一步升温纤维素氧化分解,最后木质素发生分解。用未烘干或烘干处理不到位的木粉填充改性塑料时,由于木粉中残留的水份及木粉中的低沸点挥发性物质的存在,使样品中有相当的气泡存在,故材料的力学性能受到明显影响;同时,适当的加热处理也可避免在加工过程中出现“烧”的现象,并保证加工顺利,制品光亮,色泽正常。因此,木粉在填充前须进行干燥。

 

木竹粉在加热初期,重量减量值比较大,因为加热时,竹粉水份挥发,1小时后,竹粉减量值基本不变,在110℃、130℃下木粉减重主要是水份挥发。而在温度150℃下,竹粉在加热初期,重量减量值比较大,主要是失去水份,但随着加热时间延长,竹粉减量值变得比较平缓,这时竹粉主要是失去低沸点挥发性物质。加热时,如温度低,时间短,木粉减量不足3%,如温度高,加热时间长,木粉无限减量,是无意义和不经济的。从性能和经济二方面结合考虑,木粉加热温度在110℃、130℃,减量范围5-10%为宜。

 

 

二、树脂的选择对制品力学性能的影响

  

木粉高填充,会影响PVC的塑化性能和加工流动性,得根据树脂的熔体流动速率(MFR)去选择树脂的型号,MFR对复合材料性能也有一定影响,在相同加工工艺条件下,树脂的MFR较高,木粉的总体浸润性较好,木粉的分布也越均匀,而木粉的浸润性和分布影响复合材料的机械性能,尤其是冲击强度。

 

聚氯乙烯的聚合度越小,树脂的MFR越高,我们通过PVC树脂厂家提供的参数不难看出,PVC SG-7或PVC SG-8的粘数较低,MFR较高,因此,PVC SG-7或PVC SG-8比较适合做PVC/木塑复合材料的基体树脂。

 

 

三、木粉选择对制品力学性能的影响

 

木粉是由机械粉碎而成,不同粒径的木粉在粉碎过程中所承受的力是不同的,因此不同粒径的木粉具有不同的表面粗糙度和长径比,并且木材本身的“微泡结构”所遭受的破坏程度不同。木粉的粒径越大,其表面的粗糙度越大,木材的表面的粗糙度对性能影响表现为:

 

①木材与塑料形成良好浸渍;

 

②在界面形成较深的界面扩散和机械互锁。

 

如不能在界面形成较深的界面扩散和机械互锁,意味着在界面形成空洞,导致材料性能下降。我们采用60目、100目、300目的木粉填充PVC,用以下配方

PVC粉 SG-7             100

稳定剂                        3.5

内、外润滑剂            0.5~2.0

AC发泡剂                  0.3~0.5

ACR发泡加工助剂   5.0~8.0

填料                           4.0~6.0

阻燃剂                       2.0~3.0

成核剂                       0.2~0.7

增塑剂                       5.0~10.0

改性处理木粉          20.0~30.0

内、外润滑剂          0.5~2.0

AC发泡剂                0.3~0.5

ACR发泡加工助剂   5.0~8.0

填料                            4.0~6.0

阻燃剂                        2.0~3.0

成核剂                        0.2~0.7

增塑剂                        5.0~10.0

改性处理木粉            20.0~30.0

 

我们发现随着填充PVC木粉粒径的变化,PVC/木粉复合材料的冲击强度和弯曲强度出现先上升后下降的趋势,这种趋势被PVC/木粉复合材料电镜所证实,60目木粉,表面粗糟度高,结构疏松,PVC树脂未能向木粉中渗透,裸露颗粒较多,木粉周围空洞较多;300目木粉,粒径小,木粉易团聚;这些缺陷形成应力集中,在较小的作用力下,容易断裂。而100目木粉,粒径适中,PVC树脂和木粉界面相容性好,所以,冲击强度和弯曲强度出现最大值。

 

 

通过实验我们总结为:PVC SG-7或PVC SG-8比较适合做PVC/木塑复合材料的基体树脂;100目木粉,粒径适中,和PVC树脂相容性好,冲击强度和弯曲强度出现最大值;木粉填充PVC事先的干燥温度110℃为好。



PE木塑和PVC木塑的区别

PE木塑的优点:

PE木塑材料有优秀的防水性和防腐性,硬度高,受热易变型屈曲,但认为合适而使用加厚或多孔空心结构效果好。

PE木塑的缺点

1. 抗氧气化和抗光分解能力较差,就算加入抗氧化剂和UV,效果也不太理想,还会影响产品强度和色牢度;

2. 产品室外生存的年限有限

3. 产品外表颜色纯一,没有木质感,外观效果较差。

 

PVC木塑的优点

1. PVC木塑产品可以用新料,也可以用旧料做(而PE用新料做则成本较高,产品没有办法走进市场),改性也比较容易,添加的量根据产量而定。

2. PVC可以做成低发泡的木塑产品,这样成本更低,认为合适可使用共挤形式(双料多料共挤或者钢塑共挤),强度和木纹感都不错。

3. PVC可以二次加工,多样外表纹饰或油漆涵盖UV漆,产品好看且色牢度好。

4. PVC木塑制品的防水防腐性能一样优良。

 

PE木塑和PVC木塑的差别

1. 制法不同:PE木塑制品的制备主要采购冷推法,PVC木塑制品可分真空成型,冷推法和三辊遏抑。

2. 原料不通:PE的木塑材料主要以PE的二,三级回收料加木粉、钙粉和少量改性剂,制造PVC木塑的材料主要是PVC树脂粉,PVC回收料,木粉,石粉和部分改性剂等等。

3. 性能不同:PE木塑产品重,硬度高,脆性大,蠕变也大,。PVC木塑产品重量轻,硬度差,韧性好,有蠕变,没有PE木塑产品大。

4. 用途不同:PE木塑产品主要以室外园林建设为主,绿可木如护栏,地板,垃圾桶,花池,托盘等等,PVC木塑主要是室内装饰为主,如门,地板,踢脚线,门套等等

5. 木塑还有一个较好的门类-ABS木塑,ABS木塑易加工,强度好, 也可以做木纹效果,好看不易损坏。


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