PVC木塑復合材料配方體系

PVC木塑復合材料配方一般由PVC樹(shù)脂、無(wú)機填充物（木粉、碳酸鈣）、潤滑劑、穩定劑、發(fā)泡劑、發(fā)泡調節劑、色粉和其他相關(guān)助劑（增塑劑、增韌劑、偶聯(lián)劑）等組成。

PVC木塑復合材料

（1）PVC樹(shù)脂。國內以SG*型PVC樹(shù)脂為主，其流動(dòng)性好，有利于發(fā)泡。

（2）填充物?；緸槔w維木粉［一般用1*0~180 μm（80~100目）的木粉，且用楊木粉較多］，碳酸鈣根據質(zhì)量要求和生產(chǎn)工藝的不同，可以使用輕質(zhì)碳酸鈣或者粒徑11~1* μm（400~1 2*0目）的重質(zhì)碳酸鈣，部分木塑地板使用粗粉重質(zhì)碳酸鈣加工。

（*）偶聯(lián)劑?？山鉀Q強極性木材與弱極性塑料之間界面相容性差的難題。木材和塑料的相容性差主要是因為木材表面有豐富的極性基團——羥基，表現為親水性；而塑料表面是非極性的，表現為憎水性，所以，當木材的比例過(guò)大時(shí)，復合材料的性能較差；但木材比例若過(guò)小，則又達不到對復合材料性能的要求。通?？梢圆捎靡肱悸?lián)劑的方法提高相容性，偶聯(lián)劑的性質(zhì)要介于前兩種材料之間，起到偶聯(lián)或架橋的作用。偶聯(lián)劑起“分子橋”的作用，在木材和塑料之間形成共價(jià)鍵或絡(luò )合鍵。一方面，偶聯(lián)劑與木材羥基中的氧鍵合，減少了木材表面的羥基數目，從而提高木材的疏水性，降低其表面張力；另一方面，偶聯(lián)劑與塑料基體存在一定的物理作用。

（4）穩定劑。用于PVC生產(chǎn)的穩定劑有復合鉛鹽穩定劑、有機錫穩定劑、鈣鋅系穩定劑等。國內一般用于木塑復合材料的穩定劑是復合鉛鹽穩定劑，它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，熱穩定性好；缺點(diǎn)是有毒，不環(huán)保。復合鉛鹽穩定劑所占比例基本在*0%左右。

（*）增塑劑。一些玻璃化轉變溫度和熔融流動(dòng)黏度較高的樹(shù)脂（如硬質(zhì)PVC）與木粉進(jìn)行復合時(shí)加工困難，常須添加增塑劑來(lái)改善其加工性能。增塑劑分子結構中含有極性和非極性?xún)煞N基團，在高溫剪切力作用下，它能進(jìn)入聚合物分子鏈中，通過(guò)極性基團互相吸引形成均勻穩定體系，而它較長(cháng)的非極性分子的插入減弱了聚合物分子的相互吸引，從而使加工容易進(jìn)行。在木塑復合材料中常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）、癸二酸二辛酯(DOS)等。如在PVC木塑復合材料中加入增塑劑DOP可以降低加工溫度，減少木粉分解和發(fā)煙；隨著(zhù)增塑劑DOP含量的增加，復合材料的拉伸強度下降而斷裂伸長(cháng)率增加。

PVC木塑復合材料

（6）潤滑劑。木塑復合材料常須加入潤滑劑來(lái)改善熔體的流動(dòng)性和擠出制品的表面質(zhì)量，所使用的潤滑劑分為內潤滑劑和外潤滑劑。內潤滑劑的選擇與所用的基體樹(shù)脂有關(guān)，它必須與樹(shù)脂在高溫下具有很好的相容性，并產(chǎn)生一定的增塑作用，降低樹(shù)脂內分子間的內聚能，削弱分子間的相互摩擦力，以達到降低樹(shù)脂熔融黏度、改善熔融流動(dòng)性的目的。外潤滑劑在塑料成型加工中實(shí)際上起了樹(shù)脂與填料之間界面潤滑的作用，其主要功能是促進(jìn)樹(shù)脂粒子的滑動(dòng)。通常一種潤滑劑往往兼備內、外兩種潤滑性能。潤滑劑對模具、料筒、螺桿的使用壽命，擠出機的生產(chǎn)能力，生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，制品表面的光潔度及低溫沖擊性能都有一定的影響。常用的潤滑劑有硬脂酸、聚乙烯蠟、硬脂酸鉛、聚酯蠟、乙撐雙脂肪酸酰胺、石蠟、氧化聚乙烯蠟等。

（*）著(zhù)色劑。在木塑復合材料的使用過(guò)程中，木粉中的可溶物質(zhì)易遷移到產(chǎn)品表面，使產(chǎn)品脫色，并最終變成灰色。適用于PVC木塑復合材料的色粉一般有黃、紅、黑、白等顏色。黃、紅兩種色粉可分為無(wú)機色粉和有機色粉。無(wú)機色粉的優(yōu)點(diǎn)是在耐候性和抗遷移、耐高溫等方面優(yōu)于有機色粉，缺點(diǎn)是添加量大，對于較鮮艷的顏色不適用，但價(jià)格便宜；有機色粉則反之。

（8）發(fā)泡劑。木塑復合材料具有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于樹(shù)脂與木粉的復合，制品的延展性和耐沖擊性降低，材料脆，密度也比傳統木制品大近2倍，限制了它的廣泛使用。而經(jīng)發(fā)泡后的木塑復合材料由于存在良好的泡孔結構，可鈍化裂紋尖端并有效阻止裂紋的擴張，從而顯著(zhù)提高了材料的沖擊性能和延展性，且大大降低了制品的密度。發(fā)泡劑種類(lèi)很多，常用的主要有吸熱型發(fā)泡劑(如碳酸氫鈉)和放熱型發(fā)泡劑(如偶氮二甲酰胺AC)兩種，其熱分解行為不同，對聚合物熔體的黏彈性和發(fā)泡形態(tài)有著(zhù)不同的影響，因而要根據制品的使用要求選擇適當的發(fā)泡劑。

（*）紫外線(xiàn)穩定劑及其他。紫外線(xiàn)穩定劑使復合材料中的聚合物不發(fā)生降解或力學(xué)性能下降。另外，為了使復合材料能保持良好的外觀(guān)和完美的性能，常須加入防菌劑（防菌劑的選擇要考慮木粉的種類(lèi)、添加量、復合材料使用環(huán)境中的菌類(lèi)、產(chǎn)品的水含量等多種因素）。利用高效綠色穩定劑提高擠出過(guò)程中復合材料的熱穩定性，并結合使用高彈性和流動(dòng)性好的加工助劑和沖擊改性劑，可使填料含量提高，擠出過(guò)程平穩，發(fā)泡均勻；通過(guò)采用低吸熱技術(shù)和對抗氧化、遮光材料技術(shù)的優(yōu)化，能減少基體材料和助劑的用量，極大地提高材料的耐候性和力學(xué)性能。在原料、設備和模具改進(jìn)的基礎上，對成型溫度、牽引速度、擠出速度等進(jìn)行深入研究，可提高擠出速率，擠出高品質(zhì)的PVC木塑復合材料。