一種用于制作高速公路用立柱的發(fā)泡塑料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制作高速公路用立柱的復(fù)合發(fā)泡塑料，其配方按重量份計(jì)算包括：PVC樹酯100份、穩(wěn)定劑3-5份、硬脂酸1-3份、輕質(zhì)碳酸鈣10-20份、增韌劑10-30份、塑化改性劑5-15份、發(fā)泡劑0.5-1份、熒光粉0.5-3份、著色劑0.5-3份、UV粉0.5-3份和光亮劑0.1-0.8份。所述復(fù)合發(fā)泡塑料的制備是將上述配方中的原料進(jìn)行高混、冷混、擠出、發(fā)泡、急冷成型、檢驗(yàn)、打包后入庫(kù)。采用所述復(fù)合發(fā)泡塑料制備的高速公路用立柱抗沖擊性能好、成本低，使用壽命長(zhǎng)，而且車輛碰撞時(shí)具有良好的緩沖性，減少了人車二次傷害，同時(shí)環(huán)保無(wú)污染。
【專利說(shuō)明】一種用于制作高速公路用立柱的發(fā)泡塑料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制作高速公路用立柱的發(fā)泡塑料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高速公路用立柱一般是采用鋼板沖壓制成，鋼板雖然硬度大，但不耐腐蝕，而且隨著高速公路的快速發(fā)展，用鋼量與日俱增，導(dǎo)致成本增高。因此近年來(lái)逐漸選用其他材料來(lái)替代鋼材。
[0003]聚氯乙稀是世界上用途最廣的塑料品種之一，具有阻燃、耐腐蝕、絕緣、耐磨損、價(jià)格低廉、原材料來(lái)源廣泛等優(yōu)良的綜合性能，但在使用的過(guò)程中，PVC也暴露出加工性能不佳、缺口沖擊強(qiáng)度低、熱穩(wěn)定性差、耐候性差等缺點(diǎn)大大限制了它在某些領(lǐng)域的使用。圍繞上述因素，人們做了大量的工作，大部分集中通過(guò)采用添加穩(wěn)定劑來(lái)改善聚氯乙烯材料的熱敏性和熱降解性，比如大量使用鉛鹽和金屬皂類穩(wěn)定劑來(lái)實(shí)現(xiàn)PVC材料的潤(rùn)滑性、光穩(wěn)定性及耐候性的提升，但是由于這些穩(wěn)定劑具有分散性差且易硫化污染，因此其使用受到逐漸受到限制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合發(fā)泡材料，不僅具有高的強(qiáng)度和剛性，而且具有不易變形、耐磨、吸震、耐腐蝕及熒光和反光的效果，特別適用于制作高速公路用立柱來(lái)替代現(xiàn)有鋼材立柱。 [0005]所述發(fā)泡塑料的配方按重量份計(jì)算，包括:
聚氯乙烯(PVC)樹酯100份、穩(wěn)定劑3-5份、硬脂酸1-3份、輕質(zhì)活性碳酸鈣10-20份、增韌劑10-30份、塑化改性劑5-15份、發(fā)泡劑0.5-1份、熒光粉0.5-3份、著色劑0.5-3份、UV粉0.5-3份和光亮劑0.1-0.8份。
[0006]所述增韌劑選自甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS樹酯)、鄰苯二甲酸酯、丁苯橡膠和氯化聚乙烯(CPE )。
[0007]所述發(fā)泡劑為EHM204和/或EHM401。
[0008]所述塑化改性劑為苯乙烯-丙烯腈共聚物和丙烯酸酯樹酯(ACR)的混合物，其中苯乙烯-丙烯腈共聚物與丙烯酸酯樹酯(ACR)的重量比為3-1:1。
[0009]所述穩(wěn)定劑是硬脂酸稀土與三堿式硫酸鉛和/或二堿式硫酸鉛和/或納米碳酸鈣組成的稀土復(fù)合穩(wěn)定劑，其中三堿式硫酸鉛和/或二堿式硫酸鉛和/或納米碳酸鈣占稀土復(fù)合穩(wěn)定劑總量的30-50wt%。
[0010]所述光亮劑選自石臘、PE臘或硬脂酸鈣。
[0011]所述著色劑為白色、綠色、藍(lán)色、紅色、黃色的色料。
[0012]所述發(fā)泡塑料還可以進(jìn)一步添加10-20份增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料選擇玻璃纖維、碳纖維或鋼纖維，通過(guò)添加增強(qiáng)材料，可以進(jìn)一步提高所述復(fù)合發(fā)泡塑料的強(qiáng)度和耐磨性能，從而延長(zhǎng)其使用壽命。[0013]所述發(fā)泡塑料還可以進(jìn)一步添加0.1-3份的抗氧劑，所述抗氧劑選自抗氧劑1010或抗氧劑1076。
[0014]本發(fā)明還提供一種所述發(fā)泡塑料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
a.將所述復(fù)合發(fā)泡塑料的配方中的除發(fā)泡劑外的其它原料依次放入高速加熱混合機(jī)中，在高速攪動(dòng)下升溫至95-105°C，然后加入發(fā)泡劑，再將溫度升至110-120°C進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，得到均勻的膠體預(yù)混料；
b.將得到的膠體預(yù)混料放料到冷卻混合機(jī)中降溫至40-45°C后，將冷卻的膠體預(yù)混料導(dǎo)入塑料擠出機(jī)，控制擠出時(shí)加料段、熔融段、均化段以及反應(yīng)段的溫度依次設(shè)為125-135 °C、145-155 °C、155-165 °C 和 165-175 °C，模頭溫度為約 160°C，口模溫度為約1700C，螺桿轉(zhuǎn)速為10-20r/min，擠出壓力為10_15MPa，預(yù)混料在塑料擠出機(jī)中的停留時(shí)間為 5_7s ；
c.將擠出成型半成品急冷成型，然后將得到的產(chǎn)品檢驗(yàn)、打包以及入庫(kù)。
[0015]本發(fā)明的關(guān)鍵是控制擠出工藝的操作條件，因?yàn)閿D出溫度既影響物料發(fā)泡劑的分解速率和發(fā)氣量，又影響物料熔體的塑化程度和熔體粘度大小。擠出溫度太高，使得物料粘度降低，擠出物的離模膨脹增大，發(fā)泡體密度減小。因此要生產(chǎn)出的良好制品，就必須使物料在擠出發(fā)泡時(shí)粘度與膨脹體相適應(yīng)。另外，擠出壓力與螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)制品的密度有很大影響，擠出壓力和螺桿轉(zhuǎn)速?zèng)Q定熔體所受剪切力的大小，進(jìn)而影響熔體粘度，而熔體粘度是制品密度的決定因素，本發(fā)明所述制備方法中將擠出溫度控制在125-175?范圍內(nèi)，而且四段依次設(shè)為 125-135°C、145-155°C、155-165°C 和 165-175 °C，模頭溫度為 160。。，口模溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn) 速為10-20r/min，擠出壓力為10_15MPa，在此擠出條件下制備的復(fù)合發(fā)泡塑料表面光潔、泡孔均勻。
[0016]本發(fā)明所提供的改性的聚氯乙烯及其制備方法與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
1、本發(fā)明采用稀土類熱穩(wěn)定劑與其他無(wú)機(jī)熱穩(wěn)定劑復(fù)配的稀土復(fù)合穩(wěn)定劑使用，可以保證在滿足無(wú)毒高效的前提下，抑制聚氯乙烯樹酯的分解，提升聚氯乙烯材料的熱穩(wěn)定性能和機(jī)械性能，降低產(chǎn)品的成本和毒性。
[0017]2、本發(fā)明采用EHM204和/或EHM401為發(fā)泡劑，不僅發(fā)泡率高，而且泡孔密度均勻，軟硬度適合。
[0018]3、本發(fā)明降低了改進(jìn)后的加工工藝，不僅有效降低了有毒穩(wěn)定性，從而可以保證在滿足高效的熱穩(wěn)定劑前提下，降低成本和毒性，有效地提升聚氯乙稀的物理力學(xué)性能。
[0019]4、采用所述發(fā)泡塑料制備的高速公路用立柱抗沖擊性能好、成本低，使用壽命長(zhǎng)，而且車輛碰撞時(shí)具有良好的緩沖性，而且不易刮傷汽車，極大地減少了人車的二次傷害，同時(shí)該復(fù)合發(fā)泡塑料環(huán)保無(wú)污染，屬于國(guó)家應(yīng)積極推廣的產(chǎn)品。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
將PVC樹酯100份、硬脂酸稀土 2份、三堿式硫酸鉛0.5份、二堿式硫酸鉛0.5份、硬脂酸1份、輕質(zhì)活性碳酸鈣20份、MBS樹酯30份、苯乙烯-丙烯腈共聚物10份、ACR5份、熒光粉0.5份、鈦白粉0.5份、UV粉1份和PE蠟0.8份依次放入高速加熱混合機(jī)GH-800中，在高速攪動(dòng)下升溫至100°C，然后加入發(fā)泡劑EHM204，再將溫度升至115°C進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，得到均勻的膠體預(yù)混料；將得到的膠體預(yù)混料放料到冷卻混合機(jī)LH-2500中降溫至40°C后，將冷卻的膠體預(yù)混料導(dǎo)入塑料擠出機(jī)SJ-65/132，控制擠出時(shí)加料段、熔融段、均化段以及反應(yīng)段的溫度依次設(shè)為130°C、150°C、16(TC和170°C，模頭溫度為160°C，口模溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為20r/min，擠出壓力為lOMPa，預(yù)混料在塑料擠出機(jī)中的停留時(shí)間為5s ；.將擠出成型半成品急冷成型，然后將得到的復(fù)合發(fā)泡塑料產(chǎn)品檢驗(yàn)、打包以及成品入庫(kù)。
[0021]實(shí)施例2
將PVC樹酯100份、硬脂酸稀土 3份、納米碳酸鈣1份、硬脂酸1份、輕質(zhì)活性碳酸鈣10份、鄰苯二甲酸酯10份、苯乙烯-丙烯腈共聚物5份、ACR 5份、熒光粉3份、酞菁綠3份、UV粉3份和石蠟0.5份依次放入高速加熱混合機(jī)GH-800中，在高速攪動(dòng)下升溫至100°C，然后加入發(fā)泡劑EHM401，再將溫度升至115°C進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，得到均勻的膠體預(yù)混料；將得到的膠體預(yù)混料放料到冷卻混合機(jī)LH-2500中降溫至40°C后，將冷卻的膠體預(yù)混料導(dǎo)入塑料擠出機(jī)SJ-65/132，控制擠出時(shí)加料段、熔融段、均化段以及反應(yīng)段的溫度依次設(shè)為130°C、150°C、160°C和170°C，模頭溫度為約160°C，口模溫度為約170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為10r/min，擠出壓力為15MPa，預(yù)混料在塑料擠出機(jī)中的停留時(shí)間為6 s ；.將擠出成型半成品急冷成型，然后將得到的產(chǎn)品檢驗(yàn)、打包以及成品入庫(kù)。
[0022]實(shí)施例3
將PVC樹酯100份、硬脂酸稀土 2份、三堿式硫酸鉛0.5份、二堿式硫酸鉛0.5份、硬脂酸1份、輕質(zhì)活性碳酸鈣20份、丁苯橡膠30份、苯乙烯-丙烯腈共聚物10份、ACR 5份、鋼纖維10份、熒光粉0.5份、氧化鐵紅0.5份、UV粉1份和光亮劑0.8份依次放入高速加熱混合機(jī)GH-800中，在高速攪 動(dòng)下升溫至100°C，然后加入發(fā)泡劑EHM204，再將溫度升至115°C進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，得到均勻的膠體預(yù)混料；將得到的膠體預(yù)混料放料到冷卻混合機(jī)LH-2500中降溫至40°C后，將冷卻的膠體預(yù)混料導(dǎo)入塑料擠出機(jī)SJ-65/132，控制擠出時(shí)加料段、熔融段、均化段以及反應(yīng)段的溫度依次設(shè)為130°C、150°C、160°C和170°C，模頭溫度為160°C，口模溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為20r/min，擠出壓力為lOMPa，預(yù)混料在塑料擠出機(jī)中的停留時(shí)間為5s ；.將擠出成型半成品急冷成型，然后將得到的產(chǎn)品檢驗(yàn)、打包以及成品入庫(kù)。
[0023]實(shí)施例4
將PVC樹酯100份、硬脂酸稀土 3份、納米碳酸鈣1份、硬脂酸1份、輕質(zhì)活性碳酸鈣10份、CPE 10份、苯乙烯-丙烯腈共聚物5份、ACR 5份、抗氧劑(1076) 3份、熒光粉3份、酞菁綠3份、UV粉3份和石蠟0.5份依次放入高速加熱混合機(jī)GH-800中，在高速攪動(dòng)下升溫至10(TC，然后加入發(fā)泡劑EHM401，再將溫度升至115°C進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，得到均勻的膠體預(yù)混料；將得到的膠體預(yù)混料放料到冷卻混合機(jī)LH-2500中降溫至40°C后，將冷卻的膠體預(yù)混料導(dǎo)入塑料擠出機(jī)SJ-65/132，控制擠出時(shí)加料段、熔融段、均化段以及反應(yīng)段的溫度依次設(shè)為130°C、150°C、16(TC和170°C，模頭溫度為約160°C，口模溫度為約170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為10r/min，擠出壓力為15MPa，預(yù)混料在塑料擠出機(jī)中的停留時(shí)間為6 s ；.將擠出成型半成品急冷成型，然后將得到的產(chǎn)品檢驗(yàn)、打包以及成品入庫(kù)。
[0024]經(jīng)測(cè)定，本發(fā)明所述復(fù)合發(fā)泡塑料的拉伸強(qiáng)度≤90MPa，彎曲強(qiáng)度> 150Mpa，沖擊強(qiáng)度> 5KJ/m2，維卡軟化溫度> 85°C，脆性溫度< _35°C，扁平試驗(yàn)無(wú)破裂，完全符合JT/T281-200和JTCD81-2006的標(biāo)準(zhǔn)，用該復(fù)合發(fā)泡塑料制備的高速公路用立柱經(jīng)檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用都取得了很好的效果，不僅抗沖擊性能好、成本低，使用壽命長(zhǎng)，而且車輛碰撞時(shí)具有良好的緩沖性， 減少了人車的二次傷害，同時(shí)環(huán)保無(wú)污染，屬于國(guó)家應(yīng)大力推廣的替代鋼材的產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制作高速公路用立柱的復(fù)合發(fā)泡塑料，其特征在于所述復(fù)合發(fā)泡塑料的配方按重量份計(jì)算，包括: 聚氯乙烯(PVC)樹酯100份、穩(wěn)定劑3-5份、硬脂酸1-3份、輕質(zhì)活性碳酸鈣10-20份、增韌劑10-30份、塑化改性劑5-15份苯乙烯-丙烯腈共聚物5-10份、丙烯酸酯樹酯(ACR)2-5份、發(fā)泡劑0.5-1份、熒光粉0.5-3份、著色劑0.5_3份、UV粉0.5_3份和光亮劑0.1-0.8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于制作高速公路用立柱的復(fù)合發(fā)泡塑料，其特征在于:所述增韌劑選自甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS樹酯)、鄰苯二甲酸酯、丁苯橡膠和氯化聚乙烯(CPE);而且所述發(fā)泡劑為EHM204和/或EHM401。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于制作高速公路用立柱的復(fù)合發(fā)泡塑料，其特征在于:所述塑化改性劑為苯乙烯-丙烯腈共聚物和丙烯酸酯樹酯(ACR)的混合物，其中苯乙烯-丙烯腈共聚物與丙烯酸酯樹酯(ACR)的重量比為3-1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于制作高速公路用立柱的復(fù)合發(fā)泡塑料，其特征在于:所述穩(wěn)定劑是硬脂酸稀土與三堿式硫酸鉛和/或二堿式硫酸鉛和/或納米碳酸鈣組成的稀土復(fù)合穩(wěn)定劑，其中三堿式硫酸鉛和/或二堿式硫酸鉛和/或納米碳酸鈣占稀土復(fù)合穩(wěn)定劑總量的30-50wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于制作高速公路用立柱的復(fù)合發(fā)泡塑料，其特征在于:所述光亮劑為石蠟、PE蠟或硬脂酸鈣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于制作高速公路用立柱的復(fù)合發(fā)泡塑料，其特征在于所述著色劑為白色、綠色、藍(lán)色、紅色、黃色的色料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于制作高速公路用立柱的復(fù)合發(fā)泡塑料，其特征在于所述復(fù)合發(fā)泡塑料還可以進(jìn)一步添加10-20份增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料選擇玻璃纖維、碳纖維或鋼纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于制作高速公路用立柱的復(fù)合發(fā)泡塑料，其特征在于所述復(fù)合發(fā)泡塑料還可以進(jìn)一步添加0.1-3份的抗氧劑,所述抗氧劑選自抗氧劑1010或抗氧劑 1076。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述復(fù)合發(fā)泡塑料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:a.將所述復(fù)合發(fā)泡塑料的配方中的除發(fā)泡劑外的其它原料依次放入高速加熱混合機(jī)中，在高速攪動(dòng)下升溫至95-105°C，然后加入發(fā)泡劑，再將溫度升至110-120°C進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁玫骄鶆虻哪z體預(yù)混料；b.將得到的膠體預(yù)混料放料到冷卻混合機(jī)中降溫至40-45°C后，將冷卻的膠體預(yù)混料導(dǎo)入塑料擠出機(jī)，控制擠出時(shí)加料段、熔融段、均化段以及反應(yīng)段的溫度依次設(shè)為 125-135°C、145-155°C、155-165°C和 165_175°C，模頭溫度為約 160。。，口模溫度為約170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為10-20r/min，擠出壓力為10_15MPa，預(yù)混料在塑料擠出機(jī)中的停留時(shí)間為5-7s ；c.將擠出成型半成品急冷成型，然后將得到的產(chǎn)品檢驗(yàn)、打包以及入庫(kù)。
【文檔編號(hào)】C08K7/14GK103756179SQ201310696825
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】李俊青 申請(qǐng)人:山西榆化漳河塑材有限公司