一種抗菌PVC 復(fù)合墻板

韓 非，繆 宏，王志峰，王景清，王志華

（1.揚州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院；2.江蘇金材科技有限公司，江蘇 揚州 225000）

0 引 言

PVC 木塑復(fù)合材料是以木質(zhì)纖維材料和熱塑性塑料為主要原料，經(jīng)熔融復(fù)合擠出或模壓等成型方式加工制得的新型復(fù)合材料，材料本身兼具木質(zhì)材料和塑料的雙重特性[1-2]。同時，因其具有防潮、防水、防蟲蛀、耐腐蝕、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，一直是業(yè)內(nèi)學(xué)者和相關(guān)企業(yè)關(guān)注的重點研究對象。在歐洲，經(jīng)過多年發(fā)展，PVC 木塑產(chǎn)品已經(jīng)到了市場成熟階段，其市場分布情況是:戶外地板和汽車內(nèi)飾兩類約占市場總量的90%，柵欄、消費品和家具方面雖然所占市場份額不高，但也體現(xiàn)出了較強(qiáng)的增長勢頭。在亞洲，我國是各種木塑產(chǎn)品的主要生產(chǎn)國，其中包括門窗、內(nèi)墻面板和棧板等產(chǎn)品[3-4]。PVC 木塑墻板安裝簡單、尺寸規(guī)格多樣，且具有防潮、吸音等特點，是一種新型環(huán)保的木塑產(chǎn)品。近年來，PVC 木塑墻板在我國取得了空前的發(fā)展，使用量呈幾何級數(shù)逐年增長，占據(jù)了木塑產(chǎn)品的大部分市場份額。但目前的PVC 復(fù)合墻板抗菌性能差、流動性差、熱穩(wěn)定性低及強(qiáng)度低等問題[5-6]。

本文基于上述問題制備了一種抗菌PVC 復(fù)合墻板，具有良好的抗菌性能，提升了PVC 墻板的使用壽命，同時該墻板具有較好的耐熱性、穩(wěn)定性以及環(huán)保性等特點，優(yōu)化了PVC 墻板的品質(zhì)，具有良好的市場前景。

1 抗菌PVC 復(fù)合墻板的整體設(shè)計

圖1為抗菌PVC 復(fù)合墻板示意圖，包括基層，基層上依次設(shè)置底片層、印花層、耐磨層和UV 抗菌處理層；UV 抗菌處理層為均勻分散改性抗菌劑的環(huán)氧樹脂層，基層為聚氯乙烯發(fā)泡板，底片層為聚氯乙烯片，印花層為木質(zhì)圖紋彩膜，耐磨層為均勻分散有氧化鋁粉末的環(huán)氧樹脂層。各層之間是通過粘合劑粘合在一起。采用上述結(jié)構(gòu)后，質(zhì)地輕，帶有印花圖案具有美觀，復(fù)合板材的強(qiáng)度高，抗壓強(qiáng)度達(dá)到45MPa。

2 抗菌PVC 復(fù)合墻板的制備工藝

2.1 基層的制備配方

聚氯乙烯為100質(zhì)量份，熱穩(wěn)定劑為1～7質(zhì)量份，表面改性劑為1～9質(zhì)量份，潤滑劑為1～8質(zhì)量份，增塑劑為1～6質(zhì)量份，纖維素為1～5質(zhì)量份，木粉為10～60質(zhì)量份，發(fā)泡劑為2～6質(zhì)量份，碳酸鈣為2～7質(zhì)量份，改性抗菌劑為2～7質(zhì)量份。其中，潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣和聚乙烯蠟的一種或多種；表面改性劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑和異氰酸酯中的一種或幾種的組合；熱穩(wěn)定劑為OBS 有機(jī)基穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類穩(wěn)定劑、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑的一種或多種；增塑劑為檸檬酸酯類、CCP 增塑劑、環(huán)氧類增塑劑中的一種或多種；所述發(fā)泡劑劑為AC 發(fā)泡劑。

2.2 基層的制備

(1)將木粉、纖維素、碳酸鈣均勻混合后加入潤滑劑和表面改性劑，改善與PVC 基體結(jié)合性能；(2)按配方稱取各材料后，首先將原料倒入高速混合機(jī)進(jìn)行混合，當(dāng)溫度上升至45℃左右時加入潤滑劑、增塑劑，隨后繼續(xù)攪拌，當(dāng)溫度上升到80℃左右時持續(xù)攪拌7min，之后加入熱穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、以及步驟(1)得到的混合物，繼續(xù)攪拌升溫至100℃左右，持續(xù)時間為5min；然后冷卻至40℃以下，出料；(3)預(yù)先設(shè)定擠出機(jī)身溫度為155℃、模頭為180℃，之后將混合物送到擠出機(jī)的料斗中，通過擠出機(jī)將混合物擠壓成形；(4)將擠出機(jī)壓出來的混合物送到模具中冷壓成型；(5)對制得的PVC 墻板進(jìn)行修邊、切割；(6)對PVC 墻板進(jìn)行檢驗。

2.3 改性抗菌劑的制備

將稱量好的納米ZnO 粉體分散在去離水中，然后邊攪拌邊按ZnO/Ag 質(zhì)量比為20∶1的比例加入硝酸銀，調(diào)節(jié)pH 值，在60℃的水浴機(jī)中 機(jī)械攪拌1～2h，過濾，用蒸餾水濾洗掉多余的硝酸根離子，在真空干燥箱120～150℃下干燥3～4h，放入箱式電阻爐中在550℃焙燒4h，取出研磨即制成復(fù)合無機(jī)抗菌劑ZnO/Ag。之后，用鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-27對其改性處理，具體步驟為：稱取1g 自制ZnO/Ag 復(fù)合抗菌劑置于三口燒瓶中，加入30mg 異丙醇，超聲30min 后，再加入4%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的偶聯(lián)劑TC-27，在20℃下，控制攪拌速度為800r/min，攪拌1.5h,然后離心、烘干，得到改性的抗菌劑。

3 結(jié) 語

抗菌PVC 復(fù)合墻板實驗結(jié)果表明：該墻板質(zhì)地輕，帶有印花圖案具有美觀，復(fù)合板材的強(qiáng)度高，抗壓強(qiáng)度達(dá)到45MPa。此次研究重點放在了抗菌PVC復(fù)合墻板抗菌性及強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計上，提高了PVC 復(fù)合墻板的應(yīng)用性能，具有廣闊的市場前景。