一种钙锌稳定剂及其在spc地板基材生产中的应用
阅读说明：本技术 一种钙锌稳定剂及其在spc地板基材生产中的应用 (Calcium-zinc stabilizer and application thereof in SPC floor base material production ) 是由 徐吉军 刘森林 董峰 于 2021-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及SPC地板技术领域,具体涉及一种钙锌稳定剂及其在SPC地板基材生产中的应用。原料以质量份数计包括,硬脂酸60～80份、纳米氧化锌5～8份、硬脂酸钙2～5份、水滑石2～4份、单甘脂5～10份、聚乙烯蜡5～10份、季戊四醇2～5份、轻质碳酸钙5～10份。本发明提供的钙锌稳定剂具有润滑性能高、塑化速度快等优点,大大降低了加工助剂的使用量,同时,在SPC地板基材加工过程高效稳定、节能降耗、产能提升。(The invention relates to the technical field of SPC floors, in particular to a calcium-zinc stabilizer and application thereof in SPC floor substrate production. The raw materials comprise, by mass, 60-80 parts of stearic acid, 5-8 parts of nano zinc oxide, 2-5 parts of calcium stearate, 2-4 parts of hydrotalcite, 5-10 parts of monoglyceride, 5-10 parts of polyethylene wax, 2-5 parts of pentaerythritol and 5-10 parts of light calcium carbonate. The calcium-zinc stabilizer provided by the invention has the advantages of high lubricating property, high plasticizing speed and the like, greatly reduces the using amount of a processing aid, and meanwhile, is efficient and stable in the SPC floor base material processing process, saves energy, reduces consumption and improves the productivity.)
技术领域
本发明涉及SPC地板技术领域，具体涉及一种钙锌稳定剂及其在SPC地板基材生产中的应用。
背景技术
公开该
背景技术
部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。SPC(Stone Plastic Composite)石塑地板是近几年新开发的新型环保型地板，具有零甲醛、防霉、防潮、防火、防虫、安装简单、循环利用等特点。SPC地板的主要原材料是聚氯乙烯树脂，是由挤出机结合T型模具挤出SPC基材，并用三辊或四辊压延机分别把PVC耐磨层、PVC彩膜和SPC基材，一次性加热贴合、压纹而成，生产过程完全不使用胶水。
SPC基材的生产是石塑地板的重点工序。生产配方主要有：聚氯乙烯树脂、天然钙粉、钙锌稳定剂、润滑剂、加工助剂等，其中钙锌稳定剂为生产过程中的关键原材料。因为PVC加工缺陷是不耐高温，在加热挤出过程中释放出氯化氢气体，这些小分子气体会导致PVC的剧烈分解而影响PVC的各项物理性能，为了减少PVC的分解，通常需要在加工过程中添加适量的稳定剂来克服PVC树脂的分解。传统的稳定剂多为铅盐稳定剂，因为其所含的铅、镉等重金属对环境、人身的伤害，已经渐渐被禁止或替代。钙锌稳定剂作为环保产品，已越来越被广泛认可使用，随着近几年技术的不断进步，性价比的不断提升，钙锌稳定剂已可在全系列产品制造中替代铅盐稳定剂。然而，发明人经过实际生产发现，现有钙锌稳定剂存在塑化能力较差的问题，因而需要添加更多的加工助剂以增加SPC基材制备的塑化能力。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种钙锌稳定剂及其在SPC地板基材生产中的应用，本发明提供的钙锌稳定剂具有润滑性能高、塑化速度快等优点，大大降低了加工助剂的使用量，同时具有加工SPC地板基材过程高效稳定、节能降耗、产能提升的优点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一方面，一种钙锌稳定剂，原料以质量份数计包括，硬脂酸60～80份、纳米氧化锌5～8份、硬脂酸钙2～5份、水滑石2～4份、单甘脂5～10份、聚乙烯蜡5～10份、季戊四醇2～5份、水滑石5～10份。
纳米氧化锌用于与部分硬脂酸反应产生硬脂酸锌，用于保证制品的初期着色；硬脂酸钙用于长期耐热及促进塑化作用；单甘脂和聚乙烯蜡起到内外润滑作用，水滑石主要起到整个加工过程中的延长耐热作用；综上所述，硬脂酸锌保证初期着色，硬脂酸钙促进塑华，单甘脂解决物料分子之间摩擦，PE蜡解决物料与料筒螺杆和模具的摩擦，水滑石起到抑制PVC分解的作用。在使用过程中轻质碳酸钙有促进塑化和降低密度的作用。
另一方面，一种钙锌稳定剂的制备方法，将硬脂酸融化后加入纳米氧化锌进行反应，再加入硬脂酸钙、水滑石、单甘脂、聚乙烯蜡、季戊四醇、轻质碳酸钙，搅拌均匀后即得。
第三方面，一种上述钙锌稳定剂在SPC地板基材生产中的应用。
第四方面，一种SPC地板基材，原料以质量份数计包括，PVC 50份，钙粉150～175份，回料30～50份，稳定剂4～5份，润滑剂1.7～2.0份，加工助剂2～3.5份；其中，稳定剂为上述钙锌稳定剂。
本发明的有益效果为：
1.本发明提供的钙锌稳定剂具有卓越的热稳定性，热稳定时间长，初期着色好、润滑大，适合钙粉添加比例高的SPC地板基材的制备，大幅度减少了拆模、停机等生产不稳定行为。
2.本发明提供的钙锌稳定剂在制备SPC地板基材过程中塑化更彻底，制品品质更优异，可以有效降低生产温度，防止高温糊料的可能性，让挤出速度更快有了调整的可能性，生产效率因此得到了提升，生产成本降低。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1制备的钙锌稳定剂流变检测结果，a为实施例1钙锌稳定剂的温度曲线，b为市售钙锌稳定剂的温度曲线，c为实施例1钙锌稳定剂的扭矩曲线，d为市售钙锌稳定剂的扭矩曲线；
图2为本发明实施例1流变后的样块图片，a为实施例1钙锌稳定剂，b为市售钙锌稳定剂；
图3为本发明实施例1刚果红实验进行25分钟的图片，a为实施例1制备的钙锌稳定剂，b为市售钙锌稳定剂；
图4为本发明实施例1刚果红实验进行35分钟的图片，a为实施例1制备的钙锌稳定剂，b为市售钙锌稳定剂。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
SPC地板基材的生产过程中，为了降低成本，需要尽量多添加钙粉，钙粉量的增加，导致加工生产困难。为了解决该问题，本发明研究了多种市售钙锌稳定剂，然而采用现有市售钙锌稳定剂用于生产SPC地板基材均存在加工助剂添加过量的问题。鉴于现有钙锌稳定剂存在塑化能力较差的问题，本发明提出了一种钙锌稳定剂及其在SPC地板基材生产中的应用。
本发明的一种典型实施方式，提供了一种钙锌稳定剂，原料以质量份数计包括，硬脂酸60～80份、纳米氧化锌5～8份、硬脂酸钙2～5份、水滑石2～4份、单甘脂5～10份、聚乙烯蜡5～10份、季戊四醇2～5份、轻质碳酸钙5～10份。
该实施方式的一些实施例中，包括防霉剂1～2份。
该实施方式的一些实施例中，包括抗紫外吸收剂1～5份。
本发明的另一种实施方式，提供了一种钙锌稳定剂的制备方法，将硬脂酸融化后加入纳米氧化锌进行反应，再加入硬脂酸钙、水滑石、单甘脂、聚乙烯蜡、季戊四醇、轻质碳酸钙，搅拌均匀后即得。
该实施方式的一些实施例中，反应的温度为115～120℃。
该实施方式的一些实施例中，先将硬脂酸加热至70～75℃，再加热至115～120℃完全融化，然后加入纳米氧化锌进行反应。
该实施方式的一些实施例中，加入硬脂酸钙、水滑石、单甘脂、聚乙烯蜡、季戊四醇、轻质碳酸钙后升温至120～130℃，再进行搅拌。
该实施方式的一些实施例中，加入硬脂酸钙、水滑石、单甘脂、聚乙烯蜡、季戊四醇、轻质碳酸钙搅拌均匀后，再加入防霉剂和/或抗紫外吸收剂搅拌均匀。
本发明优选的制备方法，步骤如下：
1、开启蒸汽，预热反应釜至70～75℃，并保持20～40分钟，使反应釜温度均匀。
2、打开搅拌机，缓缓投入硬脂酸，搅拌并缓慢溶解，加热至115～120℃全融化，加入氧化锌，搅拌反应20～40分钟反应结束。
3、加热至120～130℃(保证硬脂酸钙融化)，陆续加入硬脂酸钙、水滑石、单甘脂、聚乙烯蜡、季戊四醇、轻质碳酸钙，搅拌20～40分钟(保持120～130℃)。
4、加入防霉剂和抗紫外吸收剂并搅拌(保持温度120～130℃)10～20分钟。
5、排出物料，经过双辊冷却压片机，压片成型。
本发明的第三种实施方式，提供了一种上述钙锌稳定剂在SPC地板基材生产中的应用。
本发明的第四种实施方式，提供了一种SPC地板基材，原料以质量份数计包括，PVC50份，钙粉150～175份，回料30～50份，稳定剂4～5份，润滑剂1.7～2.0份，加工助剂2～3.5份；其中，稳定剂为上述钙锌稳定剂。
该实施方式的一些实施例中，所述润滑剂为内润滑剂和外润滑剂。所述内润滑剂包括G60等。所述外润滑剂包括PE蜡等。内润滑剂与外润滑剂的质量优选比为0.7～0.8:1.0～1.2。
该实施方式的一些实施例中，所述加工助剂包括增塑剂和抗冲改性剂。优选为氯化聚氯烯(简称CPE)和ACR树脂(简称ACR)的混合物。CPE不仅可以作为增塑剂，而且与PVC间既有相互融合，又有相分离现象，在混炼之后成为含弹性体微粒子的塑料合金状态，提高了PVC的抗冲击性能。CPE与ACR配合后能够增加SPC地板基材的力学性能。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例1
钙锌稳定剂的制备方法，步骤如下：
1、开启蒸汽，预热反应釜至70℃，并保持30分钟，使反应釜温度均匀。
2、打开搅拌机，缓缓投入70质量份的硬脂酸，搅拌并缓慢溶解，加热至115℃全融化，加入6质量份纳米氧化锌，搅拌反应30分钟反应结束。
3、陆续加入4质量份硬脂酸钙、3质量份水滑石、8质量份单甘脂、7质量份聚乙烯蜡、3质量份季戊四醇、6质量份轻质碳酸钙，搅拌30分钟(保持125℃)。
4、加入1质量份防霉剂和3质量份抗紫外吸收剂并搅拌15分钟。
5、排出物料，经过双辊冷却压片机，压片成型，获得钙锌稳定剂。
采用哈普流变仪对本实施例制备的钙锌稳定剂与市售钙锌稳定剂进行检测，检测条件如表1所示，检测结果如图1、表2所示。其中，市售钙锌稳定剂是通过对多款市售钙锌稳定剂研究后选择的塑化效果最好的钙锌稳定剂(CZ-4，以下采用的市售钙锌稳定剂均为该市售钙锌稳定剂)。
表1检测条件
表2检测结果
结果表明，本实施例提供的钙锌稳定剂塑化更快，这在生产时，更容易达到塑化状态为实现较低温度的生产打下坚实的基础，为长时间稳定开机做好铺垫。
流变后的样块照片如图2所示，本实施例制备的钙锌稳定剂的塑化更好，外观更圆润，成块颜色未发生改变，热稳定时间长，而市售钙锌稳定剂，成型较差，塑化较差，完全没有任何塑化的效果。
对本实施例制备的钙锌稳定剂和市售钙锌稳定剂进行刚果红实验，实验条件为：200℃恒温油浴PVC 50克+钙锌稳定剂2.5克。
25分钟时，市售钙锌稳定剂的实验料变色并分解，刚果红试纸变色，如图3所示。35分钟时，本实施例制备的钙锌稳定剂的实验料变色并分解，如图4所示。表明本实施例制备的钙锌稳定剂的稳定性由于现有市售钙锌稳定剂。
利用本实施例制备SPC地板基材的原料如表3所示。
表3原料表(质量份)
其中，SPC地板基材1采用的钙锌稳定剂为市售钙锌稳定剂，SPC地板基材2采用的钙锌稳定剂为本实施例制备的钙锌稳定剂。
其制备的SPC地板基材的力学性能如下：
结果表明，本实施例制备的钙锌稳定剂能够大大降低加工助剂(CPE+ACR)的添加量。
实施例2
钙锌稳定剂的制备方法，步骤如下：
1、开启蒸汽，预热反应釜至75℃，并保持30分钟，使反应釜温度均匀。
2、打开搅拌机，缓缓投入80质量份的硬脂酸，搅拌并缓慢溶解，加热至120℃全融化，加入8质量份纳米氧化锌，搅拌反应30分钟反应结束。
3、陆续加入5质量份硬脂酸钙、4质量份水滑石、5质量份单甘脂、6质量份聚乙烯蜡、2质量份季戊四醇、6质量份轻质碳酸钙，搅拌30分钟(保持130℃)。
4、加入2质量份防霉剂和4质量份抗紫外吸收剂并搅拌15分钟。
5、排出物料，经过双辊冷却压片机，压片成型，获得钙锌稳定剂。
实施例3
钙锌稳定剂的制备方法，步骤如下：
1、开启蒸汽，预热反应釜至72℃，并保持30分钟，使反应釜温度均匀。
2、打开搅拌机，缓缓投入60质量份的硬脂酸，搅拌并缓慢溶解，加热至115℃全融化，加入5质量份纳米氧化锌，搅拌反应30分钟反应结束。
3、陆续加入2质量份硬脂酸钙、2质量份水滑石、10质量份单甘脂、10质量份聚乙烯蜡、5质量份季戊四醇、9质量份轻质碳酸钙，搅拌30分钟(保持130℃)。
4、加入1质量份防霉剂和5质量份抗紫外吸收剂并搅拌15分钟。
5、排出物料，经过双辊冷却压片机，压片成型，获得钙锌稳定剂。
实施例2～3的制备的钙锌稳定剂与实施例1制备的钙锌稳定剂的性能相近。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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