PVC木塑复合材料配方体系

PVC木塑复合材料配方一般由PVC树脂、无机填充物（木粉、碳酸钙）、润滑剂、稳定剂、发泡剂、发泡调节剂、色粉和其他相关助剂（增塑剂、增韧剂、偶联剂）等组成。

PVC木塑复合材料

（1）PVC树脂。国内以SG*型PVC树脂为主，其流动性好，有利于发泡。

（2）填充物。基本为纤维木粉［一般用1*0~180 μm（80~100目）的木粉，且用杨木粉较多］，碳酸钙根据质量要求和生产工艺的不同，可以使用轻质碳酸钙或者粒径11~1* μm（400~1 2*0目）的重质碳酸钙，部分木塑地板使用粗粉重质碳酸钙加工。

（*）偶联剂。可解决强极性木材与弱极性塑料之间界面相容性差的难题。木材和塑料的相容性差主要是因为木材表面有丰富的极性基团——羟基，表现为亲水性；而塑料表面是非极性的，表现为憎水性，所以，当木材的比例过大时，复合材料的性能较差；但木材比例若过小，则又达不到对复合材料性能的要求。通常可以采用引入偶联剂的方法提高相容性，偶联剂的性质要介于前两种材料之间，起到偶联或架桥的作用。偶联剂起“分子桥”的作用，在木材和塑料之间形成共价键或络合键。一方面，偶联剂与木材羟基中的氧键合，减少了木材表面的羟基数目，从而提高木材的疏水性，降低其表面张力；另一方面，偶联剂与塑料基体存在一定的物理作用。

（4）稳定剂。用于PVC生产的稳定剂有复合铅盐稳定剂、有机锡稳定剂、钙锌系稳定剂等。国内一般用于木塑复合材料的稳定剂是复合铅盐稳定剂，它的优点是价格便宜，热稳定性好；缺点是有毒，不环保。复合铅盐稳定剂所占比例基本在*0%左右。

（*）增塑剂。一些玻璃化转变温度和熔融流动黏度较高的树脂（如硬质PVC）与木粉进行复合时加工困难，常须添加增塑剂来改善其加工性能。增塑剂分子结构中含有极性和非极性两种基团，在高温剪切力作用下，它能进入聚合物分子链中，通过极性基团互相吸引形成均匀稳定体系，而它较长的非极性分子的插入减弱了聚合物分子的相互吸引，从而使加工容易进行。在木塑复合材料中常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯（DBP)、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、癸二酸二辛酯(DOS)等。如在PVC木塑复合材料中加入增塑剂DOP可以降低加工温度，减少木粉分解和发烟；随着增塑剂DOP含量的增加，复合材料的拉伸强度下降而断裂伸长率增加。

PVC木塑复合材料

（6）润滑剂。木塑复合材料常须加入润滑剂来改善熔体的流动性和挤出制品的表面质量，所使用的润滑剂分为内润滑剂和外润滑剂。内润滑剂的选择与所用的基体树脂有关，它必须与树脂在高温下具有很好的相容性，并产生一定的增塑作用，降低树脂内分子间的内聚能，削弱分子间的相互摩擦力，以达到降低树脂熔融黏度、改善熔融流动性的目的。外润滑剂在塑料成型加工中实际上起了树脂与填料之间界面润滑的作用，其主要功能是促进树脂粒子的滑动。通常一种润滑剂往往兼备内、外两种润滑性能。润滑剂对模具、料筒、螺杆的使用寿命，挤出机的生产能力，生产过程中的能耗，制品表面的光洁度及低温冲击性能都有一定的影响。常用的润滑剂有硬脂酸、聚乙烯蜡、硬脂酸铅、聚酯蜡、乙撑双脂肪酸酰胺、石蜡、氧化聚乙烯蜡等。

（*）着色剂。在木塑复合材料的使用过程中，木粉中的可溶物质易迁移到产品表面，使产品脱色，并最终变成灰色。适用于PVC木塑复合材料的色粉一般有黄、红、黑、白等颜色。黄、红两种色粉可分为无机色粉和有机色粉。无机色粉的优点是在耐候性和抗迁移、耐高温等方面优于有机色粉，缺点是添加量大，对于较鲜艳的颜色不适用，但价格便宜；有机色粉则反之。

（8）发泡剂。木塑复合材料具有很多优点，但由于树脂与木粉的复合，制品的延展性和耐冲击性降低，材料脆，密度也比传统木制品大近2倍，限制了它的广泛使用。而经发泡后的木塑复合材料由于存在良好的泡孔结构，可钝化裂纹尖端并有效阻止裂纹的扩张，从而显著提高了材料的冲击性能和延展性，且大大降低了制品的密度。发泡剂种类很多，常用的主要有吸热型发泡剂(如碳酸氢钠)和放热型发泡剂(如偶氮二甲酰胺AC)两种，其热分解行为不同，对聚合物熔体的黏弹性和发泡形态有着不同的影响，因而要根据制品的使用要求选择适当的发泡剂。

（*）紫外线稳定剂及其他。紫外线稳定剂使复合材料中的聚合物不发生降解或力学性能下降。另外，为了使复合材料能保持良好的外观和完美的性能，常须加入防菌剂（防菌剂的选择要考虑木粉的种类、添加量、复合材料使用环境中的菌类、产品的水含量等多种因素）。利用高效绿色稳定剂提高挤出过程中复合材料的热稳定性，并结合使用高弹性和流动性好的加工助剂和冲击改性剂，可使填料含量提高，挤出过程平稳，发泡均匀；通过采用低吸热技术和对抗氧化、遮光材料技术的优化，能减少基体材料和助剂的用量，极大地提高材料的耐候性和力学性能。在原料、设备和模具改进的基础上，对成型温度、牵引速度、挤出速度等进行深入研究，可提高挤出速率，挤出高品质的PVC木塑复合材料。