一文讀懂木塑（WPC）
一、什么是木塑？
木塑，即木塑復(fù)合材料（Wood- Plastic Composites,WPC），是國(guó)內(nèi)外近年蓬勃興起的一類新型復(fù)合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的樹脂膠粘劑，與超過(guò) 35%-70%以上的木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維混合成新的木質(zhì)材料，再經(jīng)擠壓、模壓、注塑成型等塑料加工工藝，生產(chǎn)出的板材或型材。
目前主要用于建材、家具、物流包裝等行業(yè)。將塑料和木質(zhì)粉料按一定比例混合后經(jīng)熱擠壓成型的板材，稱之為擠壓木塑復(fù)合板材。
二、木塑可以應(yīng)用在哪些地方?
木塑室內(nèi)門、踢腳線、整體櫥柜、衣柜、外墻掛板、天花吊頂、裝飾墻板、戶外地板、護(hù)欄立柱、塑鋼涼亭、園林護(hù)欄、陽(yáng)臺(tái)護(hù)欄、圍圃柵欄、休閑長(zhǎng)椅、樹池、花架、花箱空調(diào)架、空調(diào)護(hù)罩、百葉窗、路面標(biāo)示牌、運(yùn)輸托盤等等。
三、木塑種類
木塑的概念和產(chǎn)品被帶入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)后，受到部分公司和消費(fèi)者所看好，隨之木塑產(chǎn)品便顯露出來(lái)在建筑材料市場(chǎng)上。國(guó)內(nèi)木塑主要的材料分為PE木塑和PVC木塑兩大類：
1、PE木塑
優(yōu)點(diǎn)：
PE木塑材料有優(yōu)秀的防水性和防腐性，硬度高，受熱易變型屈曲，但采用加厚或多孔空心結(jié)構(gòu)效果好。
缺點(diǎn)：
1）產(chǎn)品室外運(yùn)用生存的年限有限；現(xiàn)用3-5年；
2）抗氧化和抗光分解能力較差，就算加入抗氧氣劑和UV借鑒劑，效果也不太理想，還會(huì)影響產(chǎn)品強(qiáng)度和色牢度；
3）產(chǎn)品外表顏色純一，沒有木質(zhì)感，外觀效果較差。
2、PVC木塑
優(yōu)點(diǎn)：
1）PVC木塑產(chǎn)品可以用新料，也可以用舊料做（而PE用新料做則成本太高，產(chǎn)品沒有辦法走進(jìn)市場(chǎng)），改性也較容易，補(bǔ)充的量看產(chǎn)質(zhì)量量而定；
2）PVC可以做成低發(fā)泡的木塑產(chǎn)品，這樣成本更低，認(rèn)為合適可使用共擠形式（雙料兒多料共擠或鋼塑共擠），強(qiáng)度和木紋感都不錯(cuò)；
3）PVC可以二次加工、多樣外表紋飾或油漆涵蓋UV漆，產(chǎn)品好看且色牢度好；
4）PVC木塑制品的防水防腐性也一樣優(yōu)良。
3、PE木塑和PVC木塑的差別
1）制法不同：PE木塑產(chǎn)品的制備主要采取冷推法；PVC木塑產(chǎn)品的制備可分真空成型、冷推法和三輥遏抑。
2）原料不同：PE木塑的材料主要是二、三級(jí)PE回收料加木粉、鈣粉和少量改性劑。制造PVC木塑的材料主要是PVC樹脂粉、PVC回收料、木粉、石粉和部分改性劑等等。
3）性能不同：PE木塑產(chǎn)品重，硬度高、脆性大、蠕變也大。PVC木塑產(chǎn)品重量輕、硬度差、韌性好、有蠕變，沒有PE木塑產(chǎn)品大。
4）用途不同：PE木塑的產(chǎn)品主要是以室外園林建設(shè)為主，綠可木如護(hù)欄、地板、垃圾桶、花池，托盤等等。 PVC木塑產(chǎn)品主要是室內(nèi)一點(diǎn)扮飾料，如門、地板、踢腳線，門套等等。
另外，木塑材料還有一個(gè)較好的門類—–ABS木塑，ABS木塑產(chǎn)品易加工、強(qiáng)度好，也可以做木紋效果，好看不易損壞。
四、著色劑的制備和選用
一般型材廠家自己不制備著色劑，而是通過(guò)供應(yīng)商來(lái)提供，那么生產(chǎn)廠家就會(huì)通過(guò)與供應(yīng)商的溝通來(lái)確定滿足產(chǎn)品色彩和質(zhì)量要求的著色劑。首先一點(diǎn)，無(wú)論是顏料還是染料都應(yīng)該是無(wú)毒的（不含重金屬，如：鉛、鎘等）。
1、著色劑的制備
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，塑料異型材著色劑最好的方法就是制成色母粒后再磨粉處理。這樣同時(shí)解決了色母粒分散性差和顏色色粉飛揚(yáng)這兩個(gè)問(wèn)題。
因?yàn)樯噶Ｓ删酆衔镙d體、色劑、分散劑等組成，如果需要可加入穩(wěn)定劑、成核劑、潤(rùn)滑劑等添加劑。直接拿色母粒來(lái)與配混料混合后，由于物理形態(tài)不一樣或受熱、受螺桿剪切力程度不同的影響，有可能色母粒得不到同步充分塑化，在塑料異型材表面形成木紋狀條紋（木紋型材就是利用了這種不同步塑化的原理）；如直接拿顏色色粉與配混料混合，混料時(shí)飛揚(yáng)和交叉污染特別嚴(yán)重，且混料和擠出時(shí)不能保證色劑完全分散，因色粉特別是有機(jī)顏料的團(tuán)聚傾向很大，會(huì)導(dǎo)致擠出時(shí)型材表面色帶或由于沒有良好的發(fā)揮著色力的效應(yīng)而造成色差。
經(jīng)造粒后再磨粉的優(yōu)點(diǎn)：分散性好；無(wú)粉塵污；生產(chǎn)中轉(zhuǎn)換顏色時(shí)清洗混料鍋簡(jiǎn)便，浪費(fèi)少；擠出時(shí)可不停機(jī)直接切換或用空白料中間過(guò)度后可連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)生廢品少，且易于回收。
2、著色劑材料的選用
在著色劑材料的選用上，要根據(jù)實(shí)際需要。但實(shí)踐證明，只有少部分著色劑才能達(dá)到某種特殊要求，并不是每一種著色后的聚合物都能真正需要達(dá)到要求。實(shí)際操作上往往不能滿足其功能上的需要，有時(shí)做些讓步是可行的，并且相當(dāng)正常。每一種著色劑都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，一定程度上是由它的化學(xué)性質(zhì)造成的，要達(dá)到某種效果，必定要喪失一部分功能。
1）顏料和染料配合使用
用顏料著色的塑料制品所呈現(xiàn)的顏色是顏料粒子（結(jié)晶）表面對(duì)光線的吸收，反射和散射的共同效果，稱為丁達(dá)爾效應(yīng)（Tyndall.Effect），顏色不很亮麗。用染料著色的塑料制品所呈現(xiàn)的顏色只是吸收和反射的共同作用，顏色特別明艷。這也就是說(shuō)，在某種情況下需要同種或不同種顏料和染料配合使用才能達(dá)到其中效果。
2）鈦白粉如何使用
大多數(shù)色母粒制造商在個(gè)別淺色著色劑配制時(shí)要添加一定比例的鈦白粉，但往往有些顏料或染料的耐光牢度受到影響，呈下降趨勢(shì)，由原來(lái)的7—8級(jí)下降到6—7級(jí)。且凡是含鈦白粉的淺色型材，在老化對(duì)比測(cè)試時(shí)會(huì)白化呈淺灰相。而不含鈦白粉用碳黑調(diào)色的著色劑生產(chǎn)的型材，老化對(duì)比測(cè)試時(shí)首先會(huì)黃變，然后變棕、變黑。這是由于這兩種物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)決定了其往制品表面遷移的特性，對(duì)本色形成了遮蓋力。
3）同色異譜現(xiàn)象
值得注意的是塑料異型材有時(shí)出現(xiàn)的同色異譜現(xiàn)象。同色異譜現(xiàn)象是指兩種顏色的物體在陽(yáng)光下顯示同一種顏色，而在人工光源下色調(diào)上有輕微差別（反之亦然）。同色異譜原理在于顏色產(chǎn)生的物理過(guò)程，物體的顏色是幾種同時(shí)使用的著色劑的加和。
同色異譜問(wèn)題
一方面，每一種著色劑反射和吸收的關(guān)系是確定的，并且取決于光源波長(zhǎng)。另一方面，每一種光源顯示了它們特定的光譜。對(duì)日光和人工光源詳細(xì)測(cè)試證明，兩者波譜和強(qiáng)度上存在相當(dāng)大的差異，正是這些差異造成了同色異譜現(xiàn)象。
此種現(xiàn)象只能減少，不能完全避免。所以同一種顏色，不同廠家的配色人員經(jīng)常采用略有不同的著色劑配相同的顏色，這也就是兩個(gè)廠家同一種顏色的樣板永遠(yuǎn)對(duì)不到一塊的原因。為兩個(gè)同一顏色的樣品配色時(shí)，只有選擇完全相同的著色劑（包括生產(chǎn)廠家、型號(hào)、批次），才能防止同色異譜現(xiàn)象。
4）晶體尺寸和晶型對(duì)顏料色調(diào)有影響
化學(xué)結(jié)構(gòu)相同的顏料的色調(diào)，除其他標(biāo)準(zhǔn)外，取決于晶體尺寸和晶型，因此，不同的制造商生產(chǎn)的顏料在色調(diào)上有差別，如果不重新配色的話，它們不可以交換使用。與顏料相反，染料的色調(diào)僅取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)，如果純度相同，由不同生產(chǎn)商合成的化學(xué)成分相同的染料可以交換使用，沒有任何問(wèn)題。
5）粉化和析出現(xiàn)象
另外，通體彩色塑料異型材在戶外經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間氣候影響后會(huì)產(chǎn)生粉化和析出現(xiàn)象也會(huì)造成顏色產(chǎn)生變化，這就要求配方本身要加強(qiáng)，如填料的種類和添加份數(shù)，潤(rùn)滑劑的類型和用量。
6）總結(jié)
綜合上述，影響通體彩色塑料異型材加工初期和后期戶外使用最終顏色的因素很多，不僅僅是著色劑本身的耐光牢度、耐候性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐遷移性等要有保障之外，而且塑料異型材配方組分的耐老化性能首先要加強(qiáng)，才能保證塑料異型材整體的耐老化性能和質(zhì)量。
但是任何事物并不是絕對(duì)的，凡是著色的物品都會(huì)退色，只不過(guò)是一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)短和程度大小的問(wèn)題。通體彩色塑料異型材的吸熱會(huì)比白色塑料異型材強(qiáng)的多。
實(shí)驗(yàn)證明，在空氣溫度為33℃時(shí)，PVC本體色（白色）43℃，黑色73℃，棕色60℃。那么，這就會(huì)造成型材的熱變形和分子結(jié)構(gòu)的蠕變和分解，這是由于聚合物樹脂分子結(jié)構(gòu)中含雙鍵、不完善結(jié)晶、鏈的斷裂等缺陷造成的，這些缺陷吸收能量時(shí)也導(dǎo)致光誘導(dǎo)破壞的同時(shí)發(fā)生，塑料異型材老化后的殘留強(qiáng)度會(huì)受很大影響。而且并不是所有通體彩色塑料異型材的耐候性都能滿足戶外要求，這就建議塑料異型材生產(chǎn)廠家在與客戶進(jìn)行溝通時(shí)要有選擇地推薦，如：黑色、墨綠色、咖啡色、深灰等深色調(diào)顏色。
五、木塑配方體系各種組分對(duì)顏色的影響
1、PVC樹脂。
加工塑料異型材一般用聚合度1000（SG5型），K值在66～68之間的硬型樹脂。雖然樹脂供應(yīng)商的牌號(hào)和生產(chǎn)工藝各有不同，但一般型材廠家的樹脂選用是固定的，不會(huì)隨意更改。但用乙炔法生產(chǎn)的樹脂存在批次不穩(wěn)定因素，如若選用最好采用同一批次。
而且，著色劑是由載體、色劑和添加劑三部分組成的，著色劑與PVC樹脂有某種程度的不相溶性，因此選擇著色劑的載體時(shí)，應(yīng)與要被著色的樹脂為同一類型，反之亦然。
2、穩(wěn)定劑。
穩(wěn)定劑對(duì)塑料制品的耐光牢度和耐候性有積極的影響，穩(wěn)定劑分：熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑。同理不只型材配方中要添加此類助劑，著色劑本身也要添加，而且最好與型材配方中的型號(hào)、批次、生產(chǎn)廠商一致。
3、抗氧化劑。
抗氧化劑對(duì)聚合物的色澤有良好的保護(hù)作用，一般主輔抗氧化劑搭配使用有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和抗氧性。目前在塑料行業(yè)應(yīng)用最好的是瑞士汽巴公司生產(chǎn)的1010，一般與ETHAPHOS368，BTHANOX310或DLTP等配合使用能發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，用量一般在0.3—1.0%之間。
4、紫外線吸收劑。
在聚合物中添加紫外線吸收劑可降低陽(yáng)光對(duì)聚合物樹脂的損害，但不能完全避免這種損害。實(shí)驗(yàn)表明，添加紫外線吸收劑不能保護(hù)聚合物的表面，因?yàn)樗紫仍诰酆衔飪?nèi)部起作用，因此添加紫外線吸收劑的目的是在聚合物鏈反應(yīng)開始之前使自由基失去活性。常用的型號(hào)有UV-9、UV-531、UV-35、UV-327等，而在塑料異型材中更為常用的是UV-531。且紫外線吸收劑與受阻胺（HALS）結(jié)合使用有化學(xué)協(xié)同效應(yīng)。
5、潤(rùn)滑劑。
配方中潤(rùn)滑劑的選用也非常關(guān)鍵，好的潤(rùn)滑劑會(huì)賦予塑料異型材高品質(zhì)的光潔度。一般選用氧化聚乙烯蠟、PE、OPE、EBS等。盡量不用石蠟，石蠟擠出時(shí)的嚴(yán)重析出會(huì)縮短清模時(shí)間，影響制品光潔度，且嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接影響型材的物理性能。
6、其他注意事項(xiàng)
在塑料異型材加工過(guò)程中，樹脂和著色劑在粉末狀態(tài)下流動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生靜電，加入抗靜電劑能避免粉料在輸送和喂料時(shí)由靜電引起的架橋現(xiàn)象。
在配方中添加著色劑生產(chǎn)同一種通體彩色塑料異型材時(shí)，型材配方不變，任何一種助劑的切換都會(huì)對(duì)顏色造成影響，特別是穩(wěn)定劑或碳酸鈣切換后造成的型材制品色差很大。
公司：上海帝潤(rùn)化工有限公司，專業(yè)的 塑料潤(rùn)滑劑 供應(yīng)商。技術(shù)咨詢熱線：021-52683036
- 上一篇：色母粒知識(shí)——必知常識(shí) 2022/6/27
- 下一篇：提高PVC耐熱性的幾種方法 2022/6/27