一种耐候硬质PVC围栏打印板材及其制备方法与流程

本发明涉及一种耐候硬质pvc围栏打印板材，属于木塑围栏。

背景技术：

1、木塑围栏常用于家庭院落等场所的隔断，相对于木质围栏具有耐腐的优点，相对于金属围栏具有质轻价廉的优点，也不会生锈。因此，在本领域中木塑材质的围栏占有主导地位。而在塑料的选用中，由于pvc具有较高性价比，因此木塑围栏又以pvc材质的出货量最大。

2、但同时，pvc树脂属于易老化变材料，作为围栏板材，长期暴露在户外，面对风吹日晒雨淋，使用几年后就会出现严重的老化现象，甚至会带来安全隐患。因此，人们常常在板材的表层材料中添加一些抗紫外剂、抗氧化剂等助剂来减缓板材的老化。

3、如申请号为cn 108676296a的发明专利申请，公开了一种组合围栏型材，由芯层和皮层组成，芯层和皮层重量比为(90～97)∶(3～10)，其中：芯层由以下原料制成:pvc树脂、填充剂a、加工助剂、耐低温抗冲改性剂、耐候性改性剂、抗氧或抗紫改性剂、钙锌稳定剂和润滑剂；皮层由以下原料制成：pvc树脂、填充剂b、加工助剂、耐低温抗冲改性剂、耐候性改性剂、抗氧或抗紫改性剂、钙锌稳定剂、润滑剂和颜料。但由于表层材料较厚，需要添加较多的量才能达到一定的效果，且这些助剂的添加也会对板材的力学性能产生一些负面的影响，如影响板材的抗压强度、弹性模量等。

技术实现思路

1、本发明要解决上述问题，从而提供一种耐候硬质pvc围栏打印板材的制备方法。

2、本发明的pvc围栏板材，在表层中不使用耐候添加剂，因此不会影响板材的力学性能；并通过在uv光油涂层中添加耐候助剂，能在耐候助剂用量更少的情况下，起到更好的耐候效果。

3、本发明解决上述问题的技术方案如下：

4、一种耐候硬质pvc围栏打印板材，包括基材层、设置在所述基材层上的数码打印图案层和覆盖所述数码打印图案层的耐磨层；所述的耐磨层中含有光稳定剂。

5、作为上述技术方案的优选，所述的基材层包括pvc发泡芯层和包覆所述pvc发泡芯层的硬质表层；所述的硬质表层中不含有光稳定剂。

6、光稳定剂具有一定的增塑作用，在使用后会影响板材的力学性能。因此，本发明上述技术方案中，在耐磨层中含有光稳定剂的前提下，硬质表层中不含光稳定剂。

7、作为上述技术方案的优选，所述的耐磨层由uv光油经光固化后形成，所述的uv光油包含：丙烯酸酯单体/低聚物、反应性稀释剂、光引发剂、光稳定剂。

8、作为上述技术方案的优选，所述的光引发剂和光稳定剂具有不同的紫外吸收波段；所述的光稳定剂在280～380nm波段有吸收；所述的光引发剂在380～400nm波段有吸收，或在可见光区有吸收。

9、紫外线吸收剂是一种光稳定剂，能吸收光源中的紫外线部分，而本身又不发生变化。而光引发剂是一类能吸收一定波长的能量，并产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物，又称光敏剂(photosensitizer)或光固化剂(photocuring agent)。具体到本发明中，发明人希望在制备过程中，选择性的触发光引发剂的作用，而不引起光稳定剂的吸收；而在使用过程中，又能够使光稳定剂吸收阳光中的紫外线。因此，光引发剂和光稳定剂应具有不同的吸收波段，且光引发剂应当比光稳定剂具有更低的域值，即光引发剂应具有波长更长的吸收波段，在本发明中，所述的光稳定剂在280～380nm波段有吸收；所述的光引发剂在380～400nm波段有吸收，或在可见光区有吸收。

10、作为上述技术方案的优选，所述的光引发剂选自tpo、tepo、bapo中的一种或多种，这些引发剂在390nm以上的波段有吸收，因此可以用390nm以上的汞灯进行照射，既可以有效地避免辐照能量被光稳定剂吸收而损失，又能最大限度地降低因辐照而导致的基材板的降解。

11、高聚物在紫外线的作用下会导致共价键的断裂，形成氧自由基，使聚合物降解，使外观及机械性能变差。加入光稳定剂后可选择性地吸收这种高能量的紫外线，从而延缓聚合物的降解。本发明上述技术方案中，光稳定剂包含紫外吸收剂和受阻胺光稳定剂。聚合物的种类不同，使其劣化的紫外线波长也不相同。pvc比聚烯烃更容易降解，c-cl键比c-h、c-c键的键能都低，键长也更长，因此可以合理推测c-cl键更容易断裂；实际上pvc在较大范围的波段内都能引起降解，尤其是阳光中能量较高的波段，如280～380nm。

12、不同的紫外线吸收剂可吸收不同波长的紫外线。紫外线吸收剂应该具备以下条件：可强烈地吸收紫外线；热稳定性好，挥发性小；化学稳定性好，不与材料组分反应；相容性好，可均匀地分散在材料；光稳定性好，阳光下不分解；无色、无毒、无臭；耐浸洗。

13、2，4-二羟基二苯甲酮，紫外吸收剂，为淡色针状结晶或白色粉末，熔点136～149℃。溶于丙酮、甲醇、乙醇、醋酸乙酯等溶剂，极难溶于水。吸收波长范围280～340nm，适用于聚氯乙烯，一般用量0.1％～1％。但它的缺点是，光稳定性一般。

14、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，紫外吸收剂，为浅黄色或白色结晶粉末。熔点62～66℃。溶于丙酮、甲醇、乙醇、醋酸乙酯等溶剂，极难溶于水。吸收波长范围为28～340nm，适用于聚氯乙烯，一般用量0.1％～1.5％。

15、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，紫外吸收剂，为浅黄色或白色结晶粉末。熔点48～49℃。溶于丙酮、苯，乙醇、异丙醇等溶剂，微溶于二氯乙烷，不溶于水。能够强烈地吸收波长为270～330nm的紫外线，适用于聚氯乙烯，一般用量为0.1％～1％。

16、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑，紫外吸收剂，为淡黄色粉末，能强烈吸收波长为270～380nm的紫外线，化学稳定性好，挥发性极小。可用于聚氯乙烯。在塑料中的一般用量为1％～3％。

17、单苯甲酸间苯二酚酯，紫外吸收剂，白色结晶粉末。熔点132～135℃，溶于丙酮和乙醇，微溶于苯、水、正庚烷等。对波长300～400nm的紫外光吸收很少，但是在光的作用下发生分子重排，生成2，4-二羟基二苯甲酮，从而发挥光稳定的作用。适用于聚氯乙烯，一般用量1％～2％。

18、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶，受阻胺光稳定剂，其本身几乎没有吸收紫外线的能力，但可有效地捕获高聚物在紫外线作用下产生的活性自由基，从而发挥光稳定效用。白色结晶粉末，熔点95～98℃，分解温度280℃以上。溶于丙酮、乙醇、醋酸乙酯、甲苯，不溶于水。与抗氧剂和紫外线吸收剂并用，具有优良的协同效应。

19、作为上述技术方案的优选，所述的光稳定剂包括紫外吸收剂和受阻型光稳定剂。

20、作为上述技术方案的进一步优选，所述紫外吸收剂和受阻型光稳定剂的质量比例为紫外吸收剂∶受阻型光稳定剂＝1∶(0.5～0.8)。

21、作为上述技术方案的进一步优选，所述的紫外吸收剂选自二苯甲酮类、苯并三唑、草酰苯胺、三嗪类中的至少两种；更一步的，所述的紫外吸收剂包括二苯甲酮类和苯并三唑类；所述的二苯甲酮类包括2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；苯并三唑包括2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑。且由于单苯甲酸间苯二酚酯在光作用下分子重排生成2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，因此，在上述紫外吸收剂的可选项中可将单苯甲酸间苯二酚酯视为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。

22、作为上述技术方案的优选，所述的基材和图案层之间还设置有底漆层和附着在所述底漆层上的色漆层，所述的色漆层为白色色漆。

23、作为上述技术方案的优选，所述的底漆层为光固化的环氧丙烯酸酯清漆。

24、作为上述技术方案的优选，所述色漆层为添加钛白粉的光固化环氧丙烯酸酯漆。

25、作为上述技术方案的优选，所述的数码打印图案层由工业打印机打印形成。

26、本发明上述技术方案中，工业打印机使用的油墨为uv油墨或eb油墨，且至少包含3种不同颜色油墨。

27、本发明的另一个目的是提供上述板材的一种制备方法。

28、一种耐候硬质pvc围栏打印板材的制备方法，包括以下步骤：

29、s1、提供一基材板用作围栏打印板材的基材层；

30、s2、对所述的基材板依次进行砂带打磨处理和电晕处理；

31、s3、在所述基材板的表面处理过的一面辊涂底漆，然后进行光固化处理，制出底漆层；

32、s4、在所述底漆层上辊涂具有遮盖力的白色色漆，然后进行光固化处理，制出色漆层；

33、s5、在所述色漆层上用工业打印机进行打印，然后进行光固化处理，制出数码打印图案层；

34、s6、在所述数码打印图案层上喷涂uv光油，然后进行光固化处理；所述的uv光油包含：丙烯酸酯单体/低聚物、反应性稀释剂、光引发剂、光稳定剂。

35、本发明上述技术方案中，辊涂比喷涂具有更好的经济适用性。辊涂生产线造价低，而喷涂并非指常规的喷涂，而是指在很小的面积范围内均匀设置有大量的喷头，如喷涂分辨率150dpi(即在1平方英寸的范围内均匀分布有150个打印喷头)。在进行打印图案前，使用常规的辊涂线，不仅涂覆效果好，且设备成本低，维护成本低，维护操作便捷；而在打印完成后，为了确保图案层不被影响，需使用喷涂线，通常将喷涂线的喷涂分辨率设置在50～300之间。

36、作为上述技术方案的优选，步骤s3中，底漆的辊涂量为8～10g/m^2；步骤s4中，色漆的辊涂量为15～25g/m^2；步骤s5中，打印的色浆喷涂量为5～15g/m^2；步骤s6中，uv光油的喷涂量为100～300g/m^2。

37、综上所述，本发明具有以下有益效果：

38、1、本发明在利用打印图案层替代在硬质共挤表层辊刻图案的基础上，将原本添加在硬质共挤表层中的光稳定剂，调整到覆盖在打印图案层之上的耐磨层中，这样不仅解决了pvc板材因使用光稳定而导致力学性能下降的问题，还进一步提高了光稳定剂的效果，因为对于光稳定剂而言，耐磨层比之硬质共挤表层有以下优势：1)、厚度薄，耐磨层的厚度通常是微米级的，而共挤表层的厚度是毫米级的，这就导致在相同的面积内，光稳定剂可以更密集的分布，从而提高对紫外线的吸收效果；2)、透明度高，耐磨层是无色透明的，而共挤表层通常是灰色系的，这无疑提高了光稳定剂对紫外线的吸收效果；3)、分布均匀，光稳定剂在uv光油中几乎呈理想态分布，这是光稳定剂在共挤表层的原料中难以实现的，这将进一步提高光稳定剂对紫外线的吸收效果；

39、2、本发明通过在木塑围栏板表面打印图案层来替代辊刻花纹，优化了工艺，不仅简化了工序步骤，还降低了能耗；

40、3、本发明通过打印图案层来替代辊刻花纹，打印的图案能够拼合成一整体图案，相对于辊刻花纹形成的重复单元，能够呈现出更好的视觉效果；

41、4、本发明还在基材层上先设置底漆和白色色漆，进一步提高图案层的附着性，并且色漆能够消除不同批次间的色差。