一种木塑围栏打印板材

技术领域

本发明涉及一种木塑围栏打印板材，属于围栏板技术领域。

背景技术

栅栏板常用于露台、庭院、花园等场合。木塑材质的栅栏板由于质轻、美观、价廉、耐刮擦、耐候、耐风雨、耐热、耐寒等众多优点，已成为人们最喜欢的一类围栏。

现有的木塑围栏，其外形结构大多如授权公告号为CN 203924898 U的实用新型专利所示。该结构的围栏板能够在市场上广为流行，主要是因其安装方便。由于凸台和凹槽的结构决定了两者间具有一定的自导向功能，因此插接的时候不需要对得很准，也能完成良好的拼装。

同时，现有的木塑围栏板，其外表通常是纯色，即不具备图案；或者是通过木纹辊压印制出木纹。纯色的围栏板表面缺乏美感，而通过木纹辊刻制木纹，需要较多工序，生产繁琐。首先通过水冷定型系统将挤出的木塑围栏冷却定型，然后对其进行复热，使之表层软化，再通过木纹辊进行刻纹。不能在挤出的同时进行刻制是因为，辊刻时木纹辊作用于围栏板压强会传递板体内部，并且围栏板内外温度都较高尚未定型，此时辊刻对板体形态结构的影响将是破坏性的。

发明内容

本发明要解决上述问题，从而提供一种木塑围栏打印板材。本发明的木塑围栏打印板材，在挤出冷却定型后，通过工业打印机在表面形成所需图案，不需要对板材进行复热，具有缩短工期，表面图案自主选择性高的优点。

本发明解决上述问题的技术方案如下：

一种木塑围栏打印板材，自下而上至少包括基材、图案层和耐磨层；所述基材包括基础树脂为聚烯烃的木塑芯层和基础树脂为共混树脂的共挤包覆层；所述的共混树脂为聚烯烃和聚苯乙烯的混合树脂。

本发明上述技术方案中，所述基材优选为NON-PVC的基材，即不含PVC材质的基材。PVC原料虽然具有更低的成本，但是其在燃烧后会产生戴奥辛类剧毒物质，因此很多国家和地区的客户都比较抵触。优选的，使用聚烯烃，如PE或者PP作为基础树脂来制备木塑围栏板，但聚烯烃材质相对于PVC，极性低，因此直接在表面打印出图案后，图案的附着性差。

本发明上述技术方案中，共挤包覆层相对于传统的共挤包覆具有一定的区别，传统的包覆层，所需要承担的主要功能是力学性能和耐候性能，并满足与芯层良好的相容性。比较经典的组合有ASA作为包覆层共挤包覆PVC木塑的芯材，ASA与PVC相容性好，ASA具有良好的强度和耐候性。而上述技术方案中，由于需要再表面打印图案，图案是通过油墨来呈现的，因此还需要使油墨与之具有良好的附着性。出于附着性考虑，可以采用极性较高的树脂来与PE/PP共混。

发明人通过与极性树脂的共混研究发现，虽然改善了表面极性使得基材表面打印的效果得到显著提升，但是共混也带来了其他的问题。比如，与聚甲基丙烯酸树脂共混改性，使得树脂在制成基材后的力学性能下滑，包覆层容易损坏。也就是说，在本发明的研究中，由于需要考虑更多的功能要求，并非所有的极性树脂都适合用于与PE/PP共混，以制备共挤包覆层。

本发明上述技术方案中，采用聚烯烃和聚苯乙烯共混树脂来制备共挤包覆层。聚苯乙烯是弱极性高聚物，通过共混能够适当改善聚烯烃的极性，并由此提高图案层的附着性。并且，聚苯乙烯与聚烯烃树脂共混还能提高共挤包覆层的力学强度，进一步提高包覆层的保护能力。此外，树脂的共混还需要考虑两者的相容性，当两种树脂极性相差太大时，也难以起到共混的效果。因此，发明人在研究中主要考虑聚烯烃与弱极性树脂(聚苯乙烯、三元乙丙橡胶)或者极性不是很高的树脂(尼龙、有机玻璃)等，而不去考虑诸如氨基树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等高极性树脂，此外氨基树脂、酚醛树脂通常是热固性树脂，也难以利用。发明人经过深入研究，综合多方面的考虑，最终选取聚烯烃和聚苯乙烯共混树脂来制备共挤包覆层的方案。

作为上述技术方案的优选，所述的混合树脂中，聚烯烃和聚苯乙烯的质量比为，聚烯烃∶聚苯乙烯＝X∶(10-X)，X为6～8。

作为上述技术方案的优选，所述的聚烯烃为PE。

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，所述色漆层的涂料为白色色漆。

本发明上述技术方案中，底漆层的设置能够进一步提高图案层的附着效果；色漆层的设置能够消除不同批次基材间的色差。

作为上述技术方案的优选，所述底漆层的涂料为光固化的丙烯酸清漆。

作为上述技术方案的优选，所述底漆层的涂料的使用量为大于或等于8g/m^2；优选为10g/m^2。

作为上述技术方案的优选，所述色漆层的涂料为添加钛白粉的光固化环氧树脂涂料。

作为上述技术方案的优选，所述色漆层的涂料的使用量为大于或等于20g/m^2；优选为25～30g/m^2。

作为上述技术方案的优选，所述的图案层的图案为木纹图案，所述图案层是通过工业打印机打印得到的，所述图案层的涂料为添加矿物颜料颗粒和流平助剂的光敏丙烯酸酯。

作为上述技术方案的优选，所述的图案层的涂料由多种单色涂料调色后形成。

作为上述技术方案的优选，所述耐磨层的涂料为包含聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸单体、光引发剂、耐磨颗粒的乳液。

作为上述技术方案的优选，所述耐磨层的涂料包含以下质量份的组分：聚氨酯丙烯酸酯35～50、丙烯酸单体10～15、三氧化二铝25～35、二氧化硅3～5、光引发剂3～5、助剂5～8。

作为上述技术方案的优选，所述耐磨层的涂料的使用量为大于或等于150g/m^2。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、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；

2、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；

3、本发明通过聚苯乙烯和聚烯烃共混，提高了图案层的附着性；

4、本发明优选的技术方案中，还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；

5、本发明优选的技术方案中，还在图案层上设置光固化耐磨漆层，对图案层提供耐磨保护。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中，01-基材层，02-底漆层，03-色漆层，04-图案层，05-耐磨层；

11-木塑芯层，12-共挤包覆层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步的解释说明。

本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制。本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所做的任何改变，只要在权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。

实施例一

如图1所示，一种木塑围栏板，自下而上包括基材01、底漆层02、色漆层03、图案层04和耐磨层05。

其中，基材01包括木塑芯层11和共挤包覆层12。

本实施例中，木塑芯层11的基础树脂为HDPE，共挤包覆层12的基础树脂为HDPE和聚苯乙烯PS的混合树脂，其中质量比HDPE∶PS＝8∶2。

底漆层02，采用透明的丙烯酸清漆，辊涂于白膜上，经过紫外灯固化而形成。

色漆层03采用白色漆，辊涂于底漆层上，经过紫外灯固化而形成。

图案层04，是采用多色油墨数码打印机打印花纹后经过光固化而形成，本实施例打印出来的是木纹图案，该图案层具有若干连接或者不连接的木纹形状的线条。

耐磨层05，采用透明的UV漆，主要包含以下质量份的组分：聚氨酯丙烯酸酯45％、丙烯酸单体12％、三氧化二铝25％、二氧化硅5％、光引发剂5％、助剂8％。

一种木塑围栏板的制备方法，包括以下步骤：

a、提供一PE基的木塑围栏板：使用酒精50％+水50％比例混合制成清洗剂，通过毛刷蘸取清洗剂清洁PE基材的板面，去除污渍及灰尘；

b、辊涂机涂覆附着底漆，涂布量10g/m^2，通过紫外光固化，主要是促进白色底漆更好地附着在基材上，防止掉落，脱层；此工序附着底漆涂布量和光照能量对于白底与基材的附着力至关重要，涂布量需要通过计量辊的辊速和与涂布辊之间的距离来控制，并根据涂布量控制汞灯的光照强度；本实施例中，用395nm、8W/cm^2的紫外灯照射；(底漆包含：90％光固化清漆HYS01-1，5％光引发剂184，0.5％光引发剂TPO，4.5％稀释剂丙烯酸羟乙酯)；

c、辊涂机涂覆白色底漆25～30g/m^2，本实施例涂覆28g/m^2，通过紫外光固化，主要是作为打印的背景，保证打印区域颜色基本一致，无明显色差变化，并使得打印图案鲜明不透光；光照强度设置同上一步骤；(白漆包含：50％光固化环氧HYS01-1，30％钛白粉，5％光引发剂184，0.5％光引发剂TPO，14.5％反应型稀释剂丙烯酸羟乙酯)；

d、打印图案(本实施例中为木材纹理图案)；在打印设备上导入所需打印的图案，设置板材尺寸、设置打印头高度、打开真空吸附装置、LED、紫外光固化灯；在经过上一步骤处理的白色底漆上打印出所需的图案；打印图案的色浆为紫外光固化色浆；打印完成后，通过紫外光固化灯照射将图案定型；本步骤中的设备为市场上购置的打印设备；所述光固化色浆，为添加矿物颜料颗粒和流平助剂的光敏丙烯酸酯；

e、在图案固化后，用辊涂机涂覆耐磨层，耐磨涂布量200g/m^2，紫外光固化；用395nm、8W/cm^2的紫外灯照射；

f、辊涂机涂覆透明的哑光底漆，塑造哑光效果，哑光底漆涂布量10g/m^2，通过紫外光固化，光照强度操作设置同上。

实施例二

与实施例一基本相同，不同在于：

共挤包覆层12的基础树脂为HDPE和聚苯乙烯PS的混合树脂，其中质量比HDPE∶PS＝7∶3。

实施例三

与实施例一基本相同，不同在于：

共挤包覆层12的基础树脂为HDPE和聚苯乙烯PS的混合树脂，其中质量比HDPE∶PS＝6∶4。

对比例一

与实施例一基本相同，不同在于：

共挤包覆层12的基础树脂为HDPE和PA的混合树脂，其中质量比HDPE∶PA＝7∶3。

对比例二

与实施例一基本相同，不同在于：

共挤包覆层12的基础树脂为HDPE和PMMA的混合树脂，其中质量比HDPE∶PA＝7∶3。

以下对实施例1～3和对比例1～2进行浸渍剥离测试和划格测试；浸渍剥离测试依照GB/T 17657执行，划格测试依照GB/T 9286-2021执行。

浸渍剥离测试方法：

将试件放在沸水中浸渍4h，取出后置于(63±3)℃的干燥箱中干燥20h，然后将试件放在沸水中浸渍4h，取出后再置于(63±3)℃的干燥箱中干燥3h。试件浸渍时应浸没在沸水中。仔细观察试件各层间有无剥离或分层现象。

划格测试方法：

将试板放置在平整的平面上；握住切割刀具(GB/T 9286-2021 5.2)，使刀刃垂直于试板表面。采用适宜的间距导向装置(GB/T 9286-2021 5.3)，对切割刀具均匀施力，以均匀的速度在涂层上进行6道切割。最小切割长度应明显长于多刃刀具的宽度。所有切割都在底材上留下痕迹或划伤底材。但底材上划痕应尽可能浅。对于某些底材，如塑料，如果切割刀具切透底材的深度过大，则存在涂层撕裂和剥落的风险。如果由于涂层太硬无法切透至底材，则表明试验无效，并如实报告结果。

重复上述动作，再作6道平行切割，与原先切割呈90°角相交，以形成网格图形。

去除切割区域的任何疏松涂膜。适合方法的示例在附录A(GB/T 9286-2021)中给出。去除疏松涂膜的适合方法应在试验报告中注明。

在ISO 13076规定的良好光照条件下，用正常或矫正过的视力，使用放大镜(5.4)，目视法仔细检查试验涂层的切割区域。在观察过程中，适当转动试板，以使试验区域的观察和照明不局限在一个方向。通过与表1(GB/T 9286-2021)中图示比较，对试验区域进行评级。

浸渍剥离和划格测试结果如下：