CN103541539A - 一种功能型合金材料地暖地板及其制备方法 - Google Patents

一种功能型合金材料地暖地板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种功能型合金材料地暖地板及其制备方法，所述地暖地板，其结构特点为四层复合结构，具体为最下层为真空镀膜反射层；反射层上为底料层，为PVC基高分子合金复合材料；底料层之上为共挤复合装饰层；底料层与装饰层采用共挤挤出工艺一次成型为整体结构；最上层为UV处理透明抗菌耐磨层，本发明还公开了加工这种功能型地暖地板的方法，包括以下工艺步骤：（1）底料层的混配及制备；（2）装饰层与底料层的在线共挤复合；（3）装饰层表面在线压花处理；（4）板材表面真空镀膜；（5）表面层UV抗菌耐磨处理。本发明工艺过程简单，由该技术制备的地暖地板具有良好的地暖传导性、尺寸稳定性、防污环保型及使用耐久性。

Description

一种功能型合金材料地暖地板及其制备方法
技术领域
    本发明涉及建筑装饰材料领域，具体涉及一种功能型合金材料地暖地板及其制备方法。
背景技术
 目前，按传统选作地暖系统的地板多为复合地板，如复合PVC地板、实木复合地板、强化地板级竹木地板等。复合地板由多层不同功能的片层通过粘合技术压制复合而成，制备过程繁杂、且存在能耗高、环境污染等不利因素；在铺装完该类地热地板后，在长期的采暖使用过程中，容易受热释放一定量的甲醛，对人体健康造成危害；传统地热地板在长期使用过程中，由于积尘污垢等原因会在地板表面生成霉菌，对人体健康造成影响；传统地热地板，如复合PVC地板长期使用，会由于长期采暖使用造成翘曲变形；木地板、竹地板等复合地板导热系数相对较第，在0.17-0.34w/(m*k)之间，长期使用相对耗能；传统地热地板不具防火阻燃特性，易于着火燃烧，存在安全隐患；传统地热地板表面耐磨性第，长期使用易形成刮痕，影响地板表面美观。
发明内容
    本发明的目的在于克服现有地暖地板技术中存在的缺陷，提供一种高功能型合金材料地暖地板及其制备方法，本发明所提供的功能型合金材料地暖地板成型制备工艺过程简单、环保，地板板材导热系数高；装配使用时，板材中空结构置入热水循环管束或加热丝束等发热源，以水热式或电热式方式进行工作，热效利用率高；高强、耐热、阻燃、无甲醛释放、表面具有抗菌耐磨效果，长期使用，不易出现分层、翘曲等现象。由该技术制备的地暖地板具有良好的地暖传导性、尺寸稳定性、防污环保型及使用耐久性。
 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现的：一种高功能型合金材料地暖地板，包括自下至上依次为真空镀膜反射层、PVC基高分子合金复合材料层（以下简称底料层）、共挤复合装饰层（以下简称装饰层）和UV处理透明抗菌耐磨层，所述真空镀膜反射层，为直接以真空镀膜工艺将金属膜镀附在由底料层及装饰层形成的整体板材件的底料层面上，形成整体致密结构；
所述底料层包括以下重量份额的组分：
PVC树脂               100份
第二组分树脂             7~35份
活性微细碳酸钙         30~120份
无铅无钡稳定剂         3.0~7.0份
    阻燃剂               5~12份
    加工助剂           1.5~2.5份
  增韧改性剂             6~12份
着色剂及内外滑剂           适量
所述共挤复合装饰层的基料与PVC具有良好相容性，可实现多种色彩效果。
所述UV处理透明抗菌耐磨层添加了适量的纳米银，该层材料具有抗菌耐磨效果。
作为一种优选方式，所述高分子合金材料地暖地板由真空镀膜反射层、底料层、装饰层及UV处理透明抗菌耐磨层组成，真空镀膜反射层以真空镀膜工艺在底料层下表面形成一层金属膜层；底料层与装饰层通过共挤挤出工艺制备成由第三层与第二层组成的复合板材，对该复合板材装饰层的表面进行压花或者不压花处理，使得板材表面具备凹凸纹路或者平整光滑效果；之后对装饰层表面进行UV处理，使其具备第一层即UV处理透明抗菌耐磨层。
更具体的，真空镀膜反射层直接以真空镀膜工艺将金属膜镀附在由底料层及装饰层形成的整体板材件的底料层面上，形成整体致密结构，具有良好的反射热能效果。所用镀膜蒸发材料为铝、铬、铜、镍、锌、镉、铟中的一种。
更具体的，真空镀膜反射层的厚度为0.03~0.07mm。
更具体的，底料层为PVC基高分子合金复合材料，具有良好的导热、耐温、阻燃、高强等特性。
    其中，PVC树脂为悬浮法聚氯乙烯树脂，其型号可为SG5型PVC树脂或SG6型PVC树脂；
    其中，第二组分基材树脂与PVC树脂具有相似溶解度参数，与PVC树脂具有良好的相容性，该组分的添加可有效地提高PVC的热变形温度，以满足地暖地板的使用要求。所述第二组分为CPVC（氯化聚氯乙烯）、ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)、SAN（苯乙烯丙烯腈共聚物）、ASA（丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物）、AS（丙烯腈-苯乙烯共聚物）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）、戊二酰亚胺共聚物、耐热α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、α-甲基苯乙烯基聚合物中的一种或一种以上按任意比例混合的混合物；
其中，所述无铅无钡热稳定剂为钙锌复合热稳定剂、有机锡热稳定剂、有机基热稳定剂或稀土热稳定剂中的一种；
其中，所述增韧改性剂为CPE（氯化聚乙烯）、ACR（丙烯酸酯类共聚物）、MBS（甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）、TPU（热塑性聚氨酯）、SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）、EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）、NBR(丁腈橡胶）中的一种；
其中，所述活性微细碳酸钙为800-3000目表面活化改性的活性微细碳酸钙；
其中，所述活性微细碳酸钙为1250-2500目表面活化改性的活性微细碳酸钙；
    更具体的，PVC基高分子材料合金复合材料层的厚度为2~4mm。
更具体的，中间层材料，即共挤复合装饰层色母料，可根据要求满足多种色彩效果，与PVC基材具有良好的相容性，共挤复合后，不分层、不开裂，共挤装饰复合层的材料基体可为PVC（聚氯乙烯）、SAN（苯乙烯丙烯腈共聚物）、ASA（丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物）、AS（丙烯腈-苯乙烯共聚物）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）中的一种。
更具体的，中间层，即共挤装饰复合层的厚度为0.1~0.3mm。
更具体的，UV处理透明抗菌耐磨层的特性在于UV涂料中添加有0.5%~1%的纳米银颗粒，其尺寸大小为5nm以下。
更具体的，UV处理透明抗菌耐磨层的厚度为0.03~0.1mm。
本发明还公开了加工上述高分子合金材料地暖地板的方法，包括以下工艺步骤：
    （1）加工底料层：将底料层的各组分按重量份额投入高速混合机内均匀混合6~8min，待混合温度至105℃时，放料至冷混机混至45℃左右；将混合均匀的混合料投入到升温至成型温度的主挤出设备中进行牵引挤出生产，挤出设备各段温度范围为175℃~195℃；
    （2）共挤复合装饰层：待底料层牵引生产正常后，开启共挤出机，将装饰材料直接在线均匀地复合在底料层表面，形成由底料层及装饰层复合而成的共挤整体部件，效率高、成本低、无污染。共挤出机成型设备温度根据所选装饰料基材特性进行相应的温度设置，温度方位为165℃~230℃；
    （3）表面压花处理：在共挤口模的出口面位置装备压花辊，在共挤整体部件表面形成凹凸有致的立体花纹图样，表面花纹深度可根据要求进行调节，压花辊的调节深度为0~1.5mm；
    （4）定型、冷却及切断：由牵引机牵引表面压花处理后的共挤板材通过真空定型模定型、冷却，并根据所需长度尺寸进行切割成型；
    （5）真空镀膜反射层：将切割成型件底料层3下表面进行真空镀膜处理，在其表面形成一层厚度为0.03~0.07mm金属膜层；
    （6）表面UV处理：根据产品要求，在产品表面喷涂掺有适量纳米银的UV涂料，待干燥、流平、UV固化后，形成具有抗菌耐磨的透明保护层；
    本发明的优点和有益效果在于：功能型合金材料地暖地板成型制备工艺过程简单、环保，地板板材导热系数高；装配使用时，板材中空结构置入热水循环管束或加热丝束等发热源，以水热式或电热式方式进行工作，热效利用率高；高强、耐热、阻燃、无甲醛释放、表面具有抗菌耐磨效果，长期使用，不易出现分层、翘曲等现象。由该技术制备的地暖地板具有良好的地暖传导性、尺寸稳定性、防污环保型及使用耐久性。
附图说明
 图1，为本发明一种功能型共挤复合合金材料地暖地板的剖视图。
具体实施方式
 下面结合附图1及实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，一下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
 实施例1
 一种功能型合金材料地暖地板，包括自下至上依次复合层叠的真空镀膜反射层4、PVC基高分子合金复合材料层3、共挤复合装饰层2和UV处理透明抗菌耐磨层1；
 其中，底料层3包括以下重量份额的组分：
  PVC树脂               100份
 ABS树脂 （747S)         30份
活性微细碳酸钙（1250目）  80份
钙锌复合稳定剂            5.0份
    阻燃剂                 7份
加工助剂ACR401           2份
     CPE                  8份
  半精炼石蜡             0.6份
硬脂酸               0.5份
    其中，装饰层2的基材主体为ASA（丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物）。
 其中，UV处理透明抗菌耐磨层1所用UV涂料中掺有添加重量1%、颗粒尺寸为5nm的纳米银。
 加工上述的功能型合金材料地暖地板的方法，包括以下工艺步骤：
 （1）加工底料层：将底料层的各组分按重量份额投入高速混合机内均匀混合6~8min，待混合温度至105℃时，放料至冷混机混至45℃左右；将混合均匀的混合料投入到升温至成型温度的主挤出设备中进行牵引挤出生产，挤出设备各段温度范围为175℃~195℃；
 （2）共挤复合装饰层：待底料层牵引生产正常后，开启共挤出机，将装饰材料直接在线均匀地复合在底料层表面，形成由底料层及装饰层复合而成的共挤整体部件，效率高、成本低、无污染。共挤出机成型设备温度根据所选装饰料基材特性进行相应的温度设置，温度方位为195℃~210℃；
 （3）表面压花处理：在共挤口模的出口面位置装备压花辊，在共挤整体部件表面形成凹凸有致的立体花纹图样，表面花纹深度可根据要求进行调节，压花辊的调节深度为0.5mm；
 （4）定型、冷却及切断：由牵引机牵引表面压花处理后的共挤板材通过真空定型模定型、冷却，并根据所需长度尺寸进行切割成型；
 （5）真空镀膜反射层所选用镀膜蒸发材料为铝丝，在底料层3表面所形成的的金属膜层的厚度为0.035mm左右；
    （6）表面UV处理：根据产品要求，在产品表面喷涂掺有1%纳米银的UV涂料，待干燥、流平、UV固化后，形成具有抗菌耐磨的透明保护层；
    实施例2
    一种功能型合金材料地暖地板，包括自下至上依次复合层叠的真空镀膜反射层4、PVC基高分子合金复合材料层3、共挤复合装饰层2和UV处理透明抗菌耐磨层1；
    其中，底料层3包括以下重量份额的组分：
  PVC树脂               100份
 戊二酰亚胺共聚物         20份
活性微细碳酸钙（1250目） 100份
钙锌复合稳定剂            5.0份
    阻燃剂                 7份
加工助剂ACR401           2份
     MBS                 12份
  半精炼石蜡               0.6份
硬脂酸                 0.5份
    其中，装饰层2的基材主体为ASA（丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物）。
其中，UV处理透明抗菌耐磨层1所用UV涂料中掺有添加重量1%、颗粒尺寸为5nm的纳米银。
加工上述的功能型合金材料地暖地板的方法，包括以下工艺步骤：
    （1）加工底料层：将底料层的各组分按重量份额投入高速混合机内均匀混合6~8min，待混合温度至105℃时，放料至冷混机混至45℃左右；将混合均匀的混合料投入到升温至成型温度的主挤出设备中进行牵引挤出生产，挤出设备各段温度范围为175℃~195℃；
    （2）共挤复合装饰层：待底料层牵引生产正常后，开启共挤出机，将装饰材料直接在线均匀地复合在底料层表面，形成由底料层及装饰层复合而成的共挤整体部件，效率高、成本低、无污染。共挤出机成型设备温度根据所选装饰料基材特性进行相应的温度设置，温度方位为195℃~210℃；
    （3）表面压花处理：在共挤口模的出口面位置装备压花辊，在共挤整体部件表面形成凹凸有致的立体花纹图样，表面花纹深度可根据要求进行调节，压花辊的调节深度为0.5mm；
    （4）定型、冷却及切断：由牵引机牵引表面压花处理后的共挤板材通过真空定型模定型、冷却，并根据所需长度尺寸进行切割成型；
    （5）真空镀膜反射层所选用镀膜蒸发材料为铝丝，在底料层3表面所形成的的金属膜层的厚度为0.035mm左右；
    （6）表面UV处理：根据产品要求，在产品表面喷涂掺有1%纳米银的UV涂料，待干燥、流平、UV固化后，形成具有抗菌耐磨的透明保护层；
    实施例3
    一种功能型子合金材料地暖地板，包括自下至上依次复合层叠的正空镀膜层4、PVC基高分子合金复合材料层3、共挤复合装饰层2和UV处理透明抗菌耐磨层1；
    其中，底料层3包括以下重量份额的组分：
  PVC树脂                          100份
耐热α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物        15份
活性微细碳酸钙（1250目）            100份
钙锌复合稳定剂                       5.0份
    阻燃剂                             7份
加工助剂ACR401                       2份
     MBS                              9份
  半精炼石蜡                         0.6份
硬脂酸                           0.5份
    其中，装饰层2的基材主体为PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）。
其中，UV处理透明抗菌耐磨层 1所用UV涂料中掺有添加重量1%、颗粒尺寸为5nm的纳米银。
加工上述的功能型合金材料地暖地板的方法，包括以下工艺步骤：
    （1） 加工底料层：将底料层的各组分按重量份额投入高速混合机内均匀混合6~8min，待混合温度至105℃时，放料至冷混机混至45℃左右；将混合均匀的混合料投入到升温至成型温度的主挤出设备中进行牵引挤出生产，挤出设备各段温度范围为175℃~195℃；
    （2）共挤复合装饰层：待底料层牵引生产正常后，开启共挤出机，将装饰材料直接在线均匀地复合在底料层表面，形成由底料层及装饰层复合而成的共挤整体部件，效率高、成本低、无污染。共挤出机成型设备温度根据所选装饰料基材特性进行相应的温度设置，温度方位为195℃~230℃；
    （3）表面压花处理：在共挤口模的出口面位置装备压花辊，在共挤整体部件表面形成凹凸有致的立体花纹图样，表面花纹深度可根据要求进行调节，压花辊的调节深度为0.5mm；
    （4）定型、冷却及切断：由牵引机牵引表面压花处理后的共挤板材通过真空定型模定型、冷却，并根据所需长度尺寸进行切割成型；
    （5）真空镀膜反射层所选用镀膜蒸发材料为铝丝，在底料层3表面所形成的的金属膜层的厚度为0.035mm左右；
    （6）表面UV处理：根据产品要求，在产品表面喷涂掺有1%纳米银的UV涂料，待干燥、流平、UV固化后，形成具有抗菌耐磨的透明保护层。
实施例1-3的产品的耐热性能测试结果如下表1：
性能指标 实例1 实例2 实例3
烘烤条件：80℃，6h 未变形 未变形 未变形
水煮条件：沸水，30min 未变形 未变形 未变形
表1 实施例1-3的耐热性能测试结果表。
实施例1-3的产品的导热系数均在0.5w/(m*k)以上，具有良好的导热传热性能。
实施例1-3的产品通过真空镀、共挤及UV处理工艺复合而成，制备工艺流程简单、高效、环保，产品使用时无甲醛释放。
最后应当说明的，以上实例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种功能型高分子合金材料地暖地板，包括自下至上依次为真空镀膜反射层、PVC基高分子合金复合材料层、共挤复合装饰层和UV处理透明抗菌耐磨层，其特征在于：所述真空镀膜反射层，为直接以真空镀膜工艺将金属膜镀附在由底料层及装饰层形成的整体板材件的底料层面上，形成整体致密结构；
所述底料层包括以下重量份额的组分：
PVC树脂                  100份
第二组分树脂             7~35份
活性微细碳酸钙         30~120份
无铅无钡稳定剂         3.0~7.0份
    阻燃剂               5~12份
    加工助剂           1.5~2.5份
  增韧改性剂             6~12份
着色剂及内外滑剂           适量。
2.根据权利要求1所述的功能型合金材料地暖地板，其特征在于：真空镀膜反射层以真空镀膜工艺在底料层下表面形成一层金属膜层；底料层与装饰层通过共挤挤出工艺制备成由第三层与第二层组成的复合板材，并对该复合板材装饰层的表面进行压花或者不压花处理，使得板材表面具备凹凸纹路或者平整光滑效果；对装饰层表面进行UV处理，使其具备第一层即UV处理透明抗菌耐磨层。
3.根据权利要求1所述的功能型高分子合金材料地暖地板，其特征在于：所述真空镀膜反射层直接以真空镀膜工艺将金属膜镀附在由底料层及装饰层形成的整体板材件的底料层面上，形成整体致密结构，所用镀膜蒸发材料为铝、铬、铜、镍、锌、镉、铟中的一种。
4.根据权利要求1所述的功能型高分子合金材料地暖地板，其特征在于：所述真空镀膜反射层的厚度为0.03~0.07mm，高分子合金材料底料层板材的壁厚为2~4mm，共挤装饰复合层的厚度为0.1~0.3mm。
5.根据权利要求1所述的底料层，其特征在于：高分子合金材料底料层板材为具有若干不同类型加强筋的中空结构，装配使用时，各中空区间在装配时置入热水循环管束或加热丝束等发热源，从而以水热式或电热式方式进行工作，其管束或丝束可为单根或多根，与传统供热方式相比，具有更为有效地加热及保温效果。
6.根据权利要求1所述的中间层材料，即共挤复合装饰层色母料，可根据要求满足多种色彩效果，其特征在于：与PVC基材具有良好的相容性，共挤复合后，不分层、不开裂，共挤装饰复合层的材料基体可为PVC（聚氯乙烯）、SAN（苯乙烯丙烯腈共聚物）、ASA（丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物）、AS（丙烯腈-苯乙烯共聚物）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）中的一种。
7.根据权利要求1所述的UV处理透明抗菌耐磨层，其特征在于：UV涂料中添加有0.5%~1%的纳米银颗粒，其尺寸大小为5nm以下，UV处理透明抗菌耐磨层的厚度为0.03~0.1mm。
8.加工权利要求1所述的高分子合金材料地暖地板的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
（1）加工底料层：将底料层的各组分按重量份额投入高速混合机内均匀混合6~8min，待混合温度至105℃时，放料至冷混机混至45℃左右；将混合均匀的混合料投入到升温至成型温度的主挤出设备中进行牵引挤出生产，挤出设备各段温度范围为175℃~195℃；
（2）共挤复合装饰层：待底料层牵引生产正常后，开启共挤出机，将装饰材料直接在线均匀地复合在底料层表面，形成由底料层及装饰层复合而成的共挤整体部件，效率高、成本低、无污染，共挤出机成型设备温度根据所选装饰料基材特性进行相应的温度设置，温度方位为165℃~230℃；
（3）表面压花处理：在共挤口模的出口面位置装备压花辊，在共挤整体部件表面形成凹凸有致的立体花纹图样，表面花纹深度可根据要求进行调节，压花辊的调节深度为0~1.5mm；
（4）定型、冷却及切断：由牵引机牵引表面压花处理后的共挤板材通过真空定型模定型、冷却，并根据所需长度尺寸进行切割成型；
（5）真空镀膜反射层：将切割成型件底料层3一面的表面进行真空镀膜处理，在其表面形成一层厚度为0.03~0.07mm金属膜层；
（6）表面UV处理：根据产品要求，在产品表面喷涂掺有适量纳米银的UV涂料，待干燥、流平、UV固化后，形成具有抗菌耐磨的透明保护层。
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