CN103950267A - Pvc发泡塑料复合板及其生产方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发泡PVC材料复合板及其生产方法和应用，上基层和/或PVC发泡板的一个表面进行涂胶，上基层与PVC发泡板在涂胶的一面进行贴附，对上基层与PVC发泡板进行压制，制成发泡PVC材料复合板。本发明提供的PVC发泡塑料复合板，密度低，强度高，各层之间附着力好，具有隔热隔音、阻燃性能。由于密度小，可以采用两种简洁使用方法：一是采用免钉胶水直接与基体复合，二是在基体背面涂覆合适的胶黏剂，使用者可直接在经过一定要求处理的基体（如墙面）上自行贴合，安装简单，操作方便。因此具有优异的使用性能和加工性能，与现有墙面装饰材料比较拥有明显优势。

Description

PVC发泡塑料复合板及其生产方法和应用

技术领域

本发明涉及一种复合板材及其制备方法，尤其涉及一种PVC发泡塑料复合板及其制备方法和应用。

背景技术

泡沫塑料（发泡塑料）具有优良的耐冲击性能、良好的绝热隔音性能、以及优异的加工成型性能，因此通常被用于隔音保温材料、包装减震材料等。目前泡沫夹层结构的复合材料一般均是使用泡沫塑料作为泡沫芯，强度高、密度小、刚性大，广泛应用于各个领域。

常见的泡沫塑料主要是聚氨酯、聚苯乙烯和聚乙烯泡沫塑料，如专利文献US2009234036A1、JP2004-75700A、WO2001/096434A、EP0830419B1公开的柔性或硬质聚氨酯泡沫塑料，CN101824198B公开的聚乙烯-聚苯乙烯泡沫材料，WO2009/138241A公开的聚乙烯泡沫材料。但是上述三种材料均具有局限性，如聚氨酯材料阻燃性能差、聚苯乙烯材料韧性和阻燃性能差、聚乙烯材料强度和阻燃性能差。在建筑装潢行业日益对阻燃、防火性能要求提高的背景下，这些材料的使用空间已经明显缩小。

聚氯乙烯泡沫材料具有性能稳定、耐化学腐蚀，并且具有优异的阻燃性能，因而在建筑等行业得到广泛的应用，早在1940年，硬质PVC泡沫材料已经在欧洲开发使用，硬质交联发泡PVC塑料的性能优越，在高温下不容易变软或者发生蠕变，此外其质量轻，热变形温度高，具有高强度和刚性质量比，体积稳定性优异，尤其是PVC发泡材料防火阻燃性能优异，目前，已经大部分取代建筑装潢领域原有材料，成为建筑材料的夹层芯材的主体材料。如CN102391434A、WO2007/141647A、KR10-2004-0074532A公开的聚乙烯泡沫塑料。

总之，PVC材料具有原料易得，价格低廉，成型性能、力学性能、电绝缘性能优良等优点，并且，PVC发泡塑料与其他的发泡材料相比，其具有自身的阻燃性（氧指数为40以上），结合其发泡材料的质量轻，再加上节能减排的政策推动，PVC发泡塑料将有相当大的发展前景。

发泡材料中大量的气泡是降低其密度的关键，但是在制备夹层结构的复合材料过程中，如何避免气泡破裂压缩，导致密度大幅增加是需要解决的问题。现有的解决该问题的方法，一是直接用胶（粘结剂）进行粘结，这种方法制备的复合板各层之间附着力差，易脱落；另一种方法是先压制成型后再进行发泡，这种方法适应性差，只能生产预先设计的单一产品。

发明内容

为了解决目前PU、PE、PS等泡沫塑料存在的问题，本发明基于PVC发泡板材具有的优良性能，提供了一种发泡PVC材料复合板及其生产方法和应用。

本发明第一个方面是提供一种生产PVC发泡塑料复合板的方法，步骤包括：

步骤1，制备PVC发泡板；制备上基层；

步骤2，在上基层和/或PVC发泡板的一个表面进行涂胶，上基层与PVC发泡板通过涂胶进行贴附；

步骤3，对上基层与PVC发泡板进行压制，制成发泡PVC材料复合板。

其中，所述上基层至少包括底料层，并且优选为：所述上基层的底料层与PVC发泡板在涂胶的一面进行贴附；但是也可以是在底料层与发泡层之间还设置其它层，其它层与PVC发泡板之间通过涂胶进行贴附。

应当理解的是，可以仅在上基层板表面涂胶，优选为在底料层表面涂胶，然后PVC发泡板与底料层的涂胶表面贴附；或者仅在PVC发泡板的表面进行涂胶，上基层、优选为底料层与PVC发泡板的涂胶表面进行贴附；或者上基层、优选为底料层表面涂胶，PVC发泡板表面也进行涂胶，并且上基层、优选为底料层涂胶表面与PVC发泡板涂胶表面进行贴附。

涂胶后上基层与发泡板复合压制，也可以通过其他复合方式等效替代取代，例如通过专门的涂胶热复合设备涂胶复合一次成型，取代上述的上基层涂胶后与发泡板复合的方法，应当理解的是，该方法为本发明所述涂胶后进行压制的方法的等效替代，因此也落入本发明范围内。

本发明所述的压制可以是常温压制或热压，并优选为热压。

在所述压制过程中，所施加的压力优选为10-150kg，更优选为10-80kg，更优选为15-80kg，更优选为15-60kg，如20-60kg，60-100kg、30-70kg、20-50kg、30-40kg、80-120kg、70-110kg等。

在所述压制过程中，施压时间优选为15-100min，更优选为20-90min，更优选为25-80min，更优选为30-70min，如35min、40min、45min、50min、55min、60min、65min等。

在本发明第一个方面的第一种优选实施例中，所述压制为热压，包括加热阶段和冷却阶段。

在第一种优选实施例中，加热阶段所施压力优选为10-150kg，更优选为10-80kg，更优选为15-80kg，更优选为15-60kg，如20-60kg，60-100kg、30-70kg、20-50kg、30-40kg、80-120kg、70-110kg等；冷却阶段所施压力优选为10-150kg，更优选为10-80kg，更优选为15-80kg，更优选为15-60kg，如20-60kg，60-100kg、30-70kg、20-50kg、30-40kg、80-120kg、70-110kg等。但是应当理解的是，在本发明第一种优选实施例中，加热阶段和冷却阶段所施加的压力可以相同或不同，并优选为相同。

在第一种优选实施例中，加热阶段温度优选为40-150°C，更优选为50-130°C，更优选为60-100°C，更优选为75-100°C，如55°C、80°C、85°C、90°C等；冷却阶段温度优选为15-30°C，更优选为18-26°C，更优选为20-25°C、如21°C、22°C、23°C或24°C等。

在第一种优选实施例中，加热阶段的施压时间优选为5-50min，更优选为10-45min，更优选为15-40min，如15-30min、20-25min、25-45min、15-35min等；冷却阶段施压时间优选为5-50min，更优选为10-45min，更优选为15-40min，如15-30min、20-25min、25-45min、15-35min等。但是应当理解的是，在本发明第一种优选实施例中，加热阶段和冷却阶段施压时间可以相同或不同，并优选为相同。

在本发明第一个方面的第二种优选实施例中，所述底料层基材可以是金属、合金或高分子材料；并优选为高分子材料，可以是加成聚合物，如乙烯基单体共聚物或均聚物，也可以是缩聚物，如聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂，或者是天然高分子材料或其改性衍生物，如植物纤维、动物纤维等，或者是矿物纤维（如石棉）、陶瓷纤维、碳纤维等。

其中，所述底料层基材优选为加成聚合物，更优选为乙烯基单体共聚物和/或均聚物，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、聚丙烯、乙丙共聚物、聚偏氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、苯乙烯/马来酸酐共聚物等。本发明更优选为聚乙烯或聚氯乙烯，所述聚乙烯可以是低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯或超高密度聚乙烯。

所述底料层还可以是上述基材与填料、以及其它改善产品物理性能、和/或化学性能、和/或加工性能的助剂制成。所述助剂对于本领域技术人员来讲是已知的，如增韧剂、增塑剂、增强剂、防霉（防腐）剂、阻燃剂等。

在本发明第一个方面的第三种优选实施例中，所述涂胶过程中，所述胶可以是任意能够在压制阶段将上基层与PVC发泡板粘结在一起的粘结剂（或黏合剂、粘合剂），如聚氨酯、环氧树脂、聚丙烯酸酯、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物等，尤其是优选的热压工艺条件下，更优选为热熔型粘结剂。

在本发明第一个方面的第四种优选实施例中，所述上基层除包括底料层外，还可以包括装饰层或耐磨层中的任意一层或两层，并优选为至少包括装饰层；更优选为所述上基层同时包括底料层、装饰层和耐磨层。

其中，所述装饰层可以是带有印刷图案、纹理、立体图形的材料制成。装饰层材料可以任意能够组成图案、纹理、立体图形的材料，或者任意能够承载图案、纹理、立体图形的材料，如木材、金属、纤维、以及其它有机或无机材料。

其中，所述耐磨层由耐磨材料制成，一般为耐磨高分子材料，可以是通过涂覆涂料的形式、或者将耐磨材料在上述压制过程中复合到上基层中。

耐磨层可以是有机聚合物层和/或无机聚合物层，如UV涂层、或其它有机聚合物层和UV涂层的组合；尤其是能够改善产品表面耐刮性、光泽度、抗菌防霉性等性能的UV漆；其它有机聚合物层包括聚氯乙烯树脂或其它乙烯基树脂等聚合物，适量增塑剂及其他加工助剂组成。

并且，所述上基层中，如果存在装饰层，装饰层位于底料层和耐磨层之间。但是应当理解的是，耐磨层与底料层之间还可以包括其它层。耐磨层优选为透明或半透明层。所述上基层中，如果不存在装饰层，则耐磨层还可以是不透明的。

在第四种优选实施例中，优选地，底料层、以及耐磨层、装饰层先进行压制成型得到上基层，然后上基层与PVC发泡板通过上述压制成型得到所述发泡PVC材料复合板。

应当理解的是，耐磨层、装饰层与底料层压制成上基层的步骤，可以与上基层与PVC发泡板压制过程为同一过程，或者耐磨层、装饰层与底料层通过预先的压制过程制成上基层。

本发明第一个方面所述的方法中，还可以包括在PVC发泡板背对底料层的表面涂覆背胶的步骤。

本发明第一个方面所述的方法中，在步骤2之后，还可以包括后处理步骤，如裁切、抛光、打磨、检验、包装等步骤中的任意一个或几个。

本发明第二个方面是提供一种上述任意方法制备的PVC发泡塑料复合板，包括上基层和PVC发泡层，上基层与PVC发泡层之间设有胶水层用于将上基层与PVC发泡层粘结；上基层包括底料层，优选为底料层与PVC发泡层之间设有胶水层用于将底料层与PVC发泡层粘结。

本发明第一个方面中所述的底料层可以完全应用于本发明第二方面的底料层中，本发明第一个方面中所述的PVC发泡板可以完全应用于本发明第二个方面的PVC发泡层中，本发明第一个方面中所述粘结剂可以完全应用于本发明第二个方面的胶水层中。

在本发明第二个方面的第一种优选实施例中，还包括耐磨层，底料层位于耐磨层与发泡层之间。

但是应当理解的是，耐磨层与发泡层之间还可以包括其它层，耐磨层并不必须与底料层接触。并且，本发明第一个方面所述的耐磨层可以完全引入到本发明第二个方面中。

在本发明第二个方面的第二种优选实施例中，还包括装饰层，底料层位于装饰层与发泡层之间。

但是应当理解的是，装饰层与发泡层之间还可以包括其它层，装饰层并不必须与底料层接触。并且，本发明第一个方面所述的装饰层可以完全引入到本发明第二个方面中。

更优选地，本发明第二个方面所述的PVC发泡塑料复合板按顺序依次包括耐磨层、装饰层、底料层、胶水层和发泡层。

本发明上述的任意一种PVC发泡塑料复合板中，在发泡层的背对底料层的表面还涂覆有背胶。

本发明上述的任意一种PVC发泡塑料复合板中，发泡层与底料层之间的厚度比例优选为(1-15)∶(0.1-2)；更优选为(1.5-10)∶(0.1-1.5)；更优选为(1.5-8)∶(0.2-1.5)；更优选为(2-8)∶(0.3-1.5)。

本发明上述的任意一种PVC发泡塑料复合板中，发泡层与底料层、装饰层之间的厚度比例优选为(1-15)∶(0.1-2)∶(0.01-0.1)；更优选为(1.5-10)∶(0.1-1.5)∶(0.01-0.7)；更优选为(1.5-8)∶(0.2-1.5)∶(0.01-0.5)；更优选为(2-8)∶(0.3-1.5)∶(0.02-0.5)。

本发明上述的任意一种PVC发泡塑料复合板中，发泡层厚度优选为1-15mm，更优选为1-12mm，更优选为1.5-12mm，更优选为1.5-10mm，更优选为1.5-8mm，更优选为2-8mm，更优选为2-6mm。

本发明上述的任意一种PVC发泡塑料复合板中，底料层厚度优选为0.1-2mm，更优选为0.1-1.8mm，更优选为0.1-1.5mm，更优选为0.2-1.5mm，更优选为0.3-1.5mm。

本发明上述的任意一种PVC发泡塑料复合板中，装饰层厚度优选为0.01-0.1mm，更优选为0.01-0.08mm，更优选为0.01-0.7mm，更优选为0.01-0.5mm，更优选为0.02-0.5mm。

本发明上述的任意一种PVC发泡塑料复合板中，发泡层密度优选为0.1-1.5g/cm³，更优选为0.2-1.2g/cm³，更优选为0.3-1.5g/cm³，更优选为0.4-1.5g/cm³，更优选为0.5-1.5g/cm³，更优选为0.5-1.2g/cm³，更优选为0.6-1.2g/cm³。

在本发明第二个方面的第三种优选实施来中，按照重量百分比，发泡层组分优选为包括：

PVC               40-90%；

发泡剂            0.7-3%；

发泡调节剂        4-8%；

稳定剂            1.5-5%。

第三种优选实施例中，更优选地，按照重量百分比，发泡层组分优选为包括：

PVC               40-90%；

发泡剂            0.7-3%；

发泡调节剂        4-8%；

稳定剂            1.5-5%；

增塑剂            0-15%；

润滑剂            1-2%；

重钙              0-50%；

增韧剂            3-9%；

阻燃剂            3-15%；

抗菌防霉剂        0.5-2%。

第三种优选实施例中，本发明还可以包括本领域可用的其它助剂，其它助剂重量百分含量不超过5%，优选为2-5%。

本发明第三个方面提供一种上述任意PVC发泡塑料复合板的应用，步骤包括：

步骤1，提供本发明第一个方面中任意方法制备的任意的一种PVC发泡塑料复合板、或者第二个方面中任意的一种PVC发泡塑料复合板；

步骤2，将所述PVC发泡塑料复合板固定在基体表面和/或基体内。

其中，所述基体可以是室内墙体、室外墙体、屋顶、地面、冰箱壁、烘箱壁等任意期望保温的空间的壁，并优选为室内墙体、室外墙体、屋顶、地面中的任意一种或几种，更优选为室内墙体和/或室外墙体。

根据本发明第三个方面的第一种优选实施例，所述PVC发泡塑料复合板可以是嵌入到基体中，或者用固定钉、和/或涂覆到基体上的粘结剂等方法固定到基体，但是本发明第一种优选实施例中，所述PVC发泡塑料复合板的PVC发泡层表面设有背胶，通过背胶将PVC发泡塑料复合板粘附在基体上。

应当理解的是，本发明上述各个方面以及优选实施例之间，可以不受限制的进行任意组合。

本发明提供的PVC发泡塑料复合板，密度低，强度高，各层之间附着力好，具有隔热隔音、阻燃性能。由于密度小，可以采用两种简洁使用方法：一是采用免钉胶水直接与基体复合，二是在基体背面涂覆合适的胶黏剂，使用者可直接在经过一定要求处理的基体（如墙面）上自行贴合，安装简单，操作方便。因此具有优异的使用性能和加工性能，与现有墙面装饰材料比较拥有明显优势。

附图说明

图1为本发明生产PVC发泡塑料复合板流程示意图。

图2为本发明生产的PVC发泡塑料复合板正视结构示意图。

具体实施方式

实施例1

步骤1

参照图1和图2。

提供底料层3、装饰层4和耐磨层5，底料层3、装饰层4和耐磨层5由下至上叠加，然后压制成型，得到上基层。压制可以使用材料工程领域已知的方法来实施。其中，底料层为PVC板，厚度为1mm；装饰层厚度为0.3mm，耐磨层厚度为0.2mm，上基层总厚度为1.5mm。

提供PVC发泡板作为发泡层1，厚度为4mm，PVC发泡板的生产方法在现有技术中已有详细的记载，本领域技术人员可以根据现有技术的记载进行制备，按照重量百分比，制备本实施例PVC发泡板组分为：

PVC                70%；

发泡剂             1%；

发泡调节剂         6%；

稳定剂             3%；

增塑剂             5%；

润滑剂             1%；

重钙               2%；

增韧剂             4%；

阻燃剂             5%；

抗菌防霉剂         1%；

本领域其它可用助剂 2%。

步骤2

在PVC发泡层1的上表面涂胶，在底料层3的下表面涂胶，PVC发泡层1与底料层3的涂胶表面进行贴附，将PVC发泡层1和上基层叠加在一起。

本实施例中，所述胶指的是粘结剂（或称为黏合剂、胶粘剂等），如聚氨酯胶粘剂。

步骤3

对叠加的PVC发泡层1和上基层施加35kg的压力，进行热压，热压分为加热阶段和冷却阶段。

其中，加热阶段温度为80°C，施压时间为25min，然后在常温下进行冷却施压，施压时间为25min。

压制成型后得到PVC发泡塑料复合板，如图2所示，步骤1中涂覆的粘结剂固化后成为胶水层2，将底料层3与PVC发泡层1粘结。

压制之后，上基层后厚度仍然为1.5mm，发泡层厚度为3.95mm，基本上没有发生变化，本实施例基本保持了PVC发泡材料的密度（1.0g/cm³）。

压制成型后，在PVC发泡层1的下表面涂覆背胶，使用时，通过背胶将PVC发泡塑料复合板贴在墙面上。

实施例2

步骤1

提供底料层3、装饰层4和耐磨层5，底料层3、装饰层4和耐磨层5由下至上叠加，然后压制成型，得到上基层。其中，底料层为PE板，厚度为1mm，上基层总厚度为1.5mm。

提供PVC发泡板作为发泡层1，厚度为4mm，按照重量百分比，制备本实施例PVC发泡板组分为：

PVC               50%；

发泡剂            2%；

发泡调节剂        6%；

稳定剂            3%；

增塑剂            8%；

润滑剂            1%；

重钙               10%；

增韧剂             6%；

阻燃剂             8%；

抗菌防霉剂         3%；

本领域其它可用助剂 3%。

步骤2

在PVC发泡层1的上表面涂胶，在底料层3的下表面涂胶，PVC发泡层1与底料层3的涂胶表面进行贴附，将PVC发泡层1和上基层叠加在一起。

步骤3

对叠加的PVC发泡层1和上基层施加80kg的压力，进行热压，热压分为加热阶段和冷却阶段。

其中，加热阶段温度为80°C，施压时间为25min，然后在常温下进行冷却施压，施压时间为40min。

步骤1中涂覆的粘结剂固化后成为胶水层2，将底料层3与PVC发泡层1粘结。

压制之后，上基层后厚度仍然为1.5mm，发泡层厚度为3.93mm，基本上没有发生变化，本实施例基本保持了PVC发泡材料的密度（1.2g/cm³）。

使用时，在墙面上或者复合板背面（发泡层1背对底料层3的一面）涂覆胶黏剂，进行贴合。

实施例3

步骤1

提供底料层3、装饰层4和耐磨层5，底料层3、装饰层4和耐磨层5由下至上叠加，然后压制成型，得到上基层。

其中，底料层为PE板，上基层总厚度为0.7mm。

提供PVC发泡板作为发泡层1，厚度为4mm，按照重量百分比，制备本实施例PVC发泡板组分为：

PVC               80%；

发泡剂            3%；

发泡调节剂        5%；

稳定剂            2%；

润滑剂            1%；

增韧剂            5%；

阻燃剂            3%；

抗菌防霉剂        1%。

步骤2

在PVC发泡层1的上表面涂胶，在底料层3的下表面涂胶，PVC发泡层1与底料层3的涂胶表面进行贴附，将PVC发泡层1和上基层叠加在一起。

步骤3

对叠加的PVC发泡层1和上基层施加20kg的压力，进行热压，热压分为加热阶段和冷却阶段。

其中，加热阶段温度为60°C，施压时间为40min，然后在常温下进行冷却施压，施压时间为20min。

压制成型后得到PVC发泡塑料复合板，步骤1中涂覆的粘结剂固化后成为胶水层2，将底料层3与PVC发泡层1粘结。

压制之后，上基层后厚度仍然为15mm，发泡层厚度为3.93mm，基本上没有发生变化，本实施例基本保持了PVC发泡材料的密度（0.6g/cm³）。

使用时，消费者可按照实施例1或2所述方法，直接在经过一定要求处理的墙面上自行贴合。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种生产PVC发泡塑料复合板的方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，制备PVC发泡板；制备上基层；

步骤2，在上基层和/或PVC发泡板的一个表面进行涂胶，上基层与PVC发泡板通过涂胶进行贴附；

步骤3，对上基层与PVC发泡板进行压制，制成发泡PVC材料复合板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上基层包括底料层，优选为包括底料层和装饰层，更优选为包括底料层、装饰层和耐磨层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，底料层、以及耐磨层、装饰层先进行压制成型得到上基层，然后上基层与PVC发泡板通过步骤3中所述压制成型得到所述发泡PVC材料复合板。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4所述压制过程中所施加的压力为10-150kg。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤4中所述压制为热压，包括加热阶段和冷却阶段。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，加热阶段温度为40-150°C；冷却阶段温度为15-30°C。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，加热阶段的施压时间为5-50min；冷却阶段施压时间为5-50min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在PVC发泡板背对底料层的表面涂覆背胶的步骤。

9.一种权利要求1所述方法生产的PVC发泡塑料复合板，其特征在于，包括上基层和PVC发泡层，上基层与PVC发泡层之间设有胶水层用于将上基层与PVC发泡层粘结，其中，所述上基层包括底料层。

10.根据权利要求9所述的PVC发泡塑料复合板，其特征在于，所述的PVC发泡塑料复合板按顺序依次包括耐磨层、装饰层、底料层、胶水层和发泡层。

11.根据权利要求9或10所述的PVC发泡塑料复合板，其特征在于，发泡层厚度为1-15mm，底料层厚度为0.1-2mm，装饰层厚度为0.01-0.1mm。

12.根据权利要求9所述的PVC发泡塑料复合板，其特征在于，发泡层密度为0.1-1.5g/cm³。

13.根据权利要求9所述的PVC发泡塑料复合板，其特征在于，在发泡层的背对底料层的表面还涂覆有背胶。

14.一种如权利要求9所述PVC发泡塑料复合板的应用，其特征在于，步骤包括：

步骤1，按照权利要求1所述方法制备PVC发泡塑料复合板、或者提供权利要求9所述的PVC发泡塑料复合板；

步骤2，将所述PVC发泡塑料复合板固定在基体表面和/或基体内。