CN105034486B - 高强度耐磨损覆膜板 - Google Patents

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Abstract

本案涉及高强度耐磨损覆膜板，其从上至下依次设有改性膜层、胶黏剂层、合金层、胶黏剂层和改性膜层；改性膜层为丙炔‑偏二氟乙烯共聚物，其中，丙炔含量为3～4wt％；胶黏剂层包括：环氧树脂、乙烯‑丙烯酸辛酯共聚物、丁二烯‑丙烯酸甲酯共聚物和聚1，4‑丁二醇；合金层包括：铁、钛、锆碳、硅和钐。本案通过对传统PVDF膜进行改性，引入丙炔来提高膜层的表面强度和抗刮性能，同时由于丙炔的添加可大幅提升膜层与胶黏剂的粘结强度；通过对传统胶黏剂进行改性，引入多种聚合物来协同提高对含氟膜的粘结效果；通过对传统金属基板的改进，设计出全新的合金层来进一步增加胶黏剂与合金层的结合强度，从而有效保证覆膜板整体的结构稳定性。

Description

高强度耐磨损覆膜板
技术领域
本发明涉及覆膜板，具体涉及一种高强度耐磨损覆膜板。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，覆膜板在工业中的应用越来越广。现有技术中使用较多的是PVDF覆膜板。PVDF，中文名聚偏二氟乙烯，它的膜型材料可用于多种高档次的户外建筑，亦可作为强酸或强碱的生产车间用厂房材料。作为一种新型材料，它的优点得到了广泛认可。但由于PVDF自身的低摩擦系数，使得它在加工时十分不易粘结，而现有技术中采用的胶黏剂的兼容性较差，即无法有效粘结住PVDF膜，这就导致了含PVDF膜的产品的结构稳定性较弱，使用寿命较短，韧性低，抗弯折能力差，层与层之间稍有作用力就易造成破损。此外，PVDF表面强度较低，其抗刮性能也较差，因此，如何针对现有的PVDF覆膜板来进行改进，以期能够开发出一款高粘结强度、高表面强度、高耐磨性的覆膜板，成为了当下的研究热点。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种性能稳定的高强度耐磨损覆膜板，其具有优异而稳定的粘结强度、耐腐蚀性和耐磨损性，可在多种恶劣环境下保持良好的板材结构稳定性，从而能够在性能上满足耐久性和抗刮性的要求。
本发明的技术方案概述如下：
一种高强度耐磨损覆膜板，其从上至下依次设有改性膜层、胶黏剂层、合金层、胶黏剂层和改性膜层；
所述改性膜层为丙炔-偏二氟乙烯共聚物，其中，丙炔含量为3～4wt％；
所述胶黏剂层包括以下重量份的材料：
所述合金层包括以下重量份的材料：
优选的是，所述的高强度耐磨损覆膜板，其中，所述乙烯-丙烯酸辛酯共聚物中，乙烯含量为42～44wt％。
优选的是，所述的高强度耐磨损覆膜板，其中，所述乙烯-丙烯酸辛酯共聚物的数均分子量为3000～3200g/mol。
优选的是，所述的高强度耐磨损覆膜板，其中，所述环氧树脂的数均分子量为3400～3500g/mol。
优选的是，所述的高强度耐磨损覆膜板，其中，所述丙炔-偏二氟乙烯共聚物的数均分子量为2800～3000g/mol。
优选的是，所述的高强度耐磨损覆膜板，其中，所述聚1，4-丁二醇的数均分子量为2200～2300g/mol。
优选的是，所述的高强度耐磨损覆膜板，其中，所述丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物中，丁二烯含量为16～18wt％。
优选的是，所述的高强度耐磨损覆膜板，其中，所述丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物的数均分子量为2600～2800g/mol。
优选的是，所述的高强度耐磨损覆膜板，其中，所述胶黏剂层还包括0.2～0.3重量份的γ-己内酯，所述γ-己内酯的数均分子量为2000～2200g/mol。
优选的是，所述的高强度耐磨损覆膜板，其中，所述合金层还包括0.2～0.3重量份的氧化钪。
本发明的有益效果是：本案通过对传统的PVDF膜进行改性，引入丙炔来提高膜层的表面强度和抗刮性能，同时由于丙炔的添加可大幅提升膜层与胶黏剂的粘结强度；通过对传统胶黏剂进行改性，引入多种聚合物来协同提高对含氟膜的粘结效果；通过对传统金属基板的改进，设计出全新的合金层来进一步增加胶黏剂与合金层的结合强度，从而有效保证覆膜板整体的结构稳定性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本案提出一实施例的高强度耐磨损覆膜板，其从上至下依次设有改性膜层、胶黏剂层、合金层、胶黏剂层和改性膜层；
改性膜层为丙炔-偏二氟乙烯共聚物，其中，丙炔含量为3～4wt％；丙炔-偏二氟乙烯共聚物是无规共聚物，将丙炔单体和偏二氟乙烯单体按比例混合后，以三氯化铝为催化剂，在40℃，1.3bar压力下反应1小时，即制得丙炔-偏二氟乙烯共聚物，随后通过熔融、吹膜得到膜型材料。经丙炔改性的聚偏二氟乙烯可以增大其表面的摩擦系数，增加其与胶黏剂的结合强度；同时，丙炔的改性还能增加聚偏二氟乙烯的表面硬度和表面强度，可以在保证聚偏二氟乙烯原有优异耐腐性的基础上，进一步提高聚偏二氟乙烯的耐磨损性能。当然，研究表面，丙炔的含量应被限制，若偏离优选的范围，将导致丙炔的改性效果偏离最优值甚至失效。
胶黏剂层包括以下重量份的材料：
合金层包括以下重量份的材料：
本案的胶黏剂是特别针对丙炔改性后的PVDF膜而开发的，同时，为了提高胶黏剂与基材金属层之间的结合作用力，又针对胶黏剂体系开发出了新的合金板材，因此，本案的胶黏剂、改性膜层和合金层是一个有机整体，三者匹配，并结合成一个全新的覆膜板整体。
在胶黏剂中，乙烯-丙烯酸辛酯共聚物是无规共聚物，其合成方法与聚乙烯的合成条件相同，只需将乙烯单体和丙烯酸辛酯单体按预定比例混匀，随后进行无规共聚。乙烯-丙烯酸辛酯共聚物被发现可以与环氧树脂结合后，提高胶黏剂的韧性和粘结力，但与乙烯-丙烯酸辛酯共聚物结构相近的乙炔-丙烯酸辛酯共聚物、乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物等均没有这一改性功能。丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物不仅能够提高胶黏剂的粘结强度，还可协同提高胶黏剂在低温环境下的抗冻裂性能，但与丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物结构相近的丁二烯-丙烯酸乙酯共聚物、丁二烯-丙烯酸羟乙酯共聚物、丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物等均没有这一改性功能。聚1，4-丁二醇能够增加胶黏剂在高温下的粘结强度，以保证在高温下胶黏剂层不软化，不脱落，而与聚1，4-丁二醇结构相近的聚乙二醇和聚1，3-丙二醇则没有这一改性功能。
在现有技术中，所用的基材金属层都是市售的普通钢板，尽管在实际制造时，会对钢板表面进行预处理来增加与胶黏剂的结合效果，如电晕、酸液腐蚀等方法，但实际效果并不理想，这是因为尽管通过这些预处理工艺，但实际上并未真正降低黏性聚合物与钢板的结合难度。因此，本案从胶黏剂的角度出发，针对胶黏剂的具体组成来相应地根据这些具体组成来指向性地开发出容易与该胶黏剂粘结在一起的合金板材。通过大量研究，得出了上述的合金层的配方。添加的特定量的钛、锆、碳、硅和钐可以有效降低胶黏剂与合金层的结合难度，使其具有更高的结构稳定性。但由于这些添加的材料对合金层的性能有很大的影响，因此，合金层中添加的各种材料及其添加量应被固定。
作为本案另一实施例，其中，乙烯-丙烯酸辛酯共聚物中，乙烯含量为42～44wt％。为了进一步对胶黏剂进行优化，需要对乙烯-丙烯酸辛酯共聚物中，乙烯的含量进行限定，若偏离优选的数值范围，将导致胶黏剂的粘结强度偏离最优值。
作为本案又一实施例，其中，乙烯-丙烯酸辛酯共聚物的数均分子量为3000～3200g/mol。为了进一步对胶黏剂进行优化，也需要对乙烯-丙烯酸辛酯共聚物的数均分子量进行限定，若偏离优选的数值范围，将导致胶黏剂的粘结强度偏离最优值。
作为本案又一实施例，其中，环氧树脂的数均分子量为3400～3500g/mol。为了进一步对胶黏剂进行优化，需要对环氧树脂的数均分子量进行限定，若偏离优选的数值范围，将导致胶黏剂的粘结强度偏离最优值。
作为本案又一实施例，其中，丙炔-偏二氟乙烯共聚物的数均分子量为2800～3000g/mol。为了进一步对改性膜层进行优化，需要对丙炔-偏二氟乙烯共聚物的数均分子量进行限定，若偏离优选的数值范围，将导致改性膜与胶黏剂的粘结强度及改性膜自身的耐磨损性能偏离最优值。
作为本案又一实施例，其中，聚1，4-丁二醇的数均分子量为2200～2300g/mol。为了进一步对胶黏剂进行优化，需要对聚1，4-丁二醇的数均分子量进行限定，若偏离优选的数值范围，将导致胶黏剂的粘结强度偏离最优值。
作为本案又一实施例，其中，丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物中，丁二烯含量为16～18wt％。为了进一步对胶黏剂进行优化，需要对丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物中，丁二烯的含量进行限定，若偏离优选的数值范围，将导致胶黏剂的粘结强度偏离最优值。
作为本案又一实施例，其中，丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物的数均分子量为2600～2800g/mol。为了进一步对胶黏剂进行优化，需要对丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物的数均分子量进行限定，若偏离优选的数值范围，将导致胶黏剂的粘结强度偏离最优值。
作为本案又一实施例，其中，胶黏剂层还包括0.2～0.3重量份的γ-己内酯，γ-己内酯的数均分子量为2000～2200g/mol。γ-己内酯是一种粘性增强剂，可与聚1，4-丁二醇产生协效作用，共同增强胶黏剂的粘结强度。因此，γ-己内酯、其添加量及数均分子量均应被限定在特定范围内。研究还发现，呈七元环的ε-己内酯并没有这一改进效果。
作为本案又一实施例，其中，合金层还包括0.2～0.3重量份的氧化钪。氧化钪能够降低合金层表面的活化能，以更利于胶黏剂与合金层的结合；同时，氧化钪的引入也有效降低了合金层在较大温差下的胀缩形变幅度，以进一步提高其与胶黏剂的结合稳定性。但氧化钪的添加量应被限制，超出优选的范围，将反而产生负面影响。
本案所涉及的改性膜层、合金层和胶黏剂层的厚度不受限制，因为研究发现，厚度的选择对覆膜板的性能没有影响。因此，覆膜板的各层厚度可以根据实际需要进行自由设置。
表一列出不同实施例的改性膜层、胶黏剂层和合金层的具体组成以及制得的覆膜板的性能参数：
表一
表二列出不同对比例的改性膜层、胶黏剂层和合金层的具体组成以及制得的覆膜板的性能参数：
表二
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种高强度耐磨损覆膜板，其从上至下依次设有改性膜层、胶黏剂层、合金层、胶黏剂层和改性膜层；
所述改性膜层为丙炔-偏二氟乙烯共聚物，其中，丙炔含量为3～4wt％；
所述胶黏剂层包括以下重量份的材料：
所述合金层包括以下重量份的材料：
2.根据权利要求1所述的高强度耐磨损覆膜板，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸辛酯共聚物中，乙烯含量为42～44wt％。
3.根据权利要求1所述的高强度耐磨损覆膜板，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸辛酯共聚物的数均分子量为3000～3200g/mol。
4.根据权利要求1所述的高强度耐磨损覆膜板，其特征在于，所述环氧树脂的数均分子量为3400～3500g/mol。
5.根据权利要求1所述的高强度耐磨损覆膜板，其特征在于，所述丙炔-偏二氟乙烯共聚物的数均分子量为2800～3000g/mol。
6.根据权利要求1所述的高强度耐磨损覆膜板，其特征在于，所述聚1,4-丁二醇的数均分子量为2200～2300g/mol。
7.根据权利要求1所述的高强度耐磨损覆膜板，其特征在于，所述丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物中，丁二烯含量为16～18wt％。
8.根据权利要求1所述的高强度耐磨损覆膜板，其特征在于，所述丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物的数均分子量为2600～2800g/mol。
9.根据权利要求1所述的高强度耐磨损覆膜板，其特征在于，所述合金层还包括0.2～0.3重量份的氧化钪。
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