CN106013720B - 一种化学合成纤维pvc地板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化学合成纤维PVC地板，其特征在于：包含PVC耐磨层、印花膜层和基材层，其中基材层为1层以上，含有化学合成纤维。所述的基材层原料组分重量百分比为：PVC15‑50％、对苯类增塑剂5‑15％、复合稳定剂1‑3％、填充剂30‑70％、辅助材料0.3‑3％、颜料0‑1％，化学合成纤维5‑20％。

Description

一种化学合成纤维PVC地板及其制造方法
技术领域
本发明涉及地板生产领域，尤其是一种具备高初始模量，可以承受较大外力负荷及拉伸应变且有良好尺寸稳定性的含化学合成纤维的PVC地板及其生产方法。
背景技术
PVC地板是当今世界上非常流行的一种新型轻体地面装饰材料，也称为“弹性地板”。PVC地板从80年代初开始进入中国市场，至今在国内的大中城市已经得到普遍的认可，使用非常广泛，比如室内家庭、医院、学校、办公楼、工厂、公共场所、超市、商业、体育场馆等各种场所。“PVC地板”就是指采用聚氯乙烯材料生产的地板。具体就是以聚氯乙烯及其共聚树脂为主要原料，加入填充料、增塑剂、稳定剂,着色剂等辅料，在片(块)状或一定长度卷材基材上，经涂敷工艺或经压延、挤出或挤压工艺生产而成。PVC地板也是一种环保和完全可再回收利用的材料，在我国保护森林“以塑代木”的大背景下有着十分重要的意义，但传统的PVC地板也存在着的收缩率和膨胀率大，生产工艺流程长，对铺装地面要求高，特别是在使用过程中，容易因热胀冷缩而引起地板尺寸变化,严重的造成地板之间产生缝隙或地板之间相互挤压造成地板断裂等损坏；且传统高填充物PVC地板的韧性和抗疲劳性不够理想，从而影响地板的正常使用，降低其使用寿命。在现有技术中PVC地板均使用玻璃纤维作为稳定层和加强层，因为玻璃纤维是无机材料具有一定的拉伸强度，同时耐高温，不吸湿，一般情况较小变形，加上价格低廉，在做成网络布的条件下，不需要任何粘结剂，仅靠PVC熔融后透过玻璃纤维网格布的网眼就能达到上下二层PVC材料剥离强度，故被广泛使用，所以一般没有注明纤维名称的一般可认为是玻璃纤维，但是由于玻璃纤维编织层性能很脆，非常容易发生断裂，从而使断裂部位形成薄弱层，影响其产品局部的尺寸稳定性，玻璃纤维编织层加工工序比较复杂且时因选用网格大小不合适影响PVC地板贴合层间的剥离强度，从而对PVC地板收缩率和膨胀率增大和翘曲的问题产生一定影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供了一种具备高初始模量，可以承受较大外力负荷及拉伸应变且有良好尺寸稳定性的含化学合成纤维的PVC地板及其生产方法。
本发明的技术方案是：一种化学合成纤维PVC地板，包含PVC耐磨层、印花膜层和基材层，其中基材层为1层以上，含有化学合成纤维。
所述的基材层原料组分重量百分比为：PVC15-50％、对苯类增塑剂5-15％、复合稳定剂1-3％、填充剂30-70％、辅助材料0.3-3％、颜料0-1％，化学合成纤维5-20％。
所述化学合成纤维包括PET纤维、高强型的PA6、PA66纤维和PP纤维。
一种化学合成纤维PVC地板的制造方法，包含以下步骤：a、将PVC、增塑剂、稳定剂、碳酸钙、颜料等辅助材料及化学合成纤维短纤维通过计量装置计量配比并投入到混合装置中充分地混合均匀，混合温度在95℃-120℃，并经低速冷却混合装置得到PVC干混料；b、将步骤a中得到的干混料在密炼挤出机中进行塑化和均化，密炼温度在165℃—195℃；c、将经过步骤b处理的物料在开炼机上开炼；d、将步骤b或c中得到的PVC物料通过压延或挤出法制得PVC地板所需厚薄一致的基材层，然后通过机械连续式或静态压机式与耐磨层、印花膜层和基材层进行热压复合。
一种化学合成纤维PVC地板的制造方法，包含以下步骤：a、将PVC、增塑剂、稳定剂、碳酸钙、颜料等辅助材料通过计量装置计量配比并加约3％的化学合成纤维短纤维一并投入到混合装置中充分地混合均匀，混合温度在95℃-120℃，并经低速冷混装置得到PVC干混料；b、将步骤a中得到的干混料在密炼挤出机中进行塑化和均化并通过切粒、冷却装置得到PVC粒料，密炼温度在165℃—195℃；c、将步骤b得到的粒料通过第一个带计量装置的播撒头将粒料均匀地播撒到耐温在200℃以上的平整输送带上作为底层，然后加入一个连续式长丝放卷装置按比例将长丝按合适的间距喂入已铺设的PVC粒料上；第三个带计量装置的播撒头将PVC粒料继续播撒至所设计PVC地板厚度为止；d、将步骤c播撒有PVC粒料的输送带平稳地送入200度烘箱用带二个或三个压力棍的机构压制成型或用钢带压机将熔融状的PVC和化学合成纤维直接压制地板基材层；e、将步骤d制得PVC地板所需厚薄一致的基材层，通过机械连续式或静态压机式与耐磨层、印刷膜层和基材层进行热压复合生产出PVC片材，同时此基材经过冷热交替的去应力退火处理后涂覆UV涂料生产卷材地板。
所述的短纤维为35～150mm，长纤维是长度为千米以上的纤维，纤维卷绕成卷。
本发明的有益效果：使用化学合成纤维基材层能够使PVC地板初始模量大幅度上升，使产品能有效抗击地面由于温度和湿度的变化导致的地面出现细小裂缝和龟裂；同时化学合成纤维的添加，增强了PVC产品的耐候性和柔韧性；化学合成纤维有比PVC更高的熔点使得其理化性质在密炼和开炼环节以及压延挤出工序不会被破坏。充分利用化学合成纤维的有较高的断裂强度，同时又具备适中的断裂延伸率,特别是PET聚酯纤维的吸湿率低，其干、湿态条件下的断裂强度几乎相等的物化属性，化学合成纤维韧性非常好，不容易拉断，能够提高产品承受较大外力负荷及拉伸应变能力，通过上述工艺配方组份的调整可使得化学合成纤维在制造出的PVC地板中发挥了更好的抗拉性，有效降低了产品的冷、热收缩率和膨胀率；添加化学合成纤维的基材层，在PVC地板进行热压铺膜时无需再使用玻璃纤维加捻编织等多道工序制备PVC地板所需的增强稳定层，大大简化了生产工艺，玻璃纤维编织层性能很较脆，操作不当非常容易发生断裂，从而使断裂部位形成薄弱层，影响其产品局部的尺寸稳定性，在使用玻璃纤维编织层时因选用网格大小不合适影响PVC地板贴合层间的剥离强度，从而产生地板收缩率和膨胀率增大和翘曲的问题。
对于制备方法：
方法一、工艺流程比较短，运行成本比较低，但它一般只适合作为PVC地板的基材层使用，添加合成纤维后力学性能有很大改善。但它不能直接作为地板使用。
方法二、工艺流程比较长，运行成本比较高，但它即可以做基材用也可以直接经过涂覆UV涂料作为卷材地板使用，同时通过在经向均匀加入长纤维之后其力求性能有很大改善，长纤维的强力完全能克服PVC材料线性分子拉伸所产生的应力及受到使用环境温度变化产生的收缩和膨胀。
附图说明
图1为不同合成化学纤维含量PVC样品经向定伸长强力对比图。
具体实施方式
实施例一、试验原材料：将PVC 47.0％、对苯类增塑剂13.2％、碳酸钙37.7％、稳定剂1.1％、颜料0.7％、松香0.3％经计量后顺序投入高速搅拌机中搅拌至100℃的,b、然后将制得PVC物料在冷却搅拌机中冷却至60℃以下待用，c、称总重量180g，然后在两辊机上将PVC均匀塑化成膜(工作条件：160℃的辊温和1.0mm的辊间隙，混炼15min)，d、用平板硫化机压成3mm厚的片(工作条件：160℃的平板温度和10Mpa的压力下加压400秒，压成3mm的片，中间排气3次)；e将制得的3mm片按经纬向分别切割成2.5cm宽*10cm长的形状，用强伸测试仪测试断裂强伸和定伸长强力(测试条件：300mm/min的拉伸速度，经向测试时夹具间距为10cm)，撕裂强力(50mm/min的拉伸速度)；f将制得的3mm片切割成25cm*25cm的形状，按EN434标准测试尺寸稳定性；测试条件，样品置于80℃恒温烘箱中360min，测试烘前和烘后的尺寸变化率。最后通过机械连续式或静态压机式与耐磨层、印刷膜层和步骤d中制得的基材层进行热压复合，基材层一层为0.5-3mm，可根据地板实际厚度，增加基材层的层数。
实施例二、a、试验原材料：将PVC 44.7％、对苯类增塑剂12.5％、碳酸钙35.8％、稳定剂1.0％、颜料0.7％、松香0.3％，加入2-5cm长的聚酯工业长丝5％经计量后顺序投入高速搅拌机中搅拌至100℃,b、然后将制得PVC物料在冷却搅拌机中冷却至60℃以下待用，c、称总重量180g，然后在两辊机上将PVC和聚酯工业长丝混合料均匀塑化成膜(工作条件：160℃的辊温和1.0mm的辊间隙，混炼15min)，d、用平板硫化机压成3mm厚的片(工作条件：160℃的平板温度和10Mpa的压力下加压400秒，压成3mm的片，中间排气3次)；e将制得的3mm片按经纬向分别切割成2.5cm宽*10cm长的形状，用强伸测试仪测试断裂强伸和定伸长强力(测试条件：300mm/min的拉伸速度，经向测试时夹具间距为10cm)，撕裂强力(50mm/min的拉伸速度)；f将制得的3mm片切割成25cm*25cm的形状，按EN434标准测试尺寸稳定性；测试条件，样品置于80℃恒温烘箱中360min，测试烘前和烘后的尺寸变化率。最后通过机械连续式或静态压机式与耐磨层、印刷膜层和步骤d中制得的基材层进行热压复合。
实施例三、试验原材料：将PVC 42.3％、对苯类增塑剂11.9％、碳酸钙33.9％、稳定剂1.0％、颜料0.6％、松香0.3％，加入2-5cm长的聚酯工业长丝10％经计量后顺序投入高速搅拌机中搅拌至100℃的,b、将制得PVC物料在冷却搅拌机中冷却至60℃以下，c、称总重量180g，然后在两辊机上将PVC和聚酯工业长丝混合料均匀塑化成膜(工作条件：160℃的辊温和1.0mm的辊间隙，混炼15min)，d、用平板硫化机压成3mm厚的片(工作条件：160℃的平板温度和10MPa的压力下加压400秒，压成3mm的片，中间排气3次)；e将制得的3mm片按经纬向分别切割成2.5cm宽*10cm长的形状，用强伸测试仪测试断裂强伸和定伸长强力(测试条件：300mm/min的拉伸速度，经向测试时夹具间距为10cm)，撕裂强力(50mm/min的拉伸速度)；f将制得的3mm片切割成25cm*25cm的形状，按EN434标准测试尺寸稳定性；测试条件，样品置于80℃恒温烘箱中360min，测试烘前和烘后的尺寸变化率。最后通过机械连续式或静态压机式与耐磨层、印刷膜层和步骤d中制得的基材层进行热压复合。
经向定伸长强度对比数据
三种样品的尺寸稳定性数据
根据上述表中实施例中数据对比可以明确地看出，本发明一种化学合成纤维的PVC地板基材初始摸量、定伸长负荷等力学性能方面指标相比无化学合成纤维的PVC地板基材有比较明显的提升，同时在对PVC地板基材关键的尺寸稳定指标也具有相当优势。
实施例四、试验原材料：将PVC 35％、对苯类增塑剂12％、碳酸钙35.8％、稳定剂2％、颜料0.7％、松香1.5％，通过计量装置计量配比并加约3％的化学合成纤维短纤维(高强型PA6)一并投入到高速混合装置中充分地混合均匀，混合温度为110℃，并经低速冷混合装置制得PVC干混料；b、将步骤a中得到的干混料在多种形式的密炼挤出机中进行塑化和均化，密炼温度为180℃，并通过切粒、冷却装置得到PVC粒料，根据切粒模头设计可以制备大小及各种形状的PVC粒料；c、将步骤b得到的粒料通过第一个带计量装置的播撒头将粒料均匀地播撒到耐温在200℃以上的平整输送带上作为底层，然后加入一个连续式长丝放卷装置按10％比例将长丝(高强型PA6)按合适的间距喂入已铺设的PVC粒料上；第三个带计量装置的播撒头将PVC粒料继续播撒至所设计PVC地板厚度止；d、将步骤c播撒有PVC粒料的输送带平稳地送入200度烘箱用带二个或三个压力棍的机构压制成型或用钢带压机将熔融状的PVC和化学合成纤维直接压制成地板基材层；制得的基材层按照实施例1-3的方法制成测试试样进行性能测试；e、将步骤d制得PVC地板所需厚薄一致的基材层，通过机械连续式或静态压机式与耐磨层、印刷膜层和基材层进行热压复合生产出PVC片(块)材，基材层一层为0.5-3mm，可根据地板实际厚度，增加基材层的层数。同时此基材经过冷热交替去应力退火处理后也直接涂覆UV涂料生产卷材地板。
实施例五、试验原材料：将PVC 20％、对苯类增塑剂5％、碳酸钙57％、稳定剂3％、颜料1％、松香3％，通过计量装置计量配比并加约3％的化学合成纤维短纤维(PP纤维)一并投入到高速混合装置中充分地混合均匀，混合温度为110℃，并经低速冷混合装置制得PVC干混料；b、将步骤a中得到的干混料在多种形式的密炼挤出机中进行塑化和均化，密炼温度为180℃，并通过切粒、冷却装置得到PVC粒料，根据切粒模头设计可以制备大小及各种形状的PVC粒料；c、将步骤b得到的粒料通过第一个带计量装置的播撒头将粒料均匀地播撒到耐温在200℃以上的平整输送带上作为底层，然后加入一个连续式长丝放卷装置按8％比例将长丝(PP纤维)按合适的间距喂入已铺设的PVC粒料上；第三个带计量装置的播撒头将PVC粒料继续播撒至所设计PVC地板厚度止；d、将步骤c播撒有PVC粒料的输送带平稳地送入200度烘箱用带二个或三个压力棍的机构压制成型或用钢带压机将熔融状的PVC和化学合成纤维直接压制成地板基材层；制得的基材层按照实施例1-3的方法制成测试试样进行性能测试；e、将步骤d制得PVC地板所需厚薄一致的基材层，基材层一层为0.5-3mm，可根据地板实际厚度，增加基材层的层数，通过机械连续式或静态压机式与耐磨层、印刷膜层和基材层进行热压复合生产出PVC片(块)材。同时此基材经过冷热交替去应力退火处理后也直接涂覆UV涂料生产卷材地板。

Claims (4)

1.一种化学合成纤维PVC地板，其特征在于：包含PVC耐磨层、印花膜层和基材层，其中基材层为1层以上，并含有化学合成纤维；所述的基材层原料组分重量百分比为：PVC15-50%、对苯类增塑剂5-15%、复合稳定剂1-3%、填充剂30-70%、辅助材料0.3-3%、颜料0-1%，化学合成纤维5-20%。
2.根据权利要求1所述的一种化学合成纤维PVC地板，其特征在于：所述化学合成纤维包括PET纤维、高强型的PA6、PA66纤维和PP纤维。
3.如权利要求1-2之一所述的一种化学合成纤维PVC地板的制造方法，其特征在于：包含以下步骤：a、将PVC、增塑剂、稳定剂、碳酸钙、颜料等辅助材料及化学合成纤维短纤维通过计量装置计量配比并投入到高速混合装置中充分地混合均匀，混合温度在95℃-120℃，并经低速冷却混合装置得到PVC干混料；b、将步骤a 中得到的干混料在密炼挤出机中进行塑化和均化，密炼温度在165℃—195℃；c、将经过步骤b 处理的物料在开炼机上开炼；d、将步骤b或c中得到的PVC物料通过压延或挤出法制得PVC地板所需厚薄一致的基材层，然后通过机械连续式或静态压机式与耐磨层、印花膜层和基材层进行热压复合成PVC地板。
4.如权利要求1-2之一所述的一种化学合成纤维PVC地板的制造方法，其特征在于：a、将PVC、增塑剂、稳定剂、碳酸钙、颜料等辅助材料通过计量装置计量配比并加化学合成纤维短纤维一并投入到高速混合装置中充分地混合均匀，混合温度在95℃-120℃，并经低速冷混装置得到PVC干混料；b、将步骤a 中得到的干混料在密炼挤出机中进行塑化和均化并通过切粒、冷却装置得到PVC粒料，密炼温度在165℃—195℃；c、将步骤b得到的粒料通过第一个带计量装置的播撒头将粒料均匀地播撒到耐温在200℃以上的平整输送带上作为底层，然后加入一个连续式长丝放卷装置按比例将长丝按合适的间距喂入已铺设的PVC粒料上；第三个带计量装置的播撒头将PVC粒料继续播撒至所设计PVC地板厚度为止；d、将步骤c播撒有PVC粒料的输送带平稳地送入200度烘箱用带二个或三个压力棍的机构压制成型或用钢带压机将熔融状的PVC和化学合成纤维直接压制地板基材层；e、将步骤d制得PVC地板所需厚薄一致的基材层，通过机械连续式或静态压机式与耐磨层、印刷膜层和基材层进行热压复合生产出PVC片材，同时此基材经过冷却加热交替的方法进行去应力退火处理后涂覆UV涂料生产卷材地板。
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