CN106867155A - 一种以含铬革屑为填料的pvc地板材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,涉及建筑装饰领域,具体包括以下步骤:首先将羟基磷灰石置于烧结炉内与胶原及铬离子形成高度矿化产物,制备出含有铬盐的固态矿化材料,然后将其用琥珀酸二辛酯磺酸酯钠在儿茶酚溶液中进行改性,制得的固体可作为改性填料,与聚氯乙烯树脂、糊精,玄武岩纤维、硅酸钙,羧基纤维素,增塑剂、稳定剂混合,挤出造粒,成型,制得地板材料。该方法制得的地板材料以含铬革屑为填料,成本低,解决了含铬革屑的污染问题,且制得的地板材料力学性能优异。

Description

一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法
技术领域:
本发明涉及建筑装饰领土,具体的涉及一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法。
背景技术:
PVC地板是塑料地板的总称。地板材料为复合型PVC地板,其主要成分为聚氯乙烯材料;市面上说的胶地板一般是指塑料地板,行业称为石塑地板,主成分是70-85%的石粉加15-30%的塑料(聚氯乙烯)制成,
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“轻体地材”,是一种在欧美及亚洲,的日韩广受欢迎的产品,风靡国外。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。同时,PVC地板作为一种新型的地面装饰材料,其耐磨抗压、吸音环保、装饰性强等优越性能正在被越来越多的人所接受各行业对PVC地板的用量呈现快速增长的势头,市场潜力巨大。
随着制革技术的发展,制革中生皮经铬鞣后片、削、磨的残余下角废料,是一种含胶原蛋白为主、其次是含铬的有毒废弃物,其在制革过程中大量排出,且对该废弃物的处理成本较高,且容易对环境产生二次污染。
发明内容:
为了解决上述问题,本发明提供了一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,该方法制得的地板材料力学性能好,耐高温性能佳,且解决了含铬革屑的污染问题。
为了更好的解决上述问题,本发明采用以下技术方案:
一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将含铬革屑、水、七水硫酸亚铁、钙磷混合物混合均匀,加热至35-45℃,搅拌20-40min,然后用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节pH至9-10,并继续搅拌30min,最后用10-20t压包机压成固定形状,并置于烧结炉中,通入氮气5min后以2-5℃/min的速率升温至100-120℃,保温20-40min,再以10℃/min的速率升温至400-600℃,保温30-60min,烧结完毕后随炉冷却至室温,并粉碎成颗粒,制得填料;
(2)将步骤(1)制得的填料分散于反应釜的儿茶酚溶液中,然后加入琥珀酸二辛酯磺酸钠,在100-150℃,反应3-8h,反应结束后,冷却至室温,离心,并依次用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀,真空干燥,得到改性填料;
(3)在高速捏合机中将聚氯乙烯树脂、糊精,玄武岩纤维,改性填料,硅酸钙,羧基纤维素,增塑剂、稳定剂在90-120℃下混合搅拌1-5h,得到混合料,然后经过双螺杆挤出机挤出造粒、成型,制得地板材料。
作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,所述钙磷混合物中的钙为氢氧化钙、氯化钙、硝酸钙中的一种,磷为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠中的一种。
作为上述技术方案的优选,当钙为氢氧化钙时,钙磷混合物中的Ca/P比为2.0-3.0,当钙为氯化钙、硝酸钙时,钙磷混合物中的Ca/P比为3.0-4.0。
作为上述技术方案的优选,所述Ca/P比为Ca与P元素的数量比。
作为上述技术方案的优选,步骤(2)中,所述填料、琥珀酸二辛酯磺酸钠的质量比为(10-13):1。
作为上述技术方案的优选,步骤(3)中,所述聚氯乙烯树脂、糊精,玄武岩纤维,改性填料,硅酸钙,羧基纤维素,增塑剂、稳定剂的用量以重量份计分别为:聚氯乙烯树脂70-100份、糊精1-3份,玄武岩纤维0.2-0.7份,改性填料10-15份,硅酸钙3-6份,羧基纤维素5-8份,增塑剂1-2份、稳定剂1-2份。
作为上述技术方案的优选,所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二仲辛酯中的一种。
作为上述技术方案的优选,所述稳定剂为硬脂酸钙与介氨基巴豆酸醋的混合物。
作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,所述含铬革屑、水、七水硫酸亚铁、钙磷混合物的用量以重量份计,分别为:含铬革屑100-110份、水20-35份、5-7份七水硫酸亚铁、10-15份钙磷混合物。
本发明具有以下有益效果:
本发明采用羟基磷灰石作为固定材料,其在烧结过程中可以与胶原及铬离子形成高度矿化产物,其可以有效防止铬的渗出,制得的填料经测试,总铬含量小于15mg/kg,本发明将其进行改性,用于PVC塑胶板的制备中,有效提高了塑胶板的力学性能以及耐高温性能;
且羟基磷灰石在儿茶酚溶液中,在琥珀酸二辛酯磺酸钠作用下,羟基、琥珀酸、酚羟基等活性基团可以有效发生交联,使得填料表面被长分子链均匀包裹,其与聚氯乙烯树脂相容性大大提高,制得的地板材料稳定性好。
具体实施方式:
为了更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将100份含铬革屑、20份水、5份七水硫酸亚铁、10份钙磷混合物混合均匀,加热至35℃,搅拌20min,然后用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节pH至9-10,并继续搅拌30min,最后用10-20t压包机压成固定形状,并置于烧结炉中,通入氮气5min后以2℃/min的速率升温至100℃,保温20min,再以10℃/min的速率升温至400℃,保温30min,烧结完毕后随炉冷却至室温,并粉碎成颗粒,制得填料;其中,钙磷混合物中的钙为氢氧化钙,磷为磷酸二氢钠Ca/P比为2.0;
(2)将步骤(1)制得的填料分散于反应釜的儿茶酚溶液中,然后加入琥珀酸二辛酯磺酸钠,在100℃,反应3h,反应结束后,冷却至室温,离心,并依次用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀,真空干燥,得到改性填料;其中,所述填料、琥珀酸二辛酯磺酸钠的质量比为10:1;
(3)在高速捏合机中将70份聚氯乙烯树脂、1份糊精,0.2份玄武岩纤维,10份改性填料,3份硅酸钙,5份羧基纤维素,1份邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、1份硬脂酸钙与介氨基巴豆酸醋的混合物在90℃下混合搅拌1h,得到混合料,然后经过双螺杆挤出机挤出造粒、成型,制得地板材料。
实施例2
一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将110份含铬革屑、35份水、7份七水硫酸亚铁、15份钙磷混合物混合均匀,加热至45℃,搅拌40min,然后用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节pH至9-10,并继续搅拌30min,最后用10-20t压包机压成固定形状,并置于烧结炉中,通入氮气5min后以5℃/min的速率升温至120℃,保温40min,再以10℃/min的速率升温至600℃,保温60min,烧结完毕后随炉冷却至室温,并粉碎成颗粒,制得填料;其中,钙磷混合物中的钙为氢氧化钙,磷为磷酸二氢钠,Ca/P比为3.0;
(2)将步骤(1)制得的填料分散于反应釜的儿茶酚溶液中,然后加入琥珀酸二辛酯磺酸钠,在150℃,反应8h,反应结束后,冷却至室温,离心,并依次用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀,真空干燥,得到改性填料;其中,所述填料、琥珀酸二辛酯磺酸钠的质量比为13:1;
(3)在高速捏合机中将100份聚氯乙烯树脂、3份糊精,0.7份玄武岩纤维,15份改性填料,6份硅酸钙,8份羧基纤维素,2份邻苯二甲酸二丁酯、2份硬脂酸钙与介氨基巴豆酸醋的混合物在120℃下混合搅拌5h,得到混合料,然后经过双螺杆挤出机挤出造粒、成型,制得地板材料。
实施例3
一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将105份含铬革屑、25份水、5.5份七水硫酸亚铁、11份钙磷混合物混合均匀,加热至40℃,搅拌30min,然后用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节pH至9-10,并继续搅拌30min,最后用10-20t压包机压成固定形状,并置于烧结炉中,通入氮气5min后以3℃/min的速率升温至105℃,保温30min,再以10℃/min的速率升温至450℃,保温40min,烧结完毕后随炉冷却至室温,并粉碎成颗粒,制得填料;其中,钙磷混合物中的钙为氢氧化钙,磷为磷酸氢二钠,Ca/P比为2.5;
(2)将步骤(1)制得的填料分散于反应釜的儿茶酚溶液中,然后加入琥珀酸二辛酯磺酸钠,在110℃,反应4h,反应结束后,冷却至室温,离心,并依次用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀,真空干燥,得到改性填料;其中,所述填料、琥珀酸二辛酯磺酸钠的质量比为11:1;
(3)在高速捏合机中将80份聚氯乙烯树脂、1.5份糊精,0.3份玄武岩纤维,11份改性填料,4份硅酸钙,6份羧基纤维素,1.4份邻苯二甲酸二仲辛酯、1.3份硬脂酸钙与介氨基巴豆酸醋的混合物在100℃下混合搅拌2h,得到混合料,然后经过双螺杆挤出机挤出造粒、成型,制得地板材料。
实施例4
一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将105份含铬革屑、25份水、6份七水硫酸亚铁、12份钙磷混合物混合均匀,加热至40℃,搅拌30min,然后用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节pH至9-10,并继续搅拌30min,最后用10-20t压包机压成固定形状,并置于烧结炉中,通入氮气5min后以4℃/min的速率升温至110℃,保温30min,再以10℃/min的速率升温至500℃,保温50min,烧结完毕后随炉冷却至室温,并粉碎成颗粒,制得填料;其中,钙磷混合物中的钙为氯化钙,磷为磷酸钠,Ca/P比为3.0;
(2)将步骤(1)制得的填料分散于反应釜的儿茶酚溶液中,然后加入琥珀酸二辛酯磺酸钠,在120℃,反应5h,反应结束后,冷却至室温,离心,并依次用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀,真空干燥,得到改性填料;其中,所述填料、琥珀酸二辛酯磺酸钠的质量比为12:1;
(3)在高速捏合机中将90份聚氯乙烯树脂、2份糊精,0.4份玄武岩纤维,13份改性填料,5份硅酸钙,7份羧基纤维素,1.6份邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、1.6份硬脂酸钙与介氨基巴豆酸醋的混合物在100℃下混合搅拌3h,得到混合料,然后经过双螺杆挤出机挤出造粒、成型,制得地板材料。
实施例5
一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将110份含铬革屑、30份水、6.5份七水硫酸亚铁、14份钙磷混合物混合均匀,加热至45℃,搅拌35min,然后用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节pH至9-10,并继续搅拌30min,最后用10-20t压包机压成固定形状,并置于烧结炉中,通入氮气5min后以5℃/min的速率升温至115℃,保温35min,再以10℃/min的速率升温至550℃,保温50min,烧结完毕后随炉冷却至室温,并粉碎成颗粒,制得填料;其中,钙磷混合物中的钙为硝酸钙,磷为磷酸钠,Ca/P比为4.0;
(2)将步骤(1)制得的填料分散于反应釜的儿茶酚溶液中,然后加入琥珀酸二辛酯磺酸钠,在140℃,反应7h,反应结束后,冷却至室温,离心,并依次用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀,真空干燥,得到改性填料;其中,所述填料、琥珀酸二辛酯磺酸钠的质量比为12:1;
(3)在高速捏合机中将95份聚氯乙烯树脂、2.5份糊精,0.6份玄武岩纤维,14份改性填料,5份硅酸钙,7.5份羧基纤维素,1.8份邻苯二甲酸二仲辛酯、1.8份硬脂酸钙与介氨基巴豆酸醋的混合物在110℃下混合搅拌4h,得到混合料,然后经过双螺杆挤出机挤出造粒、成型,制得地板材料。
对比例1
地板材料中不加填料,其他制备条件和实施例5相同。
对比例2
填料不经改性直接添加到基底树脂中,其他制备条件和实施例5相同。
经测试,上述制得的PVC地板材料的性能如表1所示:
表1
拉伸强度,MPa 静曲强度,MPa 撕裂强度,kN/m
实施例1 9.5 42 17.5
实施例2 9.3 44 17.2
实施例3 8.9 43 16.9
实施例4 9.5 44 17.5
实施例5 9.5 43 17.3
对比例1 3.9 25 9.2
对比例2 5.3 30 11.6
从表格数据来看,本发明填料的加入可以有效改善材料的力学性能,且填料在添加之前进行改性后效果更好。

Claims (9)

1.一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将含铬革屑、水、七水硫酸亚铁、钙磷混合物混合均匀,加热至35-45℃,搅拌20-40min,然后用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节pH至9-10,并继续搅拌30min,最后用10-20t压包机压成固定形状,并置于烧结炉中,通入氮气5min后以2-5℃/min的速率升温至100-120℃,保温20-40min,再以10℃/min的速率升温至400-600℃,保温30-60min,烧结完毕后随炉冷却至室温,并粉碎成颗粒,制得填料;
(2)将步骤(1)制得的填料分散于反应釜的儿茶酚溶液中,然后加入琥珀酸二辛酯磺酸钠,在100-150℃,反应3-8h,反应结束后,冷却至室温,离心,并依次用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀,真空干燥,得到改性填料;
(3)在高速捏合机中将聚氯乙烯树脂、糊精,玄武岩纤维,改性填料,硅酸钙,羧基纤维素,增塑剂、稳定剂在90-120℃下混合搅拌1-5h,得到混合料,然后经过双螺杆挤出机挤出造粒、成型,制得PVC地板材料。
2.如权利要求1所述的一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述钙磷混合物中的钙为氢氧化钙、氯化钙、硝酸钙中的一种,磷为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠中的一种。
3.如权利要求2所述的一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,其特征在于:当钙为氢氧化钙时,钙磷混合物中的Ca/P比为2.0-3.0,当钙为氯化钙、硝酸钙时,钙磷混合物中的Ca/P比为3.0-4.0。
4.如权利要求3所述的一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,其特征在于:所述Ca/P比为Ca与P元素的数量比。
5.如权利要求1所述的一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述填料、琥珀酸二辛酯磺酸钠的质量比为(10-13):1。
6.如权利要求1所述的一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述聚氯乙烯树脂、糊精,玄武岩纤维,改性填料,硅酸钙,羧基纤维素,增塑剂、稳定剂的用量以重量份计分别为:聚氯乙烯树脂70-100份、糊精1-3份,玄武岩纤维0.2-0.7份,改性填料10-15份,硅酸钙3-6份,羧基纤维素5-8份,增塑剂1-2份、稳定剂1-2份。
7.如权利要求1所述的一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,其特征在于:所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二仲辛酯中的一种。
8.如权利要求1所述的一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,其特征在于:所述稳定剂为硬脂酸钙与介氨基巴豆酸醋的混合物。
9.如权利要求1所述的一种以含铬革屑为填料的PVC地板材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述含铬革屑、水、七水硫酸亚铁、钙磷混合物的用量以重量份计,分别为:含铬革屑100-110份、水20-35份、5-7份七水硫酸亚铁、10-15份钙磷混合物。
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