CN107573615A - 一种安全环保型pvc塑胶地板的加工工艺 - Google Patents

一种安全环保型pvc塑胶地板的加工工艺 Download PDF

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CN107573615A CN201710855109.7A CN201710855109A CN107573615A CN 107573615 A CN107573615 A CN 107573615A CN 201710855109 A CN201710855109 A CN 201710855109A CN 107573615 A CN107573615 A CN 107573615A
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肖殿业
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Abstract

本发明公开了一种安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺,涉及塑胶地板技术领域,包括如下步骤:(1)纳米粉体填料的制备,(2)有机改性绢云母粉的制备,(3)阻燃剂的制备,(4)PVC塑胶地板的成型。本发明所制塑胶地板安全环保,稳定性好,在使用过程中不会挥发出对人体有害的气体,并且具有优异的力学性能、阻燃性能和尺寸稳定性能等,从而提升PVC塑胶地板的综合性能和市场竞争力。

Description

一种安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺
技术领域:
本发明涉及塑胶地板技术领域,具体涉及一种安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺。
背景技术:
随着社会的发展和环保意识的提高,我国基础设施和工程建设对安全环保装饰材料的需求量越来越大。聚氯乙烯(PVC)装饰材料因性能优异且易加工的特性,被广泛应用于机场、医院等场所。然而PVC制品在使用过程中常常发生变形现象,严重影响其使用性能。此外,由于含有大量的增塑剂,PVC制品容易燃烧引发火灾。因此,开发新型功能纳米粉体以及阻燃剂,研究它们在安全环保PVC装饰材料中应用的关键技术,并实现产业化,这有助于促进PVC行业的科技进步和技术升级,提升制品的综合性能和市场竞争力。
通过改善PVC基体树脂的性能、添加填料、优化助剂配方、调整生产工艺等是提高制品尺寸稳定性的重要途径。通过添加阻燃剂是提高PVC制品阻燃性能的常用方法,但一般阻燃剂添加量较少时阻燃效果不好,需要较高的添加量才能满足相关阻燃要求,但阻燃剂的高添加量会对制品性能产生负面作用。因此,通过优化加工配方和加工工艺来开发综合性能优异、高效阻燃抑烟PVC装饰材料已成为PVC行业发展的重要方向。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题在于提供一种通过自制纳米粉体填料与阻燃剂来提升综合使用性能的安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
一种安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺,包括如下步骤:
(1)纳米粉体填料的制备:将PVC粉料、铝镁水滑石粉、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、六羟甲基三聚氰胺六甲醚充分混合后利用微波处理器微波处理10-15min,然后于55-60℃下利用超声波处理器超声处理2-3h,并再次微波处理10-15min,自然冷却至室温,即得纳米粉体填料;
(2)有机改性绢云母粉的制备:搅拌下向N-羟甲基丙烯酰胺和聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入绢云母粉和过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5-10min,静置5-10min后继续微波回流处理5-10min,静置5-10min后再次微波回流处理5-10min,如此反复,使微波处理总时间控制在45-60min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于600-800r/min下离心5-10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于70nm的有机改性绢云母粉;
(3)阻燃剂的制备:将有机改性绢云母粉、超细聚四氟乙烯粉末混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒,即得阻燃剂;
(4)PVC塑胶地板的成型:将PVC粉料、ABS颗粒、纳米粉体填料、纳米碳酸钙、阻燃剂、钡锌稳定剂、AC发泡剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出后冷却、定型、得到PVC塑胶板材,并对板材进行修边和切断。
所述步骤(1)中PVC粉料、铝镁水滑石粉、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、六羟甲基三聚氰胺六甲醚的重量比为50:25:3:1.5。
所述步骤(2)中N-羟甲基丙烯酰胺、聚乙二醇400、绢云母粉、过硫酸铵的重量比为10:2:25:0.05。
所述步骤(3)中有机改性绢云母粉、超细聚四氟乙烯粉末的重量比为25:8。
所述步骤(4)中PVC粉料、ABS颗粒、纳米粉体填料、纳米碳酸钙、阻燃剂、钡锌稳定剂、AC发泡剂的重量比为100:10:10:5:5:1:1。
所述步骤(1)、(2)中微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、微波功率700W;超声波处理器的工作条件为超声波频率40kHz、超声波功率400W。
所述铝镁水滑石粉使用前经过有机改性处理,其具体制备方法为:搅拌下向N-羟甲基丙烯酰胺和聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入铝镁水滑石粉和过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5-10min,静置5-10min后继续微波回流处理5-10min,静置5-10min后再次微波回流处理5-10min,如此反复微波回流处理使微波处理总时间达到30-45min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于600-800r/min下离心5-10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于80nm的有机改性铝镁水滑石粉;所述N-羟甲基丙烯酰胺、聚乙二醇400、铝镁水滑石粉、过硫酸铵的重量比为15:2:35:0.05。
所述阻燃剂制备时添加有阻燃助剂,即将有机改性绢云母粉、阻燃助剂、超细聚四氟乙烯粉末混合均匀后送入双螺杆挤出机中,阻燃助剂的具体制备方法为:将分子筛原粉置于125-130℃环境中干燥8-12h,再加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二甲基丙烯酸锌,并于125-130℃下保温混合2-4h,所得混合物自然冷却至室温后经超微粉碎机制成微粉,即得阻燃助剂。
所述有机改性绢云母粉、阻燃助剂、超细聚四氟乙烯粉末的重量比为25:2:8。
所述分子筛原粉、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸锌的重量比为10:2:2。
本发明的有益效果是:
(1)通过对绢云母、铝镁水滑石的所述有机改性处理,实现绢云母、铝镁水滑石的颗粒化和复合化,其中N-羟甲基丙烯酰胺在过硫酸铵作用下自身交联生成丙烯酸树脂,丙烯酸树脂的生成进一步扩大绢云母、铝镁水滑石的层间距并增强其层状结构稳定性,从而利于促进聚四氟乙烯与绢云母、PVC与铝镁水滑石的插层复合;
(2)在三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与六羟甲基三聚氰胺六甲醚的作用下,PVC粉料与有机改性铝镁水滑石粉经熔融插层得到纳米复合填料,插层效率高且两相界面结合力强,所制纳米复合填料与PVC之间具有良好的相容性,并能明显改善PVC塑胶地板的力学性能、阻燃性能和尺寸稳定性能等;
(3)以分子筛原粉作为原料制备阻燃助剂,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与二甲基丙烯酸锌经交联反应生成丙烯酸聚合物,以增强分子筛原粉的辅助阻燃性能;所制有机改性绢云母粉与超细聚四氟乙烯之间具有良好的相容性,经熔融插层后协以阻燃助剂制得阻燃剂,该阻燃剂添加到PVC塑胶地板后能发挥优异的阻燃性能且其添加量低于5%,在保证阻燃效果的基础上大大减少阻燃剂的添加量,同时保证所制PVC塑胶地板的力学性能;
(4)以PVC粉料作为主料,辅以ABS颗粒、纳米粉体填料、阻燃剂以及助剂制得PVC塑胶地板,所制塑胶地板安全环保,稳定性好,在使用过程中不会挥发出对人体有害的气体,并且具有优异的力学性能、阻燃性能和尺寸稳定性能等,从而提升PVC塑胶地板的综合性能和市场竞争力。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1
(1)纳米粉体填料的制备:将50份PVC粉料、25份铝镁水滑石粉、3份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1.5份六羟甲基三聚氰胺六甲醚充分混合后利用微波处理器微波处理10min,然后于55-60℃下利用超声波处理器超声处理3h,并再次微波处理10min,自然冷却至室温,即得纳米粉体填料;
(2)有机改性绢云母粉的制备:搅拌下向10份N-羟甲基丙烯酰胺和2份聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入25份绢云母粉和0.05份过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5min,静置5min后继续微波回流处理5min,静置5min后再次微波回流处理5min,如此反复,使微波处理总时间控制在45min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于800r/min下离心10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于70nm的有机改性绢云母粉;
(3)阻燃剂的制备:将25份有机改性绢云母粉、8份超细聚四氟乙烯粉末混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒,即得阻燃剂;
(4)PVC塑胶地板的成型:将100份PVC粉料、10份ABS颗粒、10份纳米粉体填料、5份纳米碳酸钙、5份阻燃剂、1份钡锌稳定剂、1份AC发泡剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出后冷却、定型、得到PVC塑胶板材,并对板材进行修边和切断。
其中,微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、微波功率700W;超声波处理器的工作条件为超声波频率40kHz、超声波功率400W。
实施例2
(1)纳米粉体填料的制备:将50份PVC粉料、25份铝镁水滑石粉、3份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1.5份六羟甲基三聚氰胺六甲醚充分混合后利用微波处理器微波处理10min,然后于55-60℃下利用超声波处理器超声处理3h,并再次微波处理10min,自然冷却至室温,即得纳米粉体填料;
(2)有机改性绢云母粉的制备:搅拌下向10份N-羟甲基丙烯酰胺和2份聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入25份绢云母粉和0.05份过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5min,静置5min后继续微波回流处理5min,静置5min后再次微波回流处理5min,如此反复,使微波处理总时间控制在45min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于800r/min下离心10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于70nm的有机改性绢云母粉;
(3)阻燃剂的制备:将25份有机改性绢云母粉、8份超细聚四氟乙烯粉末混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒,即得阻燃剂;
(4)PVC塑胶地板的成型:将100份PVC粉料、10份ABS颗粒、10份纳米粉体填料、5份纳米碳酸钙、5份阻燃剂、1份钡锌稳定剂、1份AC发泡剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出后冷却、定型、得到PVC塑胶板材,并对板材进行修边和切断。
其中,微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、微波功率700W;超声波处理器的工作条件为超声波频率40kHz、超声波功率400W。
铝镁水滑石粉的有机改性:搅拌下向15份N-羟甲基丙烯酰胺和2份聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入35份铝镁水滑石粉和0.05份过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5min,静置5min后继续微波回流处理5min,静置5min后再次微波回流处理5min,如此反复微波回流处理使微波处理总时间达到40min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于800r/min下离心10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于80nm的有机改性铝镁水滑石粉。
实施例3
(1)纳米粉体填料的制备:将50份PVC粉料、25份铝镁水滑石粉、3份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1.5份六羟甲基三聚氰胺六甲醚充分混合后利用微波处理器微波处理10min,然后于55-60℃下利用超声波处理器超声处理3h,并再次微波处理10min,自然冷却至室温,即得纳米粉体填料;
(2)有机改性绢云母粉的制备:搅拌下向10份N-羟甲基丙烯酰胺和2份聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入25份绢云母粉和0.05份过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5min,静置5min后继续微波回流处理5min,静置5min后再次微波回流处理5min,如此反复,使微波处理总时间控制在45min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于800r/min下离心10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于70nm的有机改性绢云母粉;
(3)阻燃剂的制备:将25份有机改性绢云母粉、2份阻燃助剂、8份超细聚四氟乙烯粉末混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒,即得阻燃剂;
(4)PVC塑胶地板的成型:将100份PVC粉料、10份ABS颗粒、10份纳米粉体填料、5份纳米碳酸钙、5份阻燃剂、1份钡锌稳定剂、1份AC发泡剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出后冷却、定型、得到PVC塑胶板材,并对板材进行修边和切断。
其中,微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、微波功率700W;超声波处理器的工作条件为超声波频率40kHz、超声波功率400W。
铝镁水滑石粉的有机改性:搅拌下向15份N-羟甲基丙烯酰胺和2份聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入35份铝镁水滑石粉和0.05份过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5min,静置5min后继续微波回流处理5min,静置5min后再次微波回流处理5min,如此反复微波回流处理使微波处理总时间达到40min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于800r/min下离心10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于80nm的有机改性铝镁水滑石粉。
阻燃助剂的制备:将10份分子筛原粉置于125-130℃环境中干燥12h,再加入2份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和2份二甲基丙烯酸锌,并于125-130℃下保温混合3h,所得混合物自然冷却至室温后经超微粉碎机制成微粉,即得阻燃助剂。
对照例1
(1)纳米粉体填料的制备:将50份PVC粉料、25份铝镁水滑石粉充分混合后利用微波处理器微波处理10min,然后于55-60℃下利用超声波处理器超声处理3h,并再次微波处理10min,自然冷却至室温,即得纳米粉体填料;
(2)有机改性绢云母粉的制备:搅拌下向10份N-羟甲基丙烯酰胺和2份聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入25份绢云母粉和0.05份过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5min,静置5min后继续微波回流处理5min,静置5min后再次微波回流处理5min,如此反复,使微波处理总时间控制在45min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于800r/min下离心10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于70nm的有机改性绢云母粉;
(3)阻燃剂的制备:将25份有机改性绢云母粉、2份阻燃助剂、8份超细聚四氟乙烯粉末混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒,即得阻燃剂;
(4)PVC塑胶地板的成型:将100份PVC粉料、10份ABS颗粒、10份纳米粉体填料、5份纳米碳酸钙、5份阻燃剂、1份钡锌稳定剂、1份AC发泡剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出后冷却、定型、得到PVC塑胶板材,并对板材进行修边和切断。
其中,微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、微波功率700W;超声波处理器的工作条件为超声波频率40kHz、超声波功率400W。
铝镁水滑石粉的有机改性:搅拌下向15份N-羟甲基丙烯酰胺和2份聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入35份铝镁水滑石粉和0.05份过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5min,静置5min后继续微波回流处理5min,静置5min后再次微波回流处理5min,如此反复微波回流处理使微波处理总时间达到40min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于800r/min下离心10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于80nm的有机改性铝镁水滑石粉。
阻燃助剂的制备:将10份分子筛原粉置于125-130℃环境中干燥12h,再加入2份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和2份二甲基丙烯酸锌,并于125-130℃下保温混合3h,所得混合物自然冷却至室温后经超微粉碎机制成微粉,即得阻燃助剂。
对照例2
(1)纳米粉体填料的制备:将50份PVC粉料、25份铝镁水滑石粉、3份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1.5份六羟甲基三聚氰胺六甲醚充分混合后利用微波处理器微波处理10min,然后于55-60℃下利用超声波处理器超声处理3h,并再次微波处理10min,自然冷却至室温,即得纳米粉体填料;
(2)阻燃剂的制备:将25份绢云母粉、2份阻燃助剂、8份超细聚四氟乙烯粉末混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒,即得阻燃剂;
(3)PVC塑胶地板的成型:将100份PVC粉料、10份ABS颗粒、10份纳米粉体填料、5份纳米碳酸钙、5份阻燃剂、1份钡锌稳定剂、1份AC发泡剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出后冷却、定型、得到PVC塑胶板材,并对板材进行修边和切断。
其中,微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、微波功率700W;超声波处理器的工作条件为超声波频率40kHz、超声波功率400W。
铝镁水滑石粉的有机改性:搅拌下向15份N-羟甲基丙烯酰胺和2份聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入35份铝镁水滑石粉和0.05份过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5min,静置5min后继续微波回流处理5min,静置5min后再次微波回流处理5min,如此反复微波回流处理使微波处理总时间达到40min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于800r/min下离心10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于80nm的有机改性铝镁水滑石粉。
阻燃助剂的制备:将10份分子筛原粉置于125-130℃环境中干燥12h,再加入2份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和2份二甲基丙烯酸锌,并于125-130℃下保温混合3h,所得混合物自然冷却至室温后经超微粉碎机制成微粉,即得阻燃助剂。
对照例3
(1)纳米粉体填料的制备:将50份PVC粉料、25份铝镁水滑石粉、3份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1.5份六羟甲基三聚氰胺六甲醚充分混合后利用微波处理器微波处理10min,然后于55-60℃下利用超声波处理器超声处理3h,并再次微波处理10min,自然冷却至室温,即得纳米粉体填料;
(2)PVC塑胶地板的成型:将100份PVC粉料、10份ABS颗粒、10份纳米粉体填料、5份纳米碳酸钙、5份硼酸锌、1份钡锌稳定剂、1份AC发泡剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出后冷却、定型、得到PVC塑胶板材,并对板材进行修边和切断。
其中,微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、微波功率700W;超声波处理器的工作条件为超声波频率40kHz、超声波功率400W。
铝镁水滑石粉的有机改性:搅拌下向15份N-羟甲基丙烯酰胺和2份聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入35份铝镁水滑石粉和0.05份过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5min,静置5min后继续微波回流处理5min,静置5min后再次微波回流处理5min,如此反复微波回流处理使微波处理总时间达到40min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于800r/min下离心10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于80nm的有机改性铝镁水滑石粉。
实施例4
采用相同标准测试方法分别对实施例1-3、对照例1-3所制同规格塑胶地板的使用性能进行测试,结果如表1所示。
表1PVC塑胶地板使用性能
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺,其特征在于,包括如下步骤:
(1)纳米粉体填料的制备:将PVC粉料、铝镁水滑石粉、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、六羟甲基三聚氰胺六甲醚充分混合后利用微波处理器微波处理10-15min,然后于55-60℃下利用超声波处理器超声处理2-3h,并再次微波处理10-15min,自然冷却至室温,即得纳米粉体填料;
(2)有机改性绢云母粉的制备:搅拌下向N-羟甲基丙烯酰胺和聚乙二醇400中滴加35-40℃去离子水直至完全溶解,再加入绢云母粉和过硫酸铵,充分混合后利用微波处理器微波回流处理5-10min,静置5-10min后继续微波回流处理5-10min,静置5-10min后再次微波回流处理5-10min,如此反复,使微波处理总时间控制在45-60min,微波处理结束后自然冷却至室温,所得混合液于600-800r/min下离心5-10min,过滤,所得沉淀经40℃真空干燥,即得粒度小于70nm的有机改性绢云母粉;
(3)阻燃剂的制备:将有机改性绢云母粉、超细聚四氟乙烯粉末混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒,即得阻燃剂;
(4)PVC塑胶地板的成型:将PVC粉料、ABS颗粒、纳米粉体填料、纳米碳酸钙、阻燃剂、钡锌稳定剂、AC发泡剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经熔融挤出后冷却、定型、得到PVC塑胶板材,并对板材进行修边和切断。
2.根据权利要求1所述的安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺,其特征在于:所述步骤(1)中PVC粉料、铝镁水滑石粉、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、六羟甲基三聚氰胺六甲醚的重量比为50:25:3:1.5。
3.根据权利要求1所述的安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺,其特征在于:所述步骤(2)中N-羟甲基丙烯酰胺、聚乙二醇400、绢云母粉、过硫酸铵的重量比为10:2:25:0.05。
4.根据权利要求1所述的安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺,其特征在于:所述步骤(3)中有机改性绢云母粉、超细聚四氟乙烯粉末的重量比为25:8。
5.根据权利要求1所述的安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺,其特征在于:所述步骤(4)中PVC粉料、ABS颗粒、纳米粉体填料、纳米碳酸钙、阻燃剂、钡锌稳定剂、AC发泡剂的重量比为100:10:10:5:5:1:1。
6.根据权利要求1所述的安全环保型PVC塑胶地板的加工工艺,其特征在于:所述步骤(1)、(2)中微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、微波功率700W;超声波处理器的工作条件为超声波频率40kHz、超声波功率400W。
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