CN107880453A - 一种pvc装饰膜的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PVC装饰膜的制备工艺，将PVC树脂、聚氨酯弹性体、增塑剂、稳定剂、色料、钛白粉、轻质碳酸钙、过氧化二异丙苯混合，之后密炼、开练、挤出过滤、四辊压延、牵引、压花、冷却、切边、卷取，所得到的装饰膜具有良好的甲醛吸收效果，并且增塑剂迁移少，性能稳定。

Description

一种PVC装饰膜的制备工艺
技术领域
本发明涉及PVC领域，特别涉及一种装饰用的PVC膜的制备工艺。
背景技术
随着人民生活水平的逐步提高和房地产行业的兴起，表面装饰材料进入快速发展时期，其中薄膜材料例如PVC薄膜、PET 薄膜以及复合薄膜等以其生产工艺简单、表面装饰图案及效果多样、使用方法简单、性价比极高而占据了新型表面装饰材料市场的主导地位。PVC 薄膜耐磨性好、耐腐蚀性好、质优价廉，发展迅速，在室内及家具装饰、装修行业、飞机内舱膜、船舱膜等领域广泛应用。它可以使被装饰物表面获得较高的硬度，防止表面人为地划伤、擦伤或磕碰，从而更好的保护被装饰物，增加其使用寿命；其次，它还可以使被装饰物具有耐高温的特性，防止表面烫伤，另外，PVC不但可以表现自然界的颜色，还可以表现人们幻想中的颜色。
甲醛是室内最严重的污染物之一，在我国有毒化学品优先控制名单上高居第2位，并且己经被世界卫生组织(WHO)确定为致癌和致畸形物质。如果PVC装饰膜能够兼具装饰和净化甲醛的作用，将会非常有意义。
中国专利CN105968633A公开了一种除甲醛室内装饰膜，所述装饰膜由下述重量份的原料制备而得：聚氯乙烯树脂粉100份、增塑剂40～60份、钙锌稳定剂1～5份、甲醛吸收剂2～8份、色料1～4份、钛白粉5～11份、耐寒剂2～8份。该发明通过PVC膜配方中加入一种甲醛吸收剂，所制得的室内装饰膜具有净化甲醛的功效。甲醛吸收剂采用的是纳米硅粉、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、异丁烯丁二酰亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺中的一种，但是这类直接添加的小分子甲醛吸收剂或无机粉体在使用中易迁移，从而会影响后续的甲醛吸收效果。
除了添加的甲醛吸收剂存在迁移问题外，PVC制品中增塑剂的迁移问题也已经熟知，并在过去得到了广泛的研究。增塑剂的迁移会降低制品物理性能，使制品变硬变脆，而且明显损害制品表面性能，严重影响制品的性能和使用寿命。另一方面，当PVC制品中的增塑剂向外迁移时，还会对人体健康和生态环境造成危害。
总而言之，传统的PVC制品中添加的增塑剂、甲醛吸收剂等物质易迁移，并且性能不稳定，制品也不能长期保持机械性能。
发明内容
本发明的目的主要在于避免现有PVC装饰膜技术中的不足，提供一种增塑剂迁移少，具有甲醛吸收效果，并且性能保持长久稳定的PVC装饰膜。
本发明的PVC装饰膜通过以下技术方案实现：
一种PVC装饰膜，其由以下质量配比的原料制成：
PVC树脂 100份
聚氨酯弹性体 10-30份
增塑剂 40-70份
稳定剂 1-5份
色料 1-2份
钛白粉 10-20份
轻质碳酸钙 1-2份
过氧化二异丙苯 1-10份；
其中，所述聚氨酯弹性体由聚酯多元醇（数均分子量2000-3000）、二异氰酸酯、乙二醇、甲基丙烯酰胺、乙酰乙酸羟乙酯（CH3COCH2COOCH2CH2OH）制备得到。所述二异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或几种。进一步的，所述聚氨酯弹性体由聚酯多元醇100质量份、二异氰酸酯20~60质量份、2~10质量份乙二醇、2~10质量份甲基丙烯酰胺、2~10质量份乙酰乙酸羟乙酯制备得到。
聚氨酯弹性体的制备方法为：将聚酯多元醇、二异氰酸酯、乙二醇、甲基丙烯酰胺、乙酰乙酸羟乙酯放在混料器中于100℃下充分搅拌10-30分钟后，在高温塑料机或密炼机中，于140℃下充分塑炼，干燥后得到聚氨酯弹性体。
进一步的，所述聚氨酯弹性体加入量为20-30份。
所述PVC树脂采用乙烯法制得，且聚合度为1400~1700。
所述稳定剂为钡锌液体稳定剂和有机锡液体稳定剂的混合物，质量比为1:2~2:1。
所述增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三乙酯中的一种或几种。进一步的，所述增塑剂加入量为50~60份。
所述钛白粉为金红石型钛白粉，粒径为0.1~0.3微米。
一种PVC装饰膜的制备工艺，所述制备工艺包括下述步骤：
（1）混料：将各原料按重量份进行称量配料，之后进行混合，搅拌均匀；
（2）密炼：将步骤（1）所得混料输送至密炼机，使物料得到充分的混和塑炼；
（3）开练：将步骤（2）中物料送至开炼机，开炼机温度设置为190～210℃，使其得到充分的塑炼；
（4）挤出过滤：过滤网目数为100～200目，步骤（3）中物料通过压滤机除去杂质；
（5）四辊压延：步骤（4）中物料输送至四辊压延机中进行压延，控制1#辊温度为160～170℃，转速为10～11m/min，2#辊温度为160～170℃，转速为13～14m/min，3#辊温度为180～190℃，转速为15～16m/min，4 #辊温度为160～170℃，转速为16～17m/min；
（6）牵引：膜材经步骤（5）压延后，在牵引轮作用下以速度为19～20 m/min进入下一步骤；
（7）压花、冷却、切边、卷取：步骤（6）得到的膜材通过压花轮进行压花，之后进入冷却辊冷却，然后进行切边、卷取。
有益效果：
1、聚氨酯弹性体的加入可以降低增塑剂等物质的迁移，并且聚氨酯弹性体本身的机械性能优异，可以进一步保障制品性能的稳定，不会发脆。过氧化二异丙苯作为交联剂，它的加入可以通过交联提高所述聚氨酯弹性体与PVC树脂的相容性，而轻质碳酸钙可以使得过氧化二异丙苯在基体中分散的更加均匀。
2、聚氨酯弹性体合成中采用了特殊的功能单体丙烯酰胺、乙酰乙酸羟乙酯，它们的引入可以赋予制品最终的甲醛吸收性能，并且这种甲醛吸收性能并不是通过易迁移的小分子添加剂来实现，其是存在于大分子骨架中，不易发生迁移。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制。实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例1
一种PVC装饰膜，制备工艺如下：
（1）混料：将各原料按重量份进行称量配料，之后进行混合，搅拌均匀，各原料配比如下:
PVC树脂（聚合度为1400）100份，聚氨酯弹性体20份，柠檬酸三乙酯60份，稳定剂（钡锌液体稳定剂和有机锡液体稳定剂的混合物，质量比为1:2）3份，色料2份，金红石型钛白粉（粒径0.3微米）20份，轻质碳酸钙2份，过氧化二异丙苯10份；
其中，所述聚氨酯弹性体的制备方法为：将聚酯多元醇（数均分子量2000）100质量份、MDI 40质量份、乙二醇6质量份、甲基丙烯酰胺4质量份、乙酰乙酸羟乙酯6质量份放在混料器中于100℃下充分搅拌30分钟后，在密炼机中，于140℃下充分塑炼，干燥后得到聚氨酯弹性体。
（2）密炼：将步骤（1）所得混料输送至密炼机，使物料得到充分的混和塑炼；
（3）开练：将步骤（2）中物料送至开炼机，开炼机温度设置为190℃，使其得到充分的塑炼；
（4）挤出过滤：过滤网目数为100目，步骤（3）中物料通过压滤机除去杂质；
（5）四辊压延：步骤（4）中物料输送至四辊压延机中进行压延，控制1#辊温度为160℃，转速为10m/min，2#辊温度为160℃，转速为13m/min，3#辊温度为180℃，转速为15m/min，4 #辊温度为160℃，转速为16m/min；
（6）牵引：膜材经步骤（5）压延后，在牵引轮作用下以速度为19m/min进入下一步骤；
（7）压花、冷却、切边、卷取：步骤（6）得到的膜材通过压花轮进行压花，之后进入冷却辊冷却，然后进行切边、卷取。
实施例2
一种PVC装饰膜，制备工艺如下：
（1）混料：将各原料按重量份进行称量配料，之后进行混合，搅拌均匀，各原料配比如下:
PVC树脂（聚合度为1700）100份，聚氨酯弹性体30份，柠檬酸三乙酯50份，稳定剂（钡锌液体稳定剂和有机锡液体稳定剂的混合物，质量比为1:2）3份，色料2份，金红石型钛白粉（粒径0.3微米）20份，轻质碳酸钙2份，过氧化二异丙苯8份；
其中，所述聚氨酯弹性体的制备方法为：将聚酯多元醇（数均分子量2000）100质量份、MDI 40质量份、乙二醇6质量份、甲基丙烯酰胺4质量份、乙酰乙酸羟乙酯6质量份放在混料器中于100℃下充分搅拌30分钟后，在密炼机中，于140℃下充分塑炼，干燥后得到聚氨酯弹性体。
（2）密炼：将步骤（1）所得混料输送至密炼机，使物料得到充分的混和塑炼；
（3）开练：将步骤（2）中物料送至开炼机，开炼机温度设置为210℃，使其得到充分的塑炼；
（4）挤出过滤：过滤网目数为200目，步骤（3）中物料通过压滤机除去杂质；
（5）四辊压延：步骤（4）中物料输送至四辊压延机中进行压延，控制1#辊温度为170℃，转速为11m/min，2#辊温度为170℃，转速为14m/min，3#辊温度为190℃，转速为16m/min，4 #辊温度为170℃，转速为17m/min；
（6）牵引：膜材经步骤（5）压延后，在牵引轮作用下以速度为20 m/min进入下一步骤；
（7）压花、冷却、切边、卷取：步骤（6）得到的膜材通过压花轮进行压花，之后进入冷却辊冷却，然后进行切边、卷取。
实施例3
一种PVC装饰膜，制备工艺如下：
（1）混料：将各原料按重量份进行称量配料，之后进行混合，搅拌均匀，各原料配比如下:
PVC树脂（聚合度为1600）100份，聚氨酯弹性体30份，柠檬酸三乙酯60份，稳定剂（钡锌液体稳定剂和有机锡液体稳定剂的混合物，质量比为1:2）3份，色料2份，金红石型钛白粉（粒径0.3微米）20份，轻质碳酸钙2份，过氧化二异丙苯10份；
其中，所述聚氨酯弹性体的制备方法为：将聚酯多元醇（数均分子量3000）100质量份、MDI 30质量份、乙二醇6质量份、甲基丙烯酰胺4质量份、乙酰乙酸羟乙酯6质量份放在混料器中于100℃下充分搅拌30分钟后，在密炼机中，于140℃下充分塑炼，干燥后得到聚氨酯弹性体。
（2）密炼：将步骤（1）所得混料输送至密炼机，使物料得到充分的混和塑炼；
（3）开练：将步骤（2）中物料送至开炼机，开炼机温度设置为200℃，使其得到充分的塑炼；
（4）挤出过滤：过滤网目数为150目，步骤（3）中物料通过压滤机除去杂质；
（5）四辊压延：步骤（4）中物料输送至四辊压延机中进行压延，控制1#辊温度为170℃，转速为11m/min，2#辊温度为170℃，转速为14m/min，3#辊温度为190℃，转速为16m/min，4 #辊温度为170℃，转速为17m/min；
（6）牵引：膜材经步骤（5）压延后，在牵引轮作用下以速度为20 m/min进入下一步骤；
（7）压花、冷却、切边、卷取：步骤（6）得到的膜材通过压花轮进行压花，之后进入冷却辊冷却，然后进行切边、卷取。
对比例1
一种PVC装饰膜，制备工艺如下：
（1）混料：将各原料按重量份进行称量配料，之后进行混合，搅拌均匀，各原料配比如下:
PVC树脂（聚合度为1400）100份，柠檬酸三乙酯60份，稳定剂（钡锌液体稳定剂和有机锡液体稳定剂的混合物，质量比为1:2）3份，色料2份，金红石型钛白粉（粒径0.3微米）20份，轻质碳酸钙2份，过氧化二异丙苯10份；
（2）密炼：将步骤（1）所得混料输送至密炼机，使物料得到充分的混和塑炼；
（3）开练：将步骤（2）中物料送至开炼机，开炼机温度设置为190℃，使其得到充分的塑炼；
（4）挤出过滤：过滤网目数为100目，步骤（3）中物料通过压滤机除去杂质；
（5）四辊压延：步骤（4）中物料输送至四辊压延机中进行压延，控制1#辊温度为160℃，转速为10m/min，2#辊温度为160℃，转速为13m/min，3#辊温度为180℃，转速为15m/min，4 #辊温度为160℃，转速为16m/min；
（6）牵引：膜材经步骤（5）压延后，在牵引轮作用下以速度为19m/min进入下一步骤；
（7）压花、冷却、切边、卷取：步骤（6）得到的膜材通过压花轮进行压花，之后进入冷却辊冷却，然后进行切边、卷取。
对比例2
一种PVC装饰膜，制备工艺如下：
（1）混料：将各原料按重量份进行称量配料，之后进行混合，搅拌均匀，各原料配比如下:
PVC树脂（聚合度为1400）100份，聚氨酯弹性体20份，柠檬酸三乙酯60份，稳定剂（钡锌液体稳定剂和有机锡液体稳定剂的混合物，质量比为1:2）3份，色料2份，金红石型钛白粉（粒径0.3微米）20份，轻质碳酸钙2份，过氧化二异丙苯10份；
其中，所述聚氨酯弹性体的制备方法为：将聚酯多元醇（数均分子量2000）100质量份、MDI 40质量份、乙二醇6质量份放在混料器中于100℃下充分搅拌30分钟后，在密炼机中，于140℃下充分塑炼，干燥后得到聚氨酯弹性体。
（2）密炼：将步骤（1）所得混料输送至密炼机，使物料得到充分的混和塑炼；
（3）开练：将步骤（2）中物料送至开炼机，开炼机温度设置为190℃，使其得到充分的塑炼；
（4）挤出过滤：过滤网目数为100目，步骤（3）中物料通过压滤机除去杂质；
（5）四辊压延：步骤（4）中物料输送至四辊压延机中进行压延，控制1#辊温度为160℃，转速为10m/min，2#辊温度为160℃，转速为13m/min，3#辊温度为180℃，转速为15m/min，4 #辊温度为160℃，转速为16m/min；
（6）牵引：膜材经步骤（5）压延后，在牵引轮作用下以速度为19m/min进入下一步骤；
（7）压花、冷却、切边、卷取：步骤（6）得到的膜材通过压花轮进行压花，之后进入冷却辊冷却，然后进行切边、卷取。
增塑剂迁移的测试
制取120mm×120mm的试样并称重（重量d1）。随后，将这些测试样品放置在由发泡聚苯乙烯硬泡沫制成的尺寸为120mm×120mm且厚度为约40-50mm的主体上。将尺寸为100mm×100mm的玻璃板也放置在试样上，并在其上放置2kg的重物。该配置在70℃，50±5％相对湿度下储存28天。此后，再次称重测试样品（重量d2），并以重量d1的百分比测定重量差。
甲醛清除效果的测试
基于JC/T1074-2008测试标准进行测试。
所有实施例和对比例的性能记录于表1。
表1 PVC装饰膜性能测试结果
性能测试 迁移率(％) 甲醛净化效率(%)
实施例1 0.42 71
实施例2 0.31 78
实施例3 0.37 75
对比例1 3.87 5
对比例2 0.43 7
以上对本发明做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PVC装饰膜的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）混料：将各原料按重量份进行称量配料，之后进行混合，搅拌均匀，
其中原料配比为：
PVC树脂 100份
聚氨酯弹性体 10-30份
增塑剂 40-70份
稳定剂 1-5份
色料 1-2份
钛白粉 10-20份
轻质碳酸钙 1-2份
过氧化二异丙苯 1-10份；
其中，所述聚氨酯弹性体由聚酯多元醇（数均分子量2000-3000）、二异氰酸酯、乙二醇、甲基丙烯酰胺、乙酰乙酸羟乙酯制备得到；
（2）密炼：将步骤（1）所得混料输送至密炼机，使物料得到充分的混和塑炼；
（3）开练：将步骤（2）中物料送至开炼机，使其得到充分的塑炼；
（4）挤出过滤：步骤（3）中物料通过压滤机除去杂质；
（5）四辊压延：步骤（4）中物料输送至四辊压延机中进行压延；
（6）牵引：膜材经步骤（5）压延后，在牵引轮作用下以速度为19～20 m/min进入下一步骤；
（7）压花、冷却、切边、卷取：步骤（6）得到的膜材通过压花轮进行压花，之后进入冷却辊冷却，然后进行切边、卷取。
2.根据权利要求1所述的PVC装饰膜的制备工艺，其特征在于：步骤（3）中开炼机温度设置为190～210℃。
3.根据权利要求1所述的PVC装饰膜的制备工艺，其特征在于：步骤（4）中过滤网目数为100～200目。
4.根据权利要求1所述的PVC装饰膜的制备工艺，其特征在于：步骤（5）中控制1#辊温度为160～170℃，转速为10～11m/min，2#辊温度为160～170℃，转速为13～14m/min，3#辊温度为180～190℃，转速为15～16m/min，4 #辊温度为160～170℃，转速为16～17m/min。
5.根据权利要求1所述的PVC装饰膜的制备工艺，其特征在于：所述PVC树脂采用乙烯法制得，且聚合度为1400~1700。
6.根据权利要求1所述的PVC装饰膜的制备工艺，其特征在于：所述稳定剂为钡锌液体稳定剂和有机锡液体稳定剂的混合物，质量比为1:2~2:1。
7.根据权利要求1所述的PVC装饰膜的制备工艺，其特征在于：所述二异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的PVC装饰膜的制备工艺，其特征在于：所述增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三乙酯中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的PVC装饰膜的制备工艺，其特征在于：所述聚氨酯弹性体由聚酯多元醇100质量份、二异氰酸酯20~60质量份、2~10质量份乙二醇、2~10质量份甲基丙烯酰胺、2~10质量份乙酰乙酸羟乙酯制备得到。
10.根据权利要求1所述的PVC装饰膜的制备工艺，其特征在于：所述聚氨酯弹性体的制备方法为：将聚酯多元醇、二异氰酸酯、乙二醇、甲基丙烯酰胺、乙酰乙酸羟乙酯放在混料器中于100℃下充分搅拌10-30分钟后，在高温塑料机或密炼机中，于140℃下充分塑炼，干燥后得到聚氨酯弹性体。
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