CN109971093A - 一种低收缩耐磨层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低收缩耐磨层及其制备方法，采用聚氯乙烯、增塑剂、环氧大豆油、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲基丙烯酸衍生物，填料制备而成；与现有技术相比，具有如下优点：1)五辊压延过程中，采用低牵伸比的方式，提高压延过程的温度，增加耐磨层厚度整体均匀性，改善表观性能；2)合理调节冷却过程中的牵伸比，从而达到降低PVC分子间的内应力，解决耐磨层收缩率高的问题；3)采用张力控制法替代速度控制法，使在生产过程中，耐磨层所受牵引力始终相等，结果透明片收缩率不均匀的问题；4)降低环氧大豆油的含量，增加耐磨层硬度同时，可减少其收缩率，并改善耐磨层的表观性能。

Description

一种低收缩耐磨层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PVC耐磨层的制备领域，尤其是涉及一种低收缩耐磨层及其制备方法。
背景技术
塑胶(PVC)地板是一种高档且环保的装饰材料，具有质轻、隔音、耐磨、高弹性、抗冲击力强、防水防潮等优异性能，在海外发达国家有着非常良好的市场前景。
PVC地板以热压成型居多，其生产工过程主要包括底片生产、耐磨层生产、地板生产，其中，耐磨层生产主要有混料、挤出、开炼(过滤)、压延、冷却、收卷、一次回火、二次回火、贴合等诸多工序。生产过程不仅繁多复杂、周转时间长，而且人力成本和能源消耗都较高，削弱了企业的竞争力。PVC地板连续生产线应运而生，其所用耐磨层不再包括一次回火、二次回火以及贴合等工序，不仅降低了能耗成本、周转时间，更提高生产效率，但同时也对耐磨层的性能提出更高的要求。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了一种与PVC地板相比具有更优异的耐磨性、回弹性、低烟密度，且成本低，原料来源丰富的低收缩耐磨层及其制备方法。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：
一种低收缩耐磨层，不包含填料且减少环氧大豆油的添加量；具体以重量计算包括如下制备原料：聚氯乙烯100份、增塑剂20-30份、硬脂酸钙1-3份、硬脂酸锌1-3份、甲基丙烯酸衍生物0.1-0.8份、环氧大豆油1-3份。
更为优选的，所述增塑剂为己二酸二辛酯、己二酸二异辛脂、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
更为优选的，所述甲基丙烯酸衍生物为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
本发明还公开了上述低收缩耐磨层的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取相应重量份的各原料，将聚氯乙烯、增塑剂、环氧大豆油、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲基丙烯酸衍生物添加到高速混合机，设定温度为100-120℃，以转速为200-320r/min的速度混合搅拌均匀；
(2)温度达到100-120℃时同时启动冷混，将高速混合机里的物料卸至冷混机中搅拌5-10min；冷混好的物料卸至储料罐内备用；
(3)将混合料输送至挤出机和开炼机出塑化，将塑化完成物料有输送带送入五辊压延，进行压延工艺，其中压延温度160-185℃，压延一辊速度8-19m/min，压延速比1.01-1.20；
(4)物料经引离辊进一步牵伸，引离辊温度150-170℃，引离辊速度15-30m/min，引力辊速比1.2-2.0，再将物料送至压花辊压花；
(5)压花处理后，将已成型的耐磨层输送至冷却五辊进行冷却，冷却辊速度15-35m/min，各辊牵伸比1.0-1.05；
(6)控制张力为1-10Kg，通过张力收卷成卷；收卷速度16-40m/min。
更为优选的，步骤(5)中所述冷却辊温度不超过60℃。
更为优选的，步骤(5)中所述张力测试位置为冷却辊与收卷辊组第一辊之间。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1)五辊压延过程中，采用低牵伸比的方式，提高压延过程的温度，增加耐磨层厚度整体均匀性，改善表观性能。
2)合理调节冷却过程中的牵伸比为1.0-1.05，从而达到降低PVC分子间的内应力，解决现有制备的耐磨层收缩率高的问题；
3)采用张力控制法替代速度控制法，使在生产过程中，耐磨层所受牵引力始终相等，解决透明片收缩率不均匀的问题。
4)降低环氧大豆油的含量，增加耐磨层硬度同时，可减少其收缩率，并改善耐磨层的表观性能。
具体实施方式
实施例1：
一种低收缩耐磨层，以重量计算包括如下制备原料：聚氯乙烯100份、增塑剂30份、环氧大豆油1份、硬脂酸钙2.5份、硬脂酸锌2份、甲基丙烯酸衍生物0.3份。所述增塑剂具体为邻苯二甲酸二辛酯；所述甲基丙烯酸衍生物具体为甲级丙烯酸甲酯。
采用上述配方进行低收缩耐磨层的制备，具体方法如下：
(1)称取相应重量份的各原料，将聚氯乙烯、增塑剂、环氧大豆油、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲基丙烯酸衍生物添加到高速混合机，设定温度为100℃，以转速为200r/min的速度混合搅拌均匀；
(2)达到100℃后即启动冷混，将高速混合机里的物料卸至冷混，冷混机中搅拌10min；冷混好的物料卸至储料罐内备用；
(3)将混合料输送至挤出机和开炼机出塑化，将塑化完成物料有输送带送入五辊压延，进行压延工艺，其中压延温度180℃，压延一辊速度10m/min，压延速比1.01；
(4)物料经引离辊进一步牵伸，引离辊温度155℃，引离辊速度20m/min，引力辊速比1.4，再将物料送至压花辊压花；
(5)压花处理后，将已成型的耐磨层输送至冷却五辊进行冷却，冷却辊速度23m/min，各辊牵伸比1.02；所述冷却辊温度不超过60℃；
(6)控制张力为3Kg，通过张力收卷成卷；收卷速度23m/min；所述张力测试位置为冷却辊与收卷辊组第一辊之间。
实施例2：
一种低收缩耐磨层，以重量计算包括如下制备原料：聚氯乙烯100份、增塑剂20份、环氧大豆油2份、硬脂酸钙1份、硬脂酸锌3份、甲基丙烯酸衍生物0.1份。所述增塑剂具体为己二酸二辛酯；所述甲基丙烯酸衍生物具体为甲基丙烯酸异丁酯。
采用上述配方进行低收缩耐磨层的制备，具体方法如下：
(1)称取相应重量份的各原料，将聚氯乙烯、增塑剂、环氧大豆油、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲基丙烯酸衍生物添加到高速混合机，设定温度为105℃，以转速为230r/min的速度混合搅拌均匀；
(2)达到105℃后即启动冷混，将高速混合机里的物料卸至冷混，同时将冷混机中搅拌10min；冷混好的物料卸至储料罐内备用；
(3)将混合料输送至挤出机和开炼机出塑化，将塑化完成物料有输送带送入五辊压延，进行压延工艺，其中压延温度185℃，压延一辊速度8m/min，压延速比1.2；
(4)物料经引离辊进一步牵伸，引离辊温度170℃，引离辊速度16m/min，引力辊速比1.5，再将物料送至压花辊压花；
(5)压花处理后，将已成型的耐磨层输送至冷却五辊进行冷却，冷却辊速度20m/min，各辊牵伸比1.05；所述冷却辊温度不超过60℃；
(6)控制张力为2Kg，通过张力收卷成卷；收卷速度21m/min；所述张力测试位置为冷却辊与收卷辊组第一辊之间。
实施例3：
一种低收缩耐磨层，以重量计算包括如下制备原料：聚氯乙烯100份、增塑剂30份、环氧大豆油3份、硬脂酸钙3份、硬脂酸锌1份、甲基丙烯酸衍生物0.5份；所述增塑剂具体为邻苯二甲酸二辛酯；所述甲基丙烯酸衍生物具体为甲基丙烯酸羟乙酯。
采用上述配方进行低收缩耐磨层的制备，具体方法如下：
(1)称取相应重量份的各原料，将聚氯乙烯、增塑剂、环氧大豆油、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲基丙烯酸衍生物添加到高速混合机，设定温度为120℃，以转速为250r/min的速度混合搅拌均匀；
(2)达到120℃后即启动冷混，将高速混合机里的物料卸至冷混，冷混机中搅拌10min；冷混好的物料卸至储料罐内备用；
(3)将混合料输送至挤出机和开炼机出塑化，将塑化完成物料有输送带送入五辊压延，进行压延工艺，其中压延温度185℃，压延一辊速度19m/min，压延速比1.1；
(4)物料经引离辊进一步牵伸，引离辊温度170℃，引离辊速度28m/min，引力辊速比1.5，再将物料送至压花辊压花；
(5)压花处理后，将已成型的耐磨层输送至冷却五辊进行冷却，冷却辊速度29m/min，各辊牵伸比1.01；所述冷却辊温度不超过60℃；
(6)控制张力为3Kg，通过张力收卷成卷；收卷速度29m/min；所述张力测试位置为冷却辊与收卷辊组第一辊之间。
实施例4：
一种低收缩耐磨层，以重量计算包括如下制备原料：聚氯乙烯100份、增塑剂25份、环氧大豆油2份、硬脂酸钙2份、硬脂酸锌1份、甲基丙烯酸衍生物0.3份；所述增塑剂具体为己二酸二异辛脂；所述甲基丙烯酸衍生物具体为甲基丙烯酸羟乙酯。
采用上述配方进行低收缩耐磨层的制备，具体方法如下：
(1)称取相应重量份的各原料，将聚氯乙烯、增塑剂、环氧大豆油、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲基丙烯酸衍生物添加到高速混合机，设定温度为118℃，以转速为300r/min的速度混合搅拌均匀；
(2)达到118℃后即启动冷混，将高速混合机里的物料卸至冷混，冷混机中搅拌7min；冷混好的物料卸至储料罐内备用；
(3)将混合料输送至挤出机和开炼机出塑化，将塑化完成物料有输送带送入五辊压延，进行压延工艺，其中压延温度185℃，压延一辊速度12m/min，压延速比1.1；
(4)物料经引离辊进一步牵伸，引离辊温度170℃，引离辊速度22m/min，引力辊速比1.3，再将物料送至压花辊压花；
(5)压花处理后，将已成型的耐磨层输送至冷却五辊进行冷却，冷却辊速度23m/min，各辊牵伸比1.01；所述冷却辊温度不超过60℃；
(6)控制张力为3Kg，通过张力收卷成卷；收卷速度23m/min；所述张力测试位置为冷却辊与收卷辊组第一辊之间。
实施例5：
一种低收缩耐磨层，以重量计算包括如下制备原料：聚氯乙烯100份、增塑剂22份、环氧大豆油2.5份、硬脂酸钙1.5份、硬脂酸锌1.5份、甲基丙烯酸衍生物0.5份。
采用上述配方进行低收缩耐磨层的制备，具体方法如下：
(1)称取相应重量份的各原料，将聚氯乙烯、增塑剂、环氧大豆油、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲基丙烯酸衍生物添加到高速混合机，设定温度为110℃，以转速为300r/min的速度混合搅拌均匀；
(2)达到110℃后即启动冷混，将高速混合机里的物料卸至冷混，冷混机中搅拌7min；冷混好的物料卸至储料罐内备用；
(3)将混合料输送至挤出机和开炼机出塑化，将塑化完成物料有输送带送入五辊压延，进行压延工艺，其中压延温度165℃，压延一辊速度10m/min，压延速比1.15；
(4)物料经引离辊进一步牵伸，引离辊温度150℃，引离辊速度16m/min，引力辊速比1.3，再将物料送至压花辊压花；
(5)压花处理后，将已成型的耐磨层输送至冷却五辊进行冷却，冷却辊速度20m/min，各辊牵伸比1.01；所述冷却辊温度不超过60℃；
(6)控制张力为2Kg，通过张力收卷成卷；收卷速度21m/min；所述张力测试位置为冷却辊与收卷辊组第一辊之间。
对比例1：
另设对比例1，其配方为：聚氯乙烯100份、增塑剂20份、环氧大豆油7份、硬脂酸钙1份、硬脂酸锌3份、甲基丙烯酸衍生物0.1份。所述增塑剂具体为己二酸二辛酯；所述甲基丙烯酸衍生物具体为甲基丙烯酸异丁酯。
制备方法与实施例2相同；不同之处在于配方，相对于实施例2来说不同在于环氧大豆油的量较多，为7份。
对比例2：
另设对比例2，其配方为：聚氯乙烯100份、增塑剂22份、环氧大豆油10份、硬脂酸钙1.5份、硬脂酸锌1.5份、甲基丙烯酸衍生物0.5份。
所述增塑剂具体为对苯二甲酸二辛酯；所述甲基丙烯酸衍生物具体为甲基丙烯甲酯。
制备方法与实施例5相同；不同之处在于配方，相对于实施例5来说不同在于环氧大豆油的量较多，为10份。
对比例3：
另设对比例3，采用实施例1的配方，采用不同的制备方法进行低收缩耐磨层的制备，制备方法的其他实施方式与实施例1相同，不同之处具体在步骤(5)中的压花处理后，将已成型的耐磨层输送至冷却五辊进行冷却，冷却辊速度23m/min，各辊牵伸比1.2；所述冷却辊温度不超过60℃。
本对比例3增加了牵伸比进行对比。
对比例4：
另设对比例4，采用实施例1的配方，采用不同的制备方法进行低收缩耐磨层的制备，其他实施方式与实施例1的制备方法相同，不同之处在于步骤(6)通过速度控制方法进行收卷，确保正常收卷的情况下，收卷速度为29m/min。
对于本申请在步骤(6)改进了进行张力收卷的方式，在收卷开始时，由于收料筒(被动转动)质量轻，收料筒与收料辊之间存在速度差(收料筒速度小于收料辊速度)，因此为确保正常收卷情况下，收料辊速度高于冷却速度2-5m/min,但收卷后期，收料筒质量增大，收卷张力逐步提高，产品收缩率增大，而张力控制时，通过张力调节收卷过程中的速度，并设定合适的工艺参数，可达到降低收缩率要求。
将实施例1-5以及对比例1-4制备的耐磨层成品进行性能测试对比，具体性能指标为：
光泽度：采用60゜角光泽度测试仪进行测试；取不同的点测试直接读取数据。
收缩率：采用游标卡尺进行测试；将制备的耐磨层成品首先用游标卡尺测量原长度，放入烘箱中100℃进行烘烤30min后取出用游标卡尺测量其烘烤后长度，与原长度差为收缩长度，以收缩长度/原长度的百分比计为收缩率。
硬度：采用邵氏硬度仪进行测试。
测试结果如表1所示：
表1实施例1-5以及对比例1-4耐磨层性能测试结果
从表1中的数据可以看出，本发明制备的低收缩耐磨层与对比例1-4的耐磨层相比：
1)从光泽度来看，实施例1-5的低收缩耐磨层不同点出测出的光泽度呈现一个更为稳定平稳的趋势，因此由其生产制作的产品表观性能更加均一。
2)从收缩率来看，明显可以看出，本发明实施例1-5制备的耐磨层收缩率均可达到低收缩要求(收缩率<0.5％)，完全可满足高使用要求的指标，明显优于对比例的数据。
3)从硬度来看，本发明通过降低环氧大豆油的含量，有效增加耐磨层硬度同时，还减少其收缩率，并改善耐磨层的表观性能。

Claims (6)

1.一种低收缩耐磨层，其特征在于减少环氧大豆油的添加量；具体以重量计算包括如下制备原料：聚氯乙烯100份、增塑剂20-30份、硬脂酸钙1-3份、硬脂酸锌1-3份、甲基丙烯酸衍生物0.1-0.8份、环氧大豆油1-3份。
2.根据权利要求1所述的低收缩耐磨层，其特征在于：所述增塑剂为己二酸二辛酯、己二酸二异辛脂、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的低收缩耐磨层，其特征在于：所述甲基丙烯酸衍生物为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
4.一种权利要求1所述的低收缩耐磨层的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)称取相应重量份的各原料，将聚氯乙烯、增塑剂、环氧大豆油、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲基丙烯酸衍生物添加到高速混合机，设定温度为100-120℃，以转速为200-320r/min的速度混合搅拌均匀；
(2)温度达到100-120℃时同时启动冷混，将高速混合机里的物料卸至冷混机中搅拌5-10min；冷混好的物料卸至储料罐内备用；
(3)将混合料输送至挤出机和开炼机出塑化，将塑化完成物料由输送带送入五辊压延，进行压延工艺，其中压延温度160-185℃，压延一辊速度8-19m/min，压延速比1.01-1.20；
(4)物料经引离辊进一步牵伸，引离辊温度150-170℃，引离辊速度15-30m/min，引力辊速比1.2-2.0，再将物料送至压花辊压花；
(5)压花处理后，将已成型的耐磨层输送至冷却五辊进行冷却，冷却辊速度15-35m/min，各辊牵伸比1.0-1.05；
(6)控制张力为1-10Kg，通过张力收卷成卷；收卷速度16-40m/min。
5.根据权利要求4所述的低收缩耐磨层的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述冷却辊温度不超过60℃。
6.根据权利要求4所述的低收缩耐磨层的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述张力测试位置为冷却辊与收卷辊组第一辊之间。
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