CN110509649A - 一种高热稳定性spc地板及其制作方法 - Google Patents

一种高热稳定性spc地板及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及地板领域，具体指一种高热稳定性SPC地板以及这种SPC地板的制作方法。该成型方法将三聚氰胺甲醛树脂同时用作浸渍材料和粘结材料并将组坯前分别与SPC地板装饰层和平衡层对应的两种浸渍胶膜纸的预固化度控制在合理范围内，再经过合理的压贴工艺和定型工艺可保证制得的SPC地板在粘结牢固度、耐水性能以及加热尺寸稳定性方面均达到较高水准。该SPC地板在地板各层的胶合稳定性及形变一致性方面相较于普通的SPC地板产品均具备明显优势。

Description

一种高热稳定性SPC地板及其制作方法
技术领域
本发明涉及地板领域，具体指一种高热稳定性SPC地板以及这种SPC地板的制作方法。
背景技术
石塑复合材料也叫做SPC(StonePlasticComposite)，以其作为基材的SPC地板具有无甲醛、防霉、防潮、防火、防虫、安装简单等优点，是理想的家居地饰材料，现有的SPC地板通常由SPC基板与两层浸渍胶膜纸通过压贴工艺粘结成型。
各类地板产品出于耐用性方面的考虑对于加热条件下的形状稳定性都有严格的规定，然而由于浸渍纸采用的浸渍材料属热固性树脂材料，SPC基板中的聚氯乙烯等塑料成分属于热塑性树脂材料，两类树脂材料的物理特性差异导致热固性的浸渍纸受热后失水干缩，热塑性的SPC基板遇热膨胀遇冷则收缩，因此SPC地板产品在加热条件下的形状稳定性普遍较差。具体地，这类产品经过规定时长的沸水浴后表面易出现明显的鼓泡分层现象，经过规定时长和温度的烘箱加热后尺寸易发生缩水，因此很难达到相关检测项所规定的标准。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种加热条件下尺寸稳定且不易鼓泡分层的高热稳定性SPC地板。
本发明的第二目的在于提供一种前述高热稳定性SPC地板的制作方法。
为实现上述第一目的，本发明提供一种高热稳定性SPC地板，其特殊之处在于，该SPC地板由上至下包括装饰层、第一三聚氰胺甲醛树脂粘合层、SPC芯层、第二三聚氰胺甲醛树脂粘合层和平衡层，装饰层为以装饰纸浸渍三聚氰胺甲醛树脂溶液得到的浸渍胶膜纸材质，平衡层为以原纸浸渍三聚氰胺甲醛树脂溶液得到的浸渍胶膜纸材质。
由上述方案可见，普通SPC地板中的装饰层和平衡层均使用三聚氰胺浸渍纸，即以三聚氰胺甲醛树脂和脲醛树脂这两种浸渍材料处理得到的浸渍胶膜纸。但虽然同属于氨基树脂，三聚氰胺甲醛树脂的耐热和耐水性能明显优于脲醛树脂，故相同浸胶量下仅使用三聚氰胺甲醛树脂这一种浸渍材料处理得到的浸渍胶膜纸在耐热及耐水性能上会明显优于传统的三聚氰胺浸渍纸。另外，普通SPC地板使用聚氨酯胶水作为层与层之间的粘结材料，这种胶水在耐水及耐热性能方面也明显不及三聚氰胺甲醛树脂胶。因此，上述SPC地板的热稳定性及耐水性能方面均优于普通SPC地板。
上述SPC地板中两个粘合层使用的粘结材料与装饰层和平衡层使用的浸渍材料相同，组坯前若对应于装饰层和平衡层的浸渍胶膜纸未完全固化则能与粘合层有效融合，从而极大地改善地板中各层间的胶合稳定性和形变一致性。
为实现上述第二目的，本发明提供一种高热稳定性SPC地板的制作方法，其特殊之处在于，包括下列步骤：
a、对SPC基板的两面进行砂光处理并将SPC基板的厚度误差控制在0.50mm以内，以装饰纸浸渍三聚氰胺甲醛树脂溶液得到不完全固化的浸渍胶膜表层纸，以原纸浸渍三聚氰胺甲醛树脂溶液得到不完全固化的浸渍胶膜平衡纸；
b、在经过砂光处理的SPC基板的第一表面涂布现制的三聚氰胺甲醛树脂胶并铺设浸渍胶膜表层纸，在经过砂光处理的SPC基板的第二表面涂布现制的三聚氰胺甲醛树脂胶并铺设浸渍胶膜平衡纸得到坯料；
c、将坯料在100℃至160℃的温度条件以及10MPa至22MPa的压力条件下进行压贴处理得到坯板，处理时间为10min至30min；
d、待坯板自然冷却至40℃以下后对坯板执行两次定型处理得到定型坯板，每次定型处理均先将坯板置于100℃至120℃的温度条件下烘烤10min至20min，随后再风冷至室温；
e、对定型坯板进行分割及开槽加工。
由上可见，上述制作方法中具备极强耐水性能的三聚氰胺甲醛树脂同时用作浸渍材料和粘结材料，浸渍胶膜表层纸和浸渍胶膜平衡纸在组坯前均未完全固化，并且三聚氰胺甲醛树脂胶为现制的，粘度和粘合性能极佳，因此在压贴环节这两种浸渍胶膜纸都能与涂覆在SPC基板表面的三聚氰胺甲醛树脂胶有效融合，从而改善SPC基板与两层浸渍胶膜纸之间的粘结牢固度，防止沸水浴条件下SPC地板表面发生鼓泡分层。
上述制作方法中压贴处理环节可使三聚氰胺甲醛树脂充分发挥粘结和封闭作用，随后引入两轮由较短时长、较低温度的加热处理以及强制风冷处理组成的定型处理过程可有效减小坯板的内部应力并实现坯板的充分预收缩，同时使坯板内各层间结合更为紧密，从而将坯板转化为形状、尺寸稳定的定型坯板。
进一步的方案是，浸渍胶膜表层纸和浸渍胶膜平衡纸的浸胶量均为160％至200％，浸渍胶膜表层纸和浸渍胶膜平衡纸的预固化度均为40％至60％。
由上可见，将浸渍胶膜表层纸和浸渍胶膜平衡纸的浸胶量控制在上述范围可保证SPC地板装饰层和平衡层的耐水性能。两种浸渍胶膜纸的预固化度过低则叠放时易发生粘连从而带来一定损耗，过高则不能与粘结材料有效融合，因此将两种浸渍胶膜纸的预固化度控制在上述范围可在满足操作性的同时保证与粘结材料的有效融合以提高粘结强度。
进一步的方案是，步骤a中以装配有80目或100目砂带的砂光机对SPC基板的两面进行砂光处理。
由上可见，以上述目数范围的砂带对SPC基板进行砂光处理可使SPC基板具备较为理想的表面粗糙度，便于上胶及改善粘合牢固度。
进一步的方案是，三聚氰胺甲醛树脂胶的固含量为50wt％至70wt％。
进一步的方案是，步骤b中经砂光处理的SPC基板上第一表面和第二表面的三聚氰胺甲醛树脂胶涂布量均为150g/m2至200g/m2。
由上可见，将符合上述固含量范围的现制三聚氰胺甲醛树脂胶以上述涂布量布置于SPC基板的两面可在层与层之间起到较为理想的粘结效果。
一个优选的方案是，步骤c中压贴处理的温度条件为130℃至150℃，压力条件为16MPa至18MPa，处理时间为10min至15min。
由上可见，进一步优化压贴处理的温度及压力范围并缩短处理时间有助于改善压贴质量并提高处理效率。
进一步的方案是，三聚氰胺甲醛树脂胶含有摩尔比为3:1的三聚氰胺原料和甲醛原料。
由上可见，三聚氰胺甲醛树脂的胶接强度与三聚氰胺原料和甲醛原料的摩尔比直接相关，通过前期实验可确定符合上述原料摩尔比的三聚氰胺甲醛树脂胶对于SPC地板的各层具有较好的胶接强度。
更进一步的方案是，三聚氰胺原料的纯度在99.5％以上。
由上可见，三聚氰胺原料的纯度越高意味着其在生产环节引入的三聚氰胺一酰胺和三聚氰胺二酰胺杂质较少，由于这两种杂质能够促进三聚氰胺树脂的生成，选用高纯度的三聚氰胺原料有利于延长三聚氰胺甲醛树脂胶的稳定性。
进一步的方案是，三聚氰胺甲醛树脂胶为抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶。
由上可见，常规的三聚氰胺甲醛树脂脆性较大，由其构成的粘合层较易开裂，故使用经过抗脆裂改性的三聚氰胺甲醛树脂胶充当粘结材料有助于提高SPC地板的耐久性。
具体实施方式
以下各实施例和实验例均使用的抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶以纯度规格为99.5％的市售三聚氰胺成品作为三聚氰胺原料，以市售37wt％的甲醛水溶液成品提供甲醛原料，并以对甲苯磺酰胺和乙醇作为改性剂。其中，三聚氰胺原料与甲醛原料的摩尔比为1：3，调配过程中通过添加水来调节固含量，并用到氢氧化钠溶液来调节pH值。为保证胶合性能各实施例中的抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶均遵循现制现用的原则，若有剩余则作报废处理。
以下各实施例和实验例使用的SPC基板按重量份计均含有75份PVC、225份重质碳酸钙粉末、7.5份钙锌稳定剂、2份ACR改性剂、4份氯化聚乙烯、0.8份聚乙烯蜡内润滑剂、1份氯化石蜡60外润滑剂以及75份回收料，其中的回收料为SPC基板边角料经粉碎处理后得到的粉末。
实施例一
本实施例提供一种高热稳定性SPC地板的制作方法以及通过该成形方法制成的高热稳定性SPC地板，该制作方法包括以下步骤：
a、以装配有80目砂带的砂光机对SPC基板的两面进行砂光处理并将SPC基板的厚度误差控制在0.50mm以内，以装饰纸按照160％至200％的浸胶量(树脂的绝干重量与纸的绝干重量之比)浸渍三聚氰胺甲醛树脂溶液得到预固化度范围在40％至60％的浸渍胶膜表层纸，以原纸按照160％至200％的浸胶量浸渍三聚氰胺甲醛树脂溶液得到预固化度范围在40％至60％的浸渍胶膜平衡纸。
b、利用涂胶机将现制的抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶按照150g/m2的涂布量均匀辊涂至经过砂光处理的SPC基板的第一表面和第二表面，将涂胶后的SPC基板吊运至组坯平台，随后在SPC基板的第一表面铺设浸渍胶膜表层纸，并在SPC基板的第二表面铺设浸渍胶膜平衡纸得到坯料，抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶的固含量为65％。
c、将坯料置于压机内，利用压机对坯料在100℃的温度条件以及10MPa的压力条件下进行25min的压贴处理得到坯板；
d、待坯板自然冷却至40℃以下后对坯板执行两次定型处理得到定型坯板，每次定型处理均先将坯板置于烘箱内在100℃下烘烤20min，随后再通过风冷设备将坯板吹冷至室温；
e、依据产品规格要求对定型坯板进行分割及开槽加工后得到高热稳定性SPC地板。
实施例二
本实施例提供一种高热稳定性SPC地板的制作方法以及通过该成形方法制成的高热稳定性SPC地板，该制作方法与实施例一中的制作方法基本相同，区别仅在于：
步骤a中以装配有100目砂带的砂光机对SPC基板的两面进行砂光处理；步骤b中抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶的固含量为55％，其在SPC基板第一表面和第二表面的涂布量均为180g/m2；步骤c中压贴温度为130℃，压贴压力为18MPa，压贴时间为15min；步骤d中每次定型处理的烘烤温度均为110℃，烘烤时间均为10min。
实施例三
本实施例提供一种高热稳定性SPC地板的制作方法以及通过该成形方法制成的高热稳定性SPC地板，该制作方法与实施例一中的制作方法基本相同，区别仅在于：
步骤a中以装配有100目砂带的砂光机对SPC基板的两面进行砂光处理；步骤b中抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶的固含量为70％，其在SPC基板第一表面和第二表面的涂布量均为200g/m2；步骤c中压贴温度为150℃，压贴压力为17MPa，压贴时间为30min；步骤d中每次定型处理的烘烤温度均为120℃，烘烤时间均为15min。
实施例四
本实施例提供一种高热稳定性SPC地板的制作方法以及通过该成形方法制成的高热稳定性SPC地板，该制作方法与实施例一中的制作方法基本相同，区别仅在于：
步骤a中以装配有120目砂带的砂光机对SPC基板的两面进行砂光处理；步骤b中抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶的固含量为50％，其在SPC基板第一表面和第二表面的涂布量均为160g/m2；步骤c中压贴温度为160℃，压贴压力为16MPa，压贴时间为13min；步骤d中每次定型处理的烘烤温度均为115℃，烘烤时间均为15min。
实施例五
本实施例提供一种高热稳定性SPC地板的制作方法以及通过该成形方法制成的高热稳定性SPC地板，该制作方法与实施例一中的制作方法基本相同，区别仅在于：
步骤a中以装配有80目砂带的砂光机对SPC基板的两面进行砂光处理；步骤b中抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶的固含量为60％，其在SPC基板第一表面和第二表面的涂布量均为190g/m2；步骤c中压贴温度为140℃，压贴压力为22MPa，压贴时间为10min；步骤d中每次定型处理的烘烤温度均为105℃，烘烤时间均为20min。热稳定性检测
热稳定性检测包括两个检测项，一个检测项是依据企业标准对各实施例中的SPC地板进行的耐热测试，检查经过2h沸水浴后的SPC地板的外观情况。另一个检测项依据GB/T4085-2015《半硬质聚氯乙烯块状地板》第6.5款的“加热尺寸变化率”试验方法检测产品的加热尺寸稳定性，该检测项的检测结果需≤0.25％才能判定合格。
实施例一至五的热稳定性检测结果如表1所示，由于实施例一至五使用的压机均为多层式压机，故每个检测项均检测3个试样，这3个试样来自压机中的不同层。定性考察的耐热测试检测项只要有一个试样检测不合格则对应实施例的检测结果判为不合格，定量考察的加热尺寸稳定性检测全部试样检测合格才能判定检测结果合格。
表1：热稳定性检测结果
从表1可以看出，将三聚氰胺甲醛树脂同时用作浸渍材料和粘结材料并将组坯前两种浸渍胶膜纸的预固化度控制在合理范围，再经过合理的压贴工艺和定型工艺制得的SPC地板在粘结牢固度、耐水性能以及加热尺寸稳定性方面均符合相关要求，并且产品性能稳定可靠，符合规模化工业生产的要求。
胶合性能影响因素分析
三聚氰胺与甲醛反应生成的羟甲基三聚氰胺作为三聚氰胺甲醛树脂的单体较易发生缩聚，因此三聚氰胺甲醛树脂胶的贮存稳定性普遍不佳。随着贮存时间的增加，一方面单体的缩聚程度加剧，严重影响胶合性能，另一方面胶水的粘度也会上升，渗透性变差，从而对胶合性能产生负面影响。
另外，浸渍胶膜表层纸以及浸渍胶膜平衡纸的预固化度会影响浸渍材料与粘结材料间的融合程度，从而影响SPC地板中装饰层及平衡层的胶合性能。
本轮试验以前述耐热测试方法对采用与实施例一大致相同的制作工艺制作的SPC地板进行检测，每个试验组均选取来自多层式压机中不同层的3块SPC地板进行试验。第一组使用的抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶为现制现用，第二组则为配制后贮存6h再使用；第三组至第五组使用的抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶均为现制，但两种浸渍胶膜纸的预固化度不同，检测结果见表2。
表2：胶合性能比较试验检测结果
注：第五组两种机子胶膜纸在叠放条件下发生粘连，取样时部分纸张存在破损。
从表2可以看出，使用现配的三聚氰胺甲醛树脂胶并将对应于SPC地板的装饰层和平衡层的两种浸渍胶膜纸的预固化度控制在合理水平能够保证产品的粘结牢固度以及耐热、耐水性能。
加热尺寸变化率对比实验
本轮实验采用前述加热尺寸稳定性检测方法对各组SPC地板试件进行检测，其中，前三个实验组分别以大致参照实施例一至三中的制作方法制作的SPC地板作为试件，制作方法上的具体区别仅在于不含定型处理过程，即省略了步骤d；中间三个实验组分别以三个国内主流的其他厂家同规格SPC地板产品作为试件；第七至第九实验组分别以实施例一至三制作的SPC地板作为试件，以上九个实验组均属于企业内部自主检测。第十个实验组是将实施例二制作的SPC地板委托通用标准技术服务(上海)有限公司(机构简称SGS)进行第三方检测。
每个实验组均包含3个试件，试件规格均为240mm×240mm，前六个实验组以及第十实验组中的3个试件来自多层式压机中的不同层，每个实验组取该组3个试件检测值的平均值作为检测结果，检测结果见表3。
表3：加热尺寸变化率对比实验
从表3可以看出，引入两轮由较短时长、较低温度的加热处理以及强制风冷处理组成的定型处理过程可有效减小SPC地板的内部应力并实现其充分的预收缩，同时使SPC地板内各层间结合更为紧密，保证SPC地板形状和尺寸的稳定性。

Claims (10)

1.一种高热稳定性SPC地板，其特征在于：
该SPC地板由上至下包括装饰层、第一三聚氰胺甲醛树脂粘合层、SPC芯层、第二三聚氰胺甲醛树脂粘合层和平衡层，所述装饰层为以装饰纸浸渍三聚氰胺甲醛树脂溶液得到的浸渍胶膜纸材质，所述平衡层为以原纸浸渍三聚氰胺甲醛树脂溶液得到的浸渍胶膜纸材质。
2.一种高热稳定性SPC地板的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：
a、对SPC基板两面进行砂光处理并将SPC基板的厚度误差控制在0.50mm以内，以装饰纸浸渍三聚氰胺甲醛树脂溶液得到不完全固化的浸渍胶膜表层纸，以原纸浸渍三聚氰胺甲醛树脂溶液得到不完全固化的浸渍胶膜平衡纸；
b、在经过砂光处理的SPC基板的第一表面涂布现制的三聚氰胺甲醛树脂胶并铺设所述浸渍胶膜表层纸，在经过砂光处理的SPC基板的第二表面涂布现制的三聚氰胺甲醛树脂胶并铺设所述浸渍胶膜平衡纸得到坯料；
c、将所述坯料在100℃至160℃的温度条件以及10MPa至22MPa的压力条件下进行压贴处理得到坯板，处理时间为10min至30min；
d、待所述坯板自然冷却至40℃以下后对所述坯板执行两次定型处理得到定型坯板，每次定型处理均先将所述坯板置于100℃至120℃的温度条件下烘烤10min至20min，随后再风冷至室温；
e、对所述定型坯板进行分割及开槽加工。
3.如权利要求2所述的高热稳定性SPC地板的制作方法，其特征在于：
所述浸渍胶膜表层纸和所述浸渍胶膜平衡纸的浸胶量均为160％至200％，所述浸渍胶膜表层纸和所述浸渍胶膜平衡纸的预固化度均为40％至60％。
4.如权利要求2所述的高热稳定性SPC地板的制作方法，其特征在于：
步骤a中以装配有80目或100目砂带的砂光机对SPC基板的两面进行砂光处理。
5.如权利要求2所述的高热稳定性SPC地板的制作方法，其特征在于：
所述三聚氰胺甲醛树脂胶的固含量为50wt％至70wt％。
6.如权利要求2所述的高热稳定性SPC地板的制作方法，其特征在于：
步骤b中经过砂光处理的SPC基板上第一表面和第二表面的三聚氰胺甲醛树脂胶涂布量均为150g/m2至200g/m2。
7.如权利要求2所述的高热稳定性SPC地板的制作方法，其特征在于：
步骤c中压贴处理的温度条件为130℃至150℃，压力条件为16MPa至18MPa，处理时间为10min至15min。
8.如权利要求2所述的高热稳定性SPC地板的制作方法，其特征在于：
所述三聚氰胺甲醛树脂胶含有摩尔比为3:1的三聚氰胺原料和甲醛原料。
9.如权利要求8所述的高热稳定性SPC地板的制作方法，其特征在于：
所述三聚氰胺原料的纯度在99.5％以上。
10.如权利要求2所述的高热稳定性SPC地板的制作方法，其特征在于：
所述三聚氰胺甲醛树脂胶为抗脆裂改性三聚氰胺甲醛树脂胶。
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