CN110982156B - 一种易粘结高填充聚烯烃板材及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种易粘结高填充聚烯烃板材及其制备方法，原料包括以下重量百分含量的组分：增粘树脂3‑10％；聚烯烃树脂5‑15％；润滑剂3‑10％；相容剂1‑5％；增韧剂3‑5％；无机填料A45‑65％；无机填料B10‑20％。与现有技术相比，本发明聚烯烃板材中无机填料加入量最高可达到85％，同时具有较好的韧性，不易断裂，且易于粘结。

Description

一种易粘结高填充聚烯烃板材及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及建筑装饰材料技术领域，尤其涉及一种易粘结高填充聚烯烃板材的制备方法。

背景技术

聚烯烃材料是通用的热塑性材料，它主要包括聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)和POE、EVA等。它是目前产量最大，应用最多的高分子材料，使用无机填料对聚烯烃进行填充，可以将部分树脂替换成无机填料，使其成本降低，但是当无机填料量加入过高时，会使得材料性能显著降低。此外，由于无机填料流动性差极性基团含量少，聚烯烃材料表面光滑基本无极性基团，两者都难以粘结。两者混合加工后的板材更加难以粘结。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种易粘结高填充聚烯烃板材及其制备方法和应用，该板材无机填料加入量最高可达到85％，同时具有较好的韧性，不易断裂，且易于粘结。表面可热复合装饰面层，用于建筑的装饰，尤其适用于石塑地板的底层材料使用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种易粘结高填充聚烯烃板材，其特征在于，原料包括以下重量百分含量的组分：

所述的增粘树脂为羧化丁腈橡胶，其中丙烯腈质量百分含量为26.5％-32％。

所述的聚烯烃树脂为聚乙烯和/或乙烯辛烯共聚物中的一种或两种的混合物，熔融指数1-20g/min，熔点60-104℃。

所述的润滑剂为超高熔指聚烯烃树脂，熔融指数1100-1500g/10min(230℃)；

所述相容剂为聚乙烯醇缩丁醛；如广中粤美化工生产的牌号为70S的聚乙烯醇缩丁醛。

所述增韧剂为聚氨酯弹性体(TPU)，邵氏硬度为66-92A。

所述的无机填料A为高岭土，滑石粉，膨润土的一种或几种的混合物，粒度400-1000目；

所述无机填料B为预处理的膨润土，粒度为400目。

所述的膨润土采用以下方法进行预处理：

(1)在膨润土中加入异氰酸酯预聚物，然后置于速度为300-600转/分钟的高速分散机中进行分散，分散温度为65-75℃，分散时间为10～30min；

(2)步骤(1)所得物料温度冷却到室温后，加入交联剂和阻聚剂分散1～6min，分散温度不高于40℃。

所述的膨润土与异氰酸酯预聚物的质量百分比为15～25:1。

所述的交联剂为二乙烯基苯，膨润土与二乙烯基苯的质量百分比为80～120:1；

所述的阻聚剂为叔丁基邻苯二酚，二乙烯基苯与叔丁基邻苯二酚的质量比为30～60:1。

上述易粘结高填充聚烯烃板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按原料组分的重量份将增粘树脂，聚烯烃树脂，润滑剂，相容剂，增韧剂，无机填料A，无机填料B加入到高速分散机进行混合；所述的高速分散机的速度为300-600转/分钟。

(2)将混合的物料加入双螺杆挤出机熔融，将挤出机的温度设定为150～180℃，经过挤出，压延定型后，获得易粘结高填充聚烯烃板材产品。

上述易粘结高填充聚烯烃板材的应用，其特征在于，将所述易粘结高填充聚烯烃板材与表面印有花纹具有装饰效果的聚氯乙烯或聚氨酯薄膜一起在80-100℃的情况下，热复合15min，制备出用于建筑装饰的石塑板材；

或者，直接把与表面印有花纹具有装饰效果的聚氯乙烯或聚氨酯薄膜贴合在熔融状态的易粘结高填充聚烯烃板材上，经过压延定型，制备出用于建筑装饰的石塑板材。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.通过加入改性无机填料显著降低材料的使用成本，扩大其使用范围，并使产品的机械性能不显著降低，同时通过增加板材表面极性基团的含量，提升其与聚氨酯或聚氯乙烯具有花纹的装饰膜的粘结性，显著降低热复合条件的要求(热复合温度80-110℃)。

2.该板材无机填料加入量最高可达到85％，同时具有较好的韧性，不易断裂，且易于粘结。表面可热复合装饰面层，用于建筑的装饰，尤其适用于石塑地板的底层材料使用。

3.本发明通过在富含羟基的多孔无机填料B表面负载上反应活性较高的异氰酸酯预聚物，在挤出机过程中异氰酸酯预聚物分别与无机填料和相容剂聚乙烯醇缩丁醛反应，使得无机填料与聚烯烃材料的界面粘结力大幅加强，同时交联剂的自由基反应又增加了复合材料的交联密度，使产品具有较好的机械性能。同时由于选择了合适氰基含量的羧化丁腈橡胶作为增粘剂，使该复合体系具有了微相分离的特征，又进一步提高了材料的韧性。羧化丁腈橡胶使该材料表面富含极性较高的羧基和氰基基团，异氰酸酯预聚物与羟基反应产生的氨基甲酸酯基也增强了该种效果，使的该种板材具有较好的可粘结性。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

(一)一种易粘结高填充聚烯烃板材，其各原料组分的质量百分比：

增粘树脂 3％:采用德国朗盛公司生产的牌号为

X 740的羧化丁腈橡胶，其丙烯腈质量百分含量为26.5％。

聚烯烃树脂 5％:采用中国石油化工股份有限公司化生产的牌号为DNDA-7144的聚乙烯，熔融指数为20g/10min，熔点为104℃。

润滑剂 3％:采用利安德巴塞尔公司生产的牌号的HH442H的高熔指聚烯烃，熔融指数为1100g/10min。

相容剂 1％：采用广中粤美化工生产的牌号为70S的聚乙烯醇缩丁醛。

增韧剂 3％：采用烟台万华化学基团股份有限公司生产的牌号为WHT-1190的聚氨酯弹性体邵氏硬度为92A。

无机填料A 65％；采用广东源磊粉体有限公司生产的粒度为400目的滑石粉。

无机填料B 20％；采用灵寿县强东矿产产品加工厂生产的膨润土,粒度为400目，并进行预处理。

(二)所述填料B的获取方法为：

在膨润土中，加入科思创公司生产的牌号为44V20L的异氰酸酯预聚物，加入完成后在高速分散机中进行分散，分散温度为65-75℃，分散时间为20min。

物料温度冷却到室温后，加入交联剂二乙烯基苯和阻聚剂叔丁基邻苯二酚，分散3min，分散温度不高于40℃。

完成以上处理过程的膨润土为无机填料B。

其中膨润土与异氰酸酯预聚物的质量百分比为20:1，膨润土与二乙烯基苯的质量百分比为100:1，二乙烯基苯与叔丁基邻苯二酚的质量比为50:1。

(三)所述一种易粘结高填充聚烯烃板材的制备方法

(1)按原料组分的重量百分比将增粘树脂，聚烯烃树脂，润滑剂，相容剂，增韧剂，无机填料A，无机填料B加入到高速分散机进行混合，。

(2)将混合的物料加入双螺杆挤出机熔融，将挤出机的温度设定为160℃，经过挤出，压延定型后，获得一种易粘结高填充聚烯烃板材。

(四)所述一种易粘结高填充聚烯烃板材的使用方法

1.把压延定型后的板材，与表面印有花纹具有装饰效果的聚氯乙烯或聚氨酯薄膜一起在80-100℃的情况下，热复合15min，制备出用于建筑装饰的石塑板材

2.在板材从出机模口挤出后，直接把与表面印有花纹具有装饰效果的聚氯乙烯或聚氨酯薄膜贴合在熔融状态的板材上，经过压延定型直接制备出用于建筑装饰的石塑板材(直接热复合)。

实施例2：

一种易粘结高填充聚烯烃板材，其各原料组分的质量百分比：

增粘树脂 10％：采用中国台湾南帝化学工业股份有限公司生产的牌号为3245C的羧化丁腈橡胶，丙烯腈质量百分含量32％

聚烯烃树脂 15％：采用陶氏化学生产的牌号为Engage 8100乙烯辛烯共聚物，熔融指数为1.0，熔点为60℃

润滑剂 10％：采用韩国polymirae公司生产的牌号为HF461Y的高熔指聚烯烃，熔融指数为1500g/10min

相容剂 5％：采用广中粤美化工生产的牌号为70S的聚乙烯醇缩丁醛

增韧剂 5％：采用德国拜耳公司生产的牌号为6065A聚氨酯弹性体,邵氏硬度为66A

无机填料A 45％：采用灵寿县强东矿产产品加工厂生产的粒度为400目的膨润土

无机填料B 10％：采用灵寿县强东矿产产品加工厂生产的膨润土,粒度为400目，并进行预处理

(二)所述填料B的获取方法：

(1)在膨润土中加入异氰酸酯预聚物，然后置于速度为300-600转/分钟的高速分散机中进行分散，分散温度为65℃，分散时间为30min；

(2)步骤(1)所得物料温度冷却到室温后，加入二乙烯基苯和叔丁基邻苯二酚分散1min，分散温度40℃。

其中：所述的膨润土与异氰酸酯预聚物的质量百分比为15:1，膨润土与二乙烯基苯的质量百分比为80:1；二乙烯基苯与叔丁基邻苯二酚的质量比为30:1。

(三)所述一种易粘结高填充聚烯烃板材的制备方法(同实施例1)

(四)所述一种易粘结高填充聚烯烃板材的使用方法(同实施例1)。

实施例3：

一种易粘结高填充聚烯烃板材，其各原料组分的质量百分比：

增粘树脂 8％：采用德国朗盛公司生产的牌号为Krynac○R X 740的羧化丁腈橡胶，其丙烯腈质量百分含量为26.5％。

聚烯烃树脂 8％：采用采用陶氏化学生产的牌号为Engage 8100乙烯辛烯共聚物与中国石油化工股份有限公司化生产的牌号为DNDA-7144的聚乙烯的混合物，质量比为1：1

润滑剂 8％：采用利安德巴塞尔公司生产的牌号的HH442H的高熔指聚烯烃,熔融指数为1100g/10min

相容剂 3％：采用广中粤美化工生产的牌号为70S的聚乙烯醇缩丁醛

增韧剂 5％；采用烟台万华化学基团股份有限公司生产的牌号为WHT-1190的聚氨酯弹性体邵氏硬度为92A

无机填料A 55％；采用广东源磊粉体有限公司生产的粒度为400目的滑石粉和灵寿县强东矿产产品加工厂生产的粒度为400目的膨润土的混合物，质量比为1：1.

无机填料B 13％；采用灵寿县强东矿产产品加工厂生产的膨润土,粒度为400目，并进行预处理

(二)所述填料B的获取方法

(1)在膨润土中加入异氰酸酯预聚物，然后置于速度为300-600转/分钟的高速分散机中进行分散，分散温度为75℃，分散时间为10min；

(2)步骤(1)所得物料温度冷却到室温后，加入二乙烯基苯和叔丁基邻苯二酚分散6min，分散温度20℃。

其中：所述的膨润土与异氰酸酯预聚物的质量百分比为25:1，膨润土与二乙烯基苯的质量百分比为120:1；二乙烯基苯与叔丁基邻苯二酚的质量比为60:1。

(三)所述一种易粘结高填充聚烯烃板材的制备方法(同实施例1)

(四)所述一种易粘结高填充聚烯烃板材的使用方法(同实施例1)

采用下述方法对本发明实施例1-3制备的一种易粘结高填充聚烯烃板材进行测试，所述性能见表1。

表1.本发明实施例1-3制备的一种易粘结高填充聚烯烃板材的性能：

测试结果证明：

本发明一种易粘结高填充聚烯烃板材具有很好的机械性能，与装饰面层也有优异的附着力，能在较低的温度范围(80℃～100℃)进行热复合，能完全符合建筑装饰板材基层材料的要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明组份质量百分比的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种易粘结高填充聚烯烃板材，其特征在于，原料由以下重量百分含量的组分组成：

增粘树脂 3-10%；

聚烯烃树脂 5-15%；

润滑剂 3-10%；

相容剂 1-5%；

增韧剂 3-5%；

无机填料A 45-65%；

无机填料B 10-20%；

所述的增粘树脂为羧化丁腈橡胶，其中丙烯腈质量百分含量为26.5%-32%；

所述相容剂为聚乙烯醇缩丁醛；

所述无机填料B为预处理的膨润土，粒度为400目；

所述的膨润土采用以下方法进行预处理：

（1）在膨润土中加入异氰酸酯预聚物，然后置于高速分散机中进行分散，分散温度为65-75℃，分散时间为10~30min；

（2）步骤（1）所得物料温度冷却到室温后，加入交联剂和阻聚剂分散1~6min，分散温度不高于40℃；

所述的聚烯烃树脂为聚乙烯和/或乙烯辛烯共聚物中的一种或两种的混合物，熔融指数1-20g/min，熔点60-104℃；所述的无机填料A为高岭土，滑石粉，膨润土的一种或几种的混合物，粒度400-1000目，

所述的交联剂为二乙烯基苯，膨润土与二乙烯基苯的质量百分比为80~120:1；

所述的阻聚剂为叔丁基邻苯二酚，二乙烯基苯与叔丁基邻苯二酚的质量比为30~60:1。

2.根据权利要求1所述的易粘结高填充聚烯烃板材，其特征在于，所述的润滑剂为超高熔指聚烯烃树脂，熔融指数1100-1500g/10min，230℃；

所述增韧剂为聚氨酯弹性体，邵氏硬度为66-92A。

3.根据权利要求1所述的易粘结高填充聚烯烃板材，其特征在于，所述的膨润土与异氰酸酯预聚物的质量百分比为15~25:1。

4.一种如权利要求1~3中任一所述易粘结高填充聚烯烃板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按原料组分的重量份将增粘树脂，聚烯烃树脂，润滑剂，相容剂，增韧剂，无机填料A，无机填料B加入到高速分散机进行混合；

（2）将混合的物料加入双螺杆挤出机熔融，将挤出机的温度设定为150~180℃，经过挤出，压延定型后，获得易粘结高填充聚烯烃板材产品。

5.一种如权利要求1~3中任一所述易粘结高填充聚烯烃板材的应用，其特征在于，将所述易粘结高填充聚烯烃板材与表面印有花纹具有装饰效果的聚氯乙烯或聚氨酯薄膜一起在80-100℃的情况下，热复合15min，制备出用于建筑装饰的石塑板材；

或者，直接把与表面印有花纹具有装饰效果的聚氯乙烯或聚氨酯薄膜贴合在熔融状态的易粘结高填充聚烯烃板材上，经过压延定型，制备出用于建筑装饰的石塑板材。