CN111732794A - 一种高阻燃抑烟lvt地板底料层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法，包括以下步骤，(1)按照以下重量份取生产原料：聚氯乙烯树脂80～120份、增塑剂20～40份、稳定剂1～5份、阻燃抑烟剂50～200份、钙粉0～150份、加工助剂0～5份；(2)将生产原料混合、密炼、开炼、压延、冷却牵引出料即得一种高阻燃抑烟LVT地板底料层。本发明阻燃抑烟剂选用金属氧化物抑烟剂或金属氢氧化物抑烟剂或二者的组合与硼酸盐抑烟剂、钼酸盐抑烟剂、成炭剂组成的复合阻燃抑烟剂，得到的LVT地板底料层尺寸稳定性好，翘曲值低，不易撕裂破损，耐磨耐刮，同时防霉防潮，防止LVT地板地板翘曲，保证地板尺寸稳定；并具有良好的阻燃抑烟性能。

Description

一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法
技术领域
本发明涉及LVT地板技术领域，尤其是一种高阻燃抑烟LVT地板底料层。
背景技术
LVT(Luxury Vinyl Tile)地板即PVC地板，LVT地板是一种高档环保的建筑装饰装修材料，具有耐磨损、防水防潮、抗紫外线、耐酸碱腐蚀、防滑性能好，行走安全舒适，绿色环保，铺装容易等优点，可广泛应用于多种场所。主要成分为聚氯乙烯材料，LVT地板由上至下主要由耐磨层、彩膜层、中料层、底料层、等多层材料复合组成。
目前常规的LVT地板虽然阻燃性能可满足家居，办公场所等领域，但难以满足船舶、轨道交通等领域的阻燃要求(采用标准ISO 5659，DIN 5510-2:2009-05)，因为虽然其主要原料PVC本身难燃，但在加工成地板过程中加入了大量增塑剂，导致PVC制品的可燃性大幅提高，且燃烧时会产生浓烟，如果要将LVT地板应用于船舶、轨道交通等领域，必须进一步提高LVT地板的阻燃抑烟性能，这就需要加入阻燃抑烟剂，但是，过多阻燃抑烟剂的加入会影响LVT地板本身的性能。由于PVC材料本身属于热塑性树脂，环境温度变化对PVC地板尺寸的影响很大，从而影响了LVT地板的使用条件。现有技术条件的制约使国家标准GB/T4085-2005和欧盟标准EN649.1996对加热翘曲指标放宽到2mm，加热稳定性指标放宽到0.25％。符合上述标准的LVT地板在实际使用时对使用环境有相应要求。特别对环境温度变化要求较高，否则会产生边缘翘曲，拼缝增大或者起拱等不良状况，严重影响LVT地板的使用性能。
位于LVT地板最底层的底料层，是LVT地板重要组成部分之一，无机填料添加量比中料层少，增塑剂含量更多，质地较软，主要作用为控制复合地板翘曲，稳定地板尺寸，目前在底料层中加入足量阻燃剂，可保证其阻燃抑烟性能，但是制备所得的LVT复合地板容易变形翘曲，尺寸稳定性不好，大大降低了LVT复合地板本身的优异性能，尤其是将LVT地板应用于船舶、轨道交通等领域，其阻燃要求和尺寸稳定性要求更高。因此，为了保证高阻燃抑烟LVT地板材料的优异性能，亟需寻找一种可使LVT复合地板不易翘曲、尺寸稳定性好、阻燃性能好的LVT复合地板底料层。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可使LVT复合地板不易翘曲、尺寸稳定性好、阻燃性能好的LVT复合地板底料层的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法，包括以下步骤，
(1)按照以下重量份取生产原料：聚氯乙烯树脂80～120份、增塑剂20～40份、稳定剂1～5份、阻燃抑烟剂50～200份、钙粉0～150份、加工助剂0～5份；所述的阻燃抑烟剂由金属氧化物阻燃抑烟剂或金属氢氧化物阻燃抑烟剂或二者的组合与硼酸盐阻燃抑烟剂、钼酸盐阻燃抑烟剂、成炭剂构成；
(2)将生产原料混合、密炼、开炼、压延、冷却牵引出料即得一种高阻燃抑烟LVT地板底料层。
进一步的，所述的金属氧化物阻燃抑烟剂为氧化铝、氧化镁或二者的混合，所述的金属氢氧化物阻燃抑烟剂为氢氧化铝、氢氧化镁或二者的混合。PVC燃烧时先放出HCl，其浓度大约在30％以上，HCl气体在空气中极易吸湿而形成酸性化合物，悬浮在空气中形成大量白烟。
本发明阻燃抑烟剂由金属氧化物阻燃抑烟剂或金属氢氧化物阻燃抑烟剂或二者的组合与硼酸盐抑烟剂、钼酸盐抑烟剂、成炭剂构成。PVC燃烧时，金属氢氧化物、硼酸盐阻燃抑烟剂分解吸收燃烧物表面的热量，同时，释放出大量的水分，进一步阻止燃烧的进行，硼酸盐阻燃抑烟剂、钼酸盐阻燃抑烟剂分解后附着在聚合物的表面上形成一层覆盖层，可抑制可燃性气体产生，还可以大量吸收高分子燃烧产生的烟雾及有害气体，不断吸收未完全燃烧的熔化残留物，进而使燃烧快速停止并消除烟雾，成炭剂可促进失去羟基的碳链形成活性炭，活性炭形成绝缘层以阻止热传递。在阻燃抑烟剂各组分的协同作用下，起到良好的阻燃抑烟效果。
发明人发现现有lvt地板中加入阻燃抑烟剂满足地板的阻燃抑烟性能后，地板的尺寸稳定性差，容易翘曲，严重降低了地板的使用性能，本发明选择的复合阻燃抑烟剂，可取代底料层中的部分钙粉，满足地板底料层的阻燃抑烟性能的同时，又可以提高地板底料层的尺寸稳定性和硬度，即加入本发明的50～200份阻燃抑烟剂后，无机填料钙粉0～150份既能保证阻燃抑烟性，同时底料层的柔韧性不会受到影响，产品的尺寸稳定性好，不易翘曲。
进一步的，所述的阻燃抑烟剂由以下重量份的组分组成：氢氧化铝90～130、氢氧化镁30～70、硼酸盐阻燃抑烟剂5～30、钼酸盐阻燃抑烟剂5～30、成炭剂5～15。
进一步的，所述步骤(2)具体包括以下步骤：
(21)混合：按生产原料配方将聚氯乙烯树脂、稳定剂、阻燃抑烟剂、钙粉、加工助剂、增塑剂投入混合机，进行高低温混合，所述混合机高温混合温度为100～130℃，低温混合温度为40～70℃，混合时间为5～20min；采用高温混合工艺使得PVC粒子从原态到破碎微熔再到重新凝结聚集，使干混料取得一定的预塑化效果，同时排除原料中的水份和低挥发组分，另外还可消除太小粒径组份，使得干混料整体的粒径分布相对较大而且集中，提高了干混料的表观密度和流动性，有利于干混料的稳定输送，送入后续密炼工序后，混合料可混合均匀并达到最佳的塑化状态。若热混的温度太低，将导致PVC预塑化效果不佳，而且不利于原料中水分及挥发物的排除，影响混配料的颗粒的均匀性及后续加工中的PVC的塑化效果。如果热混的温度设置过高(大于130℃)，首先导致部分PVC树脂分解，其次混配料的预塑化程度过高，稳定剂在混料工序已经消耗过多，影响后期后续加工过程PVC的稳定性能及最终产品质量；先高温再低温，主要是高温混合起到上述作用，但高温时间不能太久，以免树脂预塑化程度过高，所以采用高温混合后再低温混合，保证混合均匀性。
(22)密炼：将混合均匀的混合料送入密炼机加热密炼，在密炼机中锤料翻料，其中锤料翻料时间为3～10min，密炼温度为120～140℃；密炼的作用是使得经混合后预塑化的混合料在多种力下进一步混合均匀，并达到塑化状态；
(23)开炼：将密炼后的熔融物送入开炼机进行开炼，开炼温度为165～195℃；物料在165～195℃温度范围内开炼，受到高温挤压和剪切作用，物料塑化并形成均匀片状，温度过低，物料塑化效果不佳，不易形成均匀片状，温度过高，物料易出现过塑化，产生气泡；
(24)压延：将开炼后的熔融物送入压延机，在170～190℃的温度下经过滚轮压延之后形成片材；通过压延的剪切作用，PVC分子发生取向排列有利于材料强度提高，最终形成具有较高强度的片材，压延温度低于170℃或高于190℃，底料片材容易断裂；
(25)冷却：将所得片材经冷却辊牵引出料，即得一种高阻燃抑烟LVT地板底料层。
进一步的，所述压延后的片材厚度为0.5～2mm。
进一步的，所述增塑剂可选用苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环氧大豆油、磷酸酯类增塑剂、氯化石蜡中的一种或几种。
进一步的，所述的稳定剂可选用钙锌复合稳定剂、有机锡稳定剂、钙镁复合稳定剂中的一种或几种。
进一步的，所述加工助剂可选用硬脂酸、炭黑、CPE中的一种或几种；所述钙粉的目数为200～400目，碳酸钙含量≥90％。
本发明还公开了一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法制得的高阻燃抑烟LVT地板底料层。
本发明还公开了一种高阻燃抑烟LVT地板，所述高阻燃抑烟LVT地板包括上述的高阻燃抑烟LVT地板底料层。
本发明的有益效果是：本发明阻燃抑烟剂选用金属氧化物抑烟剂或金属氢氧化物抑烟剂或二者的组合与硼酸盐抑烟剂、钼酸盐抑烟剂、成炭剂组成的复合阻燃抑烟剂，得到的LVT地板底料层尺寸稳定性好，翘曲值低，不易撕裂破损，耐磨耐刮，同时防霉防潮，防止LVT地板地板翘曲，保证地板尺寸稳定；并具有良好的阻燃抑烟性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
表1实施例1-5及对照组的原料质量配比
Figure BDA0002509019410000031
Figure BDA0002509019410000041
表2实施例1-5及对照组的阻燃抑烟剂质量配比
氢氧化铝 氢氧化镁 硼酸锌 八钼酸铵 成炭剂 溴系阻燃剂 三氧化二锑
实施例1 90 70 5 30 10 0 0
实施例2 100 60 10 25 10 0 0
实施例3 110 50 20 15 10 0 0
实施例4 120 40 25 10 10 0 0
实施例5 130 30 30 5 10 0 0
对照组1 0 0 90 15 30 60 24
对照组2 0 0 90 15 30 45 39
对照组3 0 0 90 15 30 30 54
表3实施例1-5及对照组的添加剂选用
增塑剂 稳定剂 钙粉 加工助剂
实施例1 对苯二甲酸二辛酯 钙锌稳定剂 200目 氯化聚乙烯、炭黑
实施例2 磷酸酯类增塑剂 钙锌稳定剂 325目 -
实施例3 环氧大豆油 有机锡稳定剂 400目 硬脂酸、炭黑
实施例4 对苯二甲酸二辛酯 有机锡稳定剂 200目 -
实施例5 环氧大豆油 钙锌稳定剂 325目 氯化聚乙烯、炭黑
对照组1 对苯二甲酸二辛酯 钙锌稳定剂 325目 -
对照组2 邻苯二甲酸二异壬酯 钙锌稳定剂 325目 -
对照组3 环氧大豆油 钙锌稳定剂 325目 -
表4实施例1-5及对照组所得的底料层的性能
Figure BDA0002509019410000042
Figure BDA0002509019410000051
实施例1：
按照表1-3的原料及配比配料，将所述原料投入混合机，并采用自动计量添加DOTP增塑剂，经100℃高温混合，40℃低温混合，混合时间为10min。把混合均匀的混合料经传输带送入密炼机加热密炼，在密炼机中锤料翻料4min，密炼温度为130℃。再由传输带送入开炼机进行开炼，开炼温度为175℃。然后进入压延机，经过滚轮压延之后逐渐形成厚度为0.8mm的片材。再经冷却辊牵引出料，最后将制得的片材裁切成规定尺寸的底料片材。
实施例2：
按照表1-3的原料及配比配料，将所述原料投入混合机，并采用自动计量添加DOTP增塑剂，经100℃高温混合，40℃低温混合，混合时间为10min。把混合均匀的混合料经传输带送入密炼机加热密炼，在密炼机中锤料翻料4min，密炼温度为130℃。再由传输带送入开炼机进行开炼，开炼温度为175℃。然后进入压延机，经过滚轮压延之后逐渐形成厚度为0.8mm的片材。再经冷却辊牵引出料，最后将制得的片材裁切成规定尺寸的底料片材。
实施例3：
按照表1-3的原料及配比配料，将所述原料投入混合机，并采用自动计量添加DOTP增塑剂，经100℃高温混合，40℃低温混合，混合时间为10min。把混合均匀的混合料经传输带送入密炼机加热密炼，在密炼机中锤料翻料4min，密炼温度为130℃。再由传输带送入开炼机进行开炼，开炼温度为175℃。然后进入压延机，经过滚轮压延之后逐渐形成厚度为0.8mm的片材。再经冷却辊牵引出料，最后将制得的片材裁切成规定尺寸的底料片材。
实施例4：
按照表1-3的原料及配比配料，将所述原料投入混合机，并采用自动计量添加DOTP增塑剂，经100℃高温混合，40℃低温混合，混合时间为10min。把混合均匀的混合料经传输带送入密炼机加热密炼，在密炼机中锤料翻料4min，密炼温度为130℃。再由传输带送入开炼机进行开炼，开炼温度为175℃。然后进入压延机，经过滚轮压延之后逐渐形成厚度为0.8mm的片材。再经冷却辊牵引出料，最后将制得的片材裁切成规定尺寸的底料片材。
实施例5：
按照表1-3的原料及配比配料，将所述原料投入混合机，并采用自动计量添加增塑剂，经100℃高温混合，40℃低温混合，混合时间为10min。把混合均匀的混合料经传输带送入密炼机加热密炼，在密炼机中锤料翻料4min，密炼温度为130℃。再由传输带送入开炼机进行开炼，开炼温度为175℃。然后进入压延机，经过滚轮压延之后逐渐形成规定厚度的片材，压延温度为170℃，片材厚度为0.8mm。再经冷却辊牵引出料，最后将制得的片材裁切成规定尺寸的底料片材。
对照组1-3的制备方法同实施例1，将实施例1-5及对照组1-3制备的片材按照ISO5659-2塑料-烟气生成–第2部分单体烟箱法测定底料层阻燃抑烟性能及物理性能，测试结果如表4所示。

Claims (10)

1.一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
(1)按照以下重量份取生产原料：聚氯乙烯树脂80～120份、增塑剂20～40份、稳定剂1～5份、阻燃抑烟剂50～200份、钙粉0～150份、加工助剂0～5份；所述的阻燃抑烟剂由金属氧化物阻燃抑烟剂或金属氢氧化物阻燃抑烟剂或二者的组合与硼酸盐阻燃抑烟剂、钼酸盐阻燃抑烟剂、成炭剂构成；
(2)将生产原料混合、密炼、开炼、压延、冷却牵引出料即得一种高阻燃抑烟LVT地板底料层。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法，其特征在于：所述的金属氧化物阻燃抑烟剂为氧化铝、氧化镁或二者的混合，所述的金属氢氧化物阻燃抑烟剂为氢氧化铝、氢氧化镁或二者的混合。
3.根据权利要求1或2所述的一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法，其特征在于：所述的阻燃抑烟剂由以下重量份的组分组成：氢氧化铝90～130、氢氧化镁30～70、硼酸盐阻燃抑烟剂5～30、钼酸盐阻燃抑烟剂5～30、成炭剂5～15。
4.根据权利要求1所述的一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括以下步骤：
(21)混合：按生产原料配方将聚氯乙烯树脂、稳定剂、阻燃抑烟剂、钙粉、加工助剂、增塑剂投入混合机，进行高低温混合，所述混合机高温混合温度为100～130℃，低温混合温度为40～70℃，混合时间为5～20min；
(22)密炼：将混合均匀的混合料送入密炼机加热密炼，在密炼机中锤料翻料，其中锤料翻料时间为3～10min，密炼温度为120～140℃；
(23)开炼：将密炼后的熔融物送入开炼机进行开炼，开炼温度为165～195℃；
(24)压延：将开炼后的熔融物送入压延机，在170～190℃的温度下经过滚轮压延之后形成片材；
(25)冷却：将所得片材经冷却辊牵引出料，即得一种高阻燃抑烟LVT地板底料层。
5.根据权利要求4所述的一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法，其特征在于：所述压延后的片材厚度为0.5～2mm。
6.根据权利要求1所述的一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法，其特征在于：所述增塑剂可选用苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环氧大豆油、磷酸酯类增塑剂、氯化石蜡中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法，其特征在于：所述的稳定剂可选用钙锌复合稳定剂、有机锡稳定剂、钙镁复合稳定剂中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法，其特征在于：所述加工助剂可选用硬脂酸、炭黑、CPE中的一种或几种；所述钙粉的目数为200～400目，碳酸钙含量≥90％。
9.由权利要求1～8任一项所述的一种高阻燃抑烟LVT地板底料层的制备方法制得的高阻燃抑烟LVT地板底料层。
10.一种高阻燃抑烟LVT地板，其特征在于：所述高阻燃抑烟LVT地板包括权利要求9所述的高阻燃抑烟LVT地板底料层。
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