CN112321200A - 一种地板用石墨烯复合导热耐磨层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种地板用石墨烯复合导热耐磨层及其制备方法，包括：选取各物料组分，包括树脂基材、石墨烯填料、陶瓷填料、固化剂、溶剂、抗氧化剂和助剂；先低速共混再高速共混各物料组分得混合物料；将所述混合物料通过热压工艺复合一次成型制得石墨烯复合导热耐磨层。本发明先低速混合将把不同的物料均匀混在一起；再高速混合增加剪切的作用，和助剂共同作用，使石墨烯化学键合在陶瓷分子层之间，形成牢固的网状结构。
Description
技术领域
本发明属于地板耐磨层领域，更具体涉及一种地板用的石墨烯复合导热型耐磨层及其制备方法。
背景技术
目前市面上流行的各类地板，都会在地板的表层增加一层由耐磨材料制成的耐磨层，以增加地板的使用寿命。耐磨层赋予了地板表面耐磨、耐刻划、耐污染、耐腐蚀、防潮等重要的理化性能，也正是这些特性构成了地板有别于油漆类地板的诸多优点，不仅满足了现代人对家居装饰的需求，还能有效节省清理时间，为消费者高效率、快节奏的生活方式提供了便利。此外，目前地暖正在普及，这就要求地板也必须具备导热能力，而耐磨层是地板的表层，耐磨层的导热能力直接影响室内空间的温度，所以，制备一款具有高导热功能的耐磨层已是当下亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、生产方便、使用寿命较长且制作成本较低的地板用石墨烯复合导热耐磨层。
根据本发明的一个方面，提供了一种地板用石墨烯复合导热耐磨层，其由树脂基材、石墨烯填料、陶瓷填料、固化剂、溶剂、抗氧化剂以及助剂依次经过共混和热压工艺复合一次成型而制得，所述共混依次包括低速共混和高速共混。
在一些实施方式中，所述个物料组分按重量份数包括：树脂基材100份，石墨烯填料0.05-0.15份，陶瓷填料20-30份，固化剂30-80份，溶剂5-30份，抗氧化剂0.5-2份，助剂3-7份，
其中，所述助剂按重量份数包括：分散剂0.5-1份、消泡剂0.5-1份、偶联剂0.5-2份、阻燃剂1-2份。
在一些实施方式中，所述的树脂基材为环氧树脂或是乙烯基聚合物。
在一些实施方式中，所述石墨烯填料为通过机械剥离法等物理法制备的D50在8-30um的石墨烯粉末。
在一些实施方式中，所述陶瓷填料为D50在50-100um之间的氧化铝、碳化锆、氧化硅、碳化硅的一种或多种。
在一些实施方式中，所述溶剂为异丙醇或丙二醇甲醚的一种或多种。
根据本发明的另一个方面，提供了一种地板用石墨烯复合导热耐磨层的制备方法，包括：
选取各物料组分，包括树脂基材、石墨烯填料、陶瓷填料、固化剂、溶剂、抗氧化剂和助剂；
先低速共混再高速共混各物料组分得混合物料；
将所述混合物料通过热压工艺复合一次成型制得石墨烯复合导热耐磨层。
在一些实施方式中，所述低速共混的转速为500-700RPM，搅拌时间为20min；所述高转共混的转速为1500-3000RPM，搅拌时间为30min。
在一些实施方式中，将混合物料加入热压定型机中，在温度200-250℃，压力10-20MPa下定型30-60min，制得厚度为0.1mm-1mm得石墨烯复合导热耐磨层板材。
其有益效果为：本发明先低速混合将把不同的物料均匀混在一起；再高速混合增加剪切的作用，和助剂共同作用，使石墨烯化学键合在陶瓷分子层之间，形成牢固的网状结构。
本发明的地板用石墨烯复合导热耐磨层的耐磨性得到有效提高，不同石墨烯粒径的耐磨层的耐磨级别分别达到家用II级、家用I级别以及商用级，延长了地板的使用寿命；其导热能力大幅提高，更能满足地暖普及情况下对地板有一定导热性的要求。
本发明的石墨烯复合导热耐磨层配合地暖使用时会释放出有益于人体的8～15微米的远红外线，长期使用有益于身体健康。
本发明的石墨烯复合导热耐磨层制作工艺简单，一次成型，节省了制作成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提供的一种地板用石墨烯复合导热耐磨层，其由树脂基材、石墨烯填料、陶瓷填料、固化剂、溶剂、抗氧化剂以及助剂依次经过共混和热压工艺复合一次成型而制得，所述共混依次包括低速共混和高速共混。该地板用石墨烯复合导热耐磨层按重量份数包括：树脂基材100份、石墨烯填料0.05-0.15份、陶瓷填料20-30份、固化剂30-80份、溶剂5-30份、抗氧化剂0.5-2份、助剂3-7份。树脂基材为环氧树脂或是乙烯基聚合物；石墨烯填料为通过机械剥离法等物理法制备的D50在8-50μm的石墨烯粉末；陶瓷填料为氧化铝、碳化锆、氧化硅、碳化硅的一种或多种，陶瓷填料的D50在50-100μm之间；溶剂为异丙醇或丙二醇甲醚的一种或多种；助剂包括分散剂0.5-1份、消泡剂0.5-1份、偶联剂0.5-2份、阻燃剂1-2份。
该地板用石墨烯复合导热耐磨层的制备方法包括：树脂基材、石墨烯填料、陶瓷填料、固化剂、抗氧化剂、助剂以及溶剂分别经低速混合和经高速共混以及热压工艺复合一次成型。将上述各组分投入高速搅拌机中，在转速为500-700RPM下充分搅拌20min，再在转速为1500-3000RPM下充分搅拌30min，得到混合物料。将混合物料投入热压定型机中，在温度200-250℃，压力10-15MPa下定型30-60min，即可得到石墨烯复合导热耐磨层板材。
实施例1
原料选择：基材选取双酚A型环氧树脂；所选的石墨烯粉末D50为30um，陶瓷填料选取氧化铝粉末和氧化硅粉末，所选的氧化铝粉末和氧化硅粉末D50为50um，固化剂选择二亚乙基三胺，溶剂为异丙醇，抗氧化剂选择抗氧剂1010，分散剂选择104s，消泡剂选择有机硅型消泡剂，偶联剂选择硅烷偶联剂KH-550；阻燃剂选择磷酸烷基酯类阻燃剂。
称取配方组分：基材100份，石墨烯填料0.1份，陶瓷填料20份，固化剂30份，溶剂5份，抗氧化剂2份，助剂6份；其中，助剂包括分散剂1份、消泡剂1份、偶联剂2份、阻燃剂2份，将其投入高速搅拌机中，在转速为500-700RPM下充分搅拌20min，再在转速为1500-3000RPM下充分搅拌30min，得到混合物料。
将混合物料加入热压定型机中，在温度250℃，压力15MPa下定型30min，即可得到厚度为0.5mm的石墨烯复合导热耐磨层板材。
实施例2
原料选择：基材选取双酚A型环氧树脂；所选的石墨烯粉末D50为10um；陶瓷填料选取碳化锆粉末和碳化硅粉末，所选的碳化锆粉末和碳化硅粉末D50为60um；固化剂选择二亚乙基三胺；溶剂为异丙醇；抗氧化剂选择抗氧剂1010；分散剂选择104s；消泡剂选择有机硅型消泡剂；偶联剂选择硅烷偶联剂KH-550；阻燃剂选择磷酸烷基酯类阻燃剂。
称取配方组分：基材100份，石墨烯填料0.15份，陶瓷填料25份，固化剂80份，溶剂15份，抗氧化剂0.5份，助剂3份，所述助剂包括分散剂0.5份、消泡剂0.5份、偶联剂1份、阻燃剂1份。将其投入高速搅拌机中，在转速为500-700RPM下充分搅拌20min，再在转速为1500-3000RPM下充分搅拌30min，得到混合物料。
将混合物料加入热压定型机中，在温度200℃，压力10MPa下定型60min，即可得到厚度为0.5mm的石墨烯复合导热耐磨层板材。
实施例3
原料选择：基材选取乙烯类聚合物；所选的石墨烯粉末D50为8um；陶瓷填料选取氧化铝粉末和氧化硅粉末，所选的氧化铝粉末和氧化硅粉末D50为100um；固化剂选择酸酐类固化剂；溶剂为丙二醇甲醚；抗氧化剂选择抗氧剂1010；分散剂选择104s；消泡剂选择有机硅型消泡剂；偶联剂选择硅烷偶联剂KH-560；阻燃剂选择磷酸烷基酯类阻燃剂。
称取配方组分：基材100份，石墨烯填料0.05份，陶瓷填料30份，固化剂50份，溶剂30份，抗氧化剂1份，助剂5份，所述助剂包括分散剂1份、消泡剂0.5份、偶联剂1.5份、阻燃剂2份。将其投入高速搅拌机中，在转速为500-700RPM下充分搅拌20min，再在转速为1500-3000RPM下充分搅拌30min，得到混合物料。
将混合物料加入热压定型机中，在温度250℃，压力15MPa下定型40min，即可得到厚度为0.5mm的石墨烯复合导热耐磨层板材。
实施例1的对照实施例
原料选择：基材选取双酚A型环氧树脂，陶瓷填料选取氧化铝粉末和氧化硅粉末，所选的氧化铝粉末和氧化硅粉末D50为50um；固化剂选择二亚乙基三胺；溶剂为异丙醇；抗氧化剂选择抗氧剂1010；分散剂选择104s；消泡剂选择有机硅型消泡剂；偶联剂选择硅烷偶联剂KH-550；阻燃剂选择磷酸烷基酯类阻燃剂。
称取配方组分：基材100份，陶瓷填料20份，固化剂30份，溶剂5份，抗氧化剂2份，助剂6份，所述助剂包括分散剂1份、消泡剂1份、偶联剂2份、阻燃剂2份。将其投入高速搅拌机中，在转速为500-700RPM下充分搅拌20min，再在转速为1500-3000RPM下充分搅拌30min，得到混合物料。
将混合物料加入热压定型机中，在温度250℃，压力15MPa下定型30min，即可得到厚度为0.5mm的石墨烯复合导热耐磨层板材。
耐磨性和导热性效果检测
地板耐磨层是一层厚度在0.1mm-1mm之间的透明薄膜。本发明根据国家标准GB/T18102－2007测试地板的耐磨性，表面耐磨性的检测由一对表面粘附纱布的研磨轮与旋转着的试件进行摩擦，产生一定摩损时的转数就客观的反映了试件的耐磨性。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明型而所举的较佳的实施例，本发明型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明型基础上所作的等同替代或变换，均在本发明型的保护范围之内。本发明型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种地板用石墨烯复合导热耐磨层，其特征在于，其由树脂基材、石墨烯填料、陶瓷填料、固化剂、溶剂、抗氧化剂以及助剂依次经过共混和热压工艺复合一次成型而制得，所述共混依次包括低速共混和高速共混。
2.根据权利要求1所述的地板用石墨烯复合导热耐磨层，其特征在于，所述个物料组分按重量份数包括：树脂基材100份，石墨烯填料0.05-0.15份，陶瓷填料20-30份，固化剂30-80份，溶剂5-30份，抗氧化剂0.5-2份，助剂3-7份，
其中，所述助剂按重量份数包括：分散剂0.5-1份、消泡剂0.5-1份、偶联剂0.5-2份、阻燃剂1-2份。
3.根据权利要求1所述的地板用石墨烯复合导热耐磨层的制备方法，其特征在于，所述的树脂基材为环氧树脂或是乙烯基聚合物。
4.根据权利要求1所述的地板用石墨烯复合导热耐磨层的制备方法，其特征在于，所述石墨烯填料为通过机械剥离法等物理法制备的D50在8-30um的石墨烯粉末。
5.根据权利要求1所述的地板用石墨烯复合导热耐磨层的制备方法，其特征在于，所述陶瓷填料为D50在50-100um之间的氧化铝、碳化锆、氧化硅、碳化硅的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的地板用石墨烯复合导热耐磨层的制备方法，其特征在于，所述溶剂为异丙醇或丙二醇甲醚的一种或多种。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的地板用石墨烯复合导热耐磨层的制备方法，其特征在于，包括：
选取各物料组分，包括树脂基材、石墨烯填料、陶瓷填料、固化剂、溶剂、抗氧化剂和助剂；
先低速共混再高速共混各物料组分得混合物料；
将所述混合物料通过热压工艺复合一次成型制得石墨烯复合导热耐磨层。
8.根据权利要求7所述的地板用石墨烯复合导热耐磨层的制备方法，其特征在于，
所述低速共混的转速为500-700RPM，搅拌时间为20min；
所述高转共混的转速为1500-3000RPM，搅拌时间为30min。
9.根据权利要求7所述的地板用石墨烯复合导热耐磨层制备方法法，其特征在于，将混合物料加入热压定型机中，在温度200-250℃，压力10-20MPa下定型30-60min，制得厚度为0.1mm-1mm得石墨烯复合导热耐磨层板材。
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