CN112500656A - Pvc地板革绿色再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PVC地板革绿色再生方法，涉及地板加工技术领域，本发明一方面通过制备海泡石纤维布来增强再生PVC地板革的机械性能，并解决了直接添加海泡石纤维作为增强填料所存在的分布不均匀、易团聚的问题；另一方面通过热稳定剂和紫外线吸收剂的添加来提高再生PVC地板革的热稳定性和光稳定性，从而优化PVC地板革的综合性能以适用于室外场所的应用环境要求；同时实现了PVC地板革废料的再生利用，在解决环境污染和资源浪费问题的同时控制再生加工成本。

Description

PVC地板革绿色再生方法
技术领域：
本发明涉及地板加工技术领域，具体涉及一种PVC地板革绿色再生方法。
背景技术：
地板革，是一种铺地材料，属于塑料制品，是现代居室装饰的常用地面材料。塑料地板革以自重轻、有弹性、机械强度好、脚感舒适、耐磨、耐污、耐腐、隔热、隔音、防潮、绝缘性好、易清洁、施工简单、维修方便、价格低廉等优点，在大量民用建筑以及公共场所，尤其是对洁净要求较高的厂房、实验室内得到广泛应用。
塑料地板革通常是以聚氯乙烯树脂为主要原料，加入适当助剂，在片状连续基材上经涂覆或压延等工艺生产成地板卷材。PVC地板革属于塑料，因此废弃后也存在塑料难降解的通病。为了避免资源的浪费，可以对其进行再生加工，但因磨损、腐蚀及老化问题，废旧PVC地板革无法直接再生加工成新的PVC地板革，通常需要添加一定量的PVC树脂和功能助剂，但这样一来就会增加成本。此外，现有PVC地板革通常应用于室内环境，在室外环境应用时存在抗老化性差、使用寿命短的问题，因此限制了PVC地板革的应用场所。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种PVC地板革绿色再生方法，一方面通过制备海泡石纤维布来增强再生PVC地板革的机械性能，另一方面通过热稳定剂和紫外线吸收剂的添加来提高再生PVC地板革的热稳定性和光稳定性，从而优化PVC地板革的综合性能以适用于室外场所的应用环境要求。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
PVC地板革绿色再生方法，包括以下工序：
(1)将废旧的PVC地板革破碎成颗粒，经清洗后烘干，再采用螺杆挤出机熔融挤出，冷却造粒，得到地板革再生料；
(2)向步骤(1)制备的地板革再生料中加入热稳定剂和紫外线吸收剂，混合均匀，得到混合料；
(3)对海泡石纤维进行开松，梳理成网，交叉铺网，然后将得到的纤网浸渍于胶黏剂中，浸渍完成后通过辊压除去多余的胶黏剂，加热固化，得到海泡石纤维布；
(4)采用双辊塑炼机对步骤(2)制备的混合料进行塑炼，并与步骤(3)制备的海泡石纤维布热压复合，冷却，收卷，得到再生PVC地板革。
所述熔融挤出的温度为160-190℃。由于回收的PVC地板革废料不可能属于成分组成和含量完全相同的PVC地板革，因此需要通过熔融共混使PVC地板革废料形成成分分布均匀的再生料，以减少PVC地板革废料的分拣工作，降低再生成本。
所述混合料中热稳定剂的质量百分比为0.5-5％，紫外线吸收剂的质量百分比为0.25-3％。通过控制热稳定剂和紫外线吸收剂的添加量来在保证再生PVC地板革的抗老化性能的同时降低功能助剂的添加成本，从而适用于大规模PVC地板革废料的再生。
所述热稳定剂为钙锌稳定剂、稀土复合稳定剂中的一种。
所述紫外线吸收剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂中的一种。
通过在再生料中添加热稳定剂和紫外线吸收剂的方式来提高再生PVC地板革的抗老化性能，优化再生PVC地板革的应用效果，延长再生PVC地板革的使用寿命。
所述胶黏剂由双酚A型环氧树脂、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、聚丙二醇二缩水甘油醚组成，质量比为20-30:10-20:1-10。
胶黏剂对纤网的浸渍不仅可以促使海泡石纤维布的成型，并且可以利用其亲和性和胶粘性来实现海泡石纤维布和再生PVC料的高效复合，还能避免直接添加海泡石纤维作为增强填料所存在的与PVC之间相容性差的问题。海泡石纤维相对于碳纤维来说，来源广泛且成本也大大降低。其中，1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷在胶黏剂中所起的作用包括两个方面，一方面是作为固化剂以促进环氧树脂的固化，另一方面是为了提高胶黏剂的热稳定性，也就是说所述胶黏剂的应用还可以优化再生PVC地板革的热稳定性能。
1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的结构式如下所示，固化机理是由伯胺上的活泼氢打开环氧基团使之交联固化，固化温度相对于本领域现有的常用胺类固化剂来说有所降低。
Figure BDA0002827996120000031
所述加热固化的温度为110-120℃。
所述塑炼的温度为160-190℃。通过塑炼工序来促使热稳定剂和紫外线吸收剂在PVC地板革再生料中的均匀分散，从而实现热稳定剂和紫外线吸收剂作用效果的充分发挥。
所述热压的压力为5-10MPa，温度为145-155℃，时间为5-10min。通过热压工序来实现PVC地板革再生料与海泡石纤维布的复合，从而利用海泡石纤维的增强作用来提高再生PVC地板革的机械性能。而本领域常规的直接添加增强填料的方式存在与聚合物相容性差的问题，无法实现海泡石纤维在PVC中的均匀分布，团聚的海泡石纤维不仅不会增强PVC地板革的机械性能，反而会降低PVC地板革的机械性能。因此，本发明采用了热压复合方式，熔融的PVC再生料渗透到海泡石纤维布中，从而实现PVC与海泡石纤维的均匀分布，并且海泡石纤维以纤维布的形式添加到PVC中更能增强产品的机械性能。
上述技术方案制备的PVC地板革在室外场所中的应用。上述技术方案制备的PVC地板革由于具有优良的综合性能，因此可以应用于室外场所中，从而扩大了PVC地板革的应用范围，使其不再局限于室内环境。
钙锌稳定剂、稀土复合稳定剂属于本领域常用的热稳定剂，使用安全性相对较高且热稳定性能好，但稀土复合稳定剂的价格较高，因此钙锌稳定剂成为了首选的热稳定剂。
发明人鉴于现有热稳定剂的优缺点，并基于使用安全性和热稳定性能的考量，制备了氟硅掺杂聚甲基丙烯酸锌作为热稳定剂，并研究发现将其作为PVC制品热稳定剂时可以显现出优良的热稳定性能。
所述氟硅掺杂聚甲基丙烯酸锌是由二甲基丙烯酸锌和三氟丙基甲基环三硅氧烷制成，具体制备方法为：向乙醇中加入二甲基丙烯酸锌和三氟丙基甲基环三硅氧烷，混合均匀，再加入引发剂，搅拌下升温反应，反应结束后减压蒸馏回收乙醇，自然冷却，得到氟硅掺杂聚甲基丙烯酸锌。
所述二甲基丙烯酸锌、三氟丙基甲基环三硅氧烷的质量比为30-50:5-20。
所述引发剂为偶氮类引发剂。
氟硅掺杂聚甲基丙烯酸锌的制备原理：二甲基丙烯酸锌在引发剂的作用下经原位聚合生成聚甲基丙烯酸锌，生成的聚甲基丙烯酸锌与三氟丙基甲基环三硅氧烷形成分子结构相互交错的复合物，并且制备的氟硅掺杂聚甲基丙烯酸锌与PVC的相容性好。
本发明的有益效果是：本发明一方面通过制备海泡石纤维布来增强再生PVC地板革的机械性能，并解决了直接添加海泡石纤维作为增强填料所存在的分布不均匀、易团聚的问题；另一方面通过热稳定剂和紫外线吸收剂的添加来提高再生PVC地板革的热稳定性和光稳定性，从而优化PVC地板革的综合性能以适用于室外场所的应用环境要求；同时实现了PVC地板革废料的再生利用，在解决环境污染和资源浪费问题的同时控制再生加工成本。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)将废旧的PVC地板革破碎成颗粒，经清洗后烘干，再采用螺杆挤出机熔融挤出，各区温度为一区165℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃、五区185℃、六区185℃、七区190℃、八区190℃、九区185℃、模头185℃，冷却造粒，得到地板革再生料。
(2)向步骤(1)制备的地板革再生料中加入1.5％钙锌稳定剂CZ915和0.5％紫外线吸收剂UVP-327，混合均匀，得到混合料。
(3)对海泡石纤维进行开松，梳理成网，交叉铺网，然后将得到的纤网浸渍于胶黏剂中，胶黏剂由质量比25:10:5的双酚A型环氧树脂、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、聚丙二醇二缩水甘油醚组成，浸渍30min后通过辊压除去多余的胶黏剂，加热至118℃固化30min，得到海泡石纤维布。
(4)采用双辊塑炼机对步骤(2)制备的混合料在185℃下进行塑炼10min，并与步骤(3)制备的海泡石纤维布热压复合，混合料与海泡石纤维的质量比为100:15，热压压力为8.5MPa，温度为155℃，时间为10min，冷却，收卷，得到再生PVC地板革。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处是调整了胶黏剂的组分配比。
(1)将废旧的PVC地板革破碎成颗粒，经清洗后烘干，再采用螺杆挤出机熔融挤出，各区温度为一区165℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃、五区185℃、六区185℃、七区190℃、八区190℃、九区185℃、模头185℃，冷却造粒，得到地板革再生料。
(2)向步骤(1)制备的地板革再生料中加入1.5％钙锌稳定剂CZ915和0.5％紫外线吸收剂UVP-327，混合均匀，得到混合料。
(3)对海泡石纤维进行开松，梳理成网，交叉铺网，然后将得到的纤网浸渍于胶黏剂中，胶黏剂由质量比28:15:8的双酚A型环氧树脂、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、聚丙二醇二缩水甘油醚组成，浸渍30min后通过辊压除去多余的胶黏剂，加热至118℃固化30min，得到海泡石纤维布。
(4)采用双辊塑炼机对步骤(2)制备的混合料在185℃下进行塑炼10min，并与步骤(3)制备的海泡石纤维布热压复合，混合料与海泡石纤维的质量比为100:15，热压压力为8.5MPa，温度为155℃，时间为10min，冷却，收卷，得到再生PVC地板革。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处是热稳定剂替换为稀土复合稳定剂(淄博市鲁川化工有限公司)。
(1)将废旧的PVC地板革破碎成颗粒，经清洗后烘干，再采用螺杆挤出机熔融挤出，各区温度为一区165℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃、五区185℃、六区185℃、七区190℃、八区190℃、九区185℃、模头185℃，冷却造粒，得到地板革再生料。
(2)向步骤(1)制备的地板革再生料中加入1.5％稀土复合稳定剂和0.5％紫外线吸收剂UVP-327，混合均匀，得到混合料。
(3)对海泡石纤维进行开松，梳理成网，交叉铺网，然后将得到的纤网浸渍于胶黏剂中，胶黏剂由质量比25:10:5的双酚A型环氧树脂、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、聚丙二醇二缩水甘油醚组成，浸渍30min后通过辊压除去多余的胶黏剂，加热至118℃固化30min，得到海泡石纤维布。
(4)采用双辊塑炼机对步骤(2)制备的混合料在185℃下进行塑炼10min，并与步骤(3)制备的海泡石纤维布热压复合，混合料与海泡石纤维的质量比为100:15，热压压力为8.5MPa，温度为155℃，时间为10min，冷却，收卷，得到再生PVC地板革。
实施例4
实施例4与实施例1的不同之处是热稳定剂替换为氟硅掺杂聚甲基丙烯酸锌，氟硅掺杂聚甲基丙烯酸锌的制备：向乙醇中加入38g二甲基丙烯酸锌和12g三氟丙基甲基环三硅氧烷，混合均匀，再加入2g偶氮二异丁腈，搅拌下升温至回流状态后保温反应5h，反应结束后减压蒸馏回收乙醇，自然冷却，得到氟硅掺杂聚甲基丙烯酸锌。
(1)将废旧的PVC地板革破碎成颗粒，经清洗后烘干，再采用螺杆挤出机熔融挤出，各区温度为一区165℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃、五区185℃、六区185℃、七区190℃、八区190℃、九区185℃、模头185℃，冷却造粒，得到地板革再生料。
(2)向步骤(1)制备的地板革再生料中加入1.5％氟硅掺杂聚甲基丙烯酸锌和0.5％紫外线吸收剂UVP-327，混合均匀，得到混合料。
(3)对海泡石纤维进行开松，梳理成网，交叉铺网，然后将得到的纤网浸渍于胶黏剂中，胶黏剂由质量比25:10:5的双酚A型环氧树脂、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、聚丙二醇二缩水甘油醚组成，浸渍30min后通过辊压除去多余的胶黏剂，加热至118℃固化30min，得到海泡石纤维布。
(4)采用双辊塑炼机对步骤(2)制备的混合料在185℃下进行塑炼10min，并与步骤(3)制备的海泡石纤维布热压复合，混合料与海泡石纤维的质量比为100:15，热压压力为8.5MPa，温度为155℃，时间为10min，冷却，收卷，得到再生PVC地板革。
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处是将胶黏剂中1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷替换为异佛尔酮二胺。
(1)将废旧的PVC地板革破碎成颗粒，经清洗后烘干，再采用螺杆挤出机熔融挤出，各区温度为一区165℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃、五区185℃、六区185℃、七区190℃、八区190℃、九区185℃、模头185℃，冷却造粒，得到地板革再生料。
(2)向步骤(1)制备的地板革再生料中加入1.5％钙锌稳定剂CZ915和0.5％紫外线吸收剂UVP-327，混合均匀，得到混合料。
(3)对海泡石纤维进行开松，梳理成网，交叉铺网，然后将得到的纤网浸渍于胶黏剂中，胶黏剂由质量比25:10:5的双酚A型环氧树脂、异佛尔酮二胺、聚丙二醇二缩水甘油醚组成，浸渍30min后通过辊压除去多余的胶黏剂，加热至118℃固化30min，得到海泡石纤维布。
(4)采用双辊塑炼机对步骤(2)制备的混合料在185℃下进行塑炼10min，并与步骤(3)制备的海泡石纤维布热压复合，混合料与海泡石纤维的质量比为100:15，热压压力为8.5MPa，温度为155℃，时间为10min，冷却，收卷，得到再生PVC地板革。
对比例2
对比例2与实施例4的不同之处是在制备热稳定剂时未添加三氟丙基甲基环三硅氧烷，聚甲基丙烯酸锌的制备：向乙醇中加入38g二甲基丙烯酸锌，混合均匀，再加入2g偶氮二异丁腈，搅拌下升温至回流状态后保温反应5h，反应结束后减压蒸馏回收乙醇，自然冷却，得到聚甲基丙烯酸锌。
(1)将废旧的PVC地板革破碎成颗粒，经清洗后烘干，再采用螺杆挤出机熔融挤出，各区温度为一区165℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃、五区185℃、六区185℃、七区190℃、八区190℃、九区185℃、模头185℃，冷却造粒，得到地板革再生料。
(2)向步骤(1)制备的地板革再生料中加入1.5％聚甲基丙烯酸锌和0.5％紫外线吸收剂UVP-327，混合均匀，得到混合料。
(3)对海泡石纤维进行开松，梳理成网，交叉铺网，然后将得到的纤网浸渍于胶黏剂中，胶黏剂由质量比25:10:5的双酚A型环氧树脂、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、聚丙二醇二缩水甘油醚组成，浸渍30min后通过辊压除去多余的胶黏剂，加热至118℃固化30min，得到海泡石纤维布。
(4)采用双辊塑炼机对步骤(2)制备的混合料在185℃下进行塑炼10min，并与步骤(3)制备的海泡石纤维布热压复合，混合料与海泡石纤维的质量比为100:15，热压压力为8.5MPa，温度为155℃，时间为10min，冷却，收卷，得到再生PVC地板革。
对比例3
对比例3与实施例1的不同之处是将海泡石纤维布替换为等量的海泡石纤维并在塑炼时加入。
(1)将废旧的PVC地板革破碎成颗粒，经清洗后烘干，再采用螺杆挤出机熔融挤出，各区温度为一区165℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃、五区185℃、六区185℃、七区190℃、八区190℃、九区185℃、模头185℃，冷却造粒，得到地板革再生料。
(2)向步骤(1)制备的地板革再生料中加入1.5％钙锌稳定剂CZ915和0.5％紫外线吸收剂UVP-327，混合均匀，得到混合料。
(3)采用双辊塑炼机将步骤(2)制备的混合料和海泡石纤维在185℃下进行塑炼10min，混合料与海泡石纤维的质量比为100:15，热压成型，热压压力为8.5MPa，温度为155℃，时间为10min，冷却，收卷，得到再生PVC地板革。
依照标准GB/T 1040.1-2008《塑料拉伸性能的测定》进行拉伸强度的测试。
依照标准GB/T 1843-2008《塑料悬臂梁冲击强度的测定》进行缺口冲击强度的测试。
依照标准GB/T 7141-2008《塑料热老化试验方法》方法B进行热老化试验，温度在60℃，老化时间168h。
上述实施例1-4和对比例1-2制备的再生PVC地板革的性能测试结果如表1所示，并以同批废旧PVC地板革作为空白例。
表1
Figure BDA0002827996120000091
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.PVC地板革绿色再生方法，其特征在于：包括以下工序：
(1)将废旧的PVC地板革破碎成颗粒，经清洗后烘干，再采用螺杆挤出机熔融挤出，冷却造粒，得到地板革再生料；
(2)向步骤(1)制备的地板革再生料中加入热稳定剂和紫外线吸收剂，混合均匀，得到混合料；
(3)对海泡石纤维进行开松，梳理成网，交叉铺网，然后将得到的纤网浸渍于胶黏剂中，浸渍完成后通过辊压除去多余的胶黏剂，加热固化，得到海泡石纤维布；
(4)采用双辊塑炼机对步骤(2)制备的混合料进行塑炼，并与步骤(3)制备的海泡石纤维布热压复合，冷却，收卷，得到再生PVC地板革。
2.根据权利要求1所述的PVC地板革绿色再生方法，其特征在于：所述熔融挤出的温度为160-190℃。
3.根据权利要求1所述的PVC地板革绿色再生方法，其特征在于：所述混合料中热稳定剂的质量百分比为0.5-5％，紫外线吸收剂的质量百分比为0.25-3％。
4.根据权利要求1所述的PVC地板革绿色再生方法，其特征在于：所述热稳定剂为钙锌稳定剂、稀土复合稳定剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的PVC地板革绿色再生方法，其特征在于：所述紫外线吸收剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的PVC地板革绿色再生方法，其特征在于：所述胶黏剂由双酚A型环氧树脂、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、聚丙二醇二缩水甘油醚组成，质量比为20-30:10-20:1-10。
7.根据权利要求1所述的PVC地板革绿色再生方法，其特征在于：所述加热固化的温度为110-120℃。
8.根据权利要求1所述的PVC地板革绿色再生方法，其特征在于：所述塑炼的温度为160-190℃。
9.根据权利要求1所述的PVC地板革绿色再生方法，其特征在于：所述热压的压力为5-10MPa，温度为145-155℃，时间为5-10min。
10.权利要求1-9任意一项制备的PVC地板革在室外场所中的应用。
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