CN114083850A - 一种石晶复合地板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种石晶复合地板，包括从上到下依次设置的耐磨层、彩膜层、PVC浸渍玻纤层和基材层；所述基材层由如下重量份的原料制成：填料150~200份、PVC树脂25~50份、内润滑剂0.5~2份、外润滑剂0.5~1.5份以及稳定剂5~10份，所述填料的长径比为n，长度为m，其中4≤n≤20、5μm≤m≤25μm；本发明通过采用具有长径比的填料，使得本地板在应对复杂的温度环境时具备优越的尺寸稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及地板板材技术领域，尤其涉及一种石晶复合地板及其制备方法。
背景技术
石晶地板是一种新型的地板，目前在欧美国家比较受欢迎，在国内的市场前景也十分的广阔。石晶地板主要以钙粉等可从自然界中直接获取的矿物作为主要原材料，由透明层、耐磨层、彩膜层、基材层、回弹层构成， 非常合适用于家居地面。其中透明层、耐磨层和彩膜层，约占整个制品体积的10%左右，整个产品的材质主要是PVC树脂、矿粉等形成的共挤基材层。
由于PVC树脂的软化点较低，大概在72~82℃之间，PVC树脂类的产品的耐热性较差；尤其是当石晶地板在局部受热过高时，接缝处会拱起，出现质量问题。如专利申请号为CN201310059061.0的中国发明专利，公布了一种低膨胀系数地板，该地板从上往下依次为耐磨层、印刷层、骨料层、玻璃纤维层、骨料层和底料层，其中，骨料层和底料层的材质主要是PVC，填料采用的是150目~200目颗粒度石英砂以及200~250目颗粒度石粉。该地板在使用过程中，由于受热或遇冷不均等原因，会出现起拱或产生收缩缝的现象。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种石晶复合地板。本发明的石晶复合地板利用填料在石晶复合板中形成的骨架，抑制了基层中PVC树脂的膨胀，具有良好的尺寸稳定性。
本发明解决上述问题的技术方案如下：
一种石晶复合地板，包括从上到下依次设置的耐磨层、彩膜层、PVC浸渍玻纤层和基材层；所述基材层由如下重量份的原料制成：填料150~200份、PVC树脂25~50份、内润滑剂0.5~2份、外润滑剂0.5~1.5份以及稳定剂5~10份，所述填料的长径比为n，长度为m，其中4≤n≤20、5μm≤m≤25μm。
现有技术中，大多数板材都选用的是石粉、重钙等长径比约为1:1的材料作为地板基材的填料。生产出的地板，填料在板材中呈现点状分布。申请人认为主要是由于填料的用量比例大，并且与树脂的相容性并没有达到理想状态而导致的。所以，填料在板材中的分布不仅不够均匀，而且局部区域填料汇集成团粒状，且团粒状的数量较多，并呈弥散性分布，所以在肉眼下或者较低倍率的放大倍数下，填料在板材中呈现点状分布。这样的板材，在受较大温差变化的影响时，比如板材受热的时候，树脂会推动填料粒子向外运动，由于填料粒子之间是各自独立的，无法抵抗这种运动带来的膨胀，因此板材很容易起拱，在拼接处尤甚，这严重影响板材的使用。
在本发明的技术方案中，选用长径比为4~20的填料生产地板。由于填料的大小是微米级的，PVC树脂分子通常在几百纳米到几十微米之间，因此在填料与PVC树脂混合的时候，PVC的分子链会与这种尺寸大小相似并且同样具有细长结构的填料发生纠缠。故，在挤出定型后填料粒子也会与相邻的粒子之间产生抵接，构成地板基层的骨架。在地板受热发生膨胀时，树脂会带动与之相纠缠的填料粒子运动，在运动的时候，由于填料粒子具有较长的长度，在基层骨架中会受到运动趋势方向上相接触的填料粒子的阻碍，而且膨胀处的膨胀的力还会被基层骨架传导分散，最终使得板材对温度所带来的影响具有很高的抗性；同时，填料粒子在具有膨胀运动趋势的时候还会受到周围其他与之纠缠的高分子链的阻碍，该阻碍作用同样可以消除板材中树脂成分因受热而带来的膨胀变化；此外在面对地板冷缩时，基层也会由于上述的原因而保持地板的尺寸稳定性，需得说明的是上述的膨胀和冷缩均指的是一种趋势，并非是实际已经或正在发生的过程；经过发明人的试验发现填料粒子的长径比在4~20范围的粒子所生产出来的地板在冷热不均的环境下具备良好的尺寸稳定性，而粒子长径比过大则存在着不易分散的问题，也容易增加生产过程中发生的断裂风险，如在使用螺杆输送机或螺杆式混合设备时，可能会使长径比过大的填料粒子断裂。
作为上述技术方案的优选，所述的原料还包括10~20份CPVC树脂。
上述技术方案中，所述基材层的维卡软化点为95~110℃，添加CPVC树脂使得整体地板的维卡软化点提高，板材更耐高温，不会轻易受热软化膨胀。
作为上述技术方案的优选，所述的填料选自玻纤粉、硅灰石粉、碳酸钙晶须中的一种或多种。
作为上述技术方案的优选，所述PVC浸渍玻纤层的厚度为0.07~0.10mm。
作为上述技术方案的优选，所述的PVC选自PVC SG-4型、PVC SG-5型、PVC SG-6型、PVC SG-7型中的一种或多种。
作为上述技术方案的优选，所述的原料还包括1~5份CPE树脂。
本发明上述技术方案中，添加CPE树脂平衡了添加CPVC树脂带来的变硬、不易加工等不利影响，同时使得地板的舒适度更高。
作为上述技术方案的优选，所述的耐磨层选自PU膜、PET膜中的一种。
作为上述技术方案的优选，所述的内润滑剂选自G10、G15、G16、G32、G60、硬脂酸酰胺、EBS等中的一种或多种。
作为上述技术方案的优选，所述的外润滑剂选自PE蜡、低分子PTFE中的一种或多种。
作为上述技术方案的优选，所述的稳定剂选自铅盐、金属皂、有机锡、有机锑、有机稀土、纯有机化合物等；稳定剂是能增加溶液、胶体、固体、混合物的稳定性能化学物，它具有减慢反应，保持化学平衡，降低表面张力，防止光、热分解或氧化分解等作用。
进一步优选地，所述的稳定剂选自钙锌复合稳定剂。
本发明还提供了一种石晶复合地板的制备方法，包括以下步骤：
S1、基材层的制备：称量填料150~200份、PVC树脂25~50份、内润滑剂0.5~2份、外润滑剂0.5~1.5份以及稳定剂5~10份，制成基材板；
S2、PVC浸渍玻纤膜的制备：以玻璃纤维以及PVC树脂为原材料通过拉挤成型工艺生产得到；
S3、复合：将耐磨层、彩膜层、PVC浸渍玻纤膜、基材板依次叠放，热压制得石晶复合地板。
在上述技术方案中，拉挤成型工艺包括以下步骤：
1）、根据PVC浸渍玻纤膜要求计算出所需的玻璃纤维用量，然后将所需的玻璃纤维置于纱架上；
2）、在牵引机的牵引作用下，玻璃纤维依次穿过集纱板、展纱板，展纱后，玻璃纤维经过装有PVC树脂料的浸渍胶槽进行浸胶处理；
3）、经过浸胶处理后的玻璃纤维，再经冷却固化，得到PVC浸渍玻纤膜。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1）、本发明通过在使用粒子长径比在4~20的填料，利用填料在石晶复合板中形成的骨架，抑制了基层中PVC树脂的膨胀，提高了地板的尺寸稳定性；
2）、本发明通过在原料中添加CPVC树脂，提高了基层的维卡软化点，地板受温度的影响更小；
3）、本发明通过添加CPE树脂平衡了添加CPVC树脂带来的变硬、不易加工等不利影响，同时使得地板的舒适度更高。
附图说明
图1为实施例1所提供的石晶复合地板的侧视图；
图2为实施例1中拉挤成型制备装置示意图；
图中，1-耐磨层、2-彩膜层、3-PVC浸渍玻纤层、4-基材层、5-纱架、6-浸胶槽、7-定厚辊、8-收卷辊。
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理解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种石晶复合地板，包括从上到下依次设置的耐磨层1、彩膜层2、PVC浸渍玻纤层3和基材层4；所述PVC浸渍玻纤层3的厚度为0.10mm。所述的耐磨层1为PMMA膜。
所述基材层4由如下重量份的原料制成：填料200份、PVC树脂50份、内润滑剂 2份、外润滑剂1.5份以及稳定剂10份。
在本实施例中，添加的CPE树脂是部分氯化的高密度聚乙烯，氯含量在25%~35%，CPE树脂具有价格经济、加工性能好等优点，可作为冲击改性剂用于CPVC的加工中；相较于PVC，由于氯含量增加，CPVC分子间极性增大，脆性增大，因此在加工中需要添加一定量的冲击改性剂来改善其冲击性能；而由于在氯化过程中CPE易产生与CPVC相似的结构，因此其与CPVC的相容性比其他冲击改性剂更好。
所述的填料为长度在5~25μm，长径比约为5~10的玻纤粉。
所述的PVC为PVC SG-5型。
内润滑是在聚合物加工过程中能够减少聚合物分子链间内摩擦力的物质，内润滑剂与聚合物的相容性良好，可以均匀分散到分子链之间，从而减少分子链的内摩擦作用，能够更好的提高聚合物的流动性，改进制品表面光滑度与光洁度；可以选择的内润滑剂的种类很多，可以选择多种组分的G60等也可以选择单组分的硬脂酸酰胺等。
外润滑剂是为了降低聚合物在成型加工过程中与成型加工机械表面的界面摩擦而加入的助剂，它是一种界面润滑，与聚合物的相容性很小，在加工过程中很容易从聚合物的内部转移到表面，在界面处形成一个润滑剂分子层，同时它也起到了脱模剂的作用；考虑到经济的原因，本实施例所选用的外润滑剂为PE蜡。
一种石晶复合地板的制备方法，包括以下步骤：
S1：基材层的制备：称量玻纤粉200份、PVC SG-5型树脂50份、G60 2份、PE蜡1.5份以及钙锌稳定剂10份，加入到搅拌机，以600r/min的速度混合搅拌30min，在转入密炼机密炼60min，然后转入开炼机开练30min，需要注意的是，密炼过程的温度不宜超过120℃，开炼过程的温度不宜超过115℃，最后挤出得到基材板；
S2：PVC浸渍玻纤膜的制备：根据PVC浸渍玻纤膜要求计算出所需的玻璃纤维用量，然后将所需的玻璃纤维置于纱架上；在牵引机的牵引作用下，玻璃纤维依次穿过集纱板、展纱板，展纱后，玻璃纤维经过装有PVC树脂胶的浸胶槽，以进行浸胶处理；经过浸胶处理后的玻璃纤维，再经冷却固化、收卷得到PVC浸渍玻纤膜；
S3：将耐磨层、彩膜层、PVC浸渍玻纤膜、基材板依次叠放，热压后在相对湿度在45%~55%、温度25~30℃的环境下养生36h得到石晶复合地板。
PVC浸渍玻纤膜的制备过程具体如图2：首先将玻璃纤维卷放置在纱架5上，由收卷辊8牵引玻璃纤维经过导向辊等进入浸胶槽6，然后再经过热压定厚辊7热压得到PVC浸渍玻纤膜。
在彩膜层与基材层间添加了一层由玻璃纤维浸胶处理后得到的玻璃纤维胶膜组成的PVC浸渍玻纤层，其中玻璃纤维作为该层的骨架，该骨架支撑起了胶膜的形状，使得胶膜受温度等的影响较小，膨胀率、收缩率很低，在与地板复合后大大的提高了地板板材表面装饰层对温度的稳定性。
实施例2
一种石晶复合地板，包括从上到下依次设置的耐磨层1、彩膜层2、PVC浸渍玻纤层3和基材层4；所述PVC浸渍玻纤层3的厚度为0.10mm，所述的耐磨层1为PMMA膜。
所述基材层4由如下重量份的原料制成：填料150份、PVC树脂25份、内润滑剂 1份、外润滑剂1份以及稳定剂5份、CPVC树脂10份以及CPE树脂1份。
所述的填料为长度在5~25μm，长径比约为5~10的玻纤粉。
所述的PVC为PVC SG-5型。
所述的内润滑剂为G60。
所述的外润滑剂为PE蜡。
一种石晶复合地板的制备方法，包括以下步骤：
S1：基材层4的制备：称量填料150份、PVC SG-5型树脂25份、CPVC树脂10份、CPE树脂1份、内润滑剂 1份、外润滑剂1份以及稳定剂5份，加入到搅拌机，以600r/min的速度混合搅拌5min，在转入密炼机密炼30min，然后转入开炼机开练20min，需要注意的是，密炼过程的温度不宜超过130℃，开炼过程的温度不宜超过125℃，最后挤出得到基材板；
S2：PVC浸渍玻纤膜的制备：根据PVC浸渍玻纤膜要求计算出所需的玻璃纤维用量，然后将所需的玻璃纤维置于纱架上；在牵引机的牵引作用下，玻璃纤维依次穿过集纱板、展纱板，展纱后，玻璃纤维经过装有PVC树脂胶的浸胶槽，以进行浸胶处理；经过浸胶处理后的玻璃纤维，再经冷却固化、收卷得到PVC浸渍玻纤膜；
S3：将耐磨层、彩膜层、PVC浸渍玻纤膜、基材板依次叠放，热压后在相对湿度在45%~55%、温度25~30℃的环境下养生36h得到石晶复合地板。
实施例3
一种石晶复合地板，包括从上到下依次设置的耐磨层1、彩膜层2、PVC浸渍玻纤层3和基材层4；所述的耐磨层1为PMMA膜，所述PVC浸渍玻纤层3的厚度为0.10mm。
所述基材层4由如下重量份的原料制成：填料175份、PVC树脂38份、内润滑剂 0.95份、外润滑剂0.83份、稳定剂7.01份、CPVC树脂12份以及CPE树脂2.67份。
所述的填料为长度在5~25μm，长径比约为5~10的玻纤粉。
所述的PVC为PVC SG-5型。
所述的内润滑剂为G60。
所述的外润滑剂为PE蜡。
一种石晶复合地板的制备方法，包括以下步骤：
S1：基材层4的制备：称量填料175份、PVC SG-5型树脂38份、CPVC树脂12份、CPE树脂2.67份、内润滑剂 0.95份、外润滑剂0.83份以及稳定剂7.01份，加入到搅拌机，以600r/min的速度混合搅拌5min，在转入密炼机密炼30min，然后转入开炼机开练20min，需要注意的是，密炼过程的温度不宜超过130℃，开炼过程的温度不宜超过125℃，最后挤出得到基材板；
S2：PVC浸渍玻纤膜的制备：根据PVC浸渍玻纤膜要求计算出所需的玻璃纤维用量，然后将所需的玻璃纤维置于纱架上；在牵引机的牵引作用下，玻璃纤维依次穿过集纱板、展纱板，展纱后，玻璃纤维经过装有PVC树脂胶的浸胶槽，以进行浸胶处理；经过浸胶处理后的玻璃纤维，再经冷却固化、收卷得到PVC浸渍玻纤膜；
S3：将耐磨层、彩膜层、PVC浸渍玻纤膜、基材板依次叠放，热压后在相对湿度在45%~55%、温度25~30℃的环境下养生36h得到石晶复合地板。
实施例4
一种石晶复合地板，包括从上到下依次设置的耐磨层1、彩膜层2、PVC浸渍玻纤层3和基材层4；所述PVC浸渍玻纤层3的厚度为0.10mm，所述的耐磨层1为PMMA膜。
所述基材层4由如下重量份的原料制成：填料200份、PVC树脂50份、内润滑剂2份、外润滑剂1.5份以及稳定剂10份、CPVC树脂20份以及CPE树脂5份。
所述的填料为长度在5~25μm，长径比约为5~10的玻纤粉。
所述的PVC为PVC SG-5型。
所述的内润滑剂为G60。
所述的外润滑剂为PE蜡。
一种石晶复合地板的制备方法，包括以下步骤：
S1：基材层4的制备：称量填料200份、PVC SG-5型树脂50份、CPVC树脂20份、CPE树脂5份、内润滑剂 2份、外润滑剂1.5份以及稳定剂10份，加入到搅拌机，以600r/min的速度混合搅拌5min，在转入密炼机密炼30min，然后转入开炼机开练20min，需要注意的是，密炼过程的温度不宜超过130℃，开炼过程的温度不宜超过125℃，最后挤出得到基材板；
S2：PVC浸渍玻纤膜的制备：根据PVC浸渍玻纤膜要求计算出所需的玻璃纤维用量，然后将所需的玻璃纤维置于纱架上；在牵引机的牵引作用下，玻璃纤维依次穿过集纱板、展纱板，展纱后，玻璃纤维经过装有PVC树脂胶的浸胶槽，以进行浸胶处理；经过浸胶处理后的玻璃纤维，再经冷却固化、收卷得到PVC浸渍玻纤膜；
S3：将耐磨层、彩膜层、PVC浸渍玻纤膜、基材板依次叠放，热压后在相对湿度在45%~55%、温度25~30℃的环境下养生36h得到石晶复合地板。
对比例1
一种普通石晶复合地板，包括从上到下依次设置的耐磨层、彩膜层、PVC浸渍玻纤层和基材层；基材层配方如下重量份的原料制成：
重钙175份、PVC SG-5型 50份、CPE 2.67份、G60 0.95份 、PE蜡 0.83份、钙锌稳定剂7.01份。
制备方法同实施例1，相应原料取消。
对比例2
一种普通石晶复合地板，包括从上到下依次设置的耐磨层、彩膜层和基材层；基材层配方如下重量份的原料制成：
玻纤粉175份、PVC SG-5型 50份、CPE 2.67份、G60 0.95份 、PE蜡 0.83份、钙锌稳定剂7.01份。
制备方法同实施例1，相应步骤取消。
针对上述地板，发明人做了如下实验：
1、测定维卡软化点：按照GB/T 1633-2000所提供的方法进行测试；
2、测试地板瞬时纵向和横向热膨胀率按照GB/T 24508-2009 测试，其中加热处理后的样品需立刻测量横纵向尺寸；
3、地板表面耐冷热性能测试：按照GB/T17657-2013中所提供的方法进行试验：a、从上述实施例及对比例中各取一块地板，用脱脂纱布蘸少许乙醇将地板表面擦净、晾干。将试件置于温度(80±2)℃的干燥箱内处理(120±10)min，再在温度为(-20±3)℃的冰箱中处理(120±10)min为一个周期。如此循环4个周期后，在室温下放置2h。b、在自然光线下，用正常视力(或矫正到正常视力)从任意角度观察试件表面情况（观察有无起皱、鼓泡、裂纹等现象）。测试结果如下表：
由上表不难看出本发明所提供的地板在受热膨胀方面较现有技术确实有所改善；添加CPVC后也确实提高了产品的维卡软化点；故本发明能够在应对复杂的温度环境时具备良好的尺寸稳定性；同时可以看出设置在彩膜层与基材层间的浸渍了PVC树脂胶的玻纤强化胶膜确实能够辅助表面装饰层抵抗环境冷热变化。
Claims (10)
1.一种石晶复合地板，其特征在于：包括从上到下依次设置的耐磨层（1）、彩膜层（2）、PVC浸渍玻纤层（3）和基材层（4）；所述基材层（4）由如下重量份的原料制成：填料150~200份、PVC树脂25~50份、内润滑剂 0.5~2份、外润滑剂0.5~1.5份以及稳定剂5~10份，所述填料的长径比为n，长度为m，其中4≤n≤20、5μm≤m≤25μm。
2.根据权利要求1所述的一种石晶复合地板，其特征在于：所述的原料还包括10~20质量份CPVC树脂。
3.根据权利要求1所述的一种石晶复合地板，其特征在于：所述的填料选自玻纤粉、硅灰石粉、碳酸钙晶须中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种石晶复合地板，其特征在于：所述PVC浸渍玻纤层（3）的厚度为0.07~0.10mm。
5.根据权利要求1所述的一种石晶复合地板，其特征在于：所述的PVC选自PVC SG-4型、PVC SG-5型、PVC SG-6型、PVC SG-7型中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种石晶复合地板，其特征在于：所述的原料还包括1~5份CPE树脂。
7.根据权利要求1所述的一种石晶复合地板，其特征在于：所述的耐磨层（1）选自PU膜、PET膜中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种石晶复合地板，其特征在于：所述的内润滑剂选自G10、G15、G16、G32、G60、硬脂酸酰胺、EBS中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种石晶复合地板，其特征在于：所述的外润滑剂选自PE蜡、低分子PTFE中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的一种石晶复合地板的制备方法，包括以下步骤：
S1、基材层的制备：称量填料150~200份、PVC树脂25~50份、内润滑剂 0.5~2份、外润滑剂0.5~1.5份以及稳定剂5~10份，制成基材板；
S2、PVC浸渍玻纤膜的制备：将玻璃纤维以及PVC树脂为原材料通过拉挤成型工艺生产得到；
S3、复合：将耐磨层、彩膜层、PVC浸渍玻纤膜、基材板依次叠放，热压制得石晶复合地板。
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