CN115141429B - 一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜及制备方法 - Google Patents

一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜及制备方法，所述聚丙烯薄膜包括如下原料：聚丙烯、耐磨填料、抗氧剂、硅烷偶联剂、阻燃剂、增韧剂。本发明提供的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，在耐磨填料的作用下，薄膜具有良好的耐磨效果；所用的阻燃剂为膨胀型环保阻燃剂，阻燃效果优异；该阻燃剂由磷酸作为酸源，八羟基酞菁铜作为碳源、三聚氰胺作为氮源，是在一个分子中同时具备碳源、酸源和氮源的新的膨胀型环保阻燃剂，另外八羟基酞菁铜还是一种染料且具有良好的热稳定性，该阻燃剂可以避免染料的额外加入，还可以适应聚丙烯材料的高温加工。

Description

一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜及制备方法
技术领域
本发明涉及本发明涉及薄膜技术领域，更具体的说是涉及一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜及制备方法。
背景技术
地板越来越受到消费者的欢迎，其由木料或其他材料制作而成。目前的地板主要用于铺设于地面上。地板在铺设中，需要预留安装电缆穿孔等结构。在线缆穿设过程中对地板形成摩擦。这就要求，地板在使用前，需要设置一层具有耐磨、阻燃的薄膜，以保护地板表面。聚丙烯是一种常用的材料，但是其阻燃性能和耐磨性较差。鉴于此，提供一种环保、耐磨、阻燃性好的穿地板表面的聚丙烯薄膜成为本领域技术人员的产品开发方向。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜及制备方法。该薄膜不仅具有良好耐磨效果，而且能实现环保阻燃的目的。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，包括如下质量份数的原料：聚丙烯82～93份、耐磨填料3～8份、抗氧剂2～6份、硅烷偶联剂3～5份、阻燃剂20～30份、增韧剂2～5份。
所述阻燃剂制备方法为：
步骤1：把176g八羟基酞菁铜和294g磷酸混合，室温搅拌30min，再加热至90℃搅拌2h，得到阻燃中间体；
步骤2：把126g三聚氰胺加入500ml甲醇中完全溶解形成溶液；
步骤3：在回流状态下，把步骤1中的阻燃中间体缓慢加入步骤2的溶液中，4h加完，加完后再反应2h，降至室温，然后过滤、洗涤、干燥，并研磨至300目，得到阻燃剂。
具体的，所述环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，包括如下质量份数的原料：聚丙烯87份、耐磨填料6份、抗氧剂4份、硅烷偶联剂4份、阻燃剂25份、增韧剂3份。
具体的，所述耐磨填料为碳化硅、氮化硅、硅酸铝的组合物，碳化硅、氮化硅、硅酸铝的重量比为1:2～5:1～3；耐磨填料粒径为300目，形状为球形。
具体的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯类抗氧剂中的任意一种。
具体的，所述增韧剂为橡胶类增韧剂、聚烯烃弹性体类增韧剂和马来酸接枝聚乙烯类增韧剂中的任意一种。
本发明还提供了一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：选取原料，使用搅拌机在10～50rpm的转速下，进行充分搅拌60～120min；
步骤2：使用双螺杆挤出机将步1中搅拌后的材料在180～200℃的温度下挤出造粒，冷却60～120min；
步骤3：将步骤2中制备的材料在190～210℃的温度下挤出，拉伸成膜，冷却60～120min，得到厚度100～200μm的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜。
具体的，步骤3中，采用拉伸机进行拉伸成膜，所述拉伸机包括底板和设置于底板上端面两侧的侧板，两个侧板之间转动设置压紧轮组、第一导向轮、拉伸组件、第二导向轮以及装载轮，第一导向轮、第二导向轮上下错位设置，拉伸组件处于第一导向轮、第二导向轮之间。
具体的，拉伸组件包括转动设置于两个侧板上的转轮，转轮的两端均固定有转杆，转杆的两端分别穿过第一转轴、第二转轴的端部且转杆与第一转轴、第二转轴之间滑动连接，两个转杆、第一转轴、第二转轴构成一矩形结构，第一转轴上转动设置第一拉伸轮，第二转轴上转动设置第二拉伸轮，两个侧板的内侧设置有闭环的导轨，闭环设置的所述导轨由两段弧形结构的滑槽收尾相接构成，第一转轴、第二转轴的两端滑动设置于导轨内。
具体的，转轮的一端伸出侧板并固定连杆，连杆的另一端设置槽孔，槽孔内滑动设置插杆，与连杆相应设置的侧板的外侧面上设置有呈圆周分布的插槽，插杆与插槽相应设置。
具体的，步骤3中，采用拉伸机进行拉伸成膜，所述拉伸机包括底板1，底板下表面由上自下依次固定导向环、套筒，套筒内腔设有圆台，基座上方固定设置环柱，环柱向上延伸至圆台上方并插入导向环的导向孔，环柱上固定设有环块位于圆台和导向环之间，环柱外侧套设有弹簧，弹簧的两端分别固定连接基座和圆台。
本发明提供的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，在耐磨填料的作用下，薄膜具有良好的耐磨效果；所用的阻燃剂为膨胀型环保阻燃剂，阻燃效果优异，符合当今社会对阻燃剂的发展需求；该阻燃剂由磷酸作为酸源，八羟基酞菁铜作为碳源、三聚氰胺作为氮源，是在一个分子中同时具备碳源、酸源和氮源的新的膨胀型环保阻燃剂。另外八羟基酞菁铜还是一种染料且具有良好的热稳定性。该阻燃剂可以避免染料的额外加入，还可以适应聚丙烯材料的高温加工。
本发明通过拉伸机拉伸成膜，成膜效果好。通过改变材料膜在拉伸轮包覆角，进而提高材料膜与拉伸轮之间的摩擦力，达到拉伸的目的。另外，通过调整拉伸轮之间的距离，进一步提高拉伸效率和效果。
附图说明
图1为拉伸机结构示意图；
图2为拉伸组件结构示意图；
图3为插孔结构示意图；
图4为底座结构示意图。
图中，1、底板；2、侧板；3、压紧轮；4、第一导向轮；5、第二导向轮；6、第一拉伸轮；7、导轨；8；第二拉伸轮；9、转轮；10、连杆；11、转杆；12、第二转轴；13、第一转轴；14、插槽；15、底座；16、基座；17、套筒；18、弹簧；19、环柱；20、第一螺杆；21、导向环；22、第二螺杆；23、封帽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯类抗氧剂中的任意一种。所述增韧剂为橡胶类增韧剂、聚烯烃弹性体类增韧剂和马来酸接枝聚乙烯类增韧剂中的任意一种。
抗氧剂、增韧剂、硅烷偶联剂均是本领域常规使用的材料，对于实施例的测试结果并不产生重大影响。
为了验证本发明的具体效果，以下实施例和对比例均采用如下组分。其中抗氧剂为抗氧剂1076。增韧剂为橡胶类增韧剂丁腈橡胶。硅烷偶联剂选用kh560。
实施例1
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，包括如下质量份数的原料：聚丙烯82份、耐磨填料3份、抗氧剂2份、硅烷偶联剂3份、阻燃剂20份、增韧剂2份；
所述耐磨填料为碳化硅、氮化硅、硅酸铝的组合物，其重量比为1:2:1。耐磨填料粒径为300目，形状为球形。
所述阻燃剂制备方法为：
步骤1：把176g八羟基酞菁铜和294g磷酸加入带有搅拌的1000ml三口烧瓶中，室温搅拌30min，再加热至90℃搅拌2h，得到阻燃中间体；
步骤2：把126g三聚氰胺加入另一个1000ml三口烧瓶中，再加入500ml甲醇溶解完全后备用；
步骤3：在回流状态下，把步骤1中的阻燃中间体缓慢加入步骤2的溶液中，4h加完，加完后再反应2h，降至室温，然后过滤、洗涤、干燥，并研磨至300目，得到阻燃剂。
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按以上重量份计，选取原料，使用搅拌机在10rpm的转速下，进行充分搅拌60min；
步骤2：使用双螺杆挤出机将步1中搅拌后的材料在180℃的温度下挤出造粒，冷却60min；
步骤3：将步骤2中制备的材料在190℃的温度下挤出，拉伸成膜，冷却60min，得到厚度100μm的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜。
实施例2
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，包括如下质量份数的原料：聚丙烯87份、耐磨填料6份、抗氧剂4份、硅烷偶联剂4份、阻燃剂25份、增韧剂3份；
所述耐磨填料为碳化硅、氮化硅、硅酸铝的组合物，碳化硅、氮化硅、硅酸铝的重量比为1:3.5:2；耐磨填料粒径为300目，形状为球形。
所述阻燃剂制备方法同实施例1
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按以上重量份计，选取原料，使用搅拌机在30rpm的转速下，进行充分搅拌90min；
步骤2：使用双螺杆挤出机将步1中搅拌后的材料在190℃的温度下挤出造粒，冷却90min；
步骤3：将步骤2中制备的材料在200℃的温度下挤出，拉伸成膜，冷却90min，得到厚度150μm的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜。
实施例3
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，包括如下质量份数的原料：聚丙烯93份、耐磨填料8份、抗氧剂6份、硅烷偶联剂5份、阻燃剂30份、增韧剂5份；
所述耐磨填料为碳化硅、氮化硅、硅酸铝的组合物，碳化硅、氮化硅、硅酸铝的重量比为1:5:1；耐磨填料粒径为300目，形状为球形。
所述阻燃剂制备方法同实施例1。
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按以上重量份计，选取原料，使用搅拌机在50rpm的转速下，进行充分搅拌120min；
步骤2：使用双螺杆挤出机将步1中搅拌后的材料在200℃的温度下挤出造粒，冷却120min；
步骤3：将步骤2中制备的材料在210℃的温度下挤出，拉伸成膜，冷却120min，得到厚度200μm的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜。
对比例1
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，包括如下质量份数的原料：聚丙烯87份、耐磨填料6份、抗氧剂4份、硅烷偶联剂4份、增韧剂3份；
所述耐磨填料为碳化硅、氮化硅、硅酸铝的组合物，碳化硅、氮化硅、硅酸铝的重量比为1:3.5:2；耐磨填料粒径为300目，形状为球形。
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按以上重量份计，选取原料，使用搅拌机在30rpm的转速下，进行充分搅拌90min；
步骤2：使用双螺杆挤出机将步1中搅拌后的材料在190℃的温度下挤出造粒，冷却90min；
步骤3：将步骤2中制备的材料在200℃的温度下挤出，拉伸成膜，冷却90min，得到厚度150μm的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜。
各实施例中样品分别按照UL-94燃烧测试标准和烟密度测试标准GB/T8627进行阻燃性能烟密度测试，结果如下：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
阻燃等级 V-0 V-0 V-0 无等级
烟密度等级 26 24 25 39
从测试结果中可以看出，样品中加入阻燃剂后，阻燃性能明显提高且也降低了烟密度。
实施例4
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按以上重量份计，选取原料，使用搅拌机在30rpm的转速下，进行充分搅拌90min；
步骤2：使用双螺杆挤出机将步1中搅拌后的材料在190℃的温度下挤出造粒，冷却90min；
步骤3：将步骤2中制备的材料在200℃的温度下挤出，拉伸成膜，冷却90min，得到厚度150μm的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜。
采用如下拉伸机进行拉伸成膜。所述拉伸机包括底板1和设置于底板1上端面两侧的侧板2，两个侧板2之间转动设置压紧轮组3、第一导向轮4、拉伸组件、第二导向轮5以及装载轮，第一导向轮4、第二导向轮5上下错位设置，拉伸组件处于第一导向轮4、第二导向轮5之间。
拉伸组件包括转动设置于两个侧板2上的转轮9，转轮9的两端均固定有转杆11，转杆11的两端分别穿过第一转轴13、第二转轴12的端部且转杆11与第一转轴13、第二转轴12之间滑动连接，两个转杆11、第一转轴13、第二转轴12构成一矩形结构，第一转轴13上转动设置第一拉伸轮6，第二转轴12上转动设置第二拉伸轮8，两个侧板2的内侧设置有闭环的导轨7，闭环设置的所述导轨7由两段弧形结构的滑槽收尾相接构成，第一转轴13、第二转轴12的两端滑动设置于导轨7内。
转轮9的一端伸出侧板2并固定连杆10，连杆10的另一端设置槽孔，槽孔内滑动设置插杆，与连杆相应设置的侧板2的外侧面上设置有呈圆周分布的插槽14，插杆与插槽14相应设置。
使用时，材料膜经上、下设置的两个压紧轮构成的压紧轮组3，绕第一导向轮4，然后向下绕过第二拉伸轮8后，向上绕过第一拉伸轮6后，向上绕过第二导向轮5，经拉伸后缠绕在装载轮上形成所述聚丙烯薄膜。通过插杆带动连杆10带动转轮9转动，进而驱动转杆11转动，转杆11驱动第一转轴13、第二转轴12在导轨7内滑动，使得第一拉伸轮6、第二拉伸轮8相互靠近或远离，达到控制材料膜在第一导向轮4、第二导向轮5、第一拉伸轮6、第二拉伸轮8的包覆角产生较大的变化范围，提高材料膜的拉伸效果和拉伸效率。由于第一拉伸轮6、第二拉伸轮8相对于第一导向轮4、第二导向轮5产生方位的变化，使得处于第一导向轮4、第二导向轮5之间的材料膜的长度产生变化，实现拉伸材料膜的目的。
实施例5
一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按以上重量份计，选取原料，使用搅拌机在30rpm的转速下，进行充分搅拌90min；
步骤2：使用双螺杆挤出机将步1中搅拌后的材料在190℃的温度下挤出造粒，冷却90min；
步骤3：将步骤2中制备的材料在200℃的温度下挤出，拉伸成膜，冷却90min，得到厚度150μm的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜。
采用如下拉伸机进行拉伸成膜。所述拉伸机包括底板1，底板1下表面由上自下依次固定导向环21、套筒17，套筒17内腔设有圆台，基座16上方固定设置环柱19，环柱19向上延伸至圆台上方并插入导向环21的导向孔，环柱19上固定设有环块位于圆台和导向环21之间，环柱19外侧套设有弹簧18，弹簧18的两端分别固定连接基座16和圆台。
通过弹簧18上顶套筒17对拉伸机形成支撑，同时环柱19向上延伸并形成环块贴紧套筒17的圆台，保证套筒17的竖直，减小了套筒17与环柱19的磨损。环柱19向上插入导向环21的导向孔，提高了对底座1的正位作用，防止底座产生倾斜。弹簧18大大减轻了拉伸机产生的振动，提高了产品的生产的正品率。

Claims (9)

1.一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于，包括如下质量份数的原料：聚丙烯82～93份、耐磨填料3～8份、抗氧剂2～6份、硅烷偶联剂3～5份、阻燃剂20～30份、增韧剂2～5份；
所述阻燃剂制备方法为：
步骤1：把176g八羟基酞菁铜和294g磷酸混合，室温搅拌30min，再加热至90℃搅拌2h，得到阻燃中间体；
步骤2：把126g三聚氰胺加入500ml甲醇中完全溶解形成溶液；
步骤3：在回流状态下，把步骤1中的阻燃中间体缓慢加入步骤2的溶液中，4h加完，加完后再反应2h，降至室温，然后过滤、洗涤、干燥，并研磨至300目，得到阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于，包括如下质量份数的原料：聚丙烯87份、耐磨填料6份、抗氧剂4份、硅烷偶联剂4份、阻燃剂25份、增韧剂3份。
3.根据权利要求1所述的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于，所述耐磨填料为碳化硅、氮化硅、硅酸铝的组合物，碳化硅、氮化硅、硅酸铝的重量比为1:2～5:1～3；耐磨填料粒径为300目，形状为球形。
4.根据权利要求1所述的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯类抗氧剂中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于，所述增韧剂为橡胶类增韧剂、聚烯烃弹性体类增韧剂和马来酸接枝聚乙烯类增韧剂中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：选取原料，使用搅拌机在10～50rpm的转速下，进行充分搅拌60～120min；
步骤2：使用双螺杆挤出机将步骤1中搅拌后的材料在180～200℃的温度下挤出造粒，冷却60～120min；
步骤3：将步骤2中制备的材料在190～210℃的温度下挤出，拉伸成膜，冷却60～120min，得到厚度100～200μm的一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜；
步骤3中，采用拉伸机进行拉伸成膜，所述拉伸机包括底板(1)和设置于底板(1)上端面两侧的侧板(2)，两个侧板(2)之间转动设置压紧轮组(3)、第一导向轮(4)、拉伸组件、第二导向轮(5)以及装载轮，第一导向轮(4)、第二导向轮(5)上下错位设置，拉伸组件处于第一导向轮(4)、第二导向轮(5)之间。
7.根据权利要求6所述一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，拉伸组件包括转动设置于两个侧板(2)上的转轮(9)，转轮(9)的两端均固定有转杆(11)，转杆(11)的两端分别穿过第一转轴(13)、第二转轴(12)的端部且转杆(11)与第一转轴(13)、第二转轴(12)之间滑动连接，两个转杆(11)、第一转轴(13)、第二转轴(12)构成一矩形结构，第一转轴(13)上转动设置第一拉伸轮(6)，第二转轴(12)上转动设置第二拉伸轮(8)，两个侧板(2)的内侧设置有闭环的导轨(7)，闭环设置的所述导轨(7)由两段弧形结构的滑槽收尾相接构成，第一转轴(13)、第二转轴(12)的两端滑动设置于导轨(7)内。
8.根据权利要求7所述一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，转轮(9)的一端伸出侧板(2)并固定连杆(10)，连杆(10)的另一端设置槽孔，槽孔内滑动设置插杆，与连杆相应设置的侧板(2)的外侧面上设置有呈圆周分布的插槽(14)，插杆与插槽(14)相应设置。
9.权利要求6所述一种环保抗磨穿地板表层用阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3中，采用拉伸机进行拉伸成膜，所述拉伸机包括底板(1)，底板(1)下表面由上自下依次固定导向环(21)、套筒(17)，套筒(17)内腔设有圆台，基座(16)上方固定设置环柱(19)，环柱(19)向上延伸至圆台上方并插入导向环(21)的导向孔，环柱(19)上固定设有环块位于圆台和导向环(21)之间，环柱(19)外侧套设有弹簧(18)，弹簧(18)的两端分别固定连接基座(16)和圆台。
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