CN115368690B - 一种pvc地板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PVC地板及其制备方法，以质量份数计，PVC地板的制备原料包括：PVC树脂粉45～100份；填充剂250～500份；回料60～90份；稳定剂5～15份；氯化聚乙烯0.5～4.0份；丙烯酸改性树脂2.5～6.5份；内润滑剂0.5～3份；以及外润滑剂0.5～3份本发明中在PVC地板的制备原料中添加了氯化聚乙烯，氯化聚乙烯的加入，使得PVC地板结构中的极性增加，提高了分子间的作用力，从而增加PVC地板的韧性。本发明中PVC地板的制备原料各成分及含量合理配置，使得PVC地板具有高韧性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体为一种PVC地板及其制备方法。
背景技术
PVC地板又称塑胶地板，是一种主要以PVC(聚氯乙烯)主要原料，加入填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等辅料，在片状连续基材上，经涂敷工艺或经压延、挤出或挤压工艺生产而成的地板。
在日常生活中，一些PVC地板通常存在着韧性差的缺点，导致PVC地板的使用时间一长，PVC地板容易出现开裂的情况，从而造成PVC地板的使用寿命缩短。
发明内容
基于此，有必要提供一种具有高韧性的PVC地板。
为实现上述目的，本发明提供一种技术方案：
一种PVC地板，其特征在于，以质量份数计，所述PVC地板的制备原料包括：
优选地，所述PVC树脂粉的数均分子量为75000～94000；所述PVC树脂粉的重均分子量为130000～155000；所述PVC树脂粉的聚合物分布宽度指数为1.6～1.9；所述PVC树脂粉的比浓黏度为100～115mL/g。
优选地，所述填充剂为300-500目的碳酸钙粉。
优选地，以质量份数计，所述PVC地板的制备原料还包括：
氯化聚氯乙烯35～50份。
优选地，所述回料中含有开槽灰，所述开槽灰的占比为25～35％。
优选地，所述氯化聚乙烯的氯含量为36～38％。
优选地，所述稳定剂包括钙锌稳定剂、铅盐复合稳定剂、有机锡类稳定剂、钡锌复合稳定剂和钾锌复合稳定剂中的至少一种。
优选地，所述外润滑剂为PE蜡。
优选地，所述内润滑剂为硬脂酸。
本发明还提供一种如上所述的PVC地板的制备方法，包括步骤：
将混合料加入高速搅拌机进行搅拌，待所述混合料的温度搅拌升温至110～120℃时，停止搅拌；
将搅拌后的所述混合料冷却至60～65℃，并将冷却后的所述混合料加入挤出机中挤出成型，得到所述PVC地板；
其中，所述混合料包括所述PVC树脂粉、所述填充剂、所述氯化聚乙烯、所述回料、所述稳定剂、所述丙烯酸改性树脂、所述内润滑剂和所述外润滑剂。
本发明的有益效果：
本发明中在PVC地板的制备原料中添加了氯化聚乙烯，氯化聚乙烯的加入，使得PVC地板结构中的极性增加，提高了分子间的作用力，从而增加PVC地板的韧性。本发明中PVC地板的制备原料各成分及含量合理配置，使得PVC地板具有高韧性。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例中，所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
一种PVC地板，以质量份数计，PVC地板的制备原料包括：
具体地，本发明中在PVC地板的制备原料中添加了氯化聚乙烯，氯化聚乙烯的加入，使得PVC地板结构中的极性增加，提高了分子间的作用力，从而增加PVC地板的韧性。本发明中PVC地板的制备原料各成分及含量合理配置，使得PVC地板具有高韧性。
更为具体地，氯化聚乙烯的分子链结构中存在两种链段：含有极性强的氯化链段和极性弱的PE链段；
其中，氯化链段与PVC结构相似，与PVC的相容性良好，PE链段在PVC之间起外润滑作用(延迟PVC的塑化)；
当PVC地板原料中氯化聚乙烯的添加量少时，氯化聚乙烯与PVC相容性良好的氯化链段的总量少，PE链段的外润滑的占主导地位，延迟了PVC地板体系的塑化；
随着氯化聚乙烯的增加，由于氯化聚乙烯表现出比PVC更早变软塑化的趋势和更高的黏度，大量氯化聚乙烯分子的提前变软塑化和更高黏度促使整个配方体系的黏度增加，黏度的提高预示着分子间的作用力更大，韧性更强。此时，氯化聚乙烯对整体PVC地板的黏度的影响克服了结构中PE链段的外润滑作用，使整个配方体系在更低的温度下开始塑化，对物料塑化起促进作用。
在一实施例中，PVC树脂粉的数均分子量为75000～94000；PVC树脂粉的重均分子量为130000～155000；PVC树脂粉的聚合物分布宽度指数为1.6～1.9；PVC树脂粉的比浓黏度为100～115mL/g。
具体地，限制PVC树脂粉的数均分子量的目的在于限制小分子在其中的数量，提高PVC分子的相对质量分数，更为具体地，PVC树脂粉的数均分子量越大，制得的PVC地板性能越好，但也相应的成本会更高，考虑到工业生产性价比的问题，通常采用数均分子量为75000～85000的PVC树脂粉；
限制PVC树脂粉的重均分子量的目的在于限制其分子量较大的部分占有较高的权重，提高分子质量平均分布；
聚合物分布宽度指数为重均相对分子质量(Mw)/数均相对分子质量(Mn)，限制PVC树脂粉的分布宽度指数的目的在于限制分子质量平均分布；
限制PVC树脂粉的比浓黏度目的在于限制溶液与溶剂黏度之间的差值，稳定树脂的浓度，提高稳定性。
通过对PVC树脂粉的上述限制，使得PVC树脂粉的数值分子量集中，提高PVC地板的挤出稳定性。
在一实施例中，填充剂为300-500目的碳酸钙粉，作为优选地，碳酸钙粉为400目。
具体地，碳酸钙粉能增加PVC地板的强度，过粗的碳酸钙粉会导致PVC地板焦烧，过细的碳酸钙粉会导致成本会上升并且容易导致PVC地板过脆。
在一实施例中，以质量份数计，PVC地板的制备原料还包括15～25份氯化聚氯乙烯，且氯化聚氯乙烯的氯含量为65～70％。
具体地，氯化聚氯乙烯是由聚氯乙烯(PVC)树脂氯化改性制得，PVC(聚氯乙烯)树脂经过氯化后，分子键的不规则性增加、极性增加，使树脂的溶解性增大、化学稳定性增加，从而提高了材料的耐热性、耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀。提高了树脂的热变形温度的机械性能，氯化聚氯乙烯用于制备PVC地板时，可提高PVC底板的静曲强度及韧性。
在一实施例中，回料中含有开槽灰，开槽灰的占比为25～35％。
具体地，开槽灰为开槽工段环保风机的吸附料。回料中剩余部分为通过粉碎机处理得到的板材回收料。
更为具体地，加入开槽灰的比例过高，会导致过多的开槽灰吸附在PVC树脂溶剂中，从而造成PVC地板体系的黏度偏高，进而导致PVC地板挤出困难。
在一实施例中，氯化聚乙烯的氯含量为36～38％。
在一实施例中，稳定剂包括钙锌稳定剂、铅盐复合稳定剂、有机锡类稳定剂、钡锌复合稳定剂和钾锌复合稳定剂中的至少一种。
具体地，钙锌稳定剂的加工性能好，热稳定作用相当于铅盐类稳定剂，是一种良好的无毒稳定剂，且钙锌稳定剂的性价比高。
优选地，外润滑剂为PE蜡。具体地，采用低聚物蜡，具有粘度低、软化点高、硬度好、无毒、热稳定性好、分散性好且具有极优的外部润滑性的性能。
优选地，内润滑剂为硬脂酸。具体地，硬脂酸具有很好的润滑性和光、热稳定作用。
本发明还提供一种如上所述的PVC地板的制备方法，包括步骤：
S100.将混合料加入高速搅拌机进行搅拌，待混合料的温度搅拌升温至110～120℃时，停止搅拌。
S200.将搅拌后的混合料冷却至60～65℃，并将冷却后的混合料加入挤出机中挤出成型，得到PVC地板。
其中，混合料包括PVC树脂粉、填充剂、氯化聚氯乙烯、回料、稳定剂、氯化聚乙烯、丙烯酸改性树脂、内润滑剂和外润滑剂。
具体地，挤出机为锥形双螺杆挤出机，在并将冷却后的混合料加入挤出机中挤出成型的步骤中，其具体步骤为：
将冷却后的混合料放入储料仓，通过螺旋上料系统将储料仓输送至锥形双螺杆挤出机，从而将混合料加入锥形双螺杆挤出机挤出，挤出后经模具成型，再经定型过程，即得PVC地板。
其中，定型过程包括辊压延调整厚度、贴合彩膜以及耐磨层、压纹、切割，待切割结束后经背膜贴附后得到高强度高韧性的PVC地板。具体地，背膜为3倍发泡1mmIXPE蜂窝状静音膜。
更为具体地，锥形双螺杆挤出机的料筒控温在160～180℃，模具控温在200～220℃，模口冷却控温在100～140℃。
本发明设置实施例1～3以及对比例1～2，具体实施例1～3和对比例1～2的组分和重量份选择如表1所示。
表1具体实施例1～3和对比例1～2的组分和重量份选择
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | |
| PVC树脂粉 | 75 | 90 | 45 | 90 | 75 |
| 碳酸钙粉 | 250 | 295 | 295 | 297 | 250 |
| 氯化聚氯乙烯 | 45 | ||||
| 回料 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 稳定剂 | 7 | 10 | 10 | 5.8 | 6.8 |
| 氯化聚乙烯 | 2 | 1 | 1 | ||
| 丙烯酸改性树脂 | 2 | 4 | 4 | 5.4 | 2 |
| PE蜡 | 1.5 | 1.3 | 1.3 | 0.7 | 1.5 |
| 硬脂酸 | 1.5 | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.2 |
实施例1～3以及对比例1～2PVC地板的制备步骤如下：
S100.将混合料加入高速搅拌机进行搅拌，待混合料的温度搅拌升温至110～120℃时，停止搅拌。
S200.将搅拌后的混合料冷却至65℃，并将冷却后的混合料放入储料仓，通过螺旋上料系统将储料仓输送至锥形双螺杆挤出机，从而将混合料加入锥形双螺杆挤出机挤出，挤出后经模具成型，再经辊压延调整厚度、贴合彩膜以及耐磨层、压纹、切割处理，待切割结束后经3倍发泡1mmIXPE蜂窝状静音膜贴附后得到高强度高韧性的PVC地板。
其中，混合料包括PVC树脂粉、填充剂、氯化聚氯乙烯、回料、稳定剂、氯化聚乙烯和/或氯化聚氯乙烯、丙烯酸改性树脂、内润滑剂和外润滑剂；
PVC树脂粉的数均分子量为75000～85000；PVC树脂粉的重均分子量为130000～155000；PVC树脂粉的聚合物分布宽度指数为1.6～1.9；PVC树脂粉的比浓黏度为100～115mL/g；
碳酸钙粉为400目；
氯乙烯的氯含量为65～70％；
开槽灰的占比为25～35％；
氯化聚乙烯的氯含量为36～38％；
稳定剂为钙锌稳定剂；
外润滑剂为PE蜡；
内润滑剂为硬脂酸；
锥形双螺杆挤出机的料筒控温在160～180℃，模具控温在200～220℃，模口冷却控温在100～140℃。
将实施例1～3以及对比例1～2制备得到的PVC地板进行性能测试对比，具体测试项目以及测试结果对比如表2所示
表2实施例1～3以及对比例1～2的测试结果
注：此项轮椅测试要求达到6000转且没有任何缺陷(暗纹、裂纹均不允许出现)。
从对比测试结果分析，实施例1跟对比例2、实施例2跟对比例1对比来看，同等比例树脂下，加入氯化聚乙烯能够提高静曲强度以及弹性模量，并且脚轮椅测试能够得到提高，说明在PVC地板中加入氯化聚乙烯能够提高韧性；
由实施例3跟实施例2的实验数据对比来看，加入氯化聚氯乙烯能够提高静曲强度以及弹性模量，并且脚轮椅测试能够得到提高，说明在PVC地板中加入氯化聚氯乙烯能够提高韧性。
为了验证PVC树脂粉的数均分子量、重均分子量、聚合物分布宽度指数和比浓黏度对PVC地板性能的影响，现做如下测试试验，除了试验中的PVC树脂粉的数均分子量、重均分子量、聚合物分布宽度指数和比浓黏度之外，试验中所用的PVC地板的制备原料的组分和重量份数以及制备方法均与实施例2相同，性能试验结果如表3、表4、表5和表6所示。
表3 PVC树脂粉的数均分子量对PVC地板性能影响的试验结果
| 数均分子量分布/万 | 6.0～7.5 | 7.5～8.5 | 8.5～9.4 |
| 塑化时间/s | 30 | 37 | 45 |
| 平衡转矩/N·m | 1.0 | 1.5 | 3.0 |
| 最大转矩/N·m | 10.1 | 12.7 | 13.9 |
| 拉伸强度/MPa横向 | 20.5 | 22 | 23 |
| 断裂伸长率/％ | 250 | 350 | 375 |
| 直角撕裂强度/N·m | 73 | 72 | 67 |
从表3所示结果来看，PVC树脂粉的数均分子量分布在8.5～9.4万之间的综合性能最佳，考虑到性价比，用于工业生产时通常采用数均分子量分布在7.5～8.5的PVC树脂粉。
表4 PVC树脂粉的重均分子量对PVC地板性能影响的试验结果
| 重均分子量分布/万 | 11～13 | 13～15.5 | 15.5～17 |
| 塑化时间/s | 25 | 24 | 24 |
| 平衡转矩/N·m | 1.0 | 1.2 | 1.0 |
| 最大转矩/N·m | 10.2 | 10.7 | 10.4 |
| 拉伸强度/MPa横向 | 20 | 22 | 19 |
| 断裂伸长率/％ | 210 | 215 | 198 |
| 直角撕裂强度/N·m | 54 | 57 | 55 |
从表4所示结果来看，PVC树脂粉的重均分子量分布在13～15.5万之间的综合性能最佳。
表5 PVC树脂粉的聚合物分布宽度指数对PVC地板性能影响的试验结果
从表5所示结果来看，PVC树脂粉的聚合物分布宽度指数为1.6～1.9的综合性能最佳。
表5 PVC树脂粉的比浓黏度对PVC地板性能影响的试验结果
| 比浓黏度/(mL/g) | 85-100 | 100-115 | 115-130 |
| 塑化时间/s | 35 | 25 | 26 |
| 平衡转矩/N·m | 0.5 | 1.1 | 1.0 |
| 最大转矩/N·m | 8.3 | 10.4 | 10.4 |
| 拉伸强度/MPa横向 | 14 | 23 | 22 |
| 断裂伸长率/％ | 324 | 250 | 245 |
| 直角撕裂强度/N·m | 58 | 63 | 61 |
从表5所示结果来看，PVC树脂粉的比浓黏度为100～115mL/g的综合性能最佳。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种PVC地板，其特征在于，以质量份数计，所述PVC地板的制备原料包括：
所述回料中含有开槽灰，所述开槽灰的占比为25～35％；开槽灰为开槽工段环保风机的吸附料，回料中剩余部分为通过粉碎机处理得到的板材回收料；
所述PVC树脂粉的数均分子量为75000～94000；所述PVC树脂粉的重均分子量为130000～155000；所述PVC树脂粉的聚合物分布宽度指数为1.6～1.9；所述PVC树脂粉的比浓黏度为100～115mL/g；
所述填充剂为300-500目的碳酸钙粉。
2.根据权利要求1所述的PVC地板，其特征在于，以质量份数计，所述PVC地板的制备原料还包括：
氯化聚氯乙烯35～50份。
3.根据权利要求1所述的PVC地板，其特征在于，所述氯化聚乙烯的氯含量为36～38％。
4.根据权利要求1所述的PVC地板，其特征在于，所述稳定剂包括钙锌稳定剂、铅盐复合稳定剂、有机锡类稳定剂、钡锌复合稳定剂和钾锌复合稳定剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的PVC地板，其特征在于，所述外润滑剂为PE蜡。
6.根据权利要求1所述的PVC地板，其特征在于，所述内润滑剂为硬脂酸。
7.一种如权利要求1～6任意一项所述的PVC地板的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将混合料加入高速搅拌机进行搅拌，待所述混合料的温度搅拌升温至110～120℃时，停止搅拌；
将搅拌后的所述混合料冷却至60～65℃，并将冷却后的所述混合料加入挤出机中挤出成型，得到所述PVC地板；
其中，所述混合料包括所述PVC树脂粉、所述填充剂、所述氯化聚乙烯、所述回料、所述稳定剂、所述丙烯酸改性树脂、所述内润滑剂和所述外润滑剂，或所述混合料包括所述PVC树脂粉、所述填充剂、所述氯化聚乙烯、所述回料、所述稳定剂、所述丙烯酸改性树脂、所述内润滑剂、所述外润滑剂和氯化聚氯乙烯。
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