CN115847969A - 一种高分子发泡改性防水复合地板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高分子发泡改性防水复合地板及其制备方法，属于复合材料制备技术领域，由改性高分子基板、表面装饰板以及连接两者的胶粘剂组成，所述高分子基板由改性高分子颗粒、植物纤维和胶粘剂组胚热压得到；所述改性高分子颗粒由PVC树脂、聚氨酯树脂和改性树脂组成，所述改性树脂以超支化聚乙烯亚胺和具有增强作用的氨基化改性石墨烯为胺基原料，以二季戊四醇六丙烯酸酯为交联剂，通过共轭加成反应制得，通过共混改性树脂后发泡，降低发泡产物的透水持水，在不影响基板表面可粘结性的同时实现有效防水。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种高分子发泡改性防水复合地板及其制备方法。
背景技术
室内地面铺装材料一般为各种木质地板或复合木地板，木质地板的触感比较舒适，但容易吸水膨胀或干燥变形，在使用过程中常出现收缩、膨胀变形、起翘、开裂等问题，并且需要耗费大量木材，生产周期较长，成本较高，并且大量使用会破坏森林，不可持续。
复合地板主要是利用植物纤维和粘合剂及其它添加剂经混合挤压而形成的一种地板，其可通过简单的表面修饰板获得具有丰富色彩的表面和纹路，且成本较低。为进一步降低板材密度以及便于运输，还可以通过发泡制备为多孔板材，通过发泡虽降低了板重，但其防水防潮效果较差，尤其发泡后的高表面积使得在使用后容易渗水甚至在地板内引起霉变，因此需要对高分子发泡复合地板进行进一步防水处理。
现有技术中一般是从基板、修饰板以及胶粘剂上进行防水处理，针对基板的防水一般是选择防水性高分子或表面防水材料，但防水处理后的基板表面存在难以胶接的问题，通常需要特殊的胶粘剂，针对胶粘层的防水改性同样会降低其胶粘性能，而对于修饰板的表面防水改性则易受外力和使用磨损发生退化，难以持久维持良好的防水效果。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高分子发泡改性防水复合地板及其制备方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种高分子发泡改性防水复合地板，由改性高分子基板、表面装饰板以及连接两者的胶粘剂组成，所述高分子基板由改性高分子颗粒、植物纤维和胶粘剂组胚热压得到；
所述改性高分子颗粒由PVC树脂、聚氨酯树脂和改性树脂组成，其制备方法包括以下步骤：
（1）改性树脂制备
称取二季戊四醇六丙烯酸酯并溶解在四氢呋喃中，加入表面氨基化改性的石墨烯，超声分散至匀，得到悬浮液，加入质量分数为10-80%的支化聚乙烯亚胺溶液，搅拌升温至50-90℃，分散至匀后保温反应1-4h，反应产物以四氢呋喃洗涤，干燥后粉碎，得到所述改性树脂；
（2）发泡
将PVC树脂、聚氨酯树脂和所述改性树脂按比混合后熔融，经增压发泡成型后粉碎得到前体产物；
（3）防水处理
将所述前体产物以四氢呋喃洗涤，在冰水浴条件和减压条件下，将洗涤后的所述前体产物分散在溶解有脂肪伯胺的甲苯溶剂中，充分搅拌至无气泡溢出，离心分离所述前体产物，以无水乙醇淋洗除去表面溶剂后分散在聚乙二醇溶液中，升温至50-90℃并保温反应1-2h，反应完成后离心分离沉淀并以无水乙醇漂洗，干燥后制得所述改性高分子颗粒。
优选的，所述改性高分子颗粒中所述PVC树脂、所述聚氨酯树脂和所述改性树脂的质量比例为（3-5）：（1-2）：1。
优选的，所述二季戊四醇六丙烯酸酯与所述表面氨基化改性的石墨烯、所述支化聚乙烯亚胺的质量比例为（2-4）：（0.1-1）：10。
优选的，步骤（3）中所述脂肪伯胺的碳原子数在4-20。
优选的，所述脂肪伯胺在所述甲苯溶剂中的溶解浓度为0.1-0.3g/mL。
优选的，所述高分子基板中所述改性高分子颗粒、所述植物纤维和所述胶粘剂的质量比例为8：1：1。
优选的，所述植物纤维为剑麻、黄麻、亚麻、蕉麻、罗布麻中的一种或多种。
优选的，所述表面装饰板为木皮、竹皮、LVT板或浸渍纸。
优选的，所述胶粘剂为MDI胶。
本发明的另一方面在于提供一种所述高分子发泡改性防水复合地板的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备所述改性高分子颗粒，将所述改性高分子颗粒与植物纤维和胶粘剂充分混合后进行组胚热压，得到高分子基板；
S2、以胶粘剂将所述高分子基板与所述表面装饰板粘合组坯，冷压得到半成品，然后依次经过分片、砂光、开槽、油漆、包装，制得所述高分子发泡改性防水复合地板。
本发明的有益效果为：
针对现有的高分子发泡板存在的防水效果不佳或难以持久的问题，本发明提供一种高分子发泡改性防水复合地板，所述复合地板以聚氯乙烯和聚氨酯树脂为基体，通过共混改性树脂后发泡，仅在发泡产物的内表面引入活性基团并进行疏水改性，降低发泡产物的透水持水，在不影响基板表面可粘结性的同时实现有效防水，具体的，本发明聚氯乙烯和聚氨酯树脂的基础上，以超支化聚乙烯亚胺和具有增强作用的氨基化改性石墨烯为胺基原料，以二季戊四醇六丙烯酸酯为交联剂，通过共轭加成反应制得交联产物并作为改性树脂，其中，通过加入过量的丙烯酸酯基使得发泡产物的泡孔具有丙烯酰化的活性表面，基于多孔颗粒的吸附力吸附溶解有脂肪伯胺的油性溶剂，再利用微油相在水相溶剂中的相斥性将所述溶解有脂肪伯胺的油性溶剂包封在多孔颗粒内部并使升温反应，脂肪伯胺与具有丙烯酰化的活性表面在孔内反应加成，将疏水的脂肪基团接枝在孔道内部，实现发泡产物的内表面疏水改性，外表面则不参与所述改性，保留了树脂基体本身良好的可粘结性能，由本发明所述方法制得的复合地板兼轻质、防水、高强的特点，其防水、防火、环保、不易变形，所述基板易加工，可以与市面常规装饰板---木皮/竹皮/LVT/浸渍纸等轻易进行胶粘复合，使用范围广。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。本发明的实施例所用原料均为市售，如非特殊说明，各实施例相同名称的原料为同一来源和种类。
实施例1
一种高分子发泡改性防水复合地板，由改性高分子基板、表面装饰板以及连接两者的胶粘剂组成，所述高分子基板由改性高分子颗粒、植物纤维和胶粘剂组胚热压得到；
所述改性高分子颗粒由PVC树脂、聚氨酯树脂和改性树脂组成，其制备方法包括以下步骤：
（1）改性树脂制备
称取二季戊四醇六丙烯酸酯并溶解在四氢呋喃中，加入表面氨基化改性的石墨烯，超声分散至匀，得到悬浮液，加入质量分数为50%的支化聚乙烯亚胺（重均分子量20000-30000，支化度55-65%）溶液，搅拌升温至70-80℃，分散至匀后保温反应1-4h，反应产物以四氢呋喃洗涤，干燥后粉碎，得到所述改性树脂；
其中，所述二季戊四醇六丙烯酸酯与所述表面氨基化改性的石墨烯、所述支化聚乙烯亚胺的质量比例为4：0.3：10；
（2）发泡
将PVC树脂、聚氨酯树脂和所述改性树脂按质量比为4：1.2：1混合后熔融，经增压发泡成型后粉碎得到前体产物；
（3）防水处理
将所述前体产物以四氢呋喃洗涤，在冰水浴条件和减压条件下，将洗涤后的所述前体产物分散在溶解有1-十二胺的甲苯溶剂（溶解浓度为0.2g/mL）中，充分搅拌至无气泡溢出，离心分离所述前体产物，以无水乙醇淋洗除去表面溶剂后分散在1wt%聚乙二醇溶液中，升温至70-80℃并保温反应1-2h，反应完成后离心分离沉淀并以无水乙醇漂洗，干燥后制得所述改性高分子颗粒；
其制备方法包括以下步骤：
S1、制备所述改性高分子颗粒，将所述改性高分子颗粒与植物纤维和胶粘剂按质量比例为8：1：1充分混合后进行组胚热压，得到高分子基板；
S2、以胶粘剂将所述高分子基板与所述表面装饰板粘合组坯，冷压得到半成品，然后依次经过分片、砂光、开槽、油漆、包装，制得所述高分子发泡改性防水复合地板；
所述植物纤维为剑麻、亚麻的混合纤维；
所述表面装饰板为木皮、竹皮、LVT板或浸渍纸；
所述胶粘剂为MDI胶。
实施例2
一种高分子基板，由改性高分子颗粒、植物纤维和胶粘剂组胚热压得到，所述改性高分子颗粒由PVC树脂和聚氨酯树脂组成，其制备方法包括以下步骤：
（1）发泡
将PVC树脂和聚氨酯树脂按质量比为4：1.2混合后熔融，经增压发泡成型后粉碎得到前体产物；
（2）防水处理
将所述前体产物以四氢呋喃洗涤，在冰水浴条件和减压条件下，将洗涤后的所述前体产物分散在溶解有1-十二胺的甲苯溶剂（溶解浓度为0.2g/mL）中，充分搅拌至无气泡溢出，离心分离所述前体产物，以无水乙醇淋洗除去表面溶剂后分散在1wt%聚乙二醇溶液中，升温至70-80℃并保温反应1-2h，反应完成后离心分离沉淀并以无水乙醇漂洗，干燥后制得所述改性高分子颗粒；
所述高分子基板的制备方法包括以下步骤：
制备所述改性高分子颗粒，将所述改性高分子颗粒与植物纤维和胶粘剂按质量比例为8：1：1充分混合后进行组胚热压，得到高分子基板；所述植物纤维为剑麻、亚麻的混合纤维；所述胶粘剂为MDI胶。
实施例3
一种高分子基板，由改性高分子颗粒、植物纤维和胶粘剂组胚热压得到，所述改性高分子颗粒由PVC树脂、聚氨酯树脂和改性树脂组成，其制备方法包括以下步骤：
（1）改性树脂制备
称取二季戊四醇六丙烯酸酯并溶解在四氢呋喃中，加入表面氨基化改性的石墨烯，超声分散至匀，得到悬浮液，加入质量分数为50%的支化聚乙烯亚胺（重均分子量20000-30000，支化度55-65%）溶液，搅拌升温至70-80℃，分散至匀后保温反应1-4h，反应产物以四氢呋喃洗涤，干燥后粉碎，得到所述改性树脂；
其中，所述二季戊四醇六丙烯酸酯与所述表面氨基化改性的石墨烯、所述支化聚乙烯亚胺的质量比例为4：0.3：10；
（2）发泡
将PVC树脂、聚氨酯树脂和所述改性树脂按质量比为4：1.2：1混合后熔融，经增压发泡成型后粉碎得到所述改性高分子颗粒；
所述高分子基板的制备方法包括以下步骤：
S1、制备所述改性高分子颗粒，将所述改性高分子颗粒与植物纤维和胶粘剂按质量比例为8：1：1充分混合后进行组胚热压，得到高分子基板；所述植物纤维为剑麻、亚麻的混合纤维；所述胶粘剂为MDI胶。
实施例4
一种高分子基板，由改性高分子颗粒、植物纤维和胶粘剂组胚热压得到，所述改性高分子颗粒由PVC树脂和聚氨酯树脂组成，其制备方法包括以下步骤：
将PVC树脂和聚氨酯树脂按质量比为4：1.2混合后熔融，经增压发泡成型后粉碎得到所述改性高分子颗粒；将所述改性高分子颗粒与植物纤维和胶粘剂按质量比例为8：1：1充分混合后进行组胚热压，得到高分子基板；所述植物纤维为剑麻、亚麻的混合纤维；所述胶粘剂为MDI胶。
实验例
对实施例1-4所制备得到的高分子基板的密度、导热性能、力学性能和防水性能进行测试，其中，对各测试性能的进一步说明如下：
导热系数：将所述高分子基板切割为100mm×100mm的大小，在热传导仪中测定；
表观密度：以体积密度测试仪测定；
冲击强度：冲击试验机测定；
硬度：硬度计；
弯曲强度、拉伸强度：电子万能力学试验机测定；
吸水性：将高分子基板入烘箱干燥，降至室温后称重，浸于去离子水中24h后去除，擦去表面水，再次称重，计算吸水百分率，测试平行3次；
接触角：接触角测量仪测定；
测定结果如下表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 导热系数（W/m·K） | 0.11 | 0.12 | 0.11 | 0.14 |
| 表观密度（g/cm<sup>3</sup>） | 0.97 | 0.95 | 0.97 | 0.94 |
| 冲击强度（kJ/m<sup>2</sup>） | 3.5 | 3.2 | 3.4 | 3.0 |
| 硬度（HRL） | 93.2 | 88.4 | 92.9 | 88.5 |
| 弯曲强度（MPa） | 14.5 | 13.2 | 14.3 | 13.0 |
| 拉伸强度（MPa） | 8.3 | 7.7 | 8.0 | 7.4 |
| 吸水性（%） | 0.78 | 8.27 | 7.18 | 8.74 |
| 接触角（°） | 47.9 | 49.7 | 48.2 | 46.5 |
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种高分子发泡改性防水复合地板，其特征在于，由改性高分子基板、表面装饰板以及连接两者的胶粘剂组成，所述高分子基板由改性高分子颗粒、植物纤维和胶粘剂组胚热压得到；
所述改性高分子颗粒由PVC树脂、聚氨酯树脂和改性树脂组成，其制备方法包括以下步骤：
（1）改性树脂制备
称取二季戊四醇六丙烯酸酯并溶解在四氢呋喃中，加入表面氨基化改性的石墨烯，超声分散至匀，得到悬浮液，加入质量分数为10-80%的支化聚乙烯亚胺溶液，搅拌升温至50-90℃，分散至匀后保温反应1-4h，反应产物以四氢呋喃洗涤，干燥后粉碎，得到所述改性树脂；
（2）发泡
将PVC树脂、聚氨酯树脂和所述改性树脂按比混合后熔融，经增压发泡成型后粉碎得到前体产物；
（3）防水处理
将所述前体产物以四氢呋喃洗涤，在冰水浴条件和减压条件下，将洗涤后的所述前体产物分散在溶解有脂肪伯胺的甲苯溶剂中，充分搅拌至无气泡溢出，离心分离所述前体产物，以无水乙醇淋洗除去表面溶剂后分散在聚乙二醇溶液中，升温至50-90℃并保温反应1-2h，反应完成后离心分离沉淀并以无水乙醇漂洗，干燥后制得所述改性高分子颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种高分子发泡改性防水复合地板，其特征在于，所述改性高分子颗粒中所述PVC树脂、所述聚氨酯树脂和所述改性树脂的质量比例为（3-5）：（1-2）：1。
3.根据权利要求1所述的一种高分子发泡改性防水复合地板，其特征在于，所述二季戊四醇六丙烯酸酯与所述表面氨基化改性的石墨烯、所述支化聚乙烯亚胺的质量比例为（2-4）：（0.1-1）：10。
4.根据权利要求1所述的一种高分子发泡改性防水复合地板，其特征在于，步骤（3）中所述脂肪伯胺的碳原子数在4-20。
5.根据权利要求1所述的一种高分子发泡改性防水复合地板，其特征在于，所述脂肪伯胺在所述甲苯溶剂中的溶解浓度为0.1-0.3g/mL。
6.根据权利要求1所述的一种高分子发泡改性防水复合地板，其特征在于，所述高分子基板中所述改性高分子颗粒、所述植物纤维和所述胶粘剂的质量比例为8：1：1。
7.根据权利要求1所述的一种高分子发泡改性防水复合地板，其特征在于，所述植物纤维为剑麻、黄麻、亚麻、蕉麻、罗布麻中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种高分子发泡改性防水复合地板，其特征在于，所述表面装饰板为木皮、竹皮、LVT板或浸渍纸。
9.根据权利要求1所述的一种高分子发泡改性防水复合地板，其特征在于，所述胶粘剂为MDI胶。
10.根据权利要求1-9之一所述的一种高分子发泡改性防水复合地板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备所述改性高分子颗粒，将所述改性高分子颗粒与植物纤维和胶粘剂充分混合后进行组胚热压，得到高分子基板；
S2、以胶粘剂将所述高分子基板与所述表面装饰板粘合组坯，冷压得到半成品，然后依次经过分片、砂光、开槽、油漆、包装，制得所述高分子发泡改性防水复合地板。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117229591A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-15 | 苏州风载材料科技有限公司 | 一种pvc防水卷材及其制备方法 |
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2022
- 2022-12-20 CN CN202211636987.7A patent/CN115847969A/zh active Pending
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