CN116376154A - 一种无卤阻燃pp硬质地板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无卤阻燃PP硬质地板及其制备方法，属于阻燃地板技术领域。本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：聚丙烯10～45％；无机阻燃剂50～80％；增韧剂1～15％；相容剂1～10％；抗氧剂0.1～0.6％；润滑剂0.5～2％。聚丙烯具有良好的加工性能、耐酸碱、耐化学试剂、耐高低温性能，聚丙烯分子结构中不含氯，具有良好的环保性能。本发明使用聚丙烯作为制备原料，所得PP硬质地板质量轻、防水性能好、尺寸稳定性好，高低温性能好、绿色环保。本发明通过添加50～80％的无机阻燃剂，能够赋予PP硬质地板高阻燃性，地板燃烧过程的氧指数>29％。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃地板技术领域，特别涉及一种无卤阻燃PP硬质地板及其制备方法。
背景技术
随着社会的快速发展，人们对室内铺地材料的环保要求越来越高。而最为常见的室内铺地装饰材料是聚氯乙烯(PVC)地板，PVC地板由于自身阻燃性好、尺寸稳定性好、颜色图案丰富及价格低廉等优点被广泛地应用在家庭、酒店、宾馆以及商业场所等，但是PVC分子结构含有氯原子，在成型加工以及燃烧过程中会产生氯化氢和二恶英等有毒气体，再者PVC地板大量添加DOTP等增塑剂对环境影响较大。
随着欧美等发达国家对PVC制品的进一步限制，需要进一步开发环保铺地材料以满足人们对环保性能的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种无卤阻燃PP硬质地板及其制备方法，本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板具有良好的环保性、阻燃性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种无卤阻燃PP硬质地板，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：
优选的，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：
优选的，所述聚丙烯的熔融指数为1～15g/10min，密度为0.89～0.91g/cm3。
优选的，所述无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、赤磷、氧化铝、氧化镁和氧化铁中的一种或几种；
所述无机阻燃剂的粒径为1000～5000目。
优选的，所述相容剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸脂偶联剂和PP接枝马来酸酐中的一种或几种；
所述增韧剂为乙烯丙烯无规共聚物、POE、SEBS和TPU中的一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂264和抗氧剂1076中的一种或几种；
所述润滑剂为石蜡、PE蜡、硬脂酸和硬脂酸钙中的一种或几种。
本发明提供了上述无卤阻燃PP硬质地板的制备方法，包括以下步骤：
将无卤阻燃PP硬质地板的原料混合，得到混合物料；
对所述混合物料进行双螺杆挤出成型，得到挤出板材；
对所述挤出板材进行热压成型和切割，得到无卤阻燃PP硬质地板。
优选的，所述热压成型为：将挤出板材作为中间层，与PP一体膜、PP平衡层同时热压成型；
所述热压成型的温度为150～180℃，热压压力为10～100bar，保温时间为20～60min。
优选的，所述热压成型后，还包括在PP一体膜表面进行淋膜处理，依次施加PP表面修复剂、PP附着底油和PP面油。
优选的，所述双螺杆挤出成型包括双螺杆挤出和板片成型，所述双螺杆挤出的温度为170～230℃，所述板片成型的温度为200～240℃。
优选的，所述切割后还包括对地板进行开槽，所述开槽扣型为普通扣和直落扣。
本发明提供了一种无卤阻燃PP硬质地板，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：聚丙烯10～45％；无机阻燃剂50～80％；增韧剂1～15％；相容剂1～10％；抗氧剂0.1～0.6％；润滑剂0.5～2％。聚丙烯具有良好的加工性能、耐酸碱、耐化学试剂、耐高低温性能，聚丙烯分子结构中不含氯，具有良好的环保性能。本发明使用聚丙烯作为制备原料，所得PP硬质地板质量轻、防水性能好、尺寸稳定性好，高低温性能好、绿色环保。本发明通过添加50～80％的无机阻燃剂，能够赋予PP硬质地板高阻燃性，地板燃烧过程的氧指数>29％。
本发明提供了上述无卤阻燃PP硬质地板的制备方法，此法操作简单，成本低廉，适合工业化批量生产。
具体实施方式
本发明提供了一种无卤阻燃PP硬质地板，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：
以质量百分含量计，本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板包括10～45％的聚丙烯，优选为12～40％，进一步优选为15～30％。在本发明中，所述聚丙烯优选为粉末聚丙烯或颗粒聚丙烯。在本发明中，所述聚丙烯的熔融指数优选为1～15g/10min，更优选为2～10g/10min；所述聚丙烯的密度优选为0.89～0.91g/cm3，更优选为0.9g/cm3。
以质量百分含量计，本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板包括50～80％的无机阻燃剂，优选为50～75％，进一步优选为60～70％。在本发明中，所述无机阻燃剂优选为氢氧化铝、氢氧化镁、赤磷、氧化铝、氧化镁和氧化铁中的一种或几种，所述无机阻燃剂的粒径优选为1000～5000目，更优选为2000～4000目。在本发明中，所述无机阻燃剂优选为氢氧化镁或者氢氧化镁与氢氧化铝的混合物。在本发明中，当所述无机阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝的混合物时，所述氢氧化镁和氢氧化铝的质量比优选为2～4:1，更优选为3:1。在本发明中，氢氧化镁以及氢氧化镁和氢氧化铝复合物在燃烧过程中分解脱水吸收大量的热量，降低材料燃烧区的温度抑制材料的燃烧，脱水汽化后的水蒸气稀释了产生的固体微粒和空气中的氧气含量这对材料有阻燃作用，分解后生成的金属氧化物覆盖在燃烧物表面降低了热传导和热辐射从而起到阻燃作用，同时还能大幅度地降低烟密度。
以质量百分含量计，本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板包括1～15％的增韧剂，优选为3～10％，更优选为5～8％。在本发明中，所述增韧剂优选为乙烯丙烯无规共聚物、POE、SEBS和TPU中的一种或几种。在本发明中，所述乙烯丙烯无规共聚物优选为埃克森美孚威达美弹性体，型号优选为威达美3588FL、威达美6102或威达美3980FL。
以质量百分含量计，本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板包括1～10％的相容剂，优选为1～5％，更优选为2～4％。在本发明中，所述相容剂优选为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸脂偶联剂和PP接枝马来酸酐(PP-MAH)中的一种或几种。
以质量百分含量计，本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板包括0.1～0.6％的抗氧剂，优选为0.1～0.5％，更优选为0.2～0.4％。在本发明中，所述抗氧剂优选为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂264和抗氧剂1076中的一种或几种。
以质量百分含量计，本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板包括0.5～2％的润滑剂，优选为0.5～1.5％，更优选为0.8～1.2％。在本发明中，所述润滑剂优选为石蜡、PE蜡、硬脂酸和硬脂酸钙中的一种或几种。
在本发明中，所述无卤阻燃PP硬质地板的厚度优选为3～10mm，更优选为5～8mm。
在本发明中，所述无卤阻燃PP硬质地板的上表面优选附着有PP一体膜，下表面优选附着有PP平衡层；所述PP一体膜表面优选覆盖有UV淋膜油。在本发明中，所述UV淋膜油的组成优选包括PP表面修复剂、PP附着底油和PP面油。
本发明提供了上述无卤阻燃PP硬质地板的制备方法，包括以下步骤：
将无卤阻燃PP硬质地板的原料混合，得到混合物料；
对所述混合物料进行双螺杆挤出成型，得到挤出板材；
对所述挤出板材进行热压成型和切割，得到无卤阻燃PP硬质地板。
本发明将无卤阻燃PP硬质地板的原料混合，得到混合物料。本发明优选使用高速混合机进行所述混合。在本发明中，所述混合的速率优选为800～1200转/分钟，更优选为900～1000转/分钟；混合时间优选为10～20min，更优选为15min。
在本发明中，所述混合后，所述混合物料为粉末状。本发明优选对所得粉末物料进行造粒，得到颗粒状混合物料。在本发明中，所述造粒使用的造粒机优选为平行双螺杆造粒机，长径比优选为36～42。本发明对所述造粒的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的造粒方式即可。
本发明对所述混合物料进行双螺杆挤出成型，得到挤出板材。在本发明中，所述双螺杆挤出成型优选包括双螺杆挤出和板片成型。在本发明中，所述双螺杆挤出使用的双螺杆挤出机的长径比优选为32～42。在本发明中，所述双螺杆挤出的主机转速优选为30～70转/min，更优选为40～60转/min；喂料转速优选为10～60转/min，更优选为20～50转/min。在本发明中，所述双螺杆挤出的温度为170～230℃，具体的，双螺杆挤出机9区温度分别为180～190℃、190～200℃、190～200℃、190～200℃、190～200℃、190～200℃、195～205℃、200～210℃、200～210℃。
本发明优选使用板片模具进行所述板片成型。在本发明中，所述板片模具的温度优选为200～240℃，更优选为210～230℃。
在本发明中，所述双螺杆挤出成型后，还优选包括对所得挤出板材进行冷却。本发明优选使用多辊压光冷却定型机进行所述冷却，所述冷却的温度优选为40～100℃，更优选为60～80℃。
对所述挤出板材进行热压成型和切割，得到无卤阻燃PP硬质地板。在本发明中，所述热压成型优选为：将挤出板材作为中间层，与PP一体膜、PP平衡层同时热压成型。
在本发明中，所述PP一体膜优选为聚丙烯薄膜；所述PP平衡层的原料组成包括：PP100份；增韧剂1～15份；氢氧化镁0～50份；抗氧剂0～0.6份；润滑剂0.2～1份。在本发明中，所述PP平衡层的厚度优选为0.1～1mm，更优选为0.4～0.8mm；在本发明中，所述PP平衡层主要用来热压时保持整个地板的平整，使其不易翘曲变形。
在本发明中，所述热压成型的温度优选为150～180℃，更优选为160～170℃；热压压力优选为10～100bar，更优选为30～70bar；保温时间优选为20～60min，更优选为30～50min。
在本发明中，所述热压成型后，还包括在PP一体膜表面依次施加PP表面修复剂、PP附着底油和PP面油。在本发明中，所述PP表面修复剂的主要成分是PP接枝马来酸酐的极性材料。在本发明中，所述PP表面修复剂的施加量优选为2～3g/m3，更优选为2.5g/m3。在本发明中，施加所述PP表面修复剂后，本发明优选进行红外烤干。在本发明中，所述PP附着底油的固含量优选为90～95％。
在本发明中，所述PP附着底油的主要成分包括聚丙烯、聚丙烯接枝马来酸酐、环氧基类极性物质中的一种或几种，还优选包括耐磨、抗污、抗菌、耐刮助剂。在本发明中，所述PP附着底油的固含量优选为90～95％。在本发明中，所述PP附着底油的施加方式优选为淋膜。在本发明中，所述PP附着底油的施加量优选为5～6g/m3，更优选为5.5g/m3。施加所述PP附着底油后，本发明优选进行紫外固化。
在本发明中，所述PP面油的主要成分包括为聚丙烯、聚丙烯接枝马来酸酐、环氧基类极性物质中的一种或几种，还优选包括耐磨、抗冲击、抗污、抗菌、耐刮助剂。在本发明中，所述PP面油的固含量优选为90～95％。在本发明中，所述PP面油的施加方式优选为淋膜。在本发明中，所述PP面油的施加量优选为9～11g/m3，更优选为10g/m3。施加所述PP面油后，本发明优选进行紫外固化。
本发明对所述切割的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的切割方式即可。在本发明中，所述切割后还优选包括对地板进行开槽，所述开槽扣型为普通扣和直落扣。
下面结合实施例对本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
无卤阻燃PP硬质地板的原料组成如下：
其中PP-MAH购自科艾斯化学有限公司。
无卤阻燃PP硬质地板的制备方法如下：
将上述各种原材料称量好后在高速搅拌机进行高速混合15min，将粉状混合物料加入75平行双螺杆板材挤出生产线喂料料斗中，然后挤出3.5～5mm厚板材，采用长径比为40的平双挤出机，75平双挤出机9区温度分别为180～190℃、190～200℃、190～200℃、190～200℃、190～200℃、190～200℃、195～205℃、200～210℃、200～210℃，板片模具温度210～230℃，中间的换网器、连接段、熔体泵、连接段的温度分别在200～210℃、210～220℃、210～220℃、210～220℃；三辊冷却定型轧光机温度分别在40～60℃、60～90℃、50～70℃；75平双挤出机喂料转速和主机螺杆转速分别在30～50转/分钟，50～70转/分钟。然后将挤出板材和PP一体膜以及PP平衡层热压成型，然后淋膜表面修复剂、PP附着底油、PP面油，然后按照尺寸要求锯切，然后开槽、贴缓冲泡棉，最后加工成无卤阻燃PP硬质锁扣地板。
实施例2
无卤阻燃PP硬质地板的原料组成如下：
无卤阻燃PP硬质地板的的制备方法与实施例1相同。
实施例3
无卤阻燃PP硬质地板的的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例的制备方法与实施例1制备方法基本相同，其不同之处在于配方中各种原料混配好后用75平双双螺杆造粒机造粒，然后用造粒料生产板材。
对比例1
使用市售PVC SPC石塑锁扣地板作为对比，厂家为爱丽家居科技股份有限公司，规格型号为220×1210×5.0×0.3mm。实施例和对比例样品均为220×1210×5.0×0.3mm。
对比例2
对实施例、对比例所得地板的性能进行测试，所得结果见表1。
表1实施例、对比例所得地板的性能测试结果
以上性能测试方法参见标准ASTM F3261-17,EN ISO 16511,GB/T34440-2017。
由表1可以看出，本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板具有良好的尺寸稳定性、高低温性能以及良好的力学性能，这些性能与市售的PVC石塑锁扣地板相差无几。但是本发明提供的无卤阻燃PP硬质地板具有更好的阻燃性能，且不含氯元素，安全环保。
对比例2
该例做出来的样品多次测试达不到地板的阻燃要求。
对比例3
该例配方很难加工成型，即使通过造粒成型后的板材力学性能太差，不能满足作为地板的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无卤阻燃PP硬质地板，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃PP硬质地板，其特征在于，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：
3.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃PP硬质地板，其特征在于，所述聚丙烯的熔融指数为1～15g/10min，密度为0.89～0.91g/cm3。
4.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃PP硬质地板，其特征在于，所述无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、赤磷、氧化铝、氧化镁和氧化铁中的一种或几种；
所述无机阻燃剂的粒径为1000～5000目。
5.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃PP硬质地板，其特征在于，所述相容剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸脂偶联剂和PP接枝马来酸酐中的一种或几种；
所述增韧剂为乙烯丙烯无规共聚物、POE、SEBS和TPU中的一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂264和抗氧剂1076中的一种或几种；
所述润滑剂为石蜡、PE蜡、硬脂酸和硬脂酸钙中的一种或几种。
6.权利要求1～5任意一项所述无卤阻燃PP硬质地板的制备方法，包括以下步骤：
将无卤阻燃PP硬质地板的原料混合，得到混合物料；
对所述混合物料进行双螺杆挤出成型，得到挤出板材；
对所述挤出板材进行热压成型和切割，得到无卤阻燃PP硬质地板。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述热压成型为：将挤出板材作为中间层，与PP一体膜、PP平衡层同时热压成型；
所述热压成型的温度为150～180℃，热压压力为10～100bar，保温时间为20～60min。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述热压成型后，还包括在PP一体膜表面进行淋膜处理，依次施加PP表面修复剂、PP附着底油和PP面油。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出成型包括双螺杆挤出和板片成型，所述双螺杆挤出的温度为170～230℃，所述板片成型的温度为200～240℃。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述切割后还包括对地板进行开槽，所述开槽扣型为普通扣和直落扣。
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