CN1944509A - 改性泥弹性面材和皮材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种改性泥弹性面材和皮材的制备方法，是将泥土、改性剂、水、柔韧剂混合、搅拌均匀成胶体泥浆，将泥浆反复涂覆于52℃－182℃恒温模板上，直至达到所需厚度；水分完全挥发后起模，形成弹性面材；在形成的弹性面材下面复合一层无纺布或化纤网格布，形成皮材。本发明减少了对石油产品的完全依赖，无毒害气体挥发，得到一种低成本、高性能、绿色环保的建筑弹性面材和皮材。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，特别是用作具有弹性的体育场地面、家用、商用地面、路面和墙面铺装面材和工业用皮材的改性泥弹性面材和皮材的制备方法。
背景技术
目前的弹性建筑面材主要是聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、橡胶或其混合物等热塑性弹性体制品，目前的合成皮材主要是PU或PVC制品。这些制品实际上都是石油或橡胶的衍生物。对于完全依赖PVC、PU或PS作为原材料的制品，目前主要存在两大问题：
PU弹性面材广泛用于铺设跑道和运动场，但其中所含组分TDI/MDI具有挥发毒性，TDI是国际公认的剧毒的易挥发性毒物，跑道、运动场在铺设过程中及铺设后都会有游离TDI挥发到空气中，对人体产生毒害。MDI挥发性虽小于TDI，但仍存在一定毒性，可导致中度眼睛刺激和轻微的皮肤刺激造成过敏。另外，当温度达到40℃以上时，或是工作环境通风不良，将会增加其蒸气毒害性。聚氨酯弹性面材中还含有多种催化剂、二元胺类扩链剂、有机分子增塑剂、溶剂、橡胶配合剂、双苯溶剂等有毒有害化学物质。游离TDI和MDI可以在几年内挥发掉，但材料内有毒有害物质对人体的侵害及对环境造成的不良影响会在相当长的时间内存在。目前合成皮材的生产主要也采用溶剂型PU作为生产革品基层和面层的基本原料，这种类型的PU含有大量有机溶剂，对生产工人的健康有着严重影响。
二是原材料限制。随着石油资源的日渐枯竭，全部依赖石化产品的弹性建筑面材的生产必将受到影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺点，提供一种改性泥建筑弹性面材和皮材的制备方法，采用水溶性改性剂改性泥土而成，减少了对石油产品的依赖，无毒害气体挥发，是一种低成本、高性能、绿色环保的建筑弹性面材和皮材。
本发明的改性泥弹性面材和皮材的制备方法，是将泥土、改性剂、水、柔韧剂混合、搅拌均匀成胶体泥浆，将泥浆反复涂履于52℃-182℃恒温模板上，直至达到所需厚度；水份完全挥发后起模，形成弹性面材。
在形成的弹性面材下面复合一层无纺布或化纤网格布，成为皮材。
所成面材和皮材的表面图纹由模板的纹理决定。
所述各原料组分的重量份数如下：
泥土 30-70
改性剂 25-65
水 2-15
柔韧剂 1-6
交链剂 1-6
所述泥土没有特别要求，可以采用黄泥、红泥、黑泥、白泥、污泥等，本发明优选黄泥。
所述改性剂采用合成丁苯乳液及天然高分子物混合乳液、丙烯酸酯类高分子共聚乳液、具反应性基团的丙烯酸酯共聚物的高分子物乳液、自交链型丙烯酸酯共聚乳液、反应性丙烯酸酯多元共聚乳液、具有反应性的自交型丙烯酸酯乳液、复合型乳化体系丙烯酸酯类共聚物、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺三元共聚的稳定乳液、丙烯酸丁酯与丙烯腈共聚物乳液、丙烯酸酯类的共聚物乳液、丙烯酸及其酯的共聚高分子化合物等，本发明优选丙烯酸酯类高分子共聚乳液，采用市售产品，为水溶性乳液类，其固含量要求在30-55％重量之间。
所述柔韧剂主要用于提高面材的耐磨强度、弹性等性能，可以采用化工领域通用的柔韧剂，例如柔韧剂SF-10(双烷基二甲基季胺盐及乳化剂复配而成)、柔韧剂HC(阳荷性柔软乳化体)、柔韧剂KC(季铵盐型阳荷性活性剂)、柔韧剂ES(具有环氧基的阳荷性表面活性的乳化剂)、柔韧剂EST(具有环氧基的阳荷性表面活性剂)、柔韧剂SCM(烷基咪唑啉衍生物)，本发明优选柔韧剂C(有机硅表面活性剂)。
所述交链剂能与泥浆中的改性剂形成网状结构的坚牢护膜，还可以提高面材的耐磨擦性，并有助于泥浆的均匀性和得色量的提高。可以采用化工领域通用的交链剂，例如交链剂DE(具有环氧反应基的季铵高分子化合物)、交链剂MH(含烷基的三聚氰胺化合物)、交链剂EH(多胺多醇的低分子缩合物)。本发明优选交链剂EH(多胺多醇低分子缩合物)。
所述涂履还可以包括将泥浆直接涂履于复合木板、实木板上形成复合型弹性地面铺装材料或直接涂履于无纺布、化纤网格布上形成皮材，
由上述原料制成的弹性片材或弹性板材，或是由上述原料制成的片材或板材上面复合一层增强复合木板或实木板成为复合型弹性地面或墙面铺面材料，或是由上述原料制成的片材下面复合一层无纺布或化纤网格布，成为皮材。
用本发明方法生产得到的改性泥弹性面材的性能参数如下：
拉伸强度(MPa) 0.48-0.52
断裂伸长率(％) 227.2-246.2
冲击吸收(％) 0-35.9
垂直变形(mm) 0-1.07
抗滑值(BPN 20℃) 0-46
本发明与现有技术相比具有如优点：
1、本方法生产的改性泥弹性面材，用作如弹性跑道、运动场、弹性地板、弹性墙面贴面材料，具有无毒害气体挥发、弹性好、拉伸强度好、耐冲击、防滑、阻燃、吸音、耐老化，耐雨淋日晒的特性。
2、本方法生产的改性泥皮材在生产、使用过程无毒害气体挥发，具有耐磨损、耐老化的特性。
具体实施方式
实施例1：
泥土40％、丙烯酸酯类高分子共聚乳液51％、水5％、柔韧剂C(有机硅表面活性剂)2％、交链剂EH(多胺多醇的低分子缩合物)2％混合搅拌均匀成胶体泥浆，将泥浆反复涂履于120°C的恒温模板上，直至达到所需厚度后，即可起模，形成弹性跑道面层。所成弹性跑道面层的表面图纹由模板的纹理决定。
实施例2
泥土45％、丙烯酸酯类高分子共聚乳液45％、水5％、柔韧剂C(有机硅表面活性剂)3％、交链剂EH(多胺多醇低分子缩合物)2％混合搅拌均匀成胶体泥浆，将泥浆反复涂履于90℃的恒温模板上，直至达到所需厚度后，即可起模，形成弹性运动场面层。所成弹性运动场面层的表面图纹由模板的纹理决定。
实施例3
泥土52.5％、丙烯酸酯类高分子共聚乳液30％、水15％、柔韧剂C(有机硅表面活性剂)1％、交链剂EH(多胺多醇低分子缩合物)1.5％混合搅拌均匀成胶体泥浆，将泥浆反复涂履于80℃的恒温模板上，直至达到所需厚度后，即可起模，形成弹性墙面贴面材料。
实施例4：
泥土36％、丙烯酸酯类高分子共聚乳液55％、水6％、柔韧剂C(有机硅表面活性剂)1％、交链剂EH(多胺多醇低分子缩合物)2％混合搅拌均匀成胶体泥浆，将泥浆反复涂履于95℃的恒温模板上，直至达到所需厚度后，即可起模，形成弹性地面铺面材料。所成弹性地面铺面材料的表面图纹由模板的纹理决定。同时，也可直接把图文印刷在本弹性地面铺面材料面上，形成所需的表面图纹。
实施例5：
泥土36％、丙烯酸酯类高分子共聚乳液58％、水6％、柔韧剂C(有机硅表面活性剂)1％、交链剂EH(多胺多醇低分子缩合物)2％混合搅拌均匀成胶体泥浆，直接涂履于复合木板、实木板上形成弹性地面铺装材料。
实施例6：
泥土32％、丙烯酸酯类高分子共聚乳液55％、水8％、柔韧剂C(有机硅表面活性剂)2％、交链剂EH(多胺多醇低分子缩合物)3％混合搅拌均匀成胶体泥浆，直接涂履于无纺布或化纤网格布上，成为皮材。
实施例1生产得到的改性泥弹性跑道面材的物理参数如表1所示。
表1
实施例4生产得到的改性泥弹性面材进行急性经口毒性(LD50)实验：
给样后各剂量组小鼠未见不良反应，饮食活动正常，观察期内实验动物无死亡，获得雌、雄小鼠经口LD50＞21.5g/kgBW，送检样品改性泥建筑弹性面材属无毒级物质，结果见表2。
表2 改性泥弹性面材急性毒性试验结果
| 剂量(g/Kg BW) | 动物数(只) | 动物死亡(只) | ||
| 雌 | 雄 | 雌 | 雄 | |
| 21.5(实施例1)10.0(实施例2)4.64(实施例3)2.15(实施例4) | 5555 | 5555 | 0000 | 0000 |
本试验依据GB15193.3-2003《食品安全性毒理学评价程序和方法》。
Claims (7)
1、一种改性泥弹性面材的制备方法，其特征在于将泥土、改性剂、水、柔韧剂混合、搅拌均匀成胶体泥浆，将泥浆反复涂履于52℃-182℃恒温模板上，直至达到所需厚度；水份完全挥发后起模，形成弹性面材；
所述各原料组分的重量份数如下：
泥土 30-70
改性剂 25-65
水 2-15
柔韧剂 1-6
交链剂 1-6
所述改性剂采用丙烯酸酯类高分子共聚乳液、具反应性基团的丙烯酸酯共聚物的高分子物乳液、自交链型丙烯酸酯共聚乳液、反应性丙烯酸酯多元共聚乳液、具有反应性的自交型丙烯酸酯乳液、复合型乳化体系丙烯酸酯类共聚物、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺三元共聚的稳定乳液、丙烯酸丁酯与丙烯腈共聚物乳液、丙烯酸酯类的共聚物乳液、丙烯酸及其酯的共聚高分子化合物中的一种或一种以上混合物。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述柔韧剂采用双烷基二甲基季胺盐及乳化剂复配而成的柔韧剂SF-10、阳荷性柔软乳化体(柔韧剂HC)、季铵盐型阳荷性活性剂(柔韧剂KC)、具有环氧基的阳荷性表面活性的(乳化剂柔韧剂ES)、具有环氧基的阳荷性表面活性剂(柔韧剂EST)、烷基咪唑啉衍生物(柔韧剂SCM)、有机硅表面活性剂(柔韧剂C)中的一种或一种以上混合物。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述交链剂采用具有环氧反应基的季铵高分子化合物(交链剂DE)、含烷基的三聚氰胺化合物(交链剂MH)、多胺多醇的低分子缩合物(交链剂EH)、多胺多醇低分子缩合物(交链剂EH)中的一种或一种以上混合物。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于在所得到的面材上面复合一层复合木板或实木板。
5、一种改性泥弹性皮材的制备方法，其特征在于将泥土、改性剂、水、柔韧剂混合、搅拌均匀成胶体泥浆，将泥浆反复涂履于52℃-182℃恒温模板上，直至达到所需厚度；水份完全挥发后起模，形成弹性面材；在形成的弹性面材下面复合一层无纺布或化纤网格布，形成皮材；
所述各原料组分的重量份数如下：
泥土 30-70
改性剂 25-65
水 2-15
柔韧剂 1-6
交链剂 1-6
所述改性剂采用丙烯酸酯类高分子共聚乳液、具反应性基团的丙烯酸酯共聚物的高分子物乳液、自交链型丙烯酸酯共聚乳液、反应性丙烯酸酯多元共聚乳液、具有反应性的自交型丙烯酸酯乳液、复合型乳化体系丙烯酸酯类共聚物、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺三元共聚的稳定乳液、丙烯酸丁酯与丙烯腈共聚物乳液、丙烯酸酯类的共聚物乳液、丙烯酸及其酯的共聚高分子化合物中的一种或一种以上混合物。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述柔韧剂采用双烷基二甲基季胺盐及乳化剂复配而成的柔韧剂SF-10、阳荷性柔软乳化体(柔韧剂HC)、季铵盐型阳荷性活性剂(柔韧剂KC)、具有环氧基的阳荷性表面活性的(乳化剂柔韧剂ES)、具有环氧基的阳荷性表面活性剂(柔韧剂EST)、烷基咪唑啉衍生物(柔韧剂SCM)、有机硅表面活性剂(柔韧剂C)中的一种或一种以上混合物。
7、根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于所述交链剂采用具有环氧反应基的季铵高分子化合物(交链剂DE)、含烷基的三聚氰胺化合物(交链剂MH)、多胺多醇的低分子缩合物(交链剂EH)、多胺多醇低分子缩合物(交链剂EH)中的一种或一种以上混合物。
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