专利名称：一种新型硅纤多功能柔性装饰材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种新型硅纤多功能柔性装饰材料及其制备方法。具 体地说，本发明涉及一种耐酸碱、耐高低温、耐电弧、耐烟蒂灼烧、 防水、防油、防火、防滑、防涂鸦、防粘贴、隔音、隔热、无毒、无 味、具有生理惰性和抗菌自洁特点的新型硅纤多功能柔性装饰材料及 其制备方法。
背景技术：
传统装饰装饰材料以木地板、瓷砖、石材、油漆、涂料为基本体 系，这些材料多为天然材料，有一定的环保性，但同时也有着各自的 性能缺陷，如木地板遇水易变形、遇火易燃烧，瓷砖和石材因含有氡 会产生辐射，油漆涂料易脱落、易涂鸦，并且这些材料生产过程中能 耗高，原材料的资源日益匮乏，用新型装饰材料来补充和替代传统材 料成为必然趋势。
在发达国家，装饰材料中有机材料与无机材料的比例为80: 20， 在我国有机材料与无机材料的比例是20: 80，表明我国在有机装饰
材料发展方面有较大的差距。
到目前为止我国已引进了近3000条装饰材料生产线，形成了地 毯、橡塑地板、壁纸和涂料等材料的批量生产能力，但高端产品如弹 性橡塑运动地板仍然依赖于进口 。以橡胶、塑料、合成纤维等有机材料为主要材料复合制成新型装 饰材料成为今后装饰材料的发展方向和热点。
近年来我国有机装饰材料的研发生产已经取得了很多成果。专利. CN200310109134.9 公开了高分子环保型防滑地砖，以聚乙烯高分子
为主要原料通过聚合，解决了防滑、防火、防变形的问题，但未解决 聚乙烯材料不耐高低温、不耐老化的问题；专利:200610052599公开 了环氧地坪的制备方法，用环氧树脂和无机填料复合成整体地坪，解 决了耐磨、耐刮、耐老化问题，但存在着不耐高低温、不耐涂鸦的问 题；专利200610000698公开了橡胶弹性地板新型材料和制备方法， 以天然橡胶和丁苯橡胶等弹性高分子复合成装饰材料，解决了材料柔 软有弹性、隔音、防腐等问题，但未能解决天然橡胶不耐紫外线容易 老化的问题，同时天然胶由于以硫磺为硫化剂有一定气味，并且天然 胶中的胶原蛋白易与人体产生过敏。
在众多的弹性高分子材料中，聚氨酯、聚丙烯酸、天然橡胶因具 有良好的综合特性，被广泛的应用于装饰材料领域，但也有一定的局 限性，聚氨酯耐磨、耐刮但不耐高温，聚丙烯酸耐一定程度的高低温 但表面能较高易涂鸦，天然橡胶机械强度高但不耐老化、易龟裂。
硅橡胶是线性长链高分子聚合体，主链为硅氧链，侧链为有机基 团，其有如下特性-
1、 耐温特性Si-0键能为121千卡/克分子，耐高温300°C、 耐低温-6(TC、辐照下也不会断裂。
2、 耐候性Si-0分子链中无双键存在，不易被紫外线和臭氧分解，自然寿命为50年。
3、 电气绝缘性电介损耗、耐电压、电弧、电晕、体电阻和表 面电阻为同类材料的娇娇者，同时由于它的拒水性使电器设 备在潮湿条件下也能得到安全保障。
4、 生理惰性是已知最无活性的化合物，耐生物老化，与动物 无排异反应。
5、 低表面能疏水、防粘。 硅橡胶的弱点在于它的力学性能较差，但经过其它材料的化学修 饰和补强，可赋予其很好的功能性。
发明内容
针对目前装饰材料存在的不足，本发明提供了一种新型硅纤多功 能柔性装饰材料及其制备方法，目的就是在材料已有的装饰功能基础 上，具备更高的环保性和节能性，并赋予材料防粘防污等多种新功能。
本发明的目的是按下列方案实现的
首先，按节能环保性(权数为60)——综合功能性(权数为30) ——装饰性(权数为10)三因素中环保至上的降幂加权理念来筛选 材料，最终选择了自然界中丰度87%硅氧材料作为研发方向。
其次，以液体硅氧烷、超短纤维、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、 抗静电剂、交联剂、催化剂、阻燃剂和结构控制剂为主要成分。经密 炼、开炼、压延、印刷、复合、烘烤最后形成新型硅纤多功能柔性装 饰材料。
本发明具有下列优点1、 通过硅垸偶联剂为分子桥，使纤维和硅氧烷交联聚合成 为一个整体。硅氧烷对纤维进行外部包裹，屏蔽了纤维 分子链上的羟基、羧基、酰胺基等有机基团对水、色素
等极性物质的吸附使整体材料表现出生理惰性；长短纤 维错综排列使硅氧烷的平面和立体结构同时得到加强。
2、 在铂金催化剂作用下，硅氧垸端基中的乙烯基与交联剂 中的硅氢基团发生交联反应，形成稳定的网状结构。交
联反应式为
=Si-CH二CH2 + H-Si= Pt ESiCH2CH3-Si^
3、 由于纤维和纳米二氧化硅的同时补强以及阻燃剂和抗 静电剂等材料多元化配伍并协同作用、多种有机与无机 材料交联、杂化使材料同时具备了有机材料和无机材料 的综合特性
(1) 材料具备很好的环保性不含三苯、不含甲醛、不含重金
属、无异味、不与人体产生排异、无辐射。
(2) 材料具备多种功能
① 、耐高温30crc，耐低温-60°c。
② 、防水、防油、防火阻燃、耐烟蒂灼烧。
③ 、防污防粘，有超低表面能、可防止水渍、油渍、水彩笔、
油性笔、油漆、涂料的污染，能防止口香糖、乳胶、万 能胶、502强力胶等的粘附。
④ 、抗静电、耐电弧、耐电晕。(D、 耐酸碱、耐溶剂。
⑥ 、隔音。隔热、隔紫外线
⑦ 、有弹性抗冲击、防滑、防跌伤、能消除疲劳。
⑧ 、含光触媒材料，抗菌、自洁、不发霉。 ◎、 材料具有透明透光性。
(3)材料具有极高的装饰性
① 、外观奢华、图形生动、色彩丰富
② 、质感细腻、柔软有弹性。
◎、高强度、抗撕裂、耐磨、耐刮。
、整体性好。
◎、 不变形、不开裂、耐老化、材料寿命达50年 ⑥、易切割、易施工、易更换
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。 实施例1
取液体硅氧垸140份、纳米二氧化硅45份、纳米二氧化钛3份、 交联剂2份、阻燃剂15份、结构控制剂1.5份放入密炼机密炼20分 钟取出，在开炼机上加入1.5份铂金催化剂薄通3次，经压延成巻， 送入IR线烘烤10分钟得到一种新型硅纤多功能柔性装饰材料。
对该材料进行测试结果如下硬度ShA79、拉伸强度9.2Mpa、撕 裂强度16.4KN m-l伸长率220% 、阻燃测试19秒。实施例2、
取液体硅氧烷140份、超短纤维15份(经3%硅垸偶联剂预处
理)、纳米二氧化硅40份、纳米二氧化钛3份、交联剂2份、阻燃剂 15份、结构控制剂1.5份放入密炼机密炼20分钟取出，在开炼机上 加入1.5份铂金催化剂薄通3次，经压延成巻，送入IR线烘烤10分 钟得到 一种多功能装饰材料。
对该材料进行测试结果如下硬度ShA76、拉伸强度13.5Mpa、 撕裂强度22.8KN m-1、伸长率137% 、阻燃测试13秒。 实施例3、
取液体硅氧垸100份、超短纤维30份(经5%硅烷偶联剂预处 理)、纳米二氧化硅20份、纳米二氧化钛3份、交联剂2份、阻燃剂 30份、结构控制剂1.5份放入密炼机密炼40分钟取出，在开炼机上 加入1.5份铂金催化剂薄通3次，经压延成巻，送入IR线烘烤20分 钟得到一种多功能装饰材料。
对该材料进行测试结果如下硬度ShA72、拉伸强度18Mpa、撕 裂强度28.3KN m-L伸长率113%、阻燃测试5. 5秒。 实施例4、
取液体硅氧烷140份、超短纤维50份(经5%硅烷偶联剂预处理)、 纳米二氧化硅20份、纳米二氧化钛3份、交联剂2份、阻燃剂15份、 结构控制剂1.5份放入密炼机密炼20分钟取出，在开炼机上加入1.5 份铂金催化剂薄通3次，经压延成巻，送入IR线烘烤10分钟得到一种多功能装饰材料。
对该材料进行测试结果如下硬度ShA70、拉伸强度11.5Mpa、 撕裂强度18.7KN mi、伸长率106%、阻燃测试14秒。
实施结论添加超短纤维可以提高材料的拉伸强度和撕裂强度、 会降低伸长率，但当添加量超过50份时力学性能反而会下降；适当 增加阻燃剂用量能提高材料阻燃性能。
权利要求
1、一种新型硅纤多功能柔性装饰材料，主要由硅氧烷100-140份、超短纤维15-40份、纳米二氧化硅20-40份、纳米二氧化钛3-6份、抗静电剂1-5份、交联剂1-5份、阻燃剂15-40份、铂金催化剂1-3份和结构控制剂1-2份组成(按重量份数计算)。
2、 根据权利要求1所述的新型硅纤多功能柔性装饰材料，其特 征在于纤维和超短纤维是经过偶联剂预处理或硅氧垸交联的；偶联剂 是硅垸偶联剂乙烯基3-甲氧基硅垸，分子式CH2K:HSi (OCH3) 3; 硅氧垸是R (CH3) 2SiO[(CH3)2SiO]m[CH3)( CH=CH2) SIO]nSi (CH3) 2R，其中R可以是碳链长度在1-4的取代基；二氧化硅的粒径在 20-35nm之间；交联剂是聚甲基氢硅氧烷，分子式(CH3) 3-SiO-(SiO) n-Si- (CH3)3CH3;结构控制剂是羟基硅油，或者是甲基苯基二乙氧 基硅烷。
3、 根据权利要求1所述的新型硅纤多功能柔性装饰材料，其特 征在于是通过复合技术制备的。
4、 根据权利要求3所述的新型硅纤多功能柔性装饰材料，其制 备方法是按照重量份数取硅烷偶联剂A: 3-5份倒入100份水中调PH 值至3-3.5之间搅拌形成处理液Al;取定型纤维B: 15份浸入100 份A1中10分钟，取出烘干形成B1;取超短纤维C: 30份加入100 份Al中搅拌10分钟后过滤烘干形成CI 。
5、 根据权利要求3所述的新型硅纤多功能柔性装饰材料，其制备方法是将15份Bl浸入100份液体硅橡胶D中4分钟取出，送进 IR线130。C烘烤3分钟形成B2;将30份Cl放入100份D中搅拌生 成E。
6、 根据权利要求3所述的新型硅纤多功能柔性装饰材料，其制 备方法是取E: 130份、Si02: 25份、纳米二氧化钛4份、阻燃剂 20份、抗静电剂5份、交联剂2.5份、结构控制剂2份投入密炼 机进行40分钟密炼形成F。
7、 根据权利要求3所述的新型硅纤多功能柔性装饰材料，其制 备方法是将F在开炼机上加入铂金催化剂1.5份，包辊薄通三次生成 Fl。将F1通过压延机压出弹性基础层(未硫化)形成F2;将B2与 F2通过复合机进行复合并送入IR线用170。C烘烤3-10分钟形成F3。
8、 根据权利要求3所述的新型硅纤多功能柔性装饰材料,其制备 方法是将F3通过数码图像机进行图像喷绘形成F4
9、 根据权利要求3所述的新型硅纤多功能柔性装饰材料，其制 备方法是①将Fl通过压延机生成保护层F5;②将F4与F5通过复合 机复合生成F6。
10、 根据权利要求3所述的新型硅纤多功能柔性装饰材料，其制 备方法是将F6送入IR线用17(TC烘烤10-20分钟，形成F7。将F7裁边、包装、最后形成一种新型硅纤多功能柔性装饰材料。
全文摘要
本发明公开了一种新型硅纤多功能柔性装饰材料及其制备方法。本发明以硅氧烷、纺织纤维和超短纤维等有机高分子为主要原料，结合数码图像技术，通过特殊复合工艺加工成一种新型硅纤多功能柔性装饰材料，同时具备有机材料与无机材料的综合特性。可在功能材料(耐电弧地板、耐腐地板、耐紫外线吸音内饰)和普通装饰材料(硅纤地板、硅纤壁纸、硅纤贴面和台布、沙发面)以及硅纤野外防护用品等方面得到应用。
文档编号C08K13/00GK101575450SQ20091010781
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者朱录勤 申请人:朱录勤