一种多层复合高耐磨和抗酸碱PVC地胶及其制备和应用

一种多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶及其制备和应用
技术领域
1.本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶及其制备与应用。


背景技术：

2.当今社会，我国城市化、工业化进程明显加快，由此不可避免地产生了大量的建筑垃圾，特别是难以生物降解的高分子聚合物材料如pvc等，如何合理地对其进行回收利用早已成为研究的热点。
3.而自上世纪80年代初，塑料地胶就伴随着我国高分子行业的迅猛发展被广泛用于办公室、宾馆、学校、工厂、幼儿园等公共场所，成为广受欢迎的地板产品。然而，随着全国各地大批现代化工业产区的不断涌现，工厂的更新迭代速度日益加快，对施工地面平整性要求高、不阻燃、耐磨性差的传统塑料地胶难以达到某些特殊工业地坪的要求。因此，如何将回收的建筑废弃高分子材料作为高耐磨、抗酸碱、耐冲击塑料地胶的原材料，使其能够满足当前绿色发展的号召和现代工业对地坪的实际需求，是建筑领域缓解建筑废弃垃圾处理压力的有效方式。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了提供一种多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶及其制备方法。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.本发明的技术方案之一提供了一种多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶，包括从上至下依次复合的环氧树脂表面耐磨层、玻纤增强pvc中间层、pvc弹性层和玻纤增强pvc基础层。
7.进一步的，所述的环氧树脂表面耐磨层采用双组分环氧树脂胶涂覆而成，其中，双组分环氧树脂胶中的a组分的各组分重量份数配比为：改性双酚a环氧树脂60～70份、活性稀释剂10～20份；
8.双组分环氧树脂胶中的b组分的各组分重量份数配比为：聚醚胺固化剂10～20份、聚酰胺固化剂5～10份、固化促进剂0.5～1份。
9.进一步的，所述的玻纤增强pvc基础层的各组分重量份数配比为：pvc回收料100份、增塑剂25～30份、稳定剂2～4份，玻璃纤维毡10～40份；
10.所述pvc弹性层的各组分重量份数配比为：pvc回收料100份、增塑剂45～50份、稳定剂2～4份；
11.所述玻纤增强pvc中间层的各组分重量份数配比为：pvc回收料100份、增塑剂30～40份、稳定剂3～5份、玻璃纤维5～15份。
12.更进一步的，所述的pvc回收料为建筑废弃pvc回收料，破碎研磨后常温下为白色固体，密度约为1.45g/cm2，成型收缩率0.1～0.5％，热变形温度70～90℃。
13.更进一步的，所述的玻璃纤维毡的厚度为1～1.5mm，纤维长度为15～18mm，短切纱层的厚度为0.5～1mm。
14.更进一步的，所述的玻璃纤维经硅烷基浸润剂浸润处理，单丝直径为5μm～25μm，抗拉强度在标准状态下是6.3～6.9g/d，密度为2.4～2.76g/cm3，含水率小于0.1％，短切率大于95％。
15.更进一步的，使用的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(dop)，密度为0.985g/cm2(25℃)，沸点为386℃(常压)。
16.更进一步的，所述的稳定剂为甲基锡热稳定剂(简称181)，色度不超过50，比重为1.17～1.18，锡含量为18～19％。
17.本发明的技术方案之二提供了一种多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶的制备方法，包括以下步骤：
18.(1)分别按各层组分计量比称取包括pvc回收料、增塑剂、稳定剂和/或玻璃纤维在内的各组分，按照先固体后液体的顺序加入高速混合机中混合，所得混合物料冷却后倒入密炼机中进行预塑化，随后送入挤出机中，进行混炼塑化，得到熔融塑化均匀的第一pvc混合料、第二pvc混合料和第三pvc混合料；
19.(2)将第一pvc混合料辊涂至玻璃纤维毡上，烘烤，得到玻纤增强pvc基础层；
20.(3)将第二pvc混合料送入压延机中压延成型，得到pvc弹性层；
21.(4)将第三pvc混合料送入压延机中压延成型，得到玻纤增强pvc中间层；
22.(5)将所得玻纤增强pvc基础层、pvc弹性层和玻纤增强pvc中间层一通送入三辊压光机中高温压合，得到复合层；
23.(6)将复合层印制图案后，在表面涂覆一层环氧树脂涂层，固化，冷却定型，即得到目标产物。
24.进一步的，步骤(5)中，高温压合的温度为170℃～180℃，压力为1.5mpa～2.0mpa。
25.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
26.1)本发明所述的多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶以建筑废弃高分子材料聚氯乙烯回收料为主要原料，其易于加工和操作，对设备要求低，能够有效缓解建筑废弃垃圾的处理压力，响应社会可持续发展的号召，对保护地球资源、倡导绿色装修，有广泛而积极的作用。
27.2)多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶较木质地板和大理石地板、瓷砖地板而言，易于安装铺设、易于维护清洁，且柔软、弹性好，触感舒适。较传统塑胶地板而言，是在其基础上做出了一次升级换代。该多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶的基础层玻璃纤维毡背衬凹凸感强，极大地提高了粘结强度，易于铺贴，同时其玻纤增强pvc基础层和玻纤增强pvc中间层形成了夹层结构，有效保证了材料的平整性和尺寸稳定性，抗重载、耐冲击、抗拉伸能力强；而pvc弹性层的回弹性好，可以有效降低噪音、提高路感舒适度；环氧树脂表面耐磨层则可以显著提高传统塑胶地板耐磨性差和不抗酸碱的局限性，有效提高耐重压、耐酸碱和耐腐蚀性能。
28.3)本发明所述的多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶符合现代化的审美需求，力求极简，也可以依据不同的使用环境和消费人群的审美需求在板材上喷绘、涂鸦、印刷不同图案，或者按照消费者提供的图纸进行设计定制，获得美观大方、实用性强、色彩鲜艳的个性
化多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶。
29.4)本发明所述的多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶可以用于不同的工业生产场所，满足不同场地的特殊性能需求，符合当下工业化和现代化的社会趋势，为我国工业产区现代化助力。另外近几年国内外众多研究者和企业对塑胶地板的关注度逐渐增加，发展趋势不断上升，在国内外的建筑材料市场中具有广阔的应用前景。
附图说明
30.图1为本发明的pvc地胶的结构示意图；
31.图2为多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶的制备流程图；
32.图3为各实施例制备的多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶的硬度；
33.图4为各实施例制备的多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶的耐磨性和抗酸碱性；
34.图中标记说明：
35.1-挤出机，2-上浆机构，3-玻纤增强pvc基础层，4-pvc弹性层，5-玻纤增强pvc中间层，6-三辊压光机，7-环氧树脂表面耐磨层。
具体实施方式
36.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
37.以下各实施例中，使用的玻璃纤维毡玻璃纤维层的厚度为1.2mm左右、纤维长度为15～18mm，短切纱层的厚度为0.7mm左右；
38.使用的玻璃纤维经硅烷基浸润剂浸润处理，单丝直径为5μm～25μm，抗拉强度在标准状态下是6.3～6.9g/d，密度为2.4～2.76g/cm3，含水率小于0.1％，短切率大于95％；
39.使用的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(dop)，密度为0.985g/cm2(25℃)，沸点为386℃(常压)；
40.使用的稳定剂为甲基锡热稳定剂(简称181)，色度不超过50，比重为1.17～1.18，锡含量为18～19％；
41.使用的环氧树脂涂层为双组分环氧树脂胶，其中，a组分为改性双酚a环氧树脂65份左右、活性稀释剂(采用苯基缩水甘油醚)15份左右，b组分为聚醚胺固化剂15份左右、聚酰胺固化剂7份左右、固化促进剂(采用甲基二乙醇胺)0.75份左右。
42.其余如无特别说明的原料或处理技术，则表明其均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。
43.实施例1
44.本实施例提供了一种多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶，如图1所示，包括从上至下依次复合的环氧树脂表面耐磨层7、玻纤增强pvc中间层5、pvc弹性层4和玻纤增强pvc基础层3；
45.整个制备工艺流程参见图2所示，具体如下：
46.(1)将计量好的建筑废弃pvc回收料、稳定剂、增塑剂、玻璃纤维等按照先固体后液体的顺序依次加入温度150℃、搅拌速度700r/min的高速混合机中混合，搅拌15min，使pvc
与助剂混合均匀，液体助剂被固体完全吸收，本实施例中，各层的物料配比如下：
47.玻纤增强pvc基础层3：pvc回收料100份、增塑剂28份、稳定剂3份；
48.pvc弹性层4：pvc回收料100份、增塑剂47份、稳定剂3份；
49.玻纤增强pvc中间层5：pvc回收料100份、增塑剂35份、稳定剂4份、玻璃纤维10份。
50.(2)将步骤(1)中物料冷却后倒入密炼机中进行预塑化，控制两辊轮间的剪切压力将粉体加工成块状，辊压时间170s，电流220a。
51.(3)将步骤(2)中冷却的呈块状的混合料输送至挤出机1中，进行混炼塑化，螺杆转速350r/min，螺杆各区温度200℃。
52.(4)各层的初步成型：
53.①
玻纤增强pvc基础层3：将步骤(3)中熔融塑化均匀的pvc糊浆传送至浆槽中，通过上浆机构2将糊浆辊涂到玻璃纤维毡上，上浆后的玻璃纤维毡经过烘烤室的高温烘烤形成pvc基层，烘烤温度150℃；
54.②
pvc弹性层4：将步骤(3)中熔融塑化均匀的混合料送入4m的压延机中压延成型，将物料压延成宽度2.5m、厚度3mm的片材；
55.③
玻纤增强pvc中间层5：将步骤(3)中熔融塑化均匀的混合料送入4m的压延机中压延成型，将物料压延成宽度2.5m、厚度1mm的片材
56.(5)将步骤(4)中所述的三种pvc层同时送入三辊压光机6中高温压合形成复合层，压合温度为170℃，压力值为1.7mpa。
57.(6)将步骤(5)中辊压成型的样品进行剥离，根据不同花纹需求分别置于不同图案的雕刻铜辊筒中，辊压时间25s，压力为3kg/cm2，辊压温度230℃，再将印好图案的样品送入120℃恒温烘箱中，烘干后取出。
58.(7)在步骤(6)中印好图案的多层复合pvc地胶半成品表面涂覆一层0.5mm厚的环氧树脂涂层，利用紫外线高压汞灯照射3h，灯管温度控制在500℃，照射固化的同时用水对基材、灯管和反射灯罩进行冷却处理。最后将固化完成的pvc地胶片材在室温下冷却定型30h，并切边、剪裁，每4m分段，回收利用边角料后，分卷并包装。
59.实施例2
60.与实施例1相比，将步骤(1)中pvc回收料、稳定剂、增塑剂、玻璃纤维等在高速混合机中搅拌混合时间改为20min，其他条件保持不变。
61.实施例3
62.与实施例1相比，将步骤(1)中pvc回收料、发泡剂、稳定剂、增塑剂等助剂在高速混合机中搅拌速度改为900r/min，其他条件保持不变。
63.实施例4
64.与实施例1相比，将步骤(2)中物料冷却后倒入密炼机中进行预塑化的辊压时间改为160s，其他条件保持不变
65.实施例5
66.与实施例1相比，将步骤(3)中挤出机的螺杆转速350r/min升为400r/min，其他条件保持不变。
67.实施例6
68.与实施例1相比，将步骤(3)中挤出机的螺杆各区温度改为220℃，其他条件保持不
变。
69.实施例7
70.与实施例1相比，将步骤(4)中玻纤增强pvc基础层的烘烤温度改为160℃，其他条件保持不变。
71.实施例8
72.与实施例1相比，将步骤(5)中三辊压光机的压合温度改为180℃，其他条件保持不变。
73.实施例9
74.与实施例1相比，将步骤(5)中三辊压光机的压力值改为1.5mpa，其他条件保持不变。
75.实施例10
76.与实施例1相比，将步骤(6)中辊压时间由25s降低至20s，其他条件保持不变。
77.实施例11
78.与实施例1相比，将步骤(6)中烘箱温度由120℃提高至140℃，其他条件保持不变。
79.实施例12
80.与实施例1相比，将步骤(7)中紫外线高压汞灯照射时间改为约2.5h，其他条件保持不变。
81.实施例13
82.与实施例1相比，将步骤(7)中室温下冷却定型时间由30h改为36h，其他条件保持不变。
83.实施例2-13中获得的多层复合高耐磨和抗酸碱pvc地胶与实施例1的产品具有类似的性能。
84.图3和图4分别给出了在各实施例条件下制得的多层复合pvc地胶关于硬度、耐磨能力和耐酸碱能力的基本参数。通过对比不难发现，当pvc地胶的加工条件(实施例2-13)或组分配比(实施例14-15)被改变时，其硬度会在一定范围内波动，但得益于特有的多层复合结构，其耐磨性和抗酸碱性始终较为优异。
85.实施例14：
86.与实施例1相比，绝大部分都相同，除了本实施例中，各结构层的组分配比分别如下：
87.所述的玻纤增强pvc基础层的各组分重量份数配比为：pvc回收料100份、增塑剂25份、稳定剂2份，以及玻璃纤维毡；
88.所述pvc弹性层的各组分重量份数配比为：pvc回收料100份、增塑剂45份、稳定剂2份；
89.所述玻纤增强pvc中间层的各组分重量份数配比为：pvc回收料100份、增塑剂30份、稳定剂3份、玻璃纤维5份。
90.实施例15：
91.与实施例1相比，绝大部分都相同，除了本实施例中，各结构层的组分配比分别如下：
92.所述的玻纤增强pvc基础层的各组分重量份数配比为：pvc回收料100份、增塑剂30
份、稳定剂4份，以及玻璃纤维毡；
93.所述pvc弹性层的各组分重量份数配比为：pvc回收料100份、增塑剂50份、稳定剂4份；
94.所述玻纤增强pvc中间层的各组分重量份数配比为：pvc回收料100份、增塑剂40份、稳定剂5份、玻璃纤维15份。
95.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。