专利名称：高填充硬性聚氯乙烯地板砖及加工设备的制作方法
技术领域：
本发明提供了一种高填充硬性聚氯乙烯地板砖及加工设备。
目前我国有两种聚氯乙烯柔性地板砖，第一种为复膜聚氯乙烯地砖，厚度为1.25～1.5毫米，为三层结构，基层是聚氯乙烯与填料共混的软质层，中层为彩印纸或塑料图案层，厚0.08～0.1毫米，表层为硬质聚氯乙烯透明薄片，厚0.08～0.1毫米，上述复膜地砖实质为具有软基层的塑料片，其表面易产生永久性刻痕，并容易因复膜粘接不牢而起层，第二种为石英地板砖，厚度约为1.2毫米，石英地板砖的机械强度低，色彩单一，无透底花纹和镶嵌状花纹等。
目前公知的生产上述柔性地板砖的设备有高速混合机和塑料挤出机，上述设备在混炼填料比例大的原料时，因填料含量大，混合料融炼粘度太大，在混炼过程中易发生物料分解，烧毁现象，且挤出物不可避免地会产生“熔体破裂”和“挤边破裂”现象，因而国外均采用密炼机、开炼机、压延机等设备生产硬性聚氯乙烯地板砖，但上述设备的结构极其复杂，价格昂贵。
本发明的目的在于克服上述不足而提供一种高填充硬性聚氯乙烯地板砖及加工设备。
本发明提供了一种高填充硬性聚氯乙烯地板砖，以聚氯乙烯为原料，经添加稳定剂，增塑剂、润滑剂、填料和添加剂后，在冷掺混机中混料，送入混炼挤出机混炼挤出，最后压制成片状产品，各组份的配比如下(重量％比)聚氯乙烯18～22稳 定 剂1～1.35
增塑剂7～9填 料60～72添加剂1～2本发明中原料可以从粉料直接加入冷掺混机和混炼挤出机中，在受控剪切速率下得到均匀的混炼，使其树脂与填料间“浸润”、“包覆”良好，再通过压片机压片成型即得到地板砖。
上述各组份也可采用如下配比(重量％比)聚氯乙烯18～22稳 定 剂 1～1.35增 塑 剂 7～9填料60～72添 加 剂 1～2发 泡 剂 1～11按上述配方制出的产品适用于作为内墙装饰板。
上述聚氯乙烯采用聚氯乙烯3型与聚氯乙烯5型掺混；稳定剂为三盐、二盐、硬钡或热稳定剂；增塑剂为氯化石蜡；添加剂为聚乙烯——醋酸乙烯、氯化石蜡和氯化聚乙烯的共混物。本发明中采用氯化石蜡取代价格昂贵的二辛脂或二丁脂或环氧大豆油等增塑剂以及价格昂贵的偶联剂，如有机钛酸脂等，能够大大降低地板砖的成本。
上述填料为碳酸钙、高岭土、滑石、石英砂或工业废渣等，废物利用，价格低，使生产出的产品的价格极低。
生产上述地板砖的设备包括冷掺混机和混炼挤出机。
上述冷掺混机包括机架，机架上设置有翻转缸，翻转缸上有能够提起和压下的压盖，压盖的运动由设置在机架箱体上的下压油缸控制，翻转缸的翻转由设置在机架上的液压缸控制，翻转缸内为混合室，混合室内有能够相对转动的至少二螺旋体。两螺旋体中一螺旋体顺时针转动，一螺旋体逆时针转动，从而使混合室中的物料混合充分而不发生力分解和热分解，压盖提起时，能够向翻转缸内加料，在液压缸的作用下翻转缸翻转就能够将混合好的物料卸出。
上述两螺旋体分别套装在支承在混合室内的主动轴和从动轴上，主动螺旋体上的螺旋体为一右螺旋体，一左螺旋体，从动螺旋体上的螺旋体为一左螺旋体，一右螺旋体，主动螺旋体上的两螺旋体起于主动螺旋体的两端部，从动螺旋体上的两螺旋体起于从动螺旋体的中部。
上述混炼挤出机包括底座，底座上设置有变速箱，变速箱内有输出轴，输出轴与螺杆连接，螺杆设置在含至少一加料斗的螺筒内，螺筒上设置有加热器，螺筒通过支承件支承在底座上，螺杆的压缩比为1.9～3.2，从而能够避免螺杆发热烧毁，达到良好的塑化效果。螺杆导程与直径之比＜1。能够增加物料的受热时间和混炼度。若需添加嵌花粒料，需增加螺筒加料段的长度，再增设一加料斗。
上述螺杆头部有加花螺纹，螺杆内部开有孔，孔内有水管，以使螺杆芯部能够用水冷却，与螺杆加花段、混炼段相对应的螺筒为对开式的，螺筒的内表面开有纵向凹槽。采用对开式螺筒，装拆方便，便于掌握混炼情况以及根据填料成份变动而作适当的配方设计，同时也便于设备的清理和维修。螺筒内表面开纵向凹槽，能够提高粉料与粘流态融熔料的输送能力，并能够提高原料配比中填料的含量。
本发明具有如下特点1.本发明的产品具有防滑性能好，阻燃性能好，防水，重量轻，花纹透底，面积大，以及能够自磨光，步感舒适，安装拼缝很小，隔音隔热效果好，不龟裂，不起层，几何尺寸可随需要精确方便裁定，色彩绚丽、丰富多变以及使用期长等多种优越性能。上述地板砖可广泛用于宾馆、机场、商场、办公室、住宅、微机房、健身房以及有特殊要求的工厂，如纺织厂等。
2.上述地板砖在国内无厂家生产，目前国内同类产品均系进口。300毫米×300毫米×(2.1～3毫米)的，每块销售价为18元左右一片。本发明的每块地板砖按4.50元计，其原辅材料按市场零售价与批发价之间的中间价计，其经济效益指标如表1所示3.本发明的设备具有结构简单，经济实用的特点，且设备制成工期短，仅2.5个月。
4.本发明的生产占地少，用电省(200KW)，无废水，废气，废渣排放，地板砖的边角余料可以重复使用，无环境污染。
5.下面表2为生产本发明的设备与美国、日本、台湾同类设备的价格比较表6.下面表3为本发明的地砖的各项指标的测试结果。
7.为利用我国丰富的白土、高岭土、石灰石、浮石、硅藻土等资源开拓了广阔的前景。
表3本发明的地砖的各项指标的测试结果。
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
图1本发明中冷掺混机的结构示意图。
图2为图1的侧视结构示意图。
图3为图1沿A-A剖面的剖视结构示意图。
图4为图1沿B-B剖面的剖视结构示意图。
图5本发明中混炼挤出机的结构示意图。
图6为图5沿C-C剖面的剖面图。
图7混炼挤出机中螺筒的结构示意图。
图8混炼挤出机中螺筒的横剖面结构示意图。
图9混炼挤出机中螺杆的结构示意图。
实施例1本发明以聚氯乙烯为原料，经添加稳定剂、增塑剂、润滑剂、填料和添加剂后，在冷掺混机中混料，送入混炼挤出机混炼挤出，最后压制成片状产品，各组份的配比如下(重量％比)聚氯乙烯20稳定剂 1增塑剂 7填 料 71添加剂 1上述配方中聚氯乙烯为聚氯乙烯3型与聚氯乙烯5型掺混。稳定剂为三盐，增塑剂为氯化石蜡，添加剂为聚乙烯——醋酸乙烯、氯化石蜡和氯化聚乙烯的共混物，填料为碳酸钙。
加工上述高填充硬性聚氯乙烯地板砖的设备包括冷掺混机和混炼挤出机。冷掺混机包括机架1，机架1上有支承座2、3，支承座2、3内按通常的方式支承有轴承，其上有上盖4，从动轴16的一端与液压缸6内的活塞的活塞杆11连接，活塞在液压缸6内液压的作用下上下移时，使从动轴以主动轴为园心转动，从而将翻转缸5翻转，活塞在液压缸6内液压的反向作用下上移时，使反转，从而使翻转缸5回位，翻转缸5上有能够提起和压下的压盖7，压盖7上固连有导向柱8，导向柱8由箱体9导向，箱体9固连在机架1上，箱体9上固连有下压油缸10，下压油缸10内的活塞的活塞杆12固连在压盖7上，下压油缸10上部进油时，在油压的作用下，压盖紧紧地盖住翻转缸，下压油缸10下部进油时，油压将活塞向上顶起，活塞杆12提起压盖7，压盖7离开翻转缸5，压盖7内设置有一端与翻转缸5相通，另一端与外界相通的通气管13，以使翻转缸内物料所释放的气体能够释放出来，翻转缸5与压盖7之间有密封垫72。翻转缸内设置混合室14，混合室14内有主动轴15和从动轴16，主动轴15和从动轴16均通过铜套17，轴承套18和推力轴承19支承在支承座2、3上，主动轴15和从动轴16的轴向由圆螺母20定位。主动轴15由电动机和与之配合的摆线针轮减速器21和差速齿22驱动，摆线针轮减速器21通过联轴器23与电动机的输出轴连接，主动轴15通过设置在其上的齿轮24和与之啮合而设置在从动轴16上的齿轮25带动从动轴16转动，在主、从动轴15、16上均设置有主动螺旋体26和从动螺旋体27，主动螺旋体26上的上螺旋体为右螺旋体，下螺旋体为左螺旋体，上、下螺旋体均起于螺旋体26的两端部，从动螺旋体27上的上螺旋体为右螺旋体，下螺旋体为左螺旋体，从动螺旋体27的上、下螺旋体均起于从动螺旋体27的中部，主、从动螺旋体26、27上的螺旋体均为两圆柱面截割斜螺面而成。主、从动螺旋体26、27安装在主、从动轴15、16上，其轴向均由铜套28定位，铜套28支承在轴承套29内，轴承套29内还有与铜套28相接的压盖30，轴承套29与压盖30上开有相对应的孔，孔内有弹簧轴31，弹簧轴31上套装有弹簧32，弹簧32由设置在弹簧轴31上的螺母33限位，通过调节螺母33可调节铜套与主、从动螺旋体26、27的轴向间隔。在主、从动轴15、16上与铜套28和压盖30相接触的部位均有密封螺纹34、35，主动轴15的左端为右梯形螺纹34，右端为左梯形螺纹35，从动轴16的左端为左梯形螺纹35，右端为右梯形螺纹34。混合室底部有与外界相通的测温孔73。
所述混炼挤出机包括底座36，底座36上设置有变速箱37，变速箱37内通过轴承38支承有轴39，轴承38由端盖42定位，轴39端部有皮带轮40以与驱动装置连接，轴39上有与之制成一体的齿轮41，齿轮41与齿轮43相啮合，齿轮43装在轴44上，轴44通过轴承45支承在变速箱37上，轴承45由端盖46定位，轴44上还有齿轮47，齿轮47与齿轮48相啮合，齿轮48固连在输出轴49上，输出轴49通过轴承50、51、52支承在变速箱37上，输出轴49上固连有螺杆53，螺杆53置于含加料斗56的螺筒54内，螺筒54由加料段55，加花、混炼段57和出料段58构成，其中加花，混炼段57为对开式的，即由两个半圆筒形螺筒嵌合而成，并由螺钉59固连为一体，在螺筒58的内表面开有纵向凹槽60，加料斗置于螺筒的加料段55上，如需加嵌花粒料，需增加加料段螺筒的长度，需再设一加料斗。在螺筒54上设置有加热器61和侧温头62，螺筒54通过支承件63支承在底座36上，螺筒58端部有与螺筒58螺纹连接的螺筒帽64，螺杆53的压缩比为1.9～3.2，螺杆53的导程与直径之比＜1，在螺杆53头部有加花螺纹65，螺杆后部为混炼螺纹66。在螺杆53内部开有孔67，孔内有冷却水管68，冷却水管68装在水管架69上，水管架69与螺杆53之间有水封70，冷却水管68的端部接水源，冷却水经水管68进入螺杆53中部，从水管68末端流入孔67，经孔67流至进水端，由水管架69上所开孔流出。螺筒54上罩有外罩71。
实施例2实施例2与实施例1基本相同，所不同的在于各组份的配比不同，各组份的配比如下(重量％比)聚氯乙烯22稳定剂 1.35增塑剂 9填 料 65.65添加剂 2上述配方中稳定剂为二盐、填料为高岭土。
所用加工设备同实施例1。
实施例3实施例3与实施例1基本相同，所不同的在于各组份的配比不同，各组份的配比如下(重量％比)聚氯乙烯 21稳 定 剂 1.2增 塑 剂 8填料 68.3添 加 剂 1.5上述配方中稳定剂为硬钡，填料为滑石。
所用加工设备同实施例1。
实施例4本发明以聚氯乙烯为原料，经添加稳定剂、增塑料、润滑剂、填料、添加剂和发泡剂后，在冷掺混机中混料、送入混炼挤出机混炼挤出，最后制成内墙装饰板材，各组份的配比如下(重量％比)聚氯乙烯 18稳 定 剂 1增 塑 剂 7填料 72添 加 剂 1发 泡 剂 11上述配方中聚氯乙烯为聚氯乙烯3型与聚氯乙烯5型掺混。稳定剂为三盐、增塑剂为氯化石蜡，添加剂为聚乙烯—醋酸乙烯、氯化石蜡和氯化聚乙烯的共混物，填料为碳酸钙，发泡剂为偶氮二甲酸。
所用加工设备同实施例1。
实施例5实施例5与实施例4基本相同，所不同的在于各组份的配比不同，各组份的配比如下(重量％比)聚氯乙烯 22稳 定 剂 1.35增 塑 剂 90填料 60添 加 剂 2发 泡 剂 5.65上述配方中稳定剂为二盐，填料为高岭土。
所用加工设备同实施例1。
实施例6实施例6与实施例4基本相同，所不同的在于各组份的配比不同，各组份的配比如下(重量％比)聚氯乙烯20稳 定 剂1.2增 塑 剂8填料62添 加 剂1.5发 泡 剂7.3上述配方中稳定剂为硬钡，填料为滑石所用加工设备同实施例1。
表1
表2
表3测试项目 测试结果参考标准1.外观尺寸手拿刀片可切割成任何尺寸2.密度0.0018g/mm33.表面耐污性 可用抹布、肥皂、洗衣粉等洗涤 ISO 4586/2-19874.耐香烟灼烧性表面有微黑、黄斑 GB7911.10-875.燃烧性 阻燃6.加热尺寸稳定性 1.5～2.0％综合尺寸变化7.热膨胀系数 2.0×10-4GB4085-838.弯曲强度σ1.52N/mm2G81042-799.shore硬度 78～82HSD 与美国同类产品相比测试结果一致10.抗冲击性 不破裂 MAXWELL PLASTICLAMNATE LTD.
(ABC高级防火装饰板)11.耐急冷急热性 不起层不破裂 MAXWELL PLASTICLAMNATE LTD.
(ABC高级防火装饰板)12.自磨光性 划痕可磨去
权利要求
1.一种高填充硬性聚氯乙烯地板砖，以聚氯乙烯为原料，经添加稳定剂、增塑剂、润滑剂、填料和添加剂后，在冷掺混机中混料，送入混炼挤出机混炼挤出，最后压制成片状产品，各组份的配比如下(重量％比)聚氯乙烯 18～22稳 定 剂 1～1.35增 塑 剂 7～9填料 60～72添 加 剂 1～2
2.根据权利要求1所述的高填充硬性聚氯乙烯地板砖，其特征在于所述各组份的配比如下(重量％比)聚氯乙烯 18～22稳 定 剂 1～1.35增 塑 剂 7～9填料 60～72添 加 剂 1～2发 泡 剂 1～11
3.根据权利要求1或2所述的高填充硬性聚氯乙烯地板砖，其特征在于所述聚氯乙烯采用聚氯乙烯3型与聚氯乙烯5型掺混，稳定剂为三盐、二盐、硬钡或热稳定剂，增塑剂为氯化石蜡，添加剂为聚乙烯——醋酸乙烯、氯化石蜡和氯化聚乙烯的共混物。
4.根据权利要求1或2所述的高填充硬性聚氯乙烯地板砖，其特征在于所述填料为碳酸钙、高岭土、滑石、石英砂或工业废渣。
5.根据权利要求2所述的高填充硬性聚氯乙烯地板砖，其特征在于所述发泡剂为偶氮二甲酸。
6.根据权利要求1所述的高填充硬性聚氯乙烯地板砖的加工设备，其特征在于包括冷掺混机和混炼挤出机。
7.根据权利要求6所述的高填充硬性聚氯乙烯地板砖的加工设备，其特征在于所述冷掺混机包括机架，机架上设置有翻转缸，翻转缸上有能够提起和压下的压盖，压盖的运动由设置在机架箱体上的下压油缸控制，翻转缸的翻转由设置在机架上的液压缸控制，翻转缸内为混合室，混合室内有能够相对转动的至少二螺旋体。
8.根据权利要求6所述的高填充硬性聚氯乙烯地板砖的加工设备，其特征在于所述两螺旋体分别套装在支承在混合室内的主动轴和从动轴上，主动螺旋体上的螺旋为一右螺旋体，一左螺旋体，从动螺旋体上的螺旋为一左螺旋体，一右螺旋体，主动螺旋体上的两螺旋体起于主动螺旋体的两端部，从动螺旋体上的两螺旋体起于从动螺旋体的中部。
9.根据权利要求6所述的高填充硬性聚氯乙烯地板砖的加工设备，所述混炼挤出机包括底座，底座上设置有变速箱，变速箱内有输出轴，输出轴与螺杆连接，螺杆设置在含至少一加料斗的螺筒内，螺筒上设置有加热器，螺筒通过支承件支承在底座上，其特征在于所述螺杆的压缩比为1.9～3.2，螺杆导程与直径之比＜1。
10.根据权利要求6所述的高填充硬性聚氯乙烯地板砖的加工设备，其特征在于所述螺杆头部有加花螺纹，螺杆内部开有孔，孔内有水管，与螺杆加花段、混炼段相对应的螺筒为对开式的，螺筒的内表面开有纵向凹槽。
全文摘要
本发明提供了一种高填充硬性聚氯乙烯地板砖及加工设备，以聚氯乙烯为原料，经添加稳定剂、增塑剂、润滑剂、填料和添加剂后，在冷掺混机中混料后送入混炼挤出机混炼挤出，最后压制成片状产品，各组分的配比如下(重量％比)聚氯乙烯18～22，稳定剂1～1.35，增塑剂7～9，填料60～72，添加剂1～2，生产上述高填充硬性聚氯乙烯地板砖的加工设备为冷掺混机和混炼挤出机
文档编号E04F15/10GK1147050SQ9511301
公开日1997年4月9日 申请日期1995年10月5日 优先权日1995年10月5日
发明者杨重泰 申请人:杨重泰, 张德修