专利名称：聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革及其制备方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子聚合物材料，涉及一种聚氯乙烯地板革，是一种在聚氯乙烯地板革中加入耐磨颗粒和闪光多彩颗粒的装饰材料及制备方法。
背景技术：
聚氯乙烯地板革是以高分子聚合物聚氯乙烯(PVC)树脂、塑料增塑剂邻笨二甲酸二辛酯(DOP)、二丁酯(DBP)为主要原料，加入适量的稳定剂、色剂、及填充料(CaCO3)等辅助原料，按照产品配方，经计量、配制成混合料，经高速搅拌机搅拌、捏合后，加入到塑料挤出机中，进行挤塑。然后经过产品模具成型，再经过基布与PVC基体贴合，由压花机压花、冷却、卷曲后，制得的塑料制品。
聚氯乙烯地板革表面虽然具有一定的耐磨性，但还未达到比较高的耐磨效果。同时采用挤出或其它工艺方法生产的地板革，表面色泽都是单色，如果经贴膜、印刷等方法可得到多色的图案效果，但不长久，使用一段时间后，表面印刷上的图案或色泽就会被磨损掉。
发明内容
本发明为了克服现有地板革在耐磨性和色彩方面的不足，在制备现有地板革的材料中加入具有高耐磨性质的材料和与基体色泽不同的特制PVC颗粒，目的是提供一种聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革及其制备方法和装置。
本发明的地板革基体及基体的生产工艺，与PVC地板革相同。本发明为了提高地板革的耐磨性和改进PVC地板革装饰效果，在PVC地板革表面添加高耐磨性的材料和与PVC地板革基体色泽不同的特制PVC颗粒，使这种颗粒状耐磨材料和特制的PVC颗粒，与PVC地板革基体表面牢固、自然地结合在一起。
本发明所用的地板革基体是以高分子聚合物聚氯乙烯PVC树脂、塑料增塑剂如邻苯二甲酸二辛酯DOP、二丁酯DBP为主要原料，加入适量的稳定剂、色剂及填充料如CaCO3等辅助原料。本发明在上述地板革基体上加入高性能耐磨材料和多彩PVC颗粒，用于PVC地板革表面的修饰。选择耐磨性高于PVC的无机材料和多彩PVC颗粒，无机耐磨材料呈晶体片状颗粒，表面闪光。一种最佳选择是使用碳化硅SiC。
本发明选择具有高耐磨性能的无机类物质，作为增加PVC地板革表面耐磨性材料。无机类物质要表面光亮、闪光，用于PVC地板革表面的这种材料具体要求是色泽黑色、绿色，形状斜形、片状，颗粒细度30目～60目。
由于PVC与无机耐磨性材料分别为有机物和无机物，硬度和形态完全不同，二者缺乏相容性，结合力差。另外二者在结合时状态不同，PVC是熔融状，而无机耐磨材料是固体颗粒，二者结合是靠垂直压力。如果将无机耐磨材料的固体颗粒压入PVC基体，经外力作用，嵌入PVC基体的固体颗粒易脱落，失去增加表面耐磨性和闪光的作用。
为了解决上述问题，本发明是通过对无机耐磨材料的固体颗粒进行表面活化处理，增大固体颗粒与PVC基体的结合强度，避免固体颗粒从PVC基体上脱落。本发明用偶联剂作为无机耐磨材料表面活化处理剂。对于无机耐磨材料为SiC时，最佳的偶联剂为SG-Si900双氨基硅烷。
本发明固体颗粒表面活化处理的过程如下用稀释液将偶联剂按一定比例稀释，稀释后的偶联剂用做耐磨材料固体颗粒表面活化处理液。
采用混合搅拌法，对耐磨材料固体颗粒表面进行活化处理。将耐磨颗粒和表面活化处理液按比例配制后，用搅拌设备搅拌均匀后取出，在常温下挥发、凉干，这样耐磨颗粒的表面就形成了一种与PVC基体有较好亲合性膜层。在PVC基体为熔融状态时，与表面活化处理后的耐磨颗粒经压力结合在一起时，就达到了较好的结合牢度，PVC地板革基体在受外力作用时，耐磨颗粒不轻易脱落。
本发明的制备工艺同挤出法工艺生产PVC地板革过程基本相同，不同的是在成型和贴合步骤之间，增加了撒粒和表面加热步骤。
由于耐磨颗粒是一种硬度很高的耐磨材料，在采用挤出法工艺生产PVC地板革过程中，耐磨颗粒与PVC基体结合，只能采取将经活化处理后的耐磨颗粒，撒在PVC基体表面，然后热压，而不能采取将耐磨颗粒加入混合料中，再经挤出机进行挤塑成型的方法。加入混合料中的方法，虽然能使耐磨颗粒在PVC基体中分布比较均匀，但原料在挤出机内挤塑时，耐磨颗粒对挤出螺杆及模具内腔体，有严重的磨损，损伤设备。本发明是在制备PVC地板革工艺中的成型后增加撒粒和表面加热两步。其工艺流程如图5所示。
本发明在撒粒过程中所用的装置为撒粒机，撒粒机由调速电机1和2、减速机3、耐磨颗粒料槽4、撒料手辊筒5和7、挡料板6、多彩颗粒料槽8、多彩颗粒撒料手12、耐磨颗粒撒料手13等构成，如图1和图2所示。耐磨颗粒料槽4和多彩颗粒料槽8，两者一前一后，挡料板6在两者之间，如图2。挡料板6的作用是使从耐磨颗粒料槽4出来的耐磨颗粒和从多彩颗粒料槽8出来的多颗粒在下落过程中两种颗粒混合均匀撒落在PVC基体上，同时耐磨颗粒不能进入多彩颗粒料槽8中，多彩颗粒不能进入耐磨颗粒料槽4中。撒料手辊筒安装在各自的料槽内，其上镶有撒料手，两辊筒转动方向相反，相向转动，也就是前一个辊筒顺时针转动，后一个辊筒逆时针转动。
如图1和图2所示，当PVC地板革基体从模具挤出后，启动撒粒机，调速电机转动后，通过皮带传动，带动表面镶有撒料手的辊筒转动。当撒料手在转动装有颗粒的料槽位置时，便将槽内始终处于高出撒料手头部位的颗粒盛入撒料手斗内。在装有颗粒的撒料手随辊筒转到圆周最高点时，撒料手内颗粒开始逐渐流出，当转到水平位置时，撒料手内的颗粒全部脱离出，撒落在PVC地板革基体的表面。由于辊筒上镶的撒料手都是等距的，撒料手的容量相同。这样在稳定的转速下，辊筒周而复始的转动，撒料手带料就将活化处理后的耐磨闪光颗粒和特制PVC颗粒均匀地撒落，分布在PVC地板革基体表面。然后载有耐磨闪光颗粒和PVC颗粒的PVC地板革基体，在表面加热的情况下经过三辊压花机的底辊和中辊切点，受底辊向上的气动压力，使耐磨闪光颗粒和PVC颗粒同PVC地板革基体结合在一起成为一体。
为了控制PVC地板革基体表面耐磨闪光颗粒和PVC颗粒的密度，撒粒机上使用的电机都是可调速电机。用调整电机转数，来控制撒粒机撒粒数量，也就控制了颗粒在PVC地板革表面的密度。颗粒密度随辊筒转速增加而增大，随辊筒转速减慢而减小。
本发明的PVC地板革基体表面的颗粒密度要适中，不宜过大或过小，否则将影响PVC地板革的整体效果。正常情况下，耐磨闪光颗粒的粒度为30～46目，每平方米PVC表面颗粒含量40～50g，多彩PVC颗粒的粒度为8～18目，每平方米PVC表面颗粒含量25～35g。
PVC地板革基体与多彩PVC颗粒的结合方法同PVC地板革基体与闪光耐磨颗粒的结合方法一样，都是在挤出机外部来完成，是通过可调速的撒料设备，均匀地将多彩PVC颗粒撒在处于熔融状的PVC地板革基体表面上，然后经垂直压力的作用，结合在一起。但由于结合时，二者的物理状态不同，PVC地板革基体是呈熔融片状，表面温度在140℃～160℃左右，而PVC颗粒为固态，没有呈软化熔融，所以结合后PVC地板革表面易出现下列现象(1)多彩PVC颗粒与PVC地板革基体连接强度低，在受力情况下，颗粒易松动、脱落。
(2)多彩PVC颗粒与PVC地板革基体的临界面有明显的空隙，颗粒凸出于革面。解决上述问题的方法是在撒粒过程后的表面加热中用一个热风式加热器，在撒有多彩颗粒的PVC地板革基体进入三辊压花机之前，对其加热，使得多彩PVC颗粒和PVC地板革基体都处在软化和熔融状态。
热风式加热器的结构如图3和图4所示，是由加热器箱体12、进风支管13、进风总管14、石英加热管15、热风喷嘴16构成。加热器箱体12内装有石英加热管15，箱体12四周三面是封闭的，一条底边棱留有间隙，作为风出口，即热风喷嘴16。当箱体12内的石英加热管15通电后，在箱体12内产生很高的热量。启动空气压缩机，将产生的压缩空气，送入进风支管13，风均匀吹入加热器箱体12，在箱体12内至上而下，穿过并列的石英加热管15。这个过程将进入箱体12的冷风转化为热风，最后经箱体12底部的热风喷嘴16喷出。
热风吹到从模具挤出的PVC地板革基体和由撒粒机撒在PVC地板革基体表面的多彩PVC颗粒上。热风的工作温度要求在175℃～180℃之间。当带有风压的热风吹到PVC地板革基体和多彩PVC颗粒表面后，使PVC地板革基体表面更加熔融，多彩PVC颗粒由原来的固态，开始软化、表面达到熔融态。由于二者的主体成份都是PVC，有很好的亲合性，并且都处在熔融状态，经三辊压花机底辊的垂直压力作用，二者便牢固的结合在一起，颗粒与基体的临界面连成一体，表面的PVC颗粒平整自然。
在热风向PVC地板革基体和PVC颗粒加热过程中，加热器的热风喷嘴16与革面的距离在20mm～30mm之间。热风吹到革面的位置，在距中辊和底辊切点7mm～13mm。如果距离过大，高温会使PVC基体严重软化下垂，影响产品质量和操作。而在上述距离位置时，也同样会出现下垂现象，但这时底辊的辊面对下垂的PVC片状基体起到载体作用。当PVC地板革基体从中辊与底辊的切点通过后，便完成了与耐磨颗粒和PVC颗粒结合过程。
本发明的地板革同现有地板革相比表面耐磨性能明显增强，本发明的磨耗量为0.0029g/Cm2，现有的产品磨耗量为0.0038g/Cm2。
图1为本发明撒粒机的结构图。图中1和2为调速电机，3减速机，4耐磨颗粒料槽，5和7撒料手辊筒，8多彩颗粒料槽，12多彩颗粒撒料手，13耐磨颗粒撒料手。
图2为撒粒机的撒料手辊筒的截面图和撒粒机的位置图。图中6为挡料板，9三辊压花机，10为PVC成型模具，11热风式加热器。
图3为热风式加热器的结构图，图中12加热器箱体，13进风支管，14进风总管。
图4为热风式加热器截面图，图中15石英加热器，16热风喷嘴。
图5为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
本发明一种实施方式为地板革基体以聚氯乙烯树脂、塑料增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、二丁酯(DBP)为主要原料，加入适量的稳定剂、色剂及填充料CaCO3等辅助原料。无机耐磨颗粒为SiC，色泽为黑色、绿色，形状为片状，颗粒细度30目～46目。SiC颗粒表面活化处理用的偶联剂为SG-Si900双氨基硅烷，偶联剂的稀释剂为酒精。
SiC颗粒表面活化处理过程是，按2∶1的比例用酒精将SG-Si900双氨基硅烷偶联剂稀释，稀释后的偶联剂用做SiC颗粒表面处理液。SiC颗粒同偶联剂稀释液的比份为100份SiC颗粒，0.5～0.8份偶联剂稀释液。采用混合搅拌法，对SiC颗粒表面进行活化处理。
撒粒机撒入PVC地板革基体的量为SiC颗粒40～50g/m2，PVC颗粒的量为25～35g/m2，PVC颗粒粒度为8～18目。
加热器热风温度175℃～180℃，喷嘴与革面距离20mm～30mm，热风吹到革面的位置，在距中辊和底辊切点10mm。
权利要求
1.一种聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革是以聚氯乙烯树脂、塑料增塑剂为主要原料，以适量的稳定剂、色剂及填充料等辅助原料为基体，其特征是在上述PVC地板革的基体上均匀分布有无机耐磨闪光颗粒和多彩PVC颗粒，均匀分布的耐磨闪光颗粒和多彩PVC颗粒同PVC地板革基体牢固自然地结合在一起；无机耐磨闪光颗粒是经偶联剂活化处理过的。
2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革，其特征是无机耐磨闪光颗粒的粒度为30～46目，每平方米PVC表面颗粒含量40～50g，多彩PVC颗粒的粒度为8～18目，每平方米PVC表面颗粒含量25～35g。
3.根据权利要求2所述的聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革，其特征是无机耐磨闪光颗粒是SiC，活化处理所用的偶联剂是SG-Si900氨基硅烷。
4.根据权利要求1所述的聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革的制作方法是将树脂和增塑剂主料同辅助材料配料、挤塑、成型、贴合、压花、冷却、卷曲，其特征是在成型和贴合之间，增加撒粒和表面加热过程，PVC地板革基体成型后，通过撒粒机将表面活化处理的耐磨闪光颗粒和多彩PVC颗粒均匀混合撒在PVC地板革基体表面，经表面加热使PVC地板革表面温度保持在170℃～180℃，使颗粒牢固自然地同PVC地板革基体结合在一起。
5.根据权利要求4所述的聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革的制作方法，其特征是无机耐磨闪光颗粒是经表面活化处理的，表面活化处理过程是将偶联剂稀释成处理液，把无机耐磨闪光颗粒同处理液混合，采用混合搅拌法，对无机耐磨闪光颗粒表面活化处理。
6.根据权利要求5所述的聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革的制作方法，其特征是对于无机耐磨闪光颗粒为SiC时，偶联剂是SG-Si900双氨基硅烷，用酒精把SG-Si900双氨基硅烷稀释成处理液。
7.根据权利要求6所述的聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革的制作方法，其特征是按2∶1的比例用酒精将SG-Si900双氨基硅烷稀释后，同SiC颗粒混合，100份SiC颗粒加入0.5～0.8份SG-Si900双氨基硅烷稀释液。
8.根据权利要求4所述的聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革的制作方法的撒粒过程中，所用的装置为撒粒机，其特征是由调速电机(1)和(2)、减速机(3)、耐磨颗粒料槽(4)、撒料手辊筒(5)和(7)、挡料板(6)、多彩颗粒料槽(8)、多彩颗粒撒料手(12)、耐磨颗粒撒料手(13)等构成，挡料板(6)在耐磨颗粒料槽(4)和多彩颗粒料槽(8)之间，颗粒下落过程中两种颗粒充分混合，撒料手辊筒(5)和(7)安在各自的料糟内，其上镶有撒料手，两辊筒转动方向相反，相向转动。
9.根据权利要求4所述的聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革的制作方法的表面加热过程中，所用的装置为热风式加热器，其特征是由进风支管(13)、进风总管(14)、加热器箱体(12)、石英加热管(15)和热风喷嘴(16)构成，加热器箱体(12)内装有石英加热管(15)，三面封闭，底边棱留有间隙为热风喷嘴(16)，喷出热风温度为175℃～180℃。
10.根据权利要求9所述的热风式加热器，其特征是热风喷嘴(16)与革面的距离为20mm～30mm之间，热风吹到革面的位置在距三辊压花机中辊和底辊切点7mm～13mm处。
全文摘要
本发明属于高分子聚合物材料，是一种聚氯乙烯耐磨闪光多彩地板革及其制备方法和装置。本发明是在以聚氯乙烯PVC树脂、塑料增塑剂为主要原料，以适量的稳定剂、色剂及填充料等辅助原料的PVC地板革基体上，加入经偶联剂活化处理的无机耐磨闪光颗粒和多彩PVC颗粒。在现有的PVC地板革生产工艺中的成型和贴合之间，增加撒粒和表面加热过程，使颗粒均匀分布在基体表面并牢固结合在一起。撒粒过程所用装置为撒粒机，表面加热过程所用装置为热风式加热器。本发明的地板革同现有地板革相比，表面耐磨性能明显增强，具有闪光及两种以上的色泽多彩效果。
文档编号C08L23/06GK1434073SQ0210909
公开日2003年8月6日 申请日期2002年1月24日 优先权日2002年1月24日
发明者程绍君, 王正航, 王玉明, 秦长阁, 孙晓华, 杨立志, 冯敏, 张国令 申请人:长春佳林实业集团有限公司