一种高硬度塑胶铺装材料的制作方法

本发明涉及建筑材料领域，特别是关于一种表面铺装的高硬度塑胶铺装材料。

背景技术：

作为室内装饰建筑材料的地板按照原料通常分为原木地板、石材地板、橡胶地板、亚麻地板及复合地板等。复合地板通常包括复合木地板、木塑地板、PVC(聚氯乙烯)地板等。在上述的几种地板中，原木地板、复合木地板和亚麻地板因采用纤维材料作基材而存在防水性差和易变形等问题。石材不保温，易打滑，特别是雨季常会出现因地板太滑而导致人受伤的事故。橡胶地板具有良好的综合性能，但是其价格高昂，安装严格，从而限制了它的应用。而且石材地板和橡胶地板都非常沉重，给运输及施工带来很多负担，特别是对高层建筑的主体结构会造成很大的伤害。木塑地板虽是一种性能优良的环保型地板，但其内应力无法消除，随时间的推移或温湿度的变化，地板会不同程度地出现形变或开裂。而且，木塑地板不耐压，在运输过程中易产生不可恢复的压痕。

PVC地板因具有出色的防水、阻燃和耐磨性能，且具有花色多样、美观耐用、铺装简单及更换成本低廉等优点，在复合地板市场上占有率最大。但是，从环保和安装方便的角度考虑，地板常采用锁扣结构。锁扣地板的锁扣结合力主要取决于凸起和凹槽的连接，由锁扣的结构及加工精度、基材材质等因素决定。目前市面上的PVC地板，因基材较软， 锁扣结构很容易就被打开，地板铺装一段时间后容易起翘或脱落。为增加PVC地板的连接强度，通常采用的做法有：加长锁扣结构、采用复杂的锁扣结构和提高锁扣的加工精度等。上述做法虽能增大PVC地板的连接强度，但普遍存在两大缺陷：一是安装费时费劲，二是PVC地板成本的提高。

此外，市面上还有一种PVC发泡地板，该种地板软硬适中，适于加工锁扣结构，然而，该种地板一般采用挤出成型，生产效率低，尺寸稳定性差，不适合采用压延工艺大批量生产。

为了克服上述缺陷，有必要开发一种加工性能良好，硬度较高，韧性较强，且成本能够被市场所接受的适于铺装的PVC地板。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种高硬度塑胶铺装材料。

本发明提供的高硬度塑胶铺装材料，包括基体层，所述基体层包括100wt％的PVC树脂、10～60wt％的固体增塑剂及60～510wt％的添加剂，所述固体增塑剂选自熔融温度为50～150℃的改性环保塑料和EPDM。

根据本发明的一个实施例，所述基体层进一步包括0.1～10wt％的液体增塑剂。

根据本发明的一个实施例，所述固体增塑剂的含量为30～60wt％。

根据本发明的一个实施例，所述熔融温度为50～150℃的改性环保塑料为改性TPU、改性PU和改性PP。

根据本发明的一个实施例，所述固体增塑剂为熔融温度为120～130℃的改性TPU。

根据本发明的一个实施例，所述添加剂包括石粉和稳定剂、阻燃剂、消烟剂、抗氧剂中至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述添加剂的含量为150～350wt％。

根据本发明的一个实施例，所述添加剂的含量为225～300wt％。

根据本发明的一个实施例，所述液体增塑剂为邻苯二甲酸酯类塑化剂、脂肪酸酯类塑化剂、脂肪族二元酸酯类塑化剂、磷酸酯类塑化剂、环氧化合物类塑化剂、含氯类增塑剂和偏苯三酸酯类塑化剂中至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述液体增塑剂为DOTP。

根据本发明的一个实施例，所述基体层包括中料层和底料层，所述中料层中包括100wt％的PVC树脂，10～60wt％的固体增塑剂，125～400wt％的添加剂，所述底料层中包括100wt％的PVC树脂，10～60wt％的固体增塑剂，60～350wt％的添加剂。

根据本发明的一个实施例，所述高硬度塑胶铺装材料还包括至少一层玻璃纤维层，所述玻璃纤维层位于所述中料层和所述底料层之间。

根据本发明的一个实施例，所述中料层是多层结构，所述高硬度塑胶铺装材料还包括至少一层玻璃纤维层，所述玻璃纤维层位于相邻中料层之间。

根据本发明的一个实施例，所述高硬度塑胶铺装材料还包括位于所述基体层上方的装饰层和位于所述装饰层上的表面保护层，所述表面保护层为硬质聚氯乙烯透明膜或硬质聚酯透明膜。

根据本发明的一个实施例，所述表面保护层的硬度为50～85HD，所述表面保护层的厚度为0.05～1.5mm。

根据本发明的一个实施例，所述高硬度塑胶铺装材料进一步包括位于所述表面保护层上的UV涂层。

根据本发明的一个实施例，厚度为2.0～7.0mm的所述高硬度塑胶铺装材料在常温下具有2小时内下垂距离小于100mm的硬度。

根据本发明的一个实施例，测量所述高硬度塑胶铺装材料的硬度时，所采用的试验片的尺寸为457.2mm×50mm，所述试验片被置于高100mm的试验台上，且所述试验片的一端在台面上，另一端悬空，所述试验片在台面上的长度为165mm，在距离试验台边缘115mm处采用重物平压住试验片尾端50mm。

本发明提供的高硬度塑胶铺装材料，包括基体层，所述基体层的材料包括PVC树脂、固体增塑剂及添加剂，所述固体增塑剂选自熔融温度为50～150℃的改性环保塑料和EPDM，厚度为2.0～7.0mm的所述高硬度塑胶铺装材料在常温下具有2小时内下垂距离小于100mm的硬度。

本发明的有益效果有：

本发明通过在基体层的材料中添加固体增塑剂(熔融温度为50～150℃的改性环保塑料和/或EPDM)，并进行合理的配方设计，使得塑胶铺装材料的硬度得以显著提高；同时，由于改性环保塑料和EPDM的熔融温度低于PVC的压延温度160～170℃，可以增加PVC熔融塑化时的流动性，便于压延成型。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明高硬度塑胶铺装材料的第一实施例的结构示意图。

图2是本发明高硬度塑胶铺装材料的第二实施例的结构示意图。

图3是本发明高硬度塑胶铺装材料的第三实施例的锁扣结构的示意图。

图4是硬度试验台的结构示意图。

图5是试验片在硬度试验台上位置的示意图。

图6是试验片一端平压重物的示意图。

图7是试验片下垂的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

第一实施例：

本发明的高硬度塑胶铺装材料为复合材料，其不仅可用于铺设地面，还可用于铺设天花板、墙壁、衣柜等。在本发明中，该高硬度塑胶铺装材料优选为复合地板。如图1所示，该高硬度塑胶铺装材料由上而下依次包括UV涂层11、表面保护层12、装饰层13及基体层14。

UV涂层11形成于表面保护层12之上。在本发明的其它实施例中，UV涂层11可酌情省略。

表面保护层12的厚度为0.05～1.5mm，表面保护层12可以采用硬质聚氯乙烯透明膜、硬质聚酯透明膜或其它合适的材料。硬质聚氯乙烯透明膜或硬质聚酯透明膜的硬度为50～85HD(邵氏硬度单位)。当表面保 护层12采用硬质聚氯乙烯透明膜或硬质聚酯透明膜时，其对高硬度塑胶铺装材料的硬度产生一定的影响，当表面保护层12采用非硬质材料时，其对高硬度塑胶铺装材料硬度的影响可以忽略不计。在本实施例中，表面保护层12采用硬质聚氯乙烯透明膜或硬质聚酯透明膜。

装饰层13为在PVC薄膜或聚酯薄膜表面印刷图案或纹理形成的具有装饰效果的薄层。本发明优选表面保护层12和装饰层13均采用聚氯乙烯材质。在本发明中，UV涂层11和装饰层13对高硬度塑胶铺装材料厚度和硬度的影响可以忽略不计。

基体层14为PVC树脂、固体增塑剂、液体增塑剂及添加剂混合后压延形成的单层或多层片材，其厚度为1.95mm～6.95mm。在本实施例中，基体层为单层结构。

基体层14中各组分的质量百分比如下：PVC树脂100wt％、固体增塑剂10～60wt％(较佳为30～60wt％)、液体增塑剂0.1～10wt％、添加剂60～510wt％(较佳为150～350wt％，最佳为225～300wt％)。也就是说，在准备基体层14的原料时，100份的PVC树脂需搭配10～60份的固体增塑剂，0.1～10份的液体增塑剂和60～510份的添加剂。

在基体层14的各组分中，液体增塑剂为邻苯二甲酸酯类塑化剂、脂肪酸酯类塑化剂、脂肪族二元酸酯类塑化剂、磷酸酯类塑化剂、环氧化合物类塑化剂、含氯类增塑剂和偏苯三酸酯类塑化剂中的至少一种。在本实施例中，液体增塑剂为DOTP(对苯二甲酸二辛酯)。固体增塑剂为熔融温度为50～150℃的改性环保塑料，例如改性TPU(Thermoplastic polyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体橡胶)、改性PU(poly urethane，聚氨酯)和改性PP(Polypropylene，聚丙烯)中的至少一种。在本实施例 中，固体增塑剂最好为熔融温度为120～130℃的改性TPU。另外，在其它优选的方式中，固体增塑剂还可以为EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer，三元乙丙橡胶)或EPDM与熔融温度为50～150℃的改性环保塑料的混合物。在本发明中，添加剂为石粉和其它助剂的混合物。本发明中的其它助剂可以是稳定剂、阻燃剂、消烟剂、抗氧剂等PVC常用助剂中的至少一种。

在塑胶铺装材料领域，通常采用的增塑剂为液体增塑剂，而本实施例通过在基体层的材料中添加固体增塑剂(熔融温度为50～150℃的改性环保塑料和/或EPDM)，并进行合理的配方设计，使得塑胶铺装材料的硬度得以显著提高；同时，由于改性环保塑料和EPDM的熔融温度低于PVC的压延温度160～170℃，可以增加PVC熔融塑化时的流动性，便于压延成型。在本发明的优选实施例中，由于改性TPU和EPDM具有橡胶体的强度和韧性，使塑胶铺装材料的强度和韧性也得到显著提高；而且，由于改性TPU和EPDM的玻璃化温度低(最低玻璃化温度改性TPU可达-50℃，EPDM可达-48℃)，能够有效降低PVC聚合物的玻璃化温度，从而使塑胶铺装材料获得良好的耐低温性能，克服了塑胶铺装材料尤其是PVC地板低温脆裂的缺陷，使PVC地板在出口至高纬度欧洲国家时不致因产地和出口国的温差使产品表面脆裂；另外，由于TPU的热膨胀系数小于PVC，使得加工成型的板材的尺寸稳定性更好。

第二实施例：

本实施例的高硬度塑胶铺装材料的UV涂层11、表面保护层12、装饰层13与第一实施例的高硬度塑胶铺装材料完全相同，本实施例与第一实施例的不同之处在于基体层14。在本实施例中，基体层14的材料 中没有添加液体增塑剂。在本实施例中，基体层14中各组分的质量百分比如下：PVC树脂100wt％、固体增塑剂10～60wt％(较佳为30～60wt％)、添加剂60～510wt％(较佳为150～350wt％，最佳为225～300wt％)。

在基体层14的各组分中，添加剂为石粉和其它助剂的混合物。本发明中的其它助剂可以是稳定剂、阻燃剂、消烟剂、抗氧剂等PVC常用助剂中的至少一种。固体增塑剂为熔融温度为50～150℃的改性环保塑料，例如改性TPU(Thermoplastic polyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体橡胶)、改性PU(poly urethane，聚氨酯)和改性PP(Polypropylene，聚丙烯)中的至少一种。在本实施例中，固体增塑剂最好为熔融温度为120～130℃的改性TPU。另外，在其它优选的方式中，固体增塑剂还可以为EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer，三元乙丙橡胶)或EPDM与熔融温度为50～150℃的改性环保塑料的混合物。

本实施例通过将PVC板材中常用的液体增塑剂改为固体增塑剂(熔融温度为50～150℃的改性环保塑料和/或EPDM)，并通过合理的配方设计，使得PVC板材的硬度得以显著提高；同时，由于改性环保塑料和EPDM的熔融温度低于PVC的压延温度160～170℃，可以增加PVC熔融塑化时的流动性，便于压延成型。在本发明的优选实施例中，由于改性TPU和EPDM具有橡胶体的强度和韧性，使PVC板材的强度和韧性也得到显著提高；而且，由于改性TPU和EPDM的玻璃化温度低(最低玻璃化温度改性TPU可达-50℃，EPDM可达-48℃)，能够有效降低PVC聚合物的玻璃化温度，从而使板材获得良好的耐低温性能，克服了PVC板材低温脆裂的缺陷，使PVC板材在出口至高纬度欧洲国家时不 致因产地和出口国的温差使产品表面脆裂；另外，由于TPU的热膨胀系数小于PVC，使得加工成型的板材的尺寸稳定性更好。

第三实施例：

本实施例的高硬度塑胶铺装材料的UV涂层11、表面保护层12、装饰层13与第一实施例的高硬度塑胶铺装材料完全相同，本实施例与第一实施例的不同之处在于基体层。在本实施例中，基体层包括中料层15和底料层17两层，中料层15和底料层17的组分与第一实施例的基体层相同，不同之处仅在于组分的质量百分比。中料层15中各组分的质量百分比如下：PVC树脂100wt％、固体增塑剂10～60wt％、液体增塑剂0.1～10wt％、添加剂125～400wt％(较佳为150～350wt％，最佳为225～300wt％)，其中，添加剂为石粉和其它助剂的混合物。固体增塑剂为熔融温度为50～150℃的改性环保塑料，例如改性TPU(Thermoplastic polyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体橡胶)、改性PU(poly urethane，聚氨酯)和改性PP(Polypropylene，聚丙烯)中的至少一种。在本发明中，固体增塑剂最好为熔融温度为120～130℃的改性TPU。另外，在其它优选的方式中，固体增塑剂还可以为EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer，三元乙丙橡胶)或EPDM与熔融温度为50～150℃的改性环保塑料的混合物。中料层15根据高硬度塑胶铺装材料的厚度需要，可以是单层结构或多层复合结构。中料层15选用多层复合结构时，相邻中料层之间可以添加至少一层玻璃纤维层，以进一步起到增加高硬度塑胶铺装材料的韧性，减少变形，稳定高硬度塑胶铺装材料结构的作用。

底料层17中各组分的质量百分比如下：PVC树脂100wt％、固体增塑剂10～60wt％、液体增塑剂0.1～10wt％、添加剂60～350wt％(较佳为 120～300wt％，最佳为150～250wt％)，其中，添加剂为石粉和其它助剂的混合物。固体增塑剂为熔融温度为50～150℃的改性环保塑料，例如改性TPU(Thermoplastic polyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体橡胶)、改性PU(poly urethane，聚氨酯)和改性PP(Polypropylene，聚丙烯)中的至少一种。在本实施例中，固体增塑剂最好为熔融温度为120～130℃的改性TPU。另外，在其它优选的方式中，固体增塑剂还可以为EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer，三元乙丙橡胶)或EPDM与熔融温度为50～150℃的改性环保塑料的混合物。

另外，在本实施例中，中料层15和底料层17之间还添加有至少一层玻璃纤维层16，以进一步起到增加高硬度塑胶铺装材料的韧性，减少变形，稳定高硬度塑胶铺装材料结构的作用。在本发明中，玻璃纤维层16对高硬度塑胶铺装材料厚度和硬度的影响在本案中忽略不计。在本发明的其它实施例中，玻璃纤维层16可酌情省略。

第四实施例：

本实施例中的高硬度塑胶铺装材料与第三实施例的高硬度塑胶铺装材料相同，均包括UV涂层11、表面保护层12、装饰层13、中料层15、玻璃纤维层16及底料层17，不同之处在于本实施例的高硬度塑胶铺装材料上形成有锁扣结构。如图7所示，该高硬度塑胶铺装材料的一边形成有凹槽18，相对的另一边形成有凸起19，凹槽18和凸起19经扣压刚好拼接成一整体而形成锁扣结构，将相邻的地砖扣合在一起。由于本发明高硬度塑胶铺装材料的硬度较大，可以克服普通的PVC锁扣板材因材质较软易变形所导致的铺装困难的问题；另外，由于本发明高硬度塑胶铺装材料的硬度较大，加工性能良好、抗脆裂性能良好(易脆裂 的材质，凸起和凹槽在包装运输过程中容易产生不可修复的断裂)，能够有效增大PVC板材的锁扣结合力，一方面使得同样的地板锁扣结构，本发明高硬度塑胶铺装材料的锁扣结合力要大于其它PVC板材的锁扣结合力，另一方面，要达到相同的锁扣结合力，采用同样的扣型，本发明高硬度塑胶铺装材料锁扣结构的凸起和凹槽的面积比其它PVC板材小，即采用本发明的高硬度塑胶铺装材料配方，能够缩减锁扣面积，降低高硬度塑胶铺装材料成本。

上文所述为本发明的高硬度塑胶铺装材料的具体实施例，下面介绍本发明的高硬度塑胶铺装材料硬度的测试方法。由于弹性板材的硬度测试通常采用邵氏A法或邵氏D法，但邵氏硬度法只能测出板材的表面硬度，板材的表面硬度可通过在板材表面涂高硬度漆来提高，因此，邵氏硬度法并不能反应材质的软硬度，因此，申请人提出了下述的可以反应板材材质硬度的测试方法，根据该测试方法，本发明的高硬度塑胶铺装材料具有在常温下2小时内下垂距离小于100mm的硬度。该测试方法如下：

步骤一：准备样品。截取3块长457.2mm宽50mm的试验片。

步骤二：准备试验台。如图4所示，准备一个高度H1为100mm的表面光滑的试验台，该试验台的主视图为直角梯形，俯视图为长方形，侧视图为正方形。该直角梯形的锐角θ为45°，该正方形的边长W1为100mm。

步骤三：将试验片一端悬空置于试验台上，利用支撑物撑住悬空端，将试验片在相当于室温的环境下放置一定的时间，使试验片各部分的性能均调整至该温度下的性能。具体做法如图5所示，在试验台上放置试 验片，该试验片的一端在台面上，一端悬空，在台面上的长度D1为165mm，悬空的长度为292.2mm，悬空的一端放置在100mm×100mm×100mm的支撑物上，将试验片在23±1℃下放置24h以上。

步骤四：在试验台上放重物压住试验片尾端。具体做法如图6所示，在与试验台斜面的距离D2为115mm处用重物平压住试验片尾端50mm。

步骤五：撤去支撑物，开始试验。如图7所示，在撤出支撑物的同时计时，测量试验片一端触地所花时间。由所花时间的长短可看出试验片的软硬度大小，时间越久表示试验片硬度越大，时间越短表示试验片越柔软。由于本发明的试验片一端触地所花的时间均超过2小时，因此，采用2小时内试验片的下垂距离来表征试验片的硬度。测量2小时内试验片的下垂距离，取3组数据的平均值，即为本发明的试验片在2小时内的下垂距离。

值得注意的是，该测试方法适用于测试厚度为2.0～7.0mm的板材，测试结果的绝对偏差需≤10％，否则则认为试样不合格，需要重新取样测试。

下面以具体的试验数据为例对本发明高硬度塑胶铺装材料的硬度进行验证。下述试验数据采集所采用的样品如下：

样品1：塑胶铺装材料包括UV层、表面保护层、印刷层、中料层、玻璃纤维层和底料层，其中，中料层包括PVC树脂100wt％、固体增塑剂10～60wt％、液体增塑剂0.1～10wt％、添加剂150～350wt％，底料层包括PVC树脂100wt％、固体增塑剂10～60wt％、液体增塑剂0.1～10wt％、添加剂120～300wt％。

样品2：塑胶铺装材料包括UV层、表面保护层、印刷层、中料层、玻璃纤维层和底料层，其中，中料层包括PVC树脂100wt％、固体增塑剂10～60wt％、液体增塑剂0.1～10wt％、添加剂225～300wt％，底料层包括PVC树脂100wt％、固体增塑剂10～60wt％、液体增塑剂0.1～10wt％、添加剂150～250wt％。

样品3：在样品1的两个相对边上加工锁扣结构

样品4：在样品2的两个相对边上加工锁扣结构

样品1至样品4与目前市面上的常规的PVC地板及带锁扣的PVC地板的硬度对比测试结果如下表所示：

试验说明：下垂距离为100mm代表试验片触地，小于100mm代表2h内试验片未触地。

从上表可以看出本发明塑胶铺装材料的硬度高，在常温测试条件下，2h内基本不下垂，明显优于目前市面上的常规PVC地板和锁扣PVC地板。

综上所述，本发明实施例的高硬度塑胶铺装材料具有如下优点：

1.本发明通过在基体层的材料中添加固体增塑剂(熔融温度为50～150℃的改性环保塑料和/或EPDM)，通过合理的配方设计，使得塑胶铺装材料的硬度得以显著提高，同时，由于改性环保塑料和EPDM的熔融温度低于PVC的压延温度160～170℃，可以增加PVC熔融塑化时的流动性，便于压延成型。在本发明的优选实施例中，由于TPU和EPDM具有橡胶体的强度和韧性，使塑胶铺装材料的强度和韧性也得到显著提高，而且，由于改性TPU和EPDM本身玻璃化温度低(最低玻璃化温度TPU可达-50℃，EPDM可达-48℃)，能够有效降低PVC聚合物的玻璃化温度，从而使塑胶铺装材料获得良好的性能，克服了塑胶铺装材料低温脆裂的缺陷，使塑胶铺装材料在出口至高纬度欧洲国家时不致因产地和出口国的温差使产品表面脆裂；另外，由于TPU的热膨胀系数小于PVC，使得加工成型的板材的尺寸稳定性更好。

2.在基体层中添加玻纤，可进一步起到增加塑胶铺装材料韧性，减少变形，稳定塑胶铺装材料结构的作用。

3.本发明塑胶铺装材料结构紧密，硬度高，能够有效增大PVC板材的锁扣结合力，一方面使得同样的锁扣结构，本发明塑胶铺装材料的锁扣结合力要大于其它PVC地板的锁扣结合力，另一方面，要达到相同的锁扣结合力，采用同样的扣型，本发明塑胶铺装材料的锁扣结构的凸起和凹槽的面积比其它PVC地板小，即采用本发明的塑胶铺装材料配方，能够缩减锁扣面积，降低塑胶铺装材料成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内， 当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。