本发明涉及一种仿幕墙彩色玻璃pvc硬质片材的制备方法。属于新材料技术领域。
背景技术：
现代高层建筑外墙面非常重视装饰，许多外观很佳的均是采用玻璃幕墙，我国玻璃幕墙均采用浅彩色钢化玻璃。而钢化玻璃存在以下不足：
1、成本高：每平方彩色钢化玻璃价格在500元以上。
2、施工成本高：每平方米钢骨架等辅助材料和人工费在2000元以上。
3、施工难度大：玻璃幕墙施工复杂，要求精细，安全风险大，用工量大，工期长，受天气环境等影响大。
4、安全隐患大：经长期日晒雨淋胶条会风化变质，以及施工质量等均会引起幕墙玻璃掉落而造成灾难及不雅观，这在国内已有多次发生过。
5、由于玻璃自身重量以及框架使用大量钢材而加重了墙体结构的承重而影响建筑物的安全系数和寿命。
6、外观可塑性小，色泽单调少美观。有些会造成光反射影响。
7、运输量大，施工量大，终端施工成本高。
8、烧制玻璃一要开挖矿山，二要消耗煤碳，三要填进埋处理废次品，四要钢化处理深加工等均要破坏自然环境及污染水气环境，影响人类生存及人体健康。
因此寻求一种具有低成本，施工方便，安全环保，色泽可塑性大，美观长久的仿幕墙彩色玻璃pvc硬质片材及其制备方法尤为重要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种低成本，施工方便既环保，又美观，透明度高，硬度高，韧性好，不霉变又防火，施工期短，替换方便的仿幕墙彩色玻璃pvc硬质片材的制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种仿幕墙彩色玻璃pvc硬质片材的制备方法，该仿幕墙彩色玻璃pvc硬质片材包括基材，彩膜以及聚氨酯层，所述基材与彩膜热压贴合后正反表面再浸涂一层含有防霉防污银离子和nh1197阻燃剂聚氨酯层，包括以下步骤：
步骤一、制备基材
基材通过配料→搅拌→塑化→开炼→精炼→压延→冷却定型→切边收卷制成，其中配料过程采用6型防火型硬质pvc树脂为主料，按配比加入pe增强剂、pp增硬剂、二丁酯、萤光透亮剂、nh1197阻燃剂和增塑剂，其各组成份的重量配比为：
6型pvc树脂100份
pe增强剂8份
pp增硬剂18份
二丁酯12份
萤光透光剂1份
nh1197阻燃剂1.5份
其他增塑剂2.5份
其它增塑剂为塑料耐高温剂、耐老化剂、工艺加工润滑剂、光亮剂、增韧剂；
步骤二、制备彩膜
彩膜通过配料→搅拌→塑化→开炼→精炼过滤→压延→冷却定型→切边收卷制成，其中配料过程采用3型pvc树指为主料，按配比加入二丁酯、色浆、银离子剂、nh1197阻燃剂，以及其它增塑剂，其各组成份的重量配比为：
３型pvc树脂100份
二丁酯20份
色浆0.5份
银离子剂1.5份
nh1197阻燃剂1.5份
其他增塑剂1.5份
色浆根据色泽要求配成非常淡的浅色效果；
步骤三、热压贴合
将制备好的基材和彩膜依次经过料卷上架→平整去皱→加热去湿→对边→除气→热压贴合→冷却定型收卷；
步骤四、双面浸涂聚氨酯
聚氨酯通过配料→搅拌→注浆→二次加温制备而成，将贴合好的大卷料依次经过架料→初始塑化→浸涂→初始固化→表面光亮处理→冷却收卷，其中聚氨酯在配料时聚氨酯为主料，按配比溶剂醋酸乙酯，防污防霉银离子剂，防火nh1197阻燃剂，其各组成份的重量配比为：
聚氨酯100份
醋酸乙酯98份
nh1197阻燃2.5份
银离子剂2.5份；
步骤五、固化，成品处理
将经过双面浸涂后的大卷料运进固化室，进行恒温定时固化，温度始终保持在40-45℃，经过84小时恒温固化后拖运出固化室，然后将料卷在自然环境下竖直放置23小时完成固化，再根据仿幕墙彩色玻璃尺寸规格分切成块状，将切割好的块材放入相应尺寸模框内进行四边抛光处理，同时将四边反面1.5cm宽进行拉毛处理，最后将四边处理好的成仿幕墙彩色玻璃pvc硬质片材按同一规格进行质量检验合格后包装入库。
优选地，步骤四中采用双面浸涂装置，包括导辊，硅胶辊，拌胶桶，储胶桶，胶槽，电热风箱，回收溶剂装置，通过料面浸入胶箱胶液将聚氨酯胶浆附着到经初始塑化的卷材正反两面上，并根据涂层厚度要求调整胶液浓度及料面通过速度，经导辊将浸涂上聚氨酯胶的料子输送进电热风箱，经热风促使溶剂挥发干，使经浸涂上去的聚氨酯胶层与初始塑化的正反面层紧密牢固地融合在一起，而表面光亮度处理装置包括导辊，高光洁度镀铬镜面辊，硅胶辊，将浸涂好的卷材经导辊输送至镜面辊与硅加压冷却，促使卷材增强，硬度表面达到高光洁度，高光亮度，而镜面辊与硅胶辊直经均大于85cm，而且是腔内隔套水冷却。
优选地，步骤五中的固化室具体为四周墙体为二层中空结构，中空填满珍珠岩保温隔热材料，室内墙壁装有电加热器，顶上有防暴灯照明，两边墙上装有对流装置，能使室内热空气流动，顶上装有若干个排湿通风口，两边靠墙离40cm处设置若干料架，料架间距95cm，中间200cm通道。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、成本低：本发明产品每平方米价格只需3.5元以内，是幕墙玻璃的十四分之一，而且终端施工材料等费用在每平方米400元以内，是玻璃幕墙的五分之一。
2、外观好：颜色可塑性大，仿真度高，透光度比玻璃稍差3%，保新期长，美观大方。
3、安全性好：耐老化，质地轻，不会造成掉落伤人毁物事故发生，减轻建筑物墙体承重而确保建筑物预期寿命。
4、环保：不破坏矿山及生态资源和环境，不污染水和空气，对人体无害。
5、防火防污：由于加入了nh1197阻燃剂和银离子剂使产品具有了防火功能和防污不霉变。
6、耐候性：在自然环境下质地强韧、撕裂强度大，抗冲击，不易碎裂，不变形，耐老化，抗冰冻，抗高温。
7、使用方便：运输量小，施工方便，省时，省力，省成本。
本发明通过在复合材料的基材制备中加入pp增硬剂和萤光透光剂，与普通硬质片材靠加入大量钙粉相比透光率提高70以上，强度提高40%以上。而根据客户要求及市场需求可以任意调配色泽。还有采用浸涂新工艺使聚氨酯涂层更薄，更均匀，不存在刮刀伤害料面，结合更牢固，经表面处理后更硬，更光亮，仿真度更高的优点；其制备方法具有生产成本低，生产流水作业易控制，成品率、质量、产量高的优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明涉及一种仿幕墙彩色玻璃pvc硬质片材。它包括基材、彩色底层和聚氨酯涂层。所述基材和彩膜经热压贴合后再在正反面浸涂聚氨酯层经固化合成仿幕墙彩色玻璃pvc硬质片材。所述基材由6型pvc树脂为主料配以pe增强剂，pp增硬剂，二丁酯，萤光透亮剂，nh1197阻燃剂，增塑剂共混合成塑化压延而成。所述彩色膜由3型pvc树脂为主料配以二丁酯，色浆，银离子剂，nh1197阻燃剂，增塑剂共混合成塑化压延而成。所述正反面聚氨酯层由聚氨酯为主料配以醋酸乙酯，nh1197阻燃剂，银离子剂，增强剂，混合采用浸涂新工艺涂布而成。所述表面处理是经大直径隔套水冷却镜面辊和隔套水冷却硅胶辊冷却加压而成。所述基材，彩色膜经热压直接融合贴牢。而完成前面步骤的复合材料大卷经固化室恒温45-48℃，84小时的聚氨酯层固化然后移出固化室在自然环境下放置48小时才完全形成材质要求，最后经切割四边抛光四周背面拉毛而成本发明产品。
该仿幕墙彩色玻璃pvc硬质片材及其制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备基材
1.1、配料
采用6型pvc树指为主料，按配比加入pe增强剂，pp增硬剂，二丁酯，萤光透光剂，nh1197阻燃剂，增塑剂，其各组成份的重量配比为：
6型pvc树脂100份
pe增强剂8份
pp增强剂18份
二丁酯12份
萤光透亮剂1份
nh1197阻燃剂1.5份
其它增塑剂2.5份
其它增塑剂可以为：塑料耐高温剂，耐老化剂，工艺加工润滑剂，光亮剂，增韧剂。
1.2、搅拌
按配比称好配方料，先将6型pvc树脂加入搅拌机，再加入二丁酯，再加入pe增强剂和pp增硬剂搅拌6分钟，再加入萤光透亮剂和nh1197阻燃剂及其它增塑剂再搅拌5分钟。
全程搅拌温度115-125℃，搅拌速度145-155转/分钟。
1.3、塑化
将充分搅拌混合好的热料输送入密炼机加热至180-185℃，以130-140转/分钟转速在密封状态下共聚合成塑化，这一过程为25分钟，使混合料合成塑化。
1.4、开炼
将合成塑化好的热料输送进入二辊开炼机，手工不停翻炼13分钟，通过炼胶使之进一步合成塑化。这一过程二辊加热至185-195℃，转速18转/分钟，二辊间隙在0.4cm。
1.5、精炼
把开炼好的料切条状输送入挤出机，进行挤压，搅动推进式精炼，然后推挤至模口经120目过滤网，将未塑化的“鱼眼”和杂质过滤。这一过程挤出机螺筒温度在190-195℃，螺杆转速为85-95转/分钟。
1.6、压延
将精炼过滤后完全塑化的熟料成条输送入五辊压延机，按照厚度宽度规格要求压延成相关规格的透明基材。五辊压延机加热辊控制在175-180℃，速度控制在130-135米/分钟。
1.7、冷却定型
将经压延好的热基材输入五辊冷却辊冷却定型，五辊冷却辊直径75cm，采用隔套水冷却，冷却水温控制在15℃以下，转速度与压延同步。
1.8、切边收卷
将冷却定型的基材输入切边收卷装置，按规格要求宽度切除多余两边条后收成大卷，速度与冷却定型同步。
步骤二、制备彩膜
2.1、配料
采用3型pvc树脂为主料，按配比加入二丁酯，色浆，银离子剂，nh1197阻燃剂，以及其它增塑剂。其各组成份的重量配比如下：
３型pvc树脂100份
二丁酯20份
色浆0.5份
银离子剂1.5份
nh1197阻燃剂1.5份
其他增塑剂1.5份
2.2、搅拌
按配比称好配方料，先将3型pvc树脂加入搅拌机，再加入二丁酯和其它增塑助剂，搅拌5分钟，再加入色浆和银离子剂以及nh1197阻燃剂再搅拌10分钟，全程搅拌温度为110-120℃，速度140-150转/分钟。
2.3、塑化
将充分搅拌好的混合料加入密炼机在密封状态下混聚塑化，这一过程为20分钟，温度控制在175-185℃，转速在135-145转/分钟。
2.4、开炼
将塑化好的热料输送入二辊开炼机进行翻炼15分钟，促使进一步骤合塑化。这一过程两辊温度控制在180-190℃，线速度控制在30-35米/分钟。
2.5、精炼过滤
将开炼好的熟料成条状输送入挤出机进行挤压推进搅动式精炼，然后推挤至模口经300目过滤网，将未塑化的“鱼眼”和杂质过滤掉，这一过程螺筒温度控制在180-190℃，螺杆转速控制在80-90转/分钟。
2.6、压延
将精炼并过滤后的熟料成条状输送入五辊压延机，按照厚度、宽度规格要求压延成很薄，浅彩色且具有防霉抗污阻燃功能的彩膜。这一过程五辊加热辊温度控制在180-185℃，线速度控制在120-130米/分钟。
2.7、冷却定型
将压延成型的彩膜经五辊冷却，五辊冷却采用隔套冷却水冷却，冷却水温度控制在20℃以下，速度与压延同步。
2.8、切边收卷
将冷却定型的彩膜输送入切边收卷装置，按规格宽度要求切除二边废边后收成大卷备用，速度与冷却定型同步。
步骤三、热压贴合
3.1、料卷上放料架
分别将基材和彩膜大卷放置放料架轴上，穿料经各工序导辊至收料卷轴，调整好涨力。
3.2、平整去皱
热压贴合首先要将基材和彩膜分别经斜纹涨力辊的作用下使基材和彩膜面纵向抹平整无皱折，防止热压贴合时起皱，有斜纹以及横纹。
3.3、加热去湿
通过加热将基材和彩膜贴合面上的湿气蒸发掉，防止贴合后因水汽形成气泡和亮点形成残次品。
3.4、对边
用“光眼”对齐基材与彩膜二边，结合涨力辊调节二层纵向横向，防止二层走偏错位贴合不齐。
3.5、除气
经双辊胶辊相夹，把合在一起的基材和彩膜之间的空气先挤压出来再贴合紧，防止热合时产生气泡。
3.6、热压贴合
经除气后且紧密贴合在一起的基材和彩膜经双轮热压辊加热至160-170℃，加压0.4kg，将二层处于初始塑化期的基材彩膜融合热压贴合在一起。此工艺不用胶水贴合既环保且剥离强度强。
3.7、冷却定型收卷
将热压贴合牢的复合材料经导辊输送至五辊冷却，五辊采用隔套水冷却，水温控制在15℃以下，经冷却使材料定型，然后收成大卷进入下一工序。
步骤四、双面浸涂聚氨酯
4.1配料
采用聚氨酯为主料，按配比加入溶剂醋酸乙酯，防霉防污银离子剂，防火nh1197阻燃剂。其各组份重量配比如下：
聚氨酯100份
醋酸乙酯98份
nh1197阻燃2.5份
银离子剂2.5份
4.2、搅拌
将称好的配方料依次注入密封搅拌桶，加温至65℃，搅拌8分钟。搅拌速度110-120转/分钟，搅拌桶加热采用隔套蒸汽热水加温，热水控制在70℃，将搅拌好的浆液导流入储胶桶，储胶桶内也装有搅拌叶轮搅拌速度30-40转/分钟。
4.3、注浆
通过管道将储胶桶内的浆液注入胶槽，胶槽长265cm，宽165cm，深45cm，上有盖子，盖子只留出二条料子进出口。
4.4、二次加温
储胶桶和胶槽采用隔套蒸汽水加温，使注入的胶液再次加温至90℃，蒸汽水温均控制在95℃.
4.5、架料
将贴合好的大卷料架上放料轴上，彩膜面在下，基材面在上，然后将料穿引好，贴上收料轴，调整好涨力，对好边。
4.6、初始塑化
在料面进入胶槽前通过加热辊将料面加热至初塑化状态，加热辊温度控制在155-165℃，使料面温度达到145℃左右进入初始塑化期，以利于聚氨酯涂层与料面紧密融结合牢。
4.7、浸涂
将初始塑化的料子输送入胶槽底轮，使料子正反面都浸没在胶液中运转，使料子正反面均匀浸涂上薄薄的一层胶液。这一新工艺的运用优点是涂层均匀，涂层薄，无漏涂点，涂面平整光滑，不使用通常的涂层刮刀，而不伤害料面。能最大限度地提高表面光洁光亮度，以及防霉防污防火功能。降低聚氨酯用量，节约成本。
4.8、初始固化
将浸涂的料子引出进入300cm长热风箱体内，料面两边依靠85℃热风吹佛使溶剂快速挥发掉，而使聚氨酯层得到初始固化。同时回收醋酸乙酯废液回用。
4.9、表面光亮处理
将初始固化的料子经导辊输送入大直径镀铬镜面辊与胶轮辊冷却定型装置，使初始固化尚处初始塑化期的料面经高光洁度的镜面辊与胶辊冷却定型，促使材料表面呈现现高光洁度和高亮度。
4.10、冷却收卷
将表面光亮处理好的材料输入五辊冷却收卷。冷辊隔套水温控制在20℃以下，4.6至4.10线速度控制在110-120米/分钟。
步骤五、固化成品处理
5.1、配置固化室
聚氨酯层必须经过一定温度和时间的恒温固化才能更硬、更强、更亮。根据生产规模配置相应的固化室。固化室密封保温，四周墙体为二层中空结构，中空填满珍珠岩保温隔热材料，室内墙壁装有电加热器，顶上有防暴灯照明，两边墙上装有对流装置，能使室内热空气流动，顶上装有若干个排湿通风口，平时通风口可关闭密封，两边靠墙离40cm处设置若干料架，料架间距95cm，中间200cm通道。室长可根据需要若干米，宽600cm，高200cm，固化室门净高185cm，宽90cm，采用外里二层门，每对料架编好号码。
5.2、料卷入室上架
将经浸涂后冷却收卷的大卷运进固化室，放上料架，同时把已经填好的工艺卡挂在料架上，便于跟踪和掌握固化时间。
5.3、恒温，定时固化
开启恒温装置，使固化室内温度始终保持在40-45℃，促使聚氨酯层加速固化，经过84小时恒温固化后拖运出固化室。
5.4、冷却固化
将经84小时恒温固化的料卷拖至自然环境室内竖立放置24小时，则完成固化。
5.5、切割
根据仿幕墙彩色玻璃尺寸规格分切成块状，共有尺寸规格：50×50cm，60×60cm，70×70cm，80×80cm，90×90cm，100×100cm。
5.6、四边处理
将切割好的块材放入相应尺寸模框内进行四边抛光处理，同时将四边反面1.5cm宽进行拉毛处理，便于终端施工与胶条粘贴牢固。
5.7、检验包装
将四边处理好的成仿幕墙彩色玻璃pvc硬质片材按同一规格进行质量检验合格后包装入库。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。