一种石塑地板及其制备方法与流程

文档序号:37003655发布日期:2024-02-09 12:48阅读:17来源:国知局

本发明属于建筑装饰材料,具体涉及一种石塑地板及其制备方法。


背景技术:

1、随着科学技术的发展,塑料被越来越广泛的应用于人们的日常生活中。近些年,在建筑装饰材料技术领域,以塑料为主要材料的地板逐渐受到消费者的青睐,这就是——石塑地板。

2、石塑地板又称之为石塑地砖,是一种新型地面建筑装饰材料,其以石粉等构成高密度、高纤维网状结构的坚实基层,表面覆以超高强度的高分子耐磨层,具有耐磨、防水防潮、防火阻燃的优良性能。在此基础上,为增加石塑地板的美观性,多在耐磨层表面进行图案打印,形成具有与实木地板类似的木材纹理,实现了地板美观性、性价比、高性能三者的兼顾统一。

3、在石塑地板制备之初,聚氯乙烯(pvc)材质以其高耐磨性、轻质性,在其他塑料材质中脱颖而出,成为最理想的石塑地板的高分子耐磨层原材料。然而,随着pvc石塑地板的普及和使用,其弊端逐渐显现。一方面,pvc石塑地板中通常含有邻苯二甲酸类增塑剂,随着地板的长期使用,这种增塑剂会逐渐析出,毒害使用者身体健康;另一方面,pvc石塑地板回收难,具体的,若采用填埋方式处理pvc石塑地板,pvc材质将会造成周围土壤的酸化;若采用焚烧处理方式,pvc将会释放氯代含氧三环芳烃类化合物等有毒物质,污染环境。

4、基于pvc石塑地板上述的使用安全性低、回收处理难的隐患,non-pvc策略被广泛提倡。随之而来的是,石塑地板高分子耐磨层材质的选取问题再次被推入绿色环保石塑地板研发的重心。最近几年,随着人民生活水平的不断提高,学者们的关注点由pvc材质转移到了聚丙烯树脂(pp)材质上。pp材质是四大通用型热塑性树脂之一,其无嗅、无味、无毒,是一种食品级材料,被广泛的应用在包括口罩、防护服、塑料餐盒、医用器械等生活用品的制备领域。

5、虽然pp材质的安全性极高,但欲使用pp材质制备石塑地板需要克服一个极大的难题——pp材质表面能较低。这具体体现在,pp材质高分子耐磨层难以与石粉基层和用于图案打印的底漆之间建立良好的粘结,因此,多板层之间很容易因瓦变及掀覆降低pp石塑地板的使用寿命。目前,在粘结技术问题的解决上,实践中多依靠使用特殊剂型、剂量的粘结剂,以加强pp高分子耐磨层两侧表面分别与石粉基层、底漆之间的粘结。然而,因粘结涉及在多板层之间,且粘结剂的使用需要在板材上均匀涂覆,所以欲使得板材中心处完全实现固化需要较长时间,据统计,完全固化的时间需要达到24h以上,这也就意味着为避免在后续加工过程中板材之间发生相对滑移,影响板材的成品质量,在粘结剂涂覆后,需足足等待24h以上,因此石塑地板的生产效率较低、制备周期较长,此外,生厂商还需要为板材粘结剂的固化晾置提供额外的厂房,这无疑增加了pp石塑地板的制备成本。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种聚丙烯树脂粘结效果好、制备周期短、制备成本低的石塑地板的制备方法,具体通过以下技术方案得以实现:

2、一种石塑地板的制备方法,包括以下步骤:

3、s1、对聚丙烯树脂和石粉的混合物进行混炼、造粒、拉伸得到石塑基材;

4、s2、对石塑基材表面进行光热氧化处理,得到氧化石塑基材;

5、s3、在氧化石塑基材表面涂覆底漆,得到石塑地板,所述底漆中含有抗氧化剂。

6、相较于以往单纯使用改良版粘结剂改善pp高分子耐磨层与石粉基层、底漆之间的粘结效果的方法,本发明充分考量并利用了石塑基材的物理性质、聚丙烯树脂的化学性质、以及底漆的功效这三个因素,通过步骤s1、s2、s3之间的密切配合,在保证石塑基材与底漆之间粘结效果的前提下,降低了石塑地板的制备周期及制备成本,具体的:

7、本发明s1一改以往先使用石粉作为石塑基材原料,而后在石粉石塑基材表面贴附pvc/pp高分子耐磨层的方法,而是采用将聚丙烯树脂(pp)直接与石粉进行混炼、造粒、拉伸的石塑基材制备工艺,在省却粘结剂使用的地板制备工艺的同时,解决了pp高分子耐磨膜贴附粘度低,容易瓦变及掀覆的问题。

8、pp材质除了上述的表面能低的特性外,还存在易氧化的问题。具体的,聚丙烯分子的每个结构单元中都存在着一个不稳定的叔氢,在一定条件下叔氢的c—h键易发生断裂生成烷基自由基r·。在氧气存在的情况下,烷基自由基r·会与氧结合生成过氧自由基roo·。因此,在实践中,在pp高分子耐磨层制备过程中,需要添加一定含量的抗氧化剂,以避免pp高分子耐磨层在长期使用下,被不断氧化,降低其力学性能,影响其整体的使用寿命。然而本发明与之截然相反,充分利用了pp的氧化属性,通过物理、化学阻断避免了pp石塑地板在后续使用过程中被持续氧化。具体的,本发明s2中通过光热氧化处理步骤,赋予了石塑基材表面一定的过氧自由基roo·,进而为其与底漆的强力黏附提供化学基础。此外,更值得一提的是,本发明的s2可以和s1进行配合,增加石塑基材表面的过氧自由基roo·含量。s1除了上述省却粘结剂使用的地板制备工艺,解决pp高分子耐磨膜贴附粘度低,板材容易瓦变及掀覆的问题的功能外,还可以增加石塑基材表面的粗糙度,石塑基材的比表面积较高,因此石塑基材表面的过氧自由基roo·含量会更高,可以进一步加强其与底漆之间的粘结强度。本发明s3中通过在底漆中混入抗氧化剂,抗氧化剂可以与过氧自由基roo·之间进行反应,在石塑基材与底漆之间建立强力粘结。此外,本发明s3通过对氧化石塑基材表面涂覆底漆,可以在一定程度上实现石塑地板对氧气的隔绝,避免了其在使用过程中被进一步氧化问题的发生。

9、综上,本条技术方案通过使用聚丙烯树脂和石粉共混制备石塑基材,并充分利用聚丙烯树脂的氧化特性,赋予底漆抗氧化性能,节省了粘结剂的使用及使用工艺,因此相较于现有技术,本发明的石塑地板的制备周期更短、制备成本低;且由于利用聚丙烯树脂本身与抗氧化剂之间的反应形成粘结,因此粘结强度更高,底漆与石塑基材之间不易脱落,且反应迅速,固化的时间极短,石塑地板生产周期短。

10、作为优选,s1中的混合物中还包含有β成核剂。

11、所述β成核剂包括硬脂酸钙、辛二酸钙、降冰片羧酸二钠盐、降冰片羧酸二钾盐中的一种。本条技术方案通过在石塑基材制备过程中加入β成核剂,减小了聚丙烯树脂结晶的尺寸,因此晶粒之间的界面结合力增强,可以显著提高石塑基材的冲击强度。于此同时,更重要的是其赋予了石塑基材更加良好的多孔结构,在降低石塑地板重量的同时,还可以进一步提高石塑基材比表面积,加强其与底漆之间的粘结强度。

12、作为优选,s1中拉伸的温度低于聚丙烯树脂的熔点。

13、在本条技术方案中,通过在低于聚丙烯树脂熔点的条件下,利用石粉与聚丙烯树脂相容性差的特性,诱导了石塑基材在拉伸过程中微孔的形成,一方面,这将使得聚丙烯树脂发生高度取向,显著提高制备的石塑基材的强度、稳定性、耐用性以及轻质性;另一方面,微孔的形成将进一步增加石塑地板的比表面积,加强其可粘结性。

14、作为优选,s1中混合物中各组分的质量份为:聚丙烯树脂55~60,石粉35~40,β成核剂5~10。

15、作为优选,s2中光热氧化处理的条件为:温度为25~60℃,紫外光功率为600~1000w。

16、作为优选,s2中先对石塑基材进行砂光定厚处理,再将经砂光定厚处理后的石塑基材进行光热氧化处理。

17、通过本条技术方案,可以在对石塑基材的厚度进行统一的基础上,进一步增加石塑基材表面的粗糙度。

18、作为优选,s3中所述抗氧化剂可与氧化石塑基材表面的过氧自由基roo·发生反应生成氢过氧化物rooh。

19、作为进一步优选,所述抗氧化剂为胺类抗氧化剂。

20、所述胺类抗氧化剂为萘胺、二苯胺、对苯二胺、喹啉衍生物中的一种。

21、作为优选,石塑地板的制备方法还包括:

22、s4、在石塑地板表面打印木材纹理,形成纹理层;

23、s5、在纹理层表面涂覆面漆,得到带有木材纹理的石塑地板。

24、一种石塑地板,使用上述任一项所述的制备方法制得。

25、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

26、本发明通过使用聚丙烯树脂和石粉共混制备石塑基材,充分利用聚丙烯树脂的氧化特性,并赋予底漆抗氧化性能,节省了粘结剂的使用及使用工艺,因此相较于现有技术,本发明的石塑地板的制备周期更短、制备成本低、且更为环保。由于利用聚丙烯树脂本身与抗氧化剂之间的反应形成粘结,因此粘结强度更高,底漆与石塑基材之间不易脱落,且反应迅速,固化的时间极短。具体的,本发明s1采用将聚丙烯树脂(pp)直接与石粉进行混炼、造粒、拉伸的石塑基材制备工艺,在省却粘结剂使用的地板制备工艺的同时,解决了pp高分子耐磨膜贴附粘度低,容易瓦变及掀覆的问题。本发明s2中充分利用聚丙烯树脂的氧化特性,通过光热氧化处理步骤,赋予了石塑基材表面一定的过氧自由基roo·,进而为其与底漆的强力黏附提供化学基础。本发明s3中通过在底漆中混入抗氧化剂,抗氧化剂可以与过氧自由基roo·之间进行反应,在石塑基材与底漆之间建立强力粘结。通过步骤s1、s2、s3之间的密切配合,在保证石塑基材与底漆之间粘结效果的前提下,降低了石塑地板的制备周期及制备成本。

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