一种不含卤素的塑胶地砖制品及其配方组成的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚酯塑胶地砖，尤其涉及一种不含卤素、不含重金属、不含有机挥 发物的聚酯地砖，其具有耐磨损性、高抗张强度、耐烟蒂性、耐溶剂性等的优良物理性能、化 学性能。
【背景技术】
[0002] 长久使用的PVC塑胶地砖，因为含有卤素及重金属对环境不友善，不利回收，且回 收焚化过程中会产生二噁英毒气危害人体健康，故逐渐被禁止使用。
[0003] 另一种聚烯烃树脂地砖，例如PE或PP塑胶地砖，在焚化过程中不产生二噁英，虽 解决了二噁英所带来的威胁，却有不易印刷、不易贴合、不易接着加工的缺点。而且，聚烯烃 树脂具高流动特性，容易造成聚烯烃树脂迭层成品的厚度不均匀，且材质受到紫外线照射 容易产生劣化。在聚烯烃树脂地砖的制造过程中，容易造成聚烯烃树脂的迭层成品厚度不 均匀的加热贴合时变形，印刷图案及问题，且聚烯烃树脂地砖受到紫外线照射容易产生材 质劣化。因此，在生产过程中，这种聚烯烃树脂地砖须再经过改性、电晕处理及表面处理等 工艺，制造流程长，除成本增加之外，聚烯烃树脂原料的能源耗用量较高、地砖成品亦因耐 候差而使用寿命较短造成资源耗用，对环境保护反而是负面问题增大。
[0004] 至于PET聚酯树脂地砖方面，PET聚酯树脂的结晶度虽高，但结晶速率却小，导致 成型加工困难，模塑温度高，生产周期长，以及抗冲击性能差，长久以来被本领域的技术人 员认为不适合以压延成型方式抽制成薄膜或基材等片状材料。
[0005] 例如，美国专利US5998005或US6068910公开的PET聚酯树脂，在压延机高速生 产下，会黏轮而不易成型，所述压延机设备在承受黏轮的高负载下，甚至会造成传动轴的折 损。
[0006] 另一篇美国专利US7438841虽揭示用于压延加工的聚酯组合物，但该聚酯组合物 耐热性差，在高温下，其结晶逐渐分解而黏轮，严重地影响加工性，所制成的聚酯成品，不但 机械强度降低，耐磨损性也不佳。
[0007] 但是，即使发展到使用压延机生产薄膜或基材，由于在工艺中需要多段延伸，包括 压纹段、冷却段、卷取段，其收缩率大，尺寸稳定性差，当多层不同收缩率的薄膜或基材热压 贴合构成迭层结构地砖时，影响成品厚度以及外观的一致性。
[0008] 更具体而目，PET聚酯树脂因为具尚结晶特性，受热恪融后流动性尚，不适合使用 开放式的压延机加工，因此，要使用PET聚酯树脂制成片状材料时，通常是使用挤出机加工 抽制成薄膜或基材，但是抽制而成的PET薄膜或基材，同样具高结晶特性，熔融后，仍受限 于高温、高流动性的限制，并不适合使用现有技术常用的地砖压板机做迭层贴合。
[0009] 此外，市售的PVC、聚烯烃树脂或PET聚酯树脂塑胶地砖，因为使用PVC、聚烯烃树 脂或PET聚酯树脂制成，塑胶地砖的耐烟蒂性较差，香烟点燃平放在地砖表面，或香烟点燃 后对地砖表面垂直捻熄，会造成这些地砖的表面留下痕迹，从而破坏地砖整体外观。
【发明内容】
[0010] 为解决传统PVC塑胶地砖对环境不友善且影响人们健康的问题，本发明的主要目 的在于提供一种不含卤素、不含重金属、不含有机挥发物的聚酯塑胶地砖，不但对环境友 善，且不危害人体健康，可以取代传统PVC塑胶地砖。
[0011] 本发明的另一主要目的在于提供一种经过改性的特殊聚酯树脂组合物，基于聚酯 树脂组合物总重量，成分中包括占3~25重量％的聚酯树脂及占97~75重量％的改性聚 合物，还包括另添加于成分中的加工助剂、滑剂、增塑剂、填充剂及改性剂母粒，不但适合使 用现有制作PVC胶布的设备及制法来压延成型聚酯胶布及进行迭层贴合成聚酯塑胶地砖， 且所制成的聚酯塑胶地砖为不含卤素、不含重金属及不含有机挥发物的单层或多层聚酯塑 胶地砖，与PVC塑胶地砖相比，具备更优异的高抗张强度、更优良的耐磨损性、耐烟蒂性及 耐溶剂性，适合用于取代传统PVC塑胶地砖。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明的填充剂使用不同粒径的球型碳酸钙A及B按7 :1混合比例组成最 密堆积与理论最密堆积的曲线图。
[0013] 图2为本发明的聚酯塑胶地砖由二层迭层构成的说明图。
[0014] 图3为本发明的聚酯塑胶地砖由三层迭层构成的说明图。
【具体实施方式】
[0015] 本发明的聚酯塑胶地砖制备方法，包括使用特殊配方的聚酯树脂组合物，以及以 压延或挤出成型制作塑胶地砖的各层迭层，尤其是可以沿用现有制作PVC胶布的设备，包 括使用原本用于制作PVC胶布的压延机、挤出机，印刷机及地砖压板机等设备，来进行聚酯 塑胶地砖的迭层贴合，进而制成各种不同规格的聚酯塑胶地砖。
[0016] 而且，根据本发明的聚酯塑胶地砖制备方法，本发明进一步提供一种聚酯塑胶地 砖，特性为不含卤素、不含重金属及不含有机挥发物，特别是一种具高抗张强度、又具优良 耐磨损性、耐烟蒂性及耐溶剂性的聚酯塑胶地砖。
[0017] 为达成上述目的，在本发明的聚酯塑胶地砖的工艺中，对适用于制作所述聚酯塑 胶地砖的聚酯树脂组合物，需要进行以下各种方面的改进，不但要改进聚酯树脂组合物的 加工性和物理性质，更要改进聚酯树脂组合物的刚性、耐热性、耐烟蒂污染性和耐候性。
[0018] 1、树脂方而:
[0019] 本发明的聚酯树脂组合物，于成分配方中，包括使用聚酯树脂及改性聚合物，根据 树脂总重量，也就是，本发明聚酯树脂及改性聚合物总用量为100重量份（PHR，parts per hundreds of resin,每百份树脂含量），其中改性聚合物占树脂总重量的3~25重量％， 其他聚酯树脂占树脂总重量的97~75重量％。
[0020] 而且，所述聚酯树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚聚酯（简称PET)、对苯二甲 酸-1，4-环己烷二甲醇酯均聚聚酯（简称PCT)或1，4-环己烷二甲醇改性共聚酯（以下简 称CHDM改性共聚酯）中的一种或二种以上的组合。
[0021 ] 其中，所述CHDM改性共聚酯包括二元酸改性PCT共聚酯（简称PCTA)、二元醇改性 PCT共聚酯（简称PCTG)或CHDM改性PET共聚酯（简称PETG)。
[0022] 所述PCTA为对苯二甲酸（简称TPA)、1，4-环己烷二甲醇（简称CHDM)及间苯二 甲酸（简称IPA)的共聚酯。所述PETG与所述PCTG均为对苯二甲酸（TPA)XHDM及乙二醇 (简称EG)的共聚酯，主要区别在于二元醇的添加含量不同，PETG是EG的添加量超过50 %， 而PCTG是CHDM的添加量超过50%。
[0023] 上列各种醇化共聚酯，即PCTA、PCTG或PETG共聚酯，具有优良物理特性、耐化学 性和透明度，其特性粘度（IV)为0. 76至0. 85分升/克（dL/g)，熔点Tm为135~145°C， 玻璃化转变温度Tg为70~80°C，适合在温度140~190°C范围下使用压延机、单双轴挤出 机、捏合机、乳轮机等设备加工，在工艺中的原料加工、加热过程、或在成品使用后的废弃回 收、焚烧过程，都不产生二噁英气体，也不会造酿成浓黑烟害、对地球环境、人体无伤害性。
[0024] 2、改善聚醅树脂组合物的轫件及加工流动件:
[0025] 为改进聚酯树脂组合物的各项物理性能，本发明的聚酯树脂组合物中，需添加与 聚酯树脂相容性极佳的改性聚合物。也就是，本发明的聚酯树脂组合物，包括使用聚酯树脂 及改性聚合物，
[0026] 添加所述改性聚合物的目的，一方面是得以调整聚酯塑胶粒的高温加工熔融黏度 及改善流动性，当使用于压延机或押出机进行压延或挤出加工时，熔融态聚酯塑胶可以避 免沾粘到辊轮的轮面上；另一方面则是促进聚酯树脂组合物得以提高物理韧性及改善撕裂 强度。
[0027] 本发明的聚酯树脂组合物，除了配方中选用前面所述CHDM改性共聚酯之外，配方 中使用的改性聚合物，可再添加其它橡胶或弹性体，包括：添加及选用顺丁橡胶（简称BR)、 热塑性聚氨酯弹性体橡胶（简称TPU)、丁苯橡胶（由苯乙烯和丁二烯聚合而成，简称SBR)、 乙烯/丙烯弹性体（又称乙丙橡胶）、聚烯烃弹性体（简称Ρ0Ε)、聚酯橡胶（又称热塑性聚 酯弹性体，简称TPEE)、三元乙丙橡胶（又称乙烯/丙烯/二烯三元共聚物，简称EPDM)、甲 基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物弹性体（简称MBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 嵌段共聚物（简称SBS)、或苯乙烯乙烯/ 丁烯苯乙烯橡胶（简称SEBS)等橡胶或弹性体。
[0028] 3、调整聚醅树脂分子间高淵加工结合力:
[0029] 本发明的聚酯树脂组合物中，借添加加工助剂来调整聚酯树脂分子间高温加工结 合力。加工助剂的使用量为0. 3~6重量份，包括芳香族羧酸盐混合并用丙酸酯和/或亚 磷酸酯。
[0030] 在聚酯树脂组合物中添加芳香族羧酸盐的目的，在于促进聚酯树脂的分子间结合 力及形成紧密结合材质，在高温压延加工下可以避免分子断链，因为具有优良耐磨损性及 抗张强度，更适用于作为地砖的材质使用。
[0031] 所述芳香族羧酸盐可选自苯甲酸钾、苯甲酸钠或苯甲酸镁中的一种以上，其用量 为0. 2~5重量份。加工助剂选择并用丙酸酯及亚磷酸酯的目的，在于提升聚酯树脂