本发明涉及复合地板材料技术领域，尤其涉及一种高硬度耐磨复合地板及其制备方法。
背景技术：
地板行业是一个新兴的产业，起源于20世纪80年代初。随着中国经济的蓬勃发展和居民生活水平的日益提高，地板以其脚感舒适、逢然温馨、高贵典雅等突出的优点，成为人们地面装饰的首选材料，其市场需求也呈直线上升趋势。现有技术中，地板主要分为木地板和复合地板，由于实木地板的价格较昂贵，所以复合地板的使用量较大。由于地板特殊的特性，常铺设于地面上，因此避免不了与物品或鞋子的摩擦，长时间的摩擦，地板表面会产生划痕，有的甚至会露出内部板材，影响美观度；而且由于地板的受重情况不同，在经历长期重物挤压后会地板表面会发生凹陷，使地板表面凹凸不平。因此增强复合地板的硬度，改善其耐磨性变的十分迫切。基于上述陈述，本发明提出了一种高硬度耐磨复合地板及其制备方法。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中复合地板硬度低、耐磨性差，易被挤压造成凹陷，易被刮擦产生划痕的问题，而提出的一种高硬度耐磨复合地板及其制备方法。
一种高硬度耐磨复合地板，所述高硬度耐磨复合地板，由双层表层中间夹基材层粘合而成，所述基材层由双层可发性聚苯乙烯板中间夹聚氨酯组成；所述表层包括以下重量份的原料：聚氯乙烯50～70份、环氧树脂25～40份、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮0.2～0.4份、邻氨基对叔丁基苯酚1.2～4份、改性剂1.8～3.2份、纳米二氧化硅4～7份、三氧化二铝5～9份、玻璃丝棉5～10份、助剂1～3份，所述改性剂由质量比为3.5:1:0.4:0.7的乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二苯基甲烷二异氰酸酯和石墨烯混合制备而得。
优选的，所述表层包括以下重量份的原料：聚氯乙烯55～65份、环氧树脂28～36份、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮0.25～0.35份、邻氨基对叔丁基苯酚1.5～3.5份、改性剂2～3份、纳米二氧化硅5～6份、三氧化二铝6～8份、玻璃丝棉6～9份、助剂1.5～2.5份。
优选的，所述5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚的质量比为1:6～10。
优选的，所述表层包括以下重量份的原料：聚氯乙烯60份、环氧树脂32份、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮0.3份、邻氨基对叔丁基苯酚2.4份、改性剂2.5份、纳米二氧化硅5.5份、三氧化二铝7份、玻璃丝棉8份、助剂2份。
优选的，所述助剂为阻燃剂、防水剂、抗菌剂、光稳定剂和润滑剂中的一种或任意几种组合。
本发明还提出了一种高硬度耐磨复合地板的制备方法，包括以下步骤：
s1、将所述比重的5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚共同加入到研磨机中，研磨10～20min后，加入改性剂，在45～75℃的温度下分散混合，得混合物；
s2、将聚氯乙烯、环氧树脂、纳米二氧化硅、三氧化二铝、玻璃丝棉、助剂以及步骤s1中所得的混合物依次加入到混合机中，控制混合速度为250～450r/min，高温熔融混合15～25min后置于成型机的模具中进行保压、冷却和脱模操作，即得表层；
s3、将步骤s2中制备的表层与基材层切割成相同规格后，将基材层置于两块表层之间，复合后压制即得高硬度耐磨复合地板。
本发明提出的一种高硬度耐磨复合地板，具有以下有益效果：
1、本发明将5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚研磨后在改性剂的作用下分散共混，然后与聚氯乙烯、环氧树脂、纳米二氧化硅、三氧化二铝、玻璃丝棉、助剂于混合机中熔融混合，经成型机成型后与基材层复合压制即得复合地板，本发明制备的复合地板硬度高，力学性能好，具有极佳的耐磨、阻燃、抗压、减震、吸音、防水、抗菌的特性，使用寿命长。
2、本发明利用质量比为3.5:1:0.4:0.7的乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二苯基甲烷二异氰酸酯和石墨烯混合制备改性剂对5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚进行分散改性，使5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚均匀分散的同时，对5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚进行表面修饰，增强其与聚氯乙烯、环氧树脂的表面结合能力，进而提高制备的复合地板的耐磨性和整体硬度。
3、本发明配方中5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚协效作用，能够较好的促进配方中各原料间的偶联，增强其粘结性，研究实验证明，向复合地板中复配添加两者，可以显著提高复合地板的硬度和耐磨性，尤其当5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚的质量比为1:8时，所得复合地板硬度最高，邵氏a硬度高达113，耐磨性能最好，耐磨转速高达32000转。
4、本发明通过添加纳米二氧化硅、三氧化二铝和玻璃丝棉使制备的复合地板具有较高的耐火、减震、抗压、吸音的特性，且所得复合地板阻燃效果明显，增加地板使用的安全性，抗老化性能强，使用寿命长。
5、本发明配方科学、配比严谨，所得原料简单易得，安全环保，制备的复合地板硬度高、耐磨性好，解决了现有技术中复合地板硬度低、耐磨性差，易被挤压造成凹陷，易被刮擦产生划痕的问题，其制备方法简单，制备条件温和，易于工业化生产，可得广泛应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种高硬度耐磨复合地板，由双层表层中间夹基材层粘合而成，所述基材层由双层可发性聚苯乙烯板中间夹聚氨酯组成；所述表层包括以下重量份的原料：聚氯乙烯50份、环氧树脂25份、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮0.2份、邻氨基对叔丁基苯酚1.2份、改性剂1.8份、纳米二氧化硅4份、三氧化二铝5份、玻璃丝棉5份、助剂1份；所述改性剂由质量比为3.5:1:0.4:0.7的乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二苯基甲烷二异氰酸酯和石墨烯混合制备而得；所述助剂为阻燃剂、抗菌剂和润滑剂组合，其中阻燃剂、抗菌剂和润滑剂的质量比为1:1:1。
其制备方法，包括以下步骤：
s1、将所述比重的5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚共同加入到研磨机中，研磨10min后，加入改性剂，在45℃的温度下分散混合，得混合物；
s2、将聚氯乙烯、环氧树脂、纳米二氧化硅、三氧化二铝、玻璃丝棉、助剂以及步骤s1中所得的混合物依次加入到混合机中，控制混合速度为250r/min，高温熔融混合15min后置于成型机的模具中进行保压、冷却和脱模操作，即得表层；
s3、将步骤s2中制备的表层与基材层切割成相同规格后，将基材层置于两块表层之间，复合后压制即得高硬度耐磨复合地板。
实施例二
本发明提出的一种高硬度耐磨复合地板，由双层表层中间夹基材层粘合而成，所述基材层由双层可发性聚苯乙烯板中间夹聚氨酯组成；所述表层包括以下重量份的原料：聚氯乙烯60份、环氧树脂32份、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮0.3份、邻氨基对叔丁基苯酚2.4份、改性剂2.5份、纳米二氧化硅5.5份、三氧化二铝7份、玻璃丝棉8份、助剂2份；所述改性剂由质量比为3.5:1:0.4:0.7的乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二苯基甲烷二异氰酸酯和石墨烯混合制备而得；所述助剂为阻燃剂、防水剂、抗菌剂、光稳定剂和润滑剂组合，其中阻燃剂、防水剂、抗菌剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为2.2:1.5:0.7:1:0.3。
其制备方法，包括以下步骤：
s1、将所述比重的5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚共同加入到研磨机中，研磨15min后，加入改性剂，在60℃的温度下分散混合，得混合物；
s2、将聚氯乙烯、环氧树脂、纳米二氧化硅、三氧化二铝、玻璃丝棉、助剂以及步骤s1中所得的混合物依次加入到混合机中，控制混合速度为350r/min，高温熔融混合20min后置于成型机的模具中进行保压、冷却和脱模操作，即得表层；
s3、将步骤s2中制备的表层与基材层切割成相同规格后，将基材层置于两块表层之间，复合后压制即得高硬度耐磨复合地板。
实施例三
本发明提出的一种高硬度耐磨复合地板，由双层表层中间夹基材层粘合而成，所述基材层由双层可发性聚苯乙烯板中间夹聚氨酯组成；所述表层包括以下重量份的原料：聚氯乙烯70份、环氧树脂40份、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮0.4份、邻氨基对叔丁基苯酚4份、改性剂3.2份、纳米二氧化硅7份、三氧化二铝9份、玻璃丝棉10份、助剂3份；所述改性剂由质量比为3.5:1:0.4:0.7的乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二苯基甲烷二异氰酸酯和石墨烯混合制备而得；所述助剂为防水剂、光稳定剂和润滑剂组合，其中防水剂、光稳定剂和润滑剂的质量比1:1:0.5。
其制备方法，包括以下步骤：
s1、将所述比重的5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚共同加入到研磨机中，研磨20min后，加入改性剂，在75℃的温度下分散混合，得混合物；
s2、将聚氯乙烯、环氧树脂、纳米二氧化硅、三氧化二铝、玻璃丝棉、助剂以及步骤s1中所得的混合物依次加入到混合机中，控制混合速度为450r/min，高温熔融混合25min后置于成型机的模具中进行保压、冷却和脱模操作，即得表层；
s3、将步骤s2中制备的表层与基材层切割成相同规格后，将基材层置于两块表层之间，复合后压制即得高硬度耐磨复合地板。
对比例一
本发明提出的一种高硬度耐磨复合地板，由双层表层中间夹基材层粘合而成，所述基材层由双层可发性聚苯乙烯板中间夹聚氨酯组成；所述表层包括以下重量份的原料：聚氯乙烯50份、环氧树脂25份、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮0.2份、邻氨基对叔丁基苯酚1.2份、改性剂1.8份、纳米二氧化硅4份、三氧化二铝5份、玻璃丝棉5份、助剂1份；所述改性剂由质量比为3.5:1:0.4:0.7的乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二苯基甲烷二异氰酸酯和石墨烯混合制备而得；所述助剂为阻燃剂、抗菌剂和润滑剂组合，其中阻燃剂、抗菌剂和润滑剂的质量比为1:1:1。
其制备方法，包括以下步骤：
s1、将所述比重的邻氨基对叔丁基苯酚加入到研磨机中，研磨10min后，加入改性剂，在45℃的温度下分散混合，得混合物；
s2、将聚氯乙烯、环氧树脂、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮、纳米二氧化硅、三氧化二铝、玻璃丝棉、助剂以及步骤s1中所得的混合物依次加入到混合机中，控制混合速度为250r/min，高温熔融混合15min后置于成型机的模具中进行保压、冷却和脱模操作，即得表层；
s3、将步骤s2中制备的表层与基材层切割成相同规格后，将基材层置于两块表层之间，复合后压制即得高硬度耐磨复合地板。
对比例二
本发明提出的一种高硬度耐磨复合地板，由双层表层中间夹基材层粘合而成，所述基材层由双层可发性聚苯乙烯板中间夹聚氨酯组成；所述表层包括以下重量份的原料：聚氯乙烯50份、环氧树脂25份、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮0.2份、邻氨基对叔丁基苯酚1.2份、改性剂1.8份、纳米二氧化硅4份、三氧化二铝5份、玻璃丝棉5份、助剂1份；所述改性剂由质量比为3.5:1:0.4:0.7的乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二苯基甲烷二异氰酸酯和石墨烯混合制备而得；所述助剂为阻燃剂、抗菌剂和润滑剂组合，其中阻燃剂、抗菌剂和润滑剂的质量比为1:1:1。
其制备方法，包括以下步骤：
s1、将所述比重的5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮加入到研磨机中，研磨10min后，加入改性剂，在45℃的温度下分散混合，得混合物；
s2、将聚氯乙烯、环氧树脂、邻氨基对叔丁基苯酚、纳米二氧化硅、三氧化二铝、玻璃丝棉、助剂以及步骤s1中所得的混合物依次加入到混合机中，控制混合速度为250r/min，高温熔融混合15min后置于成型机的模具中进行保压、冷却和脱模操作，即得表层；
s3、将步骤s2中制备的表层与基材层切割成相同规格后，将基材层置于两块表层之间，复合后压制即得高硬度耐磨复合地板。
对比例三
本发明提出的一种高硬度耐磨复合地板，由双层表层中间夹基材层粘合而成，所述基材层由双层可发性聚苯乙烯板中间夹聚氨酯组成；所述表层包括以下重量份的原料：聚氯乙烯50份、环氧树脂25份、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮0.2份、邻氨基对叔丁基苯酚1.2份、改性剂1.8份、纳米二氧化硅4份、三氧化二铝5份、玻璃丝棉5份、助剂1份；所述改性剂由质量比为3.5:1:0.4:0.7的乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二苯基甲烷二异氰酸酯和石墨烯混合制备而得；所述助剂为阻燃剂、抗菌剂和润滑剂组合，其中阻燃剂、抗菌剂和润滑剂的质量比为1:1:1。
其制备方法，包括以下步骤：
s1、将所述比重的5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚共同加入到研磨机中，研磨10min后得混合物；
s2、将聚氯乙烯、环氧树脂、改性剂、纳米二氧化硅、三氧化二铝、玻璃丝棉、助剂以及步骤s1中所得的混合物依次加入到混合机中，控制混合速度为250r/min，高温熔融混合15min后置于成型机的模具中进行保压、冷却和脱模操作，即得表层；
s3、将步骤s2中制备的表层与基材层切割成相同规格后，将基材层置于两块表层之间，复合后压制即得高硬度耐磨复合地板。
对比例四
本发明提出的一种高硬度耐磨复合地板，由双层表层中间夹基材层粘合而成，所述基材层由双层可发性聚苯乙烯板中间夹聚氨酯组成；所述表层包括以下重量份的原料：聚氯乙烯50份、环氧树脂25份、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮0.2份、邻氨基对叔丁基苯酚1.2份、改性剂1.8份、纳米二氧化硅4份、三氧化二铝5份、玻璃丝棉5份、助剂1份；所述改性剂由质量比为3.5:1:0.4:0.7的乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二苯基甲烷二异氰酸酯和石墨烯混合制备而得；所述助剂为阻燃剂、抗菌剂和润滑剂组合，其中阻燃剂、抗菌剂和润滑剂的质量比为1:1:1。
其制备方法，包括以下步骤：
s1、将聚氯乙烯、环氧树脂、5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮、邻氨基对叔丁基苯酚、改性剂、纳米二氧化硅、三氧化二铝、玻璃丝棉和助剂依次加入到混合机中，控制混合速度为250r/min，高温熔融混合15min后置于成型机的模具中进行保压、冷却和脱模操作，即得表层；
s2、将步骤s1中制备的表层与基材层切割成相同规格后，将基材层置于两块表层之间，复合后压制即得高硬度耐磨复合地板。
分别测试实施例一～三以及对比例一～四制备的复合地板的性能，得出如下结果：
表1：
由表1可知：本发明实施例一～三中制备的复合地板的拉伸强度、硬度和耐磨转速远远超过对比例一～四中制备的复合地板，综上所述，本发明实施例一～三中制备的复合地板具有优异的力学性能和耐磨性能。
按上述实施例一所述步骤，在原料总重量份不变及其他各原料用量不变的情况下，分别制备单独添加5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮的复合地板；单独添加邻氨基对叔丁基苯酚的复合地板；以及共同添加5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚的复合地板；然后分别测试上述复合地板的硬度和耐磨性，得出如下结果：
表2：
由表2可知：单独添加5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮的复合地板邵氏硬度仅为55，耐磨转速仅能达到10500转，单独添加邻氨基对叔丁基苯酚的复合地板，邵氏硬度仅为58，耐磨转速仅能达到11800转；复配添加5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚，但5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚的质量比大于1:3或小于1:20时，所制备的复合地板，其硬度和耐磨性能与单独添加5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚的复合地板相近，邵氏硬度最高仅能达到63，耐磨转速仅能达到12500转，综合性能较差；而当5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚的质量比1:3～20时，所制备的复合地板的硬度和耐磨性得到了提高，其邵氏硬度均能达到70以上，耐磨转速均能达到16350转以上；尤其当5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚的质量比1:6～10时，所制备的复合地板的硬度和耐磨性得到了显著的提高，其邵氏硬度均能达到91以上，耐磨转速均能达到25200转以上，且当5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮和邻氨基对叔丁基苯酚的质量比为1:8时，所制备的复合地板硬度最高，邵氏a硬度高达110，耐磨性能最好，耐磨转速高达31500转，综合性能最佳。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。