環(huán)保型耐開裂耐沖擊建筑裝飾用復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明以高性能纖維增強(qiáng)熱塑性高分子及改性添加助劑為原材料，經(jīng)過(guò)共混擠 出，注塑擠出、附著涂料等工藝制備出環(huán)保、低能耗、耐開裂的建筑裝飾材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑裝飾材料包括地面裝飾、墻面裝飾、頂面裝飾及室內(nèi)功能性裝飾材料，例如地 面瓷磚、墻體貼面瓷磚、吊頂裝飾板材以及生活用陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品等，現(xiàn)有技術(shù)中，以上裝飾 材料采用陶瓷材料制成，制備過(guò)程采用胚體燒結(jié)、涂釉燒結(jié)等高能耗、高污染且材料無(wú)法重 復(fù)利用的制造工藝；產(chǎn)品會(huì)由于燒結(jié)溫度均勻性、材料膨脹收縮系數(shù)差異及內(nèi)應(yīng)力原因，導(dǎo) 致易開裂、合格率較低等缺陷；陶瓷材料耐沖擊性、韌性差，脆性高導(dǎo)致在運(yùn)輸、安裝及以后 的使用過(guò)程中不能有任何的碰撞與沖擊，否則就會(huì)引起破碎、開裂甚至完全破壞，維護(hù)成本 較高。
[0003] 近年來(lái)有公司提出使用高填充無(wú)機(jī)填料、聚烯烴和其他添加助劑通過(guò)共混改性和 注塑工藝制備建筑裝飾用產(chǎn)品，如專利《一種硅灰石改性的熱塑性樹脂復(fù)合材料及制備產(chǎn) 品的方法》CN 101864108 A和專利《經(jīng)非金屬材料改性的熱塑性樹脂復(fù)合材料及制備產(chǎn)品 的方法》CN 102061037 A，以上專利介紹產(chǎn)品使用聚丙烯材料為基體樹脂，聚丙烯材料為非 極性材料，與表面涂料的粘附性極差，導(dǎo)致衛(wèi)浴產(chǎn)品表面涂層與結(jié)構(gòu)基材附著力差，產(chǎn)品生 產(chǎn)制備工藝難度較高，易導(dǎo)致產(chǎn)品合格率降低，產(chǎn)品在長(zhǎng)時(shí)間使用或者多次冷熱循環(huán)的條 件下表面涂層脫落，產(chǎn)品的長(zhǎng)期使用性降低，同時(shí)無(wú)機(jī)材料的高填充導(dǎo)致最終產(chǎn)品的耐沖 擊性差、易開裂、易變性，影響產(chǎn)品性能。
[0004] 同時(shí)有專利關(guān)于熱固性材料通過(guò)共混澆注成型來(lái)制備衛(wèi)浴產(chǎn)品，如專利《一種樹 脂基復(fù)合材料潔具五金件及其制備方法》CN 101747607 A，此制備方法工藝流程較為復(fù)雜， 且熱固性材料多含有溶劑型材料，易揮發(fā)、有毒性，對(duì)環(huán)境和人體危害較高，且固化工藝過(guò) 程中易產(chǎn)生開裂、內(nèi)應(yīng)力等問(wèn)題導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，且熱固性材料產(chǎn)品為不可重復(fù)利用的材 料，綠色環(huán)保性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)建筑裝飾材料的高能耗、環(huán)境污染、易開裂、耐沖擊性能 差等一系列問(wèn)題，同時(shí)解決現(xiàn)有熱塑性復(fù)合建筑裝飾材料產(chǎn)品的制備工藝?yán)щy、長(zhǎng)期使用 穩(wěn)定差及易開裂問(wèn)題和熱固性衛(wèi)浴產(chǎn)品的工藝流程復(fù)雜、脆性高及內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致的易開裂等 問(wèn)題。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種環(huán)保型耐開裂耐沖擊建筑裝飾用復(fù)合材 料，其特征在于，包括基體，所述的基體的制備原料包括：基體樹脂20wt % -74. 8wt %， 改性樹脂5wt % -20wt %，增強(qiáng)纖維5wt % -20wt %，無(wú)機(jī)填充材料IOwt % -64. 8wt %， 增白劑Owt % _5wt %，抗氧劑0· Iwt % -Iwt %，阻燃劑5wt % -20wt %和抗光老化劑 0. lwt% -lwt%，所述的基體樹脂為熱塑性聚烯烴樹脂，所述的改性樹脂為極性熱塑性聚合 物。
[0007] 優(yōu)選地，所述的基體樹脂為聚丙烯、聚乙烯、乙烯共聚物樹脂和丙烯共聚物樹脂中 的至少一種。
[0008] 優(yōu)選地，所述的改性樹脂為聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯 (如PET/PBT/PTT/PETG/APET)、ABS極性熱塑性聚合物、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯和乙烯-四 氟乙烯共聚物中的至少一種。
[0009] 優(yōu)選地，所述的增強(qiáng)纖維為碳纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、金屬纖維、對(duì)位與間位芳 香族聚酰胺纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、PPS纖維、PEEK纖維和熱致性聚芳酯纖維中的至少 一種。
[0010] 優(yōu)選地，所述的無(wú)機(jī)填充材料為碳酸鈣、陶土、硅灰石及二氧化硅無(wú)機(jī)粉末中的至 少一種。
[0011] 優(yōu)選地，所述的增白劑為鈦白粉。
[0012] 優(yōu)選地，所述的抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑1076中的至少一種。
[0013] 優(yōu)選地，所述的阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁和磷氮類阻燃劑中的至少一種。
[0014] 優(yōu)選地，所述的抗光老化劑為二苯甲酮類、水楊酸類或苯并三唑類抗光老化劑。
[0015] 優(yōu)選地，所述的基體的表面涂覆有表面涂層，所述的表面涂層的制備原料包括：丙 烯酸酯樹脂10~60重量份，單體30~95重量份，光引發(fā)劑3~8重量份，溶劑90~300 重量份，流平劑〇. 01~1重量份和熒光劑〇. 001-0. 005重量份。
[0016] 更優(yōu)選地，所述的丙烯酸酯樹脂為聚氨酯丙烯酸酯樹脂、聚酯丙烯酸酯樹脂、聚氨 酯甲基丙烯酸酯樹脂和聚酯甲基丙烯酸酯樹脂中的一種或幾種。
[0017] 更優(yōu)選地，所述的單體為1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇 二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化三羥甲基丙 烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯 酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯中的一種或幾種。
[0018] 更優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑為二苯甲酮、1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮、2-羥基-2-甲 基-1-苯基-1丙酮、2,4,6_三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和異丙基硫雜蒽酮中的一種或 幾種。
[0019] 更優(yōu)選地，所述的溶劑為醋酸丁酯、異丙醇、正丁醇、乙醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙 醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或幾種。
[0020] 更優(yōu)選地，所述的流平劑為聚醚改性有機(jī)硅、聚酯改性有機(jī)硅、聚二甲基硅氧烷、 氟改性丙烯酸酯和丙烯酸酯共聚物中的一種或幾種。
[0021] 更優(yōu)選地，所述的熒光劑為二苯乙烯類、香豆素類、吡唑啉類或苯并氧氮類熒光 劑。
[0022] 本發(fā)明還提供了上述的環(huán)保型耐開裂耐沖擊建筑裝飾用復(fù)合材料的制備方法，其 特征在于，包括：按照配方量將基體的各制備原料在高混機(jī)中充分混合攪拌均勻，將混合 后的原料由加料口加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，在150°C -300°C條件下熔融共混擠出成 型；冷卻后在切粒機(jī)中切粒成復(fù)合材料粒子，烘干，將烘干的復(fù)合材料粒子加入到注塑機(jī)的 料筒中，在150°C -300°C熔融注塑成型，在60°C -100°C冷卻脫模，得到基體。
[0023] 優(yōu)選地，所述的環(huán)保型耐開裂耐沖擊建筑裝飾用復(fù)合材料的制備方法還包括：將 表面涂層的制備原料混合，在基體表面涂覆表面涂層，紫外固化，得到成品。
[0024] 優(yōu)選地，所述的涂覆表面涂層的方法為浸涂或噴涂。
[0025] 優(yōu)選地，所述的基體通過(guò)破碎并粉碎制成復(fù)合材料粒子進(jìn)行重復(fù)利用。
[0026] 本發(fā)明使用熱塑性聚烯烴為基體樹脂，采用包括但不限于聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯 及ABS等極性熱塑性聚合物進(jìn)行基體樹脂極性改性，提高基體樹脂與涂料涂層的附著力， 提高產(chǎn)品性能和使用；選用高強(qiáng)度高性能無(wú)機(jī)或有機(jī)纖維包括但不限于碳纖維、玻璃纖維、 陶瓷纖維、金屬纖維、對(duì)位與間位芳香族聚酰胺纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、PPS纖維、PEEK 纖維，熱致性聚芳酯纖維來(lái)提高產(chǎn)品的抗開裂性、抗沖擊性；選用包括但不限于碳酸鈣、陶 土、硅灰石及二氧化硅等低成本、無(wú)污染的無(wú)機(jī)粉末添加物為增強(qiáng)和填充材料；再選用添加 增白劑（鈦白粉）、抗氧劑、阻燃劑及抗光老化助劑來(lái)進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能；可以根據(jù)產(chǎn)品 的使用條件選用或者不選用表面涂料為聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯水性涂料，具有高 硬度（可達(dá)到6-7H)、高附著力、光澤度好、耐老化性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0028] 1.本發(fā)明采用包括但不限于聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯及ABS等極性熱塑性聚合物 進(jìn)行基體樹脂極性改性，提高基體樹脂的極性，改善涂層材料與基體樹脂的粘結(jié)力，提高產(chǎn) 品涂層加工工藝，提高建筑裝飾產(chǎn)品質(zhì)量延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。
[0029] 2.本發(fā)明采用高性能纖維對(duì)建筑裝飾材料進(jìn)行增強(qiáng)，提高產(chǎn)品的抗沖擊性能、抗 開裂性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明介紹的建筑裝飾材料及制備方法具有耐開裂、耐沖擊、 易運(yùn)輸及低維護(hù)成本等特點(diǎn)。
[0030] 3.本發(fā)明制備方法的建筑裝飾材料具備制備工藝簡(jiǎn)單、成品率高、材料可重復(fù)利 用、綠色環(huán)保、節(jié)能減耗等特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明發(fā)明而 不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的 范圍。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 一種環(huán)保型耐開裂耐沖擊建筑裝飾用復(fù)合材料，由基體和涂覆在基體表面的表面 涂層組成。所述的基體的制備原料由以重量百分比計(jì)的聚丙烯（上海石化-T300型）25%; 聚碳酸酯（拜耳公司-Makrolon PC) 10% ;碳酸鈣40% ;玻璃纖維10% ;增白劑（TiO2) 5% ; 阻燃劑（Mg(OH)2)9% ;抗氧劑（1010)0. 5% ;抗光老化劑（巴斯夫-Tinuvin 622)0. 5%組 成。
[0034] 所述的表面涂層的制備原料由聚酯丙烯酸酯樹脂（濟(jì)寧華凱，HKP-4) 20重量份， 三丙二醇二丙烯酸酯30重量份，季戊四醇三丙烯酸酯35重量份，光引發(fā)劑（二苯甲酮）6 重量份，醋酸乙酯100重量份，醋酸丁酯100重量份，聚酯改性有機(jī)硅（圣邦，DC-193) 0. 5重 量份，熒光劑（晨昊-WGS) 0. 002重量份組成。
[0035] 上述的環(huán)保型耐開裂耐沖擊建筑裝飾用復(fù)合材料的制備方法為：按照配方量將基 體的各制備原料在高混機(jī)中充分混合攪拌均勻，將混合后的原料由加料口加入到雙螺桿擠 出機(jī)的料斗中，在160°C -220°C條件下熔融共混擠出成型；在水槽中水冷拉條冷卻后在切 粒機(jī)中切粒成復(fù)合材料粒子；把所述的復(fù)合材料粒子放入100 °C~120 °C的烘箱中加熱烘 干4h，除去水分；將烘干的復(fù)合材料粒子加入到注塑機(jī)的料筒中，加溫至240°C使得復(fù)合材 料粒子熔融，根據(jù)所要生產(chǎn)的單個(gè)產(chǎn)品的材料用量輸入注塑機(jī)的電腦控制程序中，啟動(dòng)注 塑機(jī)注射控制程序，采用注射螺桿推進(jìn)將料筒中的復(fù)合材料注射到金屬模具中，模具冷卻 溫度為75°C，使產(chǎn)品冷卻定型，打開模具，用取件機(jī)械手取出成型的半成品；將表面涂層的