專利名稱：一種裝飾天花用軟膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料膜。
背景技術(shù)：
軟膜天花(裝飾天花用軟膜)又稱為柔性天花，拉展天花，拉膜天花與拉蓬天花等，二十世紀(jì)后期，經(jīng)法國人費(fèi)蘭德.斯科爾先生研究完善并成功推廣到歐洲及美洲國家的天花市場，柔性天花已日趨成為吊頂材料的首選材料，是取代了傳統(tǒng)吊頂天花和墻面的新型材料，這種革命性的柔性材料能配合設(shè)計(jì)師超前的藝術(shù)構(gòu)思造成多種平面和立體形狀的設(shè)計(jì)效果，而且有超過一百種顏色的選擇。柔性天花突破了傳統(tǒng)固體天花的形狀固定缺陷和小塊拼裝缺陷，可大塊使用，造成多種平面和立體形狀，使裝飾設(shè)計(jì)具有完美的整體效果和無限的創(chuàng)造力，完全可以適應(yīng)當(dāng)代多層次、高品味的審美要求。 由于柔性天花是一種裝飾材料，多用于室內(nèi)的裝飾，因此它必須符合多個(gè)嚴(yán)格的要求，如阻燃要求、外觀要求、性能要求和無毒要求等，國內(nèi)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品難以同時(shí)滿足各種要求。尤其是阻燃性能指標(biāo)，作為室內(nèi)裝飾材料的柔性天花阻燃性能必需采用國家建筑材料的燃燒標(biāo)準(zhǔn)，然而國內(nèi)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的柔性天花只是外觀上達(dá)到要求，而在性能上，特別是阻燃指標(biāo)上達(dá)不到客戶要求的燃燒標(biāo)準(zhǔn)，即使有個(gè)別廠家能達(dá)到客戶要求的燃燒標(biāo)準(zhǔn)，但成本很高，因此要在沒有大幅提高成本的前提下達(dá)到建筑材料燃燒標(biāo)準(zhǔn)B級或以上是目前國內(nèi)柔性天花生產(chǎn)需要突破的技術(shù)瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種能滿足室內(nèi)裝飾所需要的包括阻燃在內(nèi)的各種性能要求的且成本低的裝飾天花用軟膜及其制造方法。本發(fā)明的裝飾天花用軟膜是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括 聚氯乙烯(PVC)100
非鄰苯二甲酸酯增塑劑20-60
液體鋇鋅穩(wěn)定劑O. 4-4. 5
粉體鋇鋅穩(wěn)定劑O. 5-3. O
復(fù)配阻燃劑4-20
可反應(yīng)有機(jī)硅1.0-10
，復(fù)配阻燃劑由三氧化二銻、磷酸酯、三聚氰胺構(gòu)成，其中三氧化二銻占10-40wt%，磷酸酯占20-60wt %，三聚氰胺占20-40wt %。相對于傳統(tǒng)的配方
①本項(xiàng)目的配方改用非鄰苯二甲酸酯類增塑劑，符合歐盟REACH指令，是環(huán)保的產(chǎn)
品O②針對粉體鋇鋅穩(wěn)定劑自身潤滑性較強(qiáng)的特點(diǎn)，引入液體鋇鋅與之并用，兩者有明顯的協(xié)同效應(yīng)，可以減少剪切傳遞差，塑化不均勻的產(chǎn)生。
③阻燃劑是通過若干機(jī)理發(fā)揮其阻燃作用，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等。配方中添加單一種阻燃劑能夠滿足普通阻燃PVC產(chǎn)品的阻燃要求，而柔性天花裝飾材料必需符合國家建筑材料的阻燃標(biāo)準(zhǔn)B級或以上。本項(xiàng)目采用三氧化二銻、磷酸酯、三聚氰胺三元協(xié)同復(fù)配作為阻燃體系，三種材料的作用機(jī)理和優(yōu)缺點(diǎn)如下
三氧化二銻(Sb2O3)屬于添加型阻燃劑，通過物理混合分散到PVC制品當(dāng)中，阻燃效果比較好。其顆粒大小和形態(tài)對PVC性能和阻燃效果影響較大，粒度小，達(dá)到同樣阻燃效果的三氧化二銻用量也越小。三氧化二銻本身沒有阻燃作用，在與鹵素并用時(shí)才體現(xiàn)其作用，其阻燃機(jī)理歸結(jié)為隔斷熱傳導(dǎo)和熱輻射、壁面效應(yīng)、與鹵系樹脂組合的協(xié)同效應(yīng)及促進(jìn)不燃性化合物生成等四種原因。在高溫狀態(tài)下，三氧化二銻被氣化，PVC降解釋放出HC1，與氣化的Sb2O3反應(yīng)生成SbOCl，然后SbOCl進(jìn)行熱分解，在吸取大量熱的同時(shí)生成SbCl3。SbCl3為高沸點(diǎn)液體，覆蓋在表面，可起隔絕作用。SbCl3在火焰溫度下，分解出Cl.游離基，與火焰中的活性.H、. OH等結(jié)合，起到抑制火焰的作用。同時(shí)，SbOCl、SbCl 3蒸汽比重大，附于物料 表面，起到隔絕空氣的作用，并在火焰上空凝結(jié)成液滴或者固體微粒，能量在固體表面被消耗，使燃燒速度減慢或停止。然而建筑材料的阻燃標(biāo)準(zhǔn)B級相對較高，如果配方中只添加三氧化二銻做阻燃劑來達(dá)到建筑材料的阻燃標(biāo)準(zhǔn)B級，那么添加量需要達(dá)到15份。但是由于三氧化二銻實(shí)色度較高，價(jià)格也高，大量添加不僅導(dǎo)致產(chǎn)品的成本大幅提高2000元/噸以上，而且會導(dǎo)致產(chǎn)品透光率嚴(yán)重下降。而根據(jù)客戶要求，柔性天花裝飾材料必須有合適的透光率，一方面柔性天花需要具有一定實(shí)色度，對光源充分均勻擴(kuò)散，達(dá)到柔和的面光源效果，不能出現(xiàn)可見的線狀或點(diǎn)狀光源；但另一方面必須要有足夠的光線透過柔性天花裝飾材料，以達(dá)到照明或展示的效果。因此大量添加三氧化二銻所導(dǎo)致的透光率嚴(yán)重下降無法符合產(chǎn)品要求。由于磷酸酯類阻燃劑是傳統(tǒng)的阻燃劑，阻燃效果尚可，而且磷酸酯能兼?zhèn)湓鏊軇┑淖饔?，加入磷酸酯能對?yīng)減少增塑劑的用量。磷酸酯系阻燃劑具有阻燃效果持久，與聚合物基材相容性好，耐水、耐候、耐熱以及耐遷移等特點(diǎn)，磷酸酯屬于有機(jī)磷系阻燃劑，在燃燒過程中產(chǎn)生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脫水炭化，形成了一層炭化層，阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程。磷酸酐在熱解時(shí)還形成了類似玻璃狀的熔融物覆蓋在可燃物表面，也起到阻燃作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，單用磷酸酯作為阻燃劑達(dá)到30份時(shí)，柔性天花產(chǎn)品阻燃性能較好，可是由于磷酸酯為液體，與PVC的相容性并不理想，在30份這種高量使用情況下，出現(xiàn)嚴(yán)重滲出現(xiàn)象。三聚氰胺屬于氮系阻燃劑，分子中含有6個(gè)氮原子，遇高溫分解放出氮?dú)猓@個(gè)是惰性氣體，能夠稀釋空氣中氧的濃度，另一方面，由于氮?dú)獾拇嬖?，能協(xié)助產(chǎn)品在燃燒時(shí)產(chǎn)生泡沫狀炭層，而且比較致密，這能隔絕燃燒物與氧氣接觸，起到阻燃作用。同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，阻燃劑中隨著三聚氰胺比例增大，燃燒時(shí)熔體滴落現(xiàn)象明顯緩解，能使我司柔性天花裝飾材料燃燒時(shí)燃燒滴落物附加等級達(dá)到d0級，600秒內(nèi)沒滴落。但三聚氰胺阻燃效果不理想，在PVC體系中單用三聚氰胺需達(dá)到80份以上的高添加量，嚴(yán)重降低了產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和透光率。因此，我們嘗試采用三聚氰胺與磷酸酯、三氧化二銻三者復(fù)配使用。它們之間協(xié)同作用如下氮磷協(xié)同效應(yīng)三聚氰胺在燃燒過程中分解出惰性氣體，提供了惰性氣源；磷酸酯在燃燒過程中促進(jìn)PVC體系脫水產(chǎn)生炭化層，提供了炭源；形成膨脹型阻燃體系，另外，磷的存在可以促進(jìn)三聚氰胺的分解，使得分解出的惰性氣體量更大，致使泡沫狀炭層更致密，隔絕可燃?xì)怏w的擴(kuò)散的效果更好。因此磷酸酯和三聚氰胺并用是通過利用不同的作用機(jī)理，互相補(bǔ)充，產(chǎn)生協(xié)同作用，阻燃效果得到提高。銻鹵協(xié)同效應(yīng)在高溫狀態(tài)下，三氧化二銻被氣化，PVC降解釋放出HC1，與氣化的Sb2O3反應(yīng)生成SbOCl，然后SbOCl進(jìn)行熱分解，在吸取大量熱的同時(shí)生成SbCl3。SbCl3為高沸點(diǎn)液體，覆蓋在表面，可起隔絕作用。SbCl3在火焰溫度下，分解出Cl.游離基，與火焰中的活性.H、. OH等結(jié)合，起到抑制火焰的作用。同時(shí)，SbOCl、SbCl 3蒸汽比重大，附于物料表面，起到隔絕空氣的作用，并在火焰上空凝結(jié)成液滴或者固體微粒，能量在固體表面被消耗，使燃燒速度減慢或停止。本項(xiàng)目采用三元協(xié)同復(fù)配體系，以吸取熱量、抑制俘獲自由基、形成致密泡沫碳化隔離層、SbCl 3液體隔離層、惰性氣體如氮?dú)?、SbOCl, SbCl 3蒸汽等的氣態(tài)隔離層等機(jī)理起 作用，從燃燒各環(huán)節(jié)加以抑制阻斷，達(dá)到一個(gè)高效、低添加量、透光率適當(dāng)、價(jià)格較低廉的效
果O這樣，采用磷酸酯、三聚氰胺和三氧化二銻復(fù)配作為阻燃劑，不僅克服單用三氧化二銻等的缺點(diǎn)，而且復(fù)配阻燃劑的添加量比只添加單一阻燃劑時(shí)大大減少，本項(xiàng)目阻燃劑添加量只需添加12份。另外，由于磷酸酯兼?zhèn)湓鏊茏饔?，添加磷酸酯后能減少增塑劑的用量，進(jìn)一步降低了產(chǎn)品的成本，使用復(fù)配阻燃劑的產(chǎn)品成本只需增加700元/噸。④由于生產(chǎn)工藝上要求柔性天花裝飾材料的拉伸比< I. 5，膜片受到的牽引力較少，若熔體的潤滑性和流動(dòng)性不夠好，會導(dǎo)致剛成型的膜片出現(xiàn)包輥，不能順利脫離輥面。添加常用的潤滑劑，要使熔體潤滑性符合工藝要求，添加量相對較大，但是，常規(guī)潤滑劑加入量較大時(shí)潤滑效果極不穩(wěn)定，極易出現(xiàn)小分子潤滑劑大量析出而出現(xiàn)潤滑過度，甚至?xí)?dǎo)致熔體脫輥，生產(chǎn)無法進(jìn)行。我們采用可反應(yīng)有機(jī)硅作為潤滑劑，它能很好的提高熔體的流動(dòng)性和表面潤滑性。由于可反應(yīng)有機(jī)硅經(jīng)過改性，有機(jī)硅鏈段端基具有官能團(tuán)，加工時(shí)端基官能團(tuán)可參與聚合反應(yīng)，成為聚合物的一部分，使得有機(jī)硅只有中間部分的分子鏈遷移到表面以起到潤滑作用，這樣潤滑劑不會有持續(xù)表面遷移，不會對加工造成不利影響，也不會導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象。本發(fā)明的上述裝飾天花用軟膜的制造方法是這樣實(shí)現(xiàn)的，依次包括計(jì)量、高速攪拌、密煉機(jī)制備初步熔體、1#開煉機(jī)塑煉、2#開煉機(jī)精煉、過濾、壓延成型、引取、冷卻、收卷，其特別之處在于在壓延成型工序中拉伸比在O. 8-1. 5間。采用傳統(tǒng)的壓延法壓延成型，產(chǎn)品普遍存在比較嚴(yán)重的料柱痕，料柱痕的出現(xiàn)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀，而柔性天花(裝飾天花用軟膜)作為裝飾材料，對外觀要求高。我們需要通過改進(jìn)工藝來減少產(chǎn)品上的料柱痕。我們在工藝上采用控制柔性天花裝飾材料的拉伸比< I. 5的方法，能使柔性天花裝飾材料表面的料柱痕大大減少。①由于PVC的Tg點(diǎn)為78°C，開始分解溫度點(diǎn)為80°C，成型加工范圍極窄，通常需要加入大量的增塑劑以降低壓延加工溫度。增塑劑是在高速攪拌工序中與PVC混合，混合物的均勻、干爽程度對產(chǎn)品的質(zhì)量有非常大的影響。普遍情況下，高速攪拌時(shí)間長能使?jié)櫥RU、改性劑、填料等分散效果更好，物料混合更均勻。高速攪拌的時(shí)間越長，物料的溫度越高，然而實(shí)際生產(chǎn)中要求在高速攪拌工序中物料溫度不能過高，溫度過高會使PVC樹脂提前塑化，物料結(jié)團(tuán)，導(dǎo)致混合物料不能下卸到密煉機(jī)，生產(chǎn)無法繼續(xù)。那只能縮短攪拌時(shí)間以防止混合物料溫度過高。因此，我們必需確定最佳的攪拌時(shí)間，270— 330s左右在物料溫度不過高、不提前塑化的前提盡可能讓各助劑在體系中分散更均勻。我們通過設(shè)備改造，在高速攪拌工序、密煉機(jī)制備初步熔體工序中的高速攪拌機(jī)和密煉機(jī)的夾套中分別通入冷卻水冷卻。在高速攪拌機(jī)夾套通入冷卻水，可延長攪拌時(shí)間，保證了物料混合均勻，而且混合物料不會產(chǎn)生局部過熱，有利于選擇并確定最佳的攪拌時(shí)間；同樣的，密煉機(jī)的夾套內(nèi)通入冷卻水,生產(chǎn)出來的初步熔體的均一性有了提高,大大減少了局部過熱的情況?；旌衔锪蠜]有局部過熱，體系溫度也不會過高，這保證了在高速攪拌工序中，作為潤滑劑的可反應(yīng)有機(jī)硅不會在沒有分散均勻的情況下提前反應(yīng)。②料柱痕是產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，由于料柱熔體不均勻?qū)е碌牟牧媳砻婀鉂啥炔灰恢?，或者透光觀察時(shí)材料透光率不一致的缺陷，它的出現(xiàn)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀。料柱痕是壓延生產(chǎn)方法中普遍存在的問題，在生產(chǎn)過程中，由于在壓延輥輪間有一定量塑料熔體存 在，而且輥輪間存在的塑料熔體越靠近輥輪外側(cè)存在量越少，導(dǎo)致跟隨輥輪旋轉(zhuǎn)的料柱熔體出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不一致，靠近輥輪外側(cè)的料柱熔體與中間的料柱熔體出現(xiàn)不等速旋轉(zhuǎn)，最終導(dǎo)致成型產(chǎn)品表面出現(xiàn)明顯料柱痕。我們采用控制柔性天花裝飾材料的拉伸比< I. 5的工藝，就是壓延生產(chǎn)時(shí)壓延輥輪與引取輪的線速度比< 1.5。一般情況下，壓延產(chǎn)品的拉伸比是2. 5-4，拉伸比比較大的時(shí)候，料柱熔體的不等速旋轉(zhuǎn)情況越明顯，產(chǎn)品的料柱痕也越明顯。我們控制柔性天花裝飾材料的拉伸比< I. 5，這使得通過壓延間隙出來的膜片所受的壓延平均化作用得到最大化和減少料柱熔體不等速旋轉(zhuǎn)的影響，產(chǎn)品表面料柱痕也大大減少。由于柔性天花裝飾材料生產(chǎn)時(shí)拉伸比由普通產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)的2. 5-4降到I. 5以下，這使得生產(chǎn)效率下降。我們采用提高壓延主機(jī)的速度，使得生產(chǎn)效率下降程度不大。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，所制造的產(chǎn)品具有能滿足室內(nèi)裝飾所需要的包括阻燃在內(nèi)的各種性能要求的且成本低的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式 現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述
本發(fā)明的裝飾天花用軟膜是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括 聚氯乙烯(PVC)
非鄰苯二甲酸酯增塑劑 液體鋇鋅穩(wěn)定劑 粉體鋇鋅穩(wěn)定劑 復(fù)配阻燃劑 可反應(yīng)有機(jī)硅
顏料，聚氯乙烯(PVC)的聚合度在800—1700，復(fù)配阻燃劑由三氧化二銻、磷酸酯、三聚氰胺構(gòu)成。上述各種組分的用量如下表所示(單位為重量用量)
權(quán)利要求
1.一種裝飾天花用軟膜，其特征在于包括 聚氯こ烯100重量份 非鄰苯ニ甲酸酯增塑劑 20-60重量份 液體鋇鋅穩(wěn)定劑 O. 4-4. 5重量份 粉體鋇鋅穩(wěn)定劑 O. 5-3. O重量份 復(fù)配阻燃劑 4-20重量份 可反應(yīng)有機(jī)娃 1-10重量份 ，復(fù)配阻燃劑由三氧化ニ銻、磷酸酷、三聚氰胺構(gòu)成，其中三氧化ニ銻占10-40 Wt %，磷酸酯占20-60 wt %，三聚氰胺占20-40 wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝飾天花用軟膜及其制造方法，其特征在于聚氯こ烯(PVC)的聚合度在800—1700。
3.如權(quán)利要求I或2所述的裝飾天花用軟膜的制造方法，依次包括計(jì)量、高速攪拌、密煉機(jī)制備初步熔體、1#開煉機(jī)塑煉、2#開煉機(jī)精煉、過濾、壓延成型、引取、冷卻、收卷 ，其特征在于在壓延成型エ序中拉伸比在I. 0-1. 5間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝飾天花用軟膜的制造方法，其特征在于在高速攪拌中的攪拌時(shí)間為270— 330s。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裝飾天花用軟膜的制造方法，其特征在于在高速攪拌エ序、密煉機(jī)制備初步熔體エ序中的高速攪拌機(jī)和密煉機(jī)的夾套中分別通入冷卻水冷卻。
全文摘要
一種裝飾天花用軟膜及其制造方法，其特征在于包括聚氯乙烯100重量份；非鄰苯二甲酸酯增塑劑20-60重量份；液體鋇鋅穩(wěn)定劑；0.4-4.5重量份；粉體鋇鋅穩(wěn)定劑；0.5-3.0重量份；復(fù)配阻燃劑4-20重量份；可反應(yīng)有機(jī)硅 1-10重量份，復(fù)配阻燃劑由三氧化二銻、磷酸酯、三聚氰胺構(gòu)成，其中三氧化二銻占10-40wt%，磷酸酯占20-60wt%，三聚氰胺占20-40 wt%，制造方法依次包括計(jì)量、高速攪拌、密煉機(jī)制備初步熔體、1#開煉機(jī)塑煉、2#開煉機(jī)精煉、過濾、壓延成型、引取、冷卻、收卷，在壓延成型工序中拉伸比在1.0-1.5間。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有能滿足室內(nèi)裝飾所需要的包括阻燃在內(nèi)的各種性能要求的且成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C08L27/06GK102850690SQ20121027301
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者吳啟超, 豐俊湘, 宋岱瀛 申請人:佛山市天安塑料有限公司