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新型天花軟膜材料的制備及性能研究

2017-07-08 08:06涂志偉姚桂松楊海平曹培祥
關(guān)鍵詞:裝飾材料聚氯乙烯室內(nèi)裝飾

涂志偉 姚桂松 楊海平 曹培祥

摘要:從原料、設(shè)備和工藝諸方面綜合考慮,浙江海利得新材料股份有限公司研發(fā)出一種新型的天花裝飾軟膜材料,該產(chǎn)品相對(duì)于普通軟膜材料具有更好的物理和化學(xué)性能,可印刷,易造型,且鄰苯含量、重金屬等均能符合歐盟REACH法規(guī)要求。

關(guān)鍵詞:天花軟膜;聚氯乙烯;裝飾材料;室內(nèi)裝飾;家裝市場(chǎng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

中圖分類號(hào):TG115 文章編號(hào):1009-2374(2017)11-0058-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.030

天花軟膜材料是室內(nèi)裝飾材料中天花板材的一種新型替代材料。該材料始創(chuàng)于19世紀(jì)的瑞士,60年以后經(jīng)法國(guó)人費(fèi)蘭德科爾進(jìn)一步的完善后推廣到歐洲及美洲的家裝市場(chǎng)。該材料具有質(zhì)輕、可印刷、易造型、隔音的特點(diǎn);透光性能柔和,可節(jié)約能源;具有防水、抗菌的功能。這種新型的裝飾材料和裝修方式,憑借著優(yōu)異的性能和便捷的施工及造型,在短短的十幾年時(shí)間里,迅速成為我國(guó)大型體育場(chǎng)館、賓館、會(huì)議和展覽中心等場(chǎng)所最搶眼的裝飾新型材料。尤其在以“城市讓生活更美好”為主題的2010上海世博會(huì)上,得到最成功的應(yīng)用和好評(píng)。突破現(xiàn)有裝備、技術(shù)和工藝上的瓶頸,開(kāi)發(fā)國(guó)際同類水準(zhǔn)的天花裝飾軟膜材料,已成為我國(guó)裝飾新材料領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)新方向。我司通過(guò)克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出了一種天花軟膜材料及其制備的方法。

1 生產(chǎn)技術(shù)

本產(chǎn)品從原料、設(shè)備、配方三個(gè)方面進(jìn)行研發(fā):

1.1 原輔料

(1)聚氯乙烯(PVC):優(yōu)選進(jìn)口乙烯法PVC制成的料粉,分子量的正態(tài)分布窄,雜質(zhì)少,魚(yú)目少,耐熱性好,批間差異小,表面亮度高;(2)鈦白粉:采用氯化法制備的納米級(jí)金紅石鈦粉,粒子分布均勻,細(xì)度較細(xì)(平均粒徑0.3微米),分散力很好,雜質(zhì)少,晶點(diǎn)少,亮度高;(3)阻燃劑:采用納米級(jí)阻燃劑,細(xì)度好(平均粒徑0.6微米),分散均勻,阻燃效果佳,亮度效果好;(4)顏料:采用經(jīng)過(guò)三輥研磨過(guò)并加工成色布的顏料,相對(duì)于常規(guī)產(chǎn)品所用的色粉,色布分散更均勻,且加工過(guò)程中不容易產(chǎn)生色條和山水紋。

1.2 設(shè)備

PVC塑化以后,分子間有極強(qiáng)的極性鍵存在,會(huì)造成粘度上升,同時(shí)PVC的塑化溫度和分解溫度很接近,加工工藝特別窄。因此,天花軟膜生產(chǎn)最關(guān)鍵的是塑化過(guò)程,尤其是塑化過(guò)程所采用的設(shè)備。普通PVC膜材生產(chǎn)最常用的是萬(wàn)馬力密煉機(jī),但萬(wàn)馬力密煉機(jī)對(duì)PVC混合料的剪切力小,翻轉(zhuǎn)均勻度低,所以塑化效果差。行星式螺桿擠出機(jī)的擠壓系統(tǒng)由加料段和行星段組成,加料段部分的機(jī)筒設(shè)有水冷系統(tǒng),同時(shí)在與行星段機(jī)筒連接處有隔熱層,防止兩段機(jī)筒的溫度相互影響,因此可以很好地控制PVC在塑化過(guò)程中所受的溫度,防止物料分解,且行星擠出機(jī)對(duì)PVC混合料翻轉(zhuǎn)均勻度高,塑化時(shí)螺桿對(duì)物料的剪切力大,可以達(dá)到很好的塑化效果。本產(chǎn)品塑化的核心部分是采用行星擠出機(jī),使混合料的塑化更加充分、更加均勻,利于后道加工。

1.3 工藝

本產(chǎn)品工藝流程如圖1所示:

工藝流程

圖1 天花軟膜的工藝流程

底膜和面膜屬壓延成品,通過(guò)橡膠輪和鏡面輪壓紋后,膜一面是亮光的,一面是啞光的,卷取后膜的亮面靠著啞面,啞面對(duì)亮面會(huì)產(chǎn)生破壞,所以要進(jìn)行二次增亮,并且把兩層膜亮面進(jìn)行對(duì)貼,對(duì)亮面起保護(hù)作用。傳統(tǒng)的二次增亮設(shè)備流程是:膜的啞面靠鏡面輪,膜亮的一面朝外,在貼合過(guò)程中亮面受到壓制橡膠輪的破壞,從而降低了膜的表面亮度;而本產(chǎn)品是采用二次增亮新工藝流程,膜亮的一面貼合鏡面輪,而且整個(gè)流程膜亮的一面不碰到橡膠輪,亮度不受破壞,通過(guò)鏡面輪加溫后膜表面的亮度得到還原并增亮。

2 產(chǎn)品性能測(cè)試及分析

為研究本產(chǎn)品的性能,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上述新產(chǎn)品的要求,進(jìn)行了如下性能測(cè)試,并選擇了相同規(guī)格的燈箱膜和篷布膜進(jìn)行性能對(duì)比。

2.1 力學(xué)性能

從表1中可以看出,天花軟膜具有較高的斷裂強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度。本次試驗(yàn)選擇強(qiáng)度要求較高的燈箱膜和篷布膜做對(duì)比,天花軟膜的斷裂強(qiáng)度仍高出27.7%以上,切實(shí)保證了天花軟膜產(chǎn)品的使用性能和使用過(guò)程的持久性。

為評(píng)價(jià)產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性,標(biāo)準(zhǔn)選擇伸長(zhǎng)3%時(shí)的強(qiáng)力來(lái)表征。當(dāng)產(chǎn)品伸長(zhǎng)值3%時(shí),拉伸曲線上拉伸強(qiáng)度定義為產(chǎn)品的彈性模量。當(dāng)彈性模量偏高時(shí),產(chǎn)品使用過(guò)程產(chǎn)生形變要克服更大的力值,即不易變形。從表1中可以看出,天花軟膜伸長(zhǎng)3%時(shí)的拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)高于相同規(guī)格的燈箱膜和篷布膜,保證了產(chǎn)品安裝后的尺寸穩(wěn)定性,對(duì)于噴繪的天花軟膜,也保證了圖案的逼真性。另外,天花軟膜根據(jù)使用的場(chǎng)景,需要被制作成各種形狀,這對(duì)天花軟膜的尺寸穩(wěn)定性要求很高,因此較高的伸長(zhǎng)3%時(shí)的拉伸強(qiáng)度滿足了這些要求,拓展了天花軟膜的應(yīng)用領(lǐng)域。

2.2 裝飾性能

我司研發(fā)的天花軟膜的主體材料是PVC,通過(guò)選擇合適的顏料,可以在該材料表面噴繪和印刷各種色彩、圖案。軟膜天花是一種軟膜材料,根據(jù)龍骨的彎曲形狀來(lái)確定天花的整體形狀,所以造型隨意、多樣,讓設(shè)計(jì)師具有更廣闊的創(chuàng)意空間,如圖2所示的長(zhǎng)方體造型和圖3所示的不規(guī)則造型。另外,天花軟膜具有隔音效果,通過(guò)隔絕樓層間的噪聲,用在展覽或者居家時(shí),可以營(yíng)造一個(gè)相對(duì)安靜的環(huán)境。在生產(chǎn)過(guò)程中,選擇二次增亮工藝,天花軟膜表面光澤透亮,配合各種顏色,使天花軟膜光澤多變,滿足不同場(chǎng)合的使用要求。

2.3 安全性能

經(jīng)檢測(cè),軟膜天花的防火級(jí)別為B1級(jí),其在空氣中遇明火或在高溫作用下難起火,不易很快發(fā)生蔓延,且當(dāng)火源移開(kāi)后燃燒立即停止。普通天花在燃燒后會(huì)蔓延并釋放出有害氣體,而我司該款天花軟膜遇火后,只會(huì)自身熔穿,并迅速收縮,不會(huì)釋放出有毒氣體,也不產(chǎn)生溶液傷害人體及物財(cái),消除了使用時(shí)的安全隱患。

天花軟膜用先進(jìn)的環(huán)保無(wú)毒配方制造,無(wú)有毒物質(zhì)釋放,可回收利用;產(chǎn)品的鄰苯、重金屬含量檢測(cè)結(jié)果均為未檢出,在生產(chǎn)和使用時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染,符合全球環(huán)保的概念。

2.4 其他性能

傳統(tǒng)天花如果發(fā)生意外漏水,會(huì)致室內(nèi)裝飾和家居受損,甚至影響到下層房屋,而天花軟膜是用經(jīng)過(guò)特殊處理的聚氯乙烯材質(zhì)制成,能承托190公斤以上的污水,不會(huì)滲漏和損壞。表面經(jīng)過(guò)防霧化處理,不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境潮濕而產(chǎn)生凝結(jié)水。

軟膜天花的軟膜經(jīng)過(guò)抗老化特殊處理,使用壽命保證在10年以上。目前軟膜也可以在戶外使用,時(shí)間2年以上。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)通過(guò)優(yōu)選乙烯法PVC粉和改善塑化過(guò)程,使制得的天花軟膜力學(xué)性能優(yōu)良,滿足室內(nèi)裝飾材料的基本要求;(2)通過(guò)優(yōu)選原料和輔料,配合合適的工藝條件,使生產(chǎn)的天花軟膜具有裝飾性;(3)嚴(yán)格控制原輔料選擇和生產(chǎn)過(guò)程,該款天花軟膜安全性能達(dá)到REACH法規(guī)要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳斌.新型吊頂軟膜天花[J].建筑裝飾材料世界,2008,(10).

[2] 楊天奇.軟膜天花設(shè)計(jì)與構(gòu)造研究[D].北京建筑大學(xué),2014.

[3] 李英林.節(jié)能環(huán)保型裝飾材料——軟膜天花[J].廣東建材,2009,(1).

(責(zé)任編輯:黃銀芳)

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