專利名稱：一種新型硅纖多功能柔性裝飾材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型硅纖多功能柔性裝飾材料及其制備方法。具 體地說，本發(fā)明涉及一種耐酸堿、耐高低溫、耐電弧、耐煙蒂灼燒、 防水、防油、防火、防滑、防涂鴉、防粘貼、隔音、隔熱、無毒、無 味、具有生理惰性和抗菌自潔特點的新型硅纖多功能柔性裝飾材料及 其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)裝飾裝飾材料以木地板、瓷磚、石材、油漆、涂料為基本體 系，這些材料多為天然材料，有一定的環(huán)保性，但同時也有著各自的 性能缺陷，如木地板遇水易變形、遇火易燃燒，瓷磚和石材因含有氡 會產(chǎn)生輻射，油漆涂料易脫落、易涂鴉，并且這些材料生產(chǎn)過程中能 耗高，原材料的資源日益匱乏，用新型裝飾材料來補充和替代傳統(tǒng)材 料成為必然趨勢。
在發(fā)達(dá)國家，裝飾材料中有機(jī)材料與無機(jī)材料的比例為80: 20， 在我國有機(jī)材料與無機(jī)材料的比例是20: 80，表明我國在有機(jī)裝飾
材料發(fā)展方面有較大的差距。
到目前為止我國已引進(jìn)了近3000條裝飾材料生產(chǎn)線，形成了地 毯、橡塑地板、壁紙和涂料等材料的批量生產(chǎn)能力，但高端產(chǎn)品如彈 性橡塑運動地板仍然依賴于進(jìn)口 。以橡膠、塑料、合成纖維等有機(jī)材料為主要材料復(fù)合制成新型裝 飾材料成為今后裝飾材料的發(fā)展方向和熱點。
近年來我國有機(jī)裝飾材料的研發(fā)生產(chǎn)已經(jīng)取得了很多成果。專利. CN200310109134.9 公開了高分子環(huán)保型防滑地磚，以聚乙烯高分子
為主要原料通過聚合，解決了防滑、防火、防變形的問題，但未解決 聚乙烯材料不耐高低溫、不耐老化的問題；專利:200610052599公開 了環(huán)氧地坪的制備方法，用環(huán)氧樹脂和無機(jī)填料復(fù)合成整體地坪，解 決了耐磨、耐刮、耐老化問題，但存在著不耐高低溫、不耐涂鴉的問 題；專利200610000698公開了橡膠彈性地板新型材料和制備方法， 以天然橡膠和丁苯橡膠等彈性高分子復(fù)合成裝飾材料，解決了材料柔 軟有彈性、隔音、防腐等問題，但未能解決天然橡膠不耐紫外線容易 老化的問題，同時天然膠由于以硫磺為硫化劑有一定氣味，并且天然 膠中的膠原蛋白易與人體產(chǎn)生過敏。
在眾多的彈性高分子材料中，聚氨酯、聚丙烯酸、天然橡膠因具 有良好的綜合特性，被廣泛的應(yīng)用于裝飾材料領(lǐng)域，但也有一定的局 限性，聚氨酯耐磨、耐刮但不耐高溫，聚丙烯酸耐一定程度的高低溫 但表面能較高易涂鴉，天然橡膠機(jī)械強(qiáng)度高但不耐老化、易龜裂。
硅橡膠是線性長鏈高分子聚合體，主鏈為硅氧鏈，側(cè)鏈為有機(jī)基 團(tuán)，其有如下特性-
1、 耐溫特性Si-0鍵能為121千卡/克分子，耐高溫300°C、 耐低溫-6(TC、輻照下也不會斷裂。
2、 耐候性Si-0分子鏈中無雙鍵存在，不易被紫外線和臭氧分解，自然壽命為50年。
3、 電氣絕緣性電介損耗、耐電壓、電弧、電暈、體電阻和表 面電阻為同類材料的嬌嬌者，同時由于它的拒水性使電器設(shè) 備在潮濕條件下也能得到安全保障。
4、 生理惰性是已知最無活性的化合物，耐生物老化，與動物 無排異反應(yīng)。
5、 低表面能疏水、防粘。 硅橡膠的弱點在于它的力學(xué)性能較差，但經(jīng)過其它材料的化學(xué)修 飾和補強(qiáng)，可賦予其很好的功能性。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前裝飾材料存在的不足，本發(fā)明提供了一種新型硅纖多功 能柔性裝飾材料及其制備方法，目的就是在材料已有的裝飾功能基礎(chǔ) 上，具備更高的環(huán)保性和節(jié)能性，并賦予材料防粘防污等多種新功能。
本發(fā)明的目的是按下列方案實現(xiàn)的
首先，按節(jié)能環(huán)保性(權(quán)數(shù)為60)——綜合功能性(權(quán)數(shù)為30) ——裝飾性(權(quán)數(shù)為10)三因素中環(huán)保至上的降冪加權(quán)理念來篩選 材料，最終選擇了自然界中豐度87%硅氧材料作為研發(fā)方向。
其次，以液體硅氧烷、超短纖維、納米二氧化硅、納米二氧化鈦、 抗靜電劑、交聯(lián)劑、催化劑、阻燃劑和結(jié)構(gòu)控制劑為主要成分。經(jīng)密 煉、開煉、壓延、印刷、復(fù)合、烘烤最后形成新型硅纖多功能柔性裝 飾材料。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點1、 通過硅垸偶聯(lián)劑為分子橋，使纖維和硅氧烷交聯(lián)聚合成 為一個整體。硅氧烷對纖維進(jìn)行外部包裹，屏蔽了纖維 分子鏈上的羥基、羧基、酰胺基等有機(jī)基團(tuán)對水、色素
等極性物質(zhì)的吸附使整體材料表現(xiàn)出生理惰性；長短纖 維錯綜排列使硅氧烷的平面和立體結(jié)構(gòu)同時得到加強(qiáng)。
2、 在鉑金催化劑作用下，硅氧垸端基中的乙烯基與交聯(lián)劑 中的硅氫基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交
聯(lián)反應(yīng)式為
=Si-CH二CH2 + H-Si= Pt ESiCH2CH3-Si^
3、 由于纖維和納米二氧化硅的同時補強(qiáng)以及阻燃劑和抗 靜電劑等材料多元化配伍并協(xié)同作用、多種有機(jī)與無機(jī) 材料交聯(lián)、雜化使材料同時具備了有機(jī)材料和無機(jī)材料 的綜合特性
(1) 材料具備很好的環(huán)保性不含三苯、不含甲醛、不含重金
屬、無異味、不與人體產(chǎn)生排異、無輻射。
(2) 材料具備多種功能
① 、耐高溫30crc，耐低溫-60°c。
② 、防水、防油、防火阻燃、耐煙蒂灼燒。
③ 、防污防粘，有超低表面能、可防止水漬、油漬、水彩筆、
油性筆、油漆、涂料的污染，能防止口香糖、乳膠、萬 能膠、502強(qiáng)力膠等的粘附。
④ 、抗靜電、耐電弧、耐電暈。(D、 耐酸堿、耐溶劑。
⑥ 、隔音。隔熱、隔紫外線
⑦ 、有彈性抗沖擊、防滑、防跌傷、能消除疲勞。
⑧ 、含光觸媒材料，抗菌、自潔、不發(fā)霉。 ◎、 材料具有透明透光性。
(3)材料具有極高的裝飾性
① 、外觀奢華、圖形生動、色彩豐富
② 、質(zhì)感細(xì)膩、柔軟有彈性。
◎、高強(qiáng)度、抗撕裂、耐磨、耐刮。
、整體性好。
◎、 不變形、不開裂、耐老化、材料壽命達(dá)50年 ⑥、易切割、易施工、易更換
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。 實施例1
取液體硅氧垸140份、納米二氧化硅45份、納米二氧化鈦3份、 交聯(lián)劑2份、阻燃劑15份、結(jié)構(gòu)控制劑1.5份放入密煉機(jī)密煉20分 鐘取出，在開煉機(jī)上加入1.5份鉑金催化劑薄通3次，經(jīng)壓延成巻， 送入IR線烘烤10分鐘得到一種新型硅纖多功能柔性裝飾材料。
對該材料進(jìn)行測試結(jié)果如下硬度ShA79、拉伸強(qiáng)度9.2Mpa、撕 裂強(qiáng)度16.4KN m-l伸長率220% 、阻燃測試19秒。實施例2、
取液體硅氧烷140份、超短纖維15份(經(jīng)3%硅垸偶聯(lián)劑預(yù)處
理)、納米二氧化硅40份、納米二氧化鈦3份、交聯(lián)劑2份、阻燃劑 15份、結(jié)構(gòu)控制劑1.5份放入密煉機(jī)密煉20分鐘取出，在開煉機(jī)上 加入1.5份鉑金催化劑薄通3次，經(jīng)壓延成巻，送入IR線烘烤10分 鐘得到 一種多功能裝飾材料。
對該材料進(jìn)行測試結(jié)果如下硬度ShA76、拉伸強(qiáng)度13.5Mpa、 撕裂強(qiáng)度22.8KN m-1、伸長率137% 、阻燃測試13秒。 實施例3、
取液體硅氧垸100份、超短纖維30份(經(jīng)5%硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處 理)、納米二氧化硅20份、納米二氧化鈦3份、交聯(lián)劑2份、阻燃劑 30份、結(jié)構(gòu)控制劑1.5份放入密煉機(jī)密煉40分鐘取出，在開煉機(jī)上 加入1.5份鉑金催化劑薄通3次，經(jīng)壓延成巻，送入IR線烘烤20分 鐘得到一種多功能裝飾材料。
對該材料進(jìn)行測試結(jié)果如下硬度ShA72、拉伸強(qiáng)度18Mpa、撕 裂強(qiáng)度28.3KN m-L伸長率113%、阻燃測試5. 5秒。 實施例4、
取液體硅氧烷140份、超短纖維50份(經(jīng)5%硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理)、 納米二氧化硅20份、納米二氧化鈦3份、交聯(lián)劑2份、阻燃劑15份、 結(jié)構(gòu)控制劑1.5份放入密煉機(jī)密煉20分鐘取出，在開煉機(jī)上加入1.5 份鉑金催化劑薄通3次，經(jīng)壓延成巻，送入IR線烘烤10分鐘得到一種多功能裝飾材料。
對該材料進(jìn)行測試結(jié)果如下硬度ShA70、拉伸強(qiáng)度11.5Mpa、 撕裂強(qiáng)度18.7KN mi、伸長率106%、阻燃測試14秒。
實施結(jié)論添加超短纖維可以提高材料的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度、 會降低伸長率，但當(dāng)添加量超過50份時力學(xué)性能反而會下降；適當(dāng) 增加阻燃劑用量能提高材料阻燃性能。
權(quán)利要求
1、一種新型硅纖多功能柔性裝飾材料，主要由硅氧烷100-140份、超短纖維15-40份、納米二氧化硅20-40份、納米二氧化鈦3-6份、抗靜電劑1-5份、交聯(lián)劑1-5份、阻燃劑15-40份、鉑金催化劑1-3份和結(jié)構(gòu)控制劑1-2份組成(按重量份數(shù)計算)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型硅纖多功能柔性裝飾材料，其特 征在于纖維和超短纖維是經(jīng)過偶聯(lián)劑預(yù)處理或硅氧垸交聯(lián)的；偶聯(lián)劑 是硅垸偶聯(lián)劑乙烯基3-甲氧基硅垸，分子式CH2K:HSi (OCH3) 3; 硅氧垸是R (CH3) 2SiO[(CH3)2SiO]m[CH3)( CH=CH2) SIO]nSi (CH3) 2R，其中R可以是碳鏈長度在1-4的取代基；二氧化硅的粒徑在 20-35nm之間；交聯(lián)劑是聚甲基氫硅氧烷，分子式(CH3) 3-SiO-(SiO) n-Si- (CH3)3CH3;結(jié)構(gòu)控制劑是羥基硅油，或者是甲基苯基二乙氧 基硅烷。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型硅纖多功能柔性裝飾材料，其特 征在于是通過復(fù)合技術(shù)制備的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型硅纖多功能柔性裝飾材料，其制 備方法是按照重量份數(shù)取硅烷偶聯(lián)劑A: 3-5份倒入100份水中調(diào)PH 值至3-3.5之間攪拌形成處理液Al;取定型纖維B: 15份浸入100 份A1中10分鐘，取出烘干形成B1;取超短纖維C: 30份加入100 份Al中攪拌10分鐘后過濾烘干形成CI 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型硅纖多功能柔性裝飾材料，其制備方法是將15份Bl浸入100份液體硅橡膠D中4分鐘取出，送進(jìn) IR線130。C烘烤3分鐘形成B2;將30份Cl放入100份D中攪拌生 成E。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型硅纖多功能柔性裝飾材料，其制 備方法是取E: 130份、Si02: 25份、納米二氧化鈦4份、阻燃劑 20份、抗靜電劑5份、交聯(lián)劑2.5份、結(jié)構(gòu)控制劑2份投入密煉 機(jī)進(jìn)行40分鐘密煉形成F。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型硅纖多功能柔性裝飾材料，其制 備方法是將F在開煉機(jī)上加入鉑金催化劑1.5份，包輥薄通三次生成 Fl。將F1通過壓延機(jī)壓出彈性基礎(chǔ)層(未硫化)形成F2;將B2與 F2通過復(fù)合機(jī)進(jìn)行復(fù)合并送入IR線用170。C烘烤3-10分鐘形成F3。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型硅纖多功能柔性裝飾材料,其制備 方法是將F3通過數(shù)碼圖像機(jī)進(jìn)行圖像噴繪形成F4
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型硅纖多功能柔性裝飾材料，其制 備方法是①將Fl通過壓延機(jī)生成保護(hù)層F5;②將F4與F5通過復(fù)合 機(jī)復(fù)合生成F6。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型硅纖多功能柔性裝飾材料，其制 備方法是將F6送入IR線用17(TC烘烤10-20分鐘，形成F7。將F7裁邊、包裝、最后形成一種新型硅纖多功能柔性裝飾材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型硅纖多功能柔性裝飾材料及其制備方法。本發(fā)明以硅氧烷、紡織纖維和超短纖維等有機(jī)高分子為主要原料，結(jié)合數(shù)碼圖像技術(shù)，通過特殊復(fù)合工藝加工成一種新型硅纖多功能柔性裝飾材料，同時具備有機(jī)材料與無機(jī)材料的綜合特性?？稍诠δ懿牧?耐電弧地板、耐腐地板、耐紫外線吸音內(nèi)飾)和普通裝飾材料(硅纖地板、硅纖壁紙、硅纖貼面和臺布、沙發(fā)面)以及硅纖野外防護(hù)用品等方面得到應(yīng)用。
文檔編號C08K13/00GK101575450SQ20091010781
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者朱錄勤 申請人:朱錄勤