超厚耐磨層PVC地板耐磨性檢測方法的研究

李玲利 滕偉鋒 武 薇 王 鵬 李貴強（中國建材檢驗認證集團股份有限公司，北京100024）

1 前 言

由于PVC地板的應(yīng)用場合大多是人流密集的場合，PVC地板的使用壽命主要取決于耐磨層的耐磨性，因此PVC地板的耐磨性越來越受到消費者的重視。而目前國內(nèi)外PVC地板耐磨性的檢測方法不盡相同，所用儀器設(shè)備參數(shù)相差很大，所給出的評價結(jié)果有的是采用質(zhì)量損失，有的是根據(jù)耐磨轉(zhuǎn)數(shù)，對消費者選購PVC地板和判定其耐磨性能好壞帶來了困難。

然而PVC地板新產(chǎn)品層出不窮，例如加厚耐磨層的PVC地板，其耐磨層并非通常的透明耐磨層，而是一層非透明PVC材質(zhì)，一般厚度為1～4mm。與普通復(fù)合PVC地板相比，表面耐磨層厚度遠大于普通復(fù)合PVC地板，但若按照國標GB/T4085-2005或GB/T11982.1-2005進行檢測[1]，僅用耐磨轉(zhuǎn)數(shù)來表示這類PVC地板的耐磨性，在以往的檢測經(jīng)歷中發(fā)現(xiàn)，這類地板耐磨性都在幾萬轉(zhuǎn)以上，根據(jù)國標GB/T4085-2005或GB/T11982.1-2005判定，均應(yīng)屬于耐用型地板[2]。然而，經(jīng)過數(shù)萬轉(zhuǎn)的磨耗，樣品雖然還未露出基材，但磨輪磨過之處已經(jīng)產(chǎn)生較深的凹痕，這樣的凹痕不僅影響美觀，有時甚至影響到產(chǎn)品的使用，此時如果還單用耐磨轉(zhuǎn)數(shù)將其表述為耐用型產(chǎn)品而不考慮凹痕的影響顯然是不合理的。其高達數(shù)萬轉(zhuǎn)的耐磨轉(zhuǎn)數(shù)便不再有太大意義，僅憑耐磨轉(zhuǎn)數(shù)也難以區(qū)分這類產(chǎn)品的耐磨性優(yōu)劣。

2 試 驗

超厚耐磨層PVC地板耐磨性試驗前后對樣品凹陷的測量很難保證在同一位置，而且邊緣和中間的凹痕也厚度不一，所以產(chǎn)生的凹痕深度本身難以測量和計算。對于超厚耐磨層PVC地板的凹痕變形，我們關(guān)注的是凹痕的深度，換句話說也就是經(jīng)過磨損之后的體積損失，于是可是通過耐磨層的密度和5000轉(zhuǎn)（達到耐用型的要求）的質(zhì)量損失計算得到5000轉(zhuǎn)的體積損失，用以表示超厚耐磨層PVC地板的耐磨性。

表1 耐磨層厚度檢測結(jié)果

本文主要對超厚耐磨層PVC地板耐磨性進行檢測，并對試驗結(jié)果進行分析。為此分別選擇5家國內(nèi)外企業(yè)生產(chǎn)的10種復(fù)合PVC地板進行試驗，按照耐磨層厚度由薄到厚依次編號，其中1#～5#樣品是普通透明耐磨層PVC地板，6#～10#樣品為非透明超厚耐磨層PVC地板。

2.1 耐磨層厚度試驗

用一把薄型鋒利的刀片，在每塊試件上，垂直于耐磨層切取一個約50mm×2mm的試條，注意不要使試件的切面變形。然后切面向上置于顯微鏡試驗臺上，讀取耐磨層厚度，在每個試條上進行4次測量[3]。計算5塊試件的平均值，見表1。

2.2 5000轉(zhuǎn)的體積損失和耐磨轉(zhuǎn)數(shù)

2.2.1 儀器和材料

Taber型耐磨儀每分鐘旋轉(zhuǎn)（60±2）轉(zhuǎn)、恒溫恒濕箱、P180粒度的紗布、雙面膠帶或膠水、脫脂紗布等。

將標準鋅板安裝在磨耗試驗機上，開啟吸塵裝置，并將戰(zhàn)壕紗布的研磨輪安裝在支架上施加4.9N±0.2N外力條件下進行磨耗，磨500轉(zhuǎn)后，擦凈標準鋅板并稱量，精確至1mg；更換紗布，再磨500轉(zhuǎn)，擦凈后稱量，精確至1mg。

將紗布置于相對濕度50%±5%，溫度為23℃±2℃的環(huán)境中處理24h。

用脫脂紗布將試件表面擦凈，并將其等分為4個象限。

將試件耐磨層向上安裝在磨耗試驗機上，并將研磨輪安裝在支架上，施加4.9N±0.2N外力條件下進行磨耗，研磨輪每磨耗500轉(zhuǎn)更換一次，直至磨5000轉(zhuǎn)，稱重后繼續(xù)做耐磨轉(zhuǎn)數(shù)試驗。

2.2.2 制樣

用刀片慢慢的將試樣的耐磨層與其他層分離，或者用乙酸乙酯浸泡半個小時再從基材上剝掉耐磨層然后60℃烘箱中放置2小時[4]。在切取分離后的耐磨層上取3片30mm×30mm的試件，按GB/T 1033.1中浸漬法的規(guī)定進行密度ρ測定，試驗結(jié)果取3個試件結(jié)果的算術(shù)平均值，精確到0.001g/cm3。

同時準備3塊尺寸為（100×100）mm的試件。取樣時，距離試樣邊緣最少50mm。在（23±2）℃和相對濕度（50±5）%養(yǎng)護，達到恒重，質(zhì)量變化不小于0.002g。

2.2.3 試驗步驟

a) 用2.2.2中制備的30mm×30mm的試件，按GB/T 1033.1中浸漬法的規(guī)定進行密度測定，試驗結(jié)果取3個試件結(jié)果的算術(shù)平均值，精確到0.001g/cm3。

b) 3個尺寸為100mm×100mm的試件，養(yǎng)護后稱重，精確至0.1mg。將試件耐磨層向上安裝在磨耗試驗機上，并將研磨輪安裝在支架上，覆以P180粒度的紗布，施加4.9N±0.2N外力條件下進行磨耗，研磨輪每磨耗500轉(zhuǎn)更換一次紗布，直至研磨5000轉(zhuǎn)，將磨輪移走，清掃試件表面粒子，將試件稱重，精確至0.1mg。稱重后繼續(xù)做耐磨轉(zhuǎn)數(shù)試驗，耐磨轉(zhuǎn)數(shù)檢測結(jié)果見表3。

表2 5000轉(zhuǎn)體積損失

c）計算5000轉(zhuǎn)的質(zhì)量損失△m，5000轉(zhuǎn)體積損失△v=△m/ρ，

式中：

△v—耐磨后試件體積損失（mm3）；

△m—5000轉(zhuǎn)的質(zhì)量損失（mg）；

ρ—產(chǎn)品密度（g/cm3）。

5000轉(zhuǎn)體積損失和耐磨轉(zhuǎn)數(shù)檢測結(jié)果分別見表2和表3。

3 試驗結(jié)果及討論

表3 耐磨轉(zhuǎn)數(shù)檢測結(jié)果

耐磨層厚度-5000轉(zhuǎn)體積損失和耐磨層厚度-耐磨轉(zhuǎn)數(shù)關(guān)系見圖1和圖2。透明耐磨層所用聚氯乙烯樹脂聚合度、透明耐磨層厚度、耐磨層涂布之紫外線固化涂料的耐磨性能、紫外線固化能量對PVC地板的耐磨性能影響較大[5]。但跟超厚耐磨層PVC地板相比，前者5000轉(zhuǎn)體積損失普遍較小，而且耐磨性相對穩(wěn)定，這跟材質(zhì)是分不開的。超厚耐磨層比透明耐磨層樹脂聚合度要低，加上未經(jīng)UV固化，成本較低，但由于厚度較大，耐磨轉(zhuǎn)數(shù)很高，但5000轉(zhuǎn)體積損失卻較大。由圖1可見，普通透明耐磨層PVC地板5000轉(zhuǎn)體積損失在100mm3左右，而超厚耐磨層PVC地板的5000轉(zhuǎn)體積損失均在200mm3以上，也就是說經(jīng)過相同條件的磨損，超厚耐磨層比普通透明耐磨層磨耗量要大，也就是地板的變形較大，產(chǎn)生的凹痕深度也較深。而且不同廠家生產(chǎn)的超厚耐磨層PVC地板耐磨性也差別較大，不排除個別廠家，用超厚PVC材質(zhì)作為耐磨層用現(xiàn)有國家標準檢測為耐用型的同時，偷工減料，以次充好。

圖1 耐磨層厚度-5000轉(zhuǎn)體積損失

圖2 耐磨層厚度-耐磨轉(zhuǎn)數(shù)

5000轉(zhuǎn)體積損失越小，產(chǎn)生的凹痕變形就越小，產(chǎn)品質(zhì)量就越優(yōu)越；反之，5000轉(zhuǎn)體積損失越大，產(chǎn)生的凹痕變形就越大，產(chǎn)品質(zhì)量就越差。用5000轉(zhuǎn)體積損失可以很容易區(qū)分產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。

一般來說，耐磨層厚度越厚，耐磨轉(zhuǎn)數(shù)越高，同種材質(zhì)的耐磨層其耐磨轉(zhuǎn)數(shù)和耐磨層厚度近似成正比關(guān)系，詳見圖2。而耐磨層厚度決定了產(chǎn)品的最終壽命，用戶可以根據(jù)自己的實際需求選擇不同材質(zhì)不同耐磨層厚度的PVC地板。

4 結(jié) 語

1）超厚耐磨層PVC地板的5000轉(zhuǎn)體積損失比普通透明耐磨層要大，但耐磨轉(zhuǎn)數(shù)比較高。

2）超厚耐磨層PVC地板的耐磨轉(zhuǎn)數(shù)比普通透明耐磨層高。

3）同種材質(zhì)的耐磨層，耐磨轉(zhuǎn)數(shù)和耐磨層厚度近似成正比關(guān)系。

4）采用耐磨層厚度和5000轉(zhuǎn)體積損失來表示超厚耐磨層PVC地板的耐磨性，可以充分反應(yīng)產(chǎn)品的耐磨特征，用以區(qū)分產(chǎn)品的優(yōu)劣。

5）此方法同樣適用于評價普通耐用型PVC地板的耐磨性優(yōu)劣。

[1]GB/T4085-2005,半硬質(zhì)聚氯乙烯塊狀地板[S].

[2]GB/T11982.1-2005,聚氯乙烯卷材地板第1部分：帶基材的聚氯乙烯卷材地板[S].

[3]GB/T11982.1-1989,聚氯乙烯卷材地板第1部分：帶基材的聚氯乙烯卷材地板[S].

[4]GB/T11982.2-1996,聚氯乙烯卷材地板第2部分：有基材有背涂層聚氯乙烯卷材地板[S].

[5]岳軍鋒.影響聚氯乙烯塑料地板耐磨性的主要因素[J].化學建材，2009，25（6）.