新型天花軟膜材料的制備及性能研究

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)

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）