阅读说明：本技术 一种三纤维复合增强的环氧地面材料及其制备方法 (A kind of epoxy earth material and preparation method thereof of three fiber composites enhancing ) 是由 胡利华 王国颢 潘超邀 张志伟 于 2019-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明属于建筑装饰材料技术领域,涉及一种三纤维复合增强的环氧地面材料。它包括由上而下依次复合的长纤维聚酯层,第一环氧树脂层,玻璃纤维层,第二环氧树脂层,短纤维聚酯层,所述的第一环氧树脂层和第二环氧树脂层由相同的环氧涂料制成,所述的环氧涂料由环氧树脂组分和固化剂组分混合而成。本发明成功的将长纤维聚酯、玻璃纤维和短纤维聚酯和环氧材料结合形成一种三纤维增强的地面材料,由于多种不同材质和结构的纤维使得本发明具有更优异的耐候性,力学性能更为优异的同时保证了材料的热韧性,大幅降低了地面材料的厚度,且易于施工铺设。(The invention belongs to technical field of construction and decoration materials, are related to a kind of epoxy earth material of three fiber composites enhancing.It includes from top to bottom successively compound long fibre polyester layer, first epoxy resin layer, glass layer, second epoxy resin layer, staple polyester layer, first epoxy resin layer and the second epoxy resin layer is made of identical epoxy coating, and the epoxy coating is mixed by epoxy resin ingredient and curing agent component.Long fibre polyester, glass fibre and staple polyester and epoxy material are successfully combined and form a kind of three fibre-reinforced earth materials by the present invention, since the fiber of a variety of unlike materials and structure makes the present invention have superior weatherability, mechanical property is more excellent while ensure that the hot toughness of material, the thickness of earth material is significantly reduced, and the laying that is easy to construct.)

一种三纤维复合增强的环氧地面材料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑装饰材料技术领域，涉及一种三纤维复合增强的环氧地面材料。

背景技术

地面材料是一种可用于建筑室内、外装饰的新型装饰材料。因其施工时直接与地面贴合，故称作地面材料，又因地面材料多为卷材，所以又称柔性地面材料。由于相对于传统装饰材料，花色丰富多样，且能进行二次设计，施工周期短，近年来得到广泛的利用，尤其是在商用大规模装饰材料领域。近年来改善环氧地面材料的组分，进一步增强耐候性能、耐压力性能是行业的研究重点。如发明人之前申请的中国发明专利[CN201010593665.X]公开了一种环氧与PVC复合的柔性贴面材料及制备方法，该专利利用环氧树脂优越的理化性，又采用柔韧性极佳的PVC涂层作为底层材料涂层，增加了该贴面材料的柔韧性和易粘贴性。该材料通过采用玻璃纤维作为材料骨架，进一步增强材料，解决了大多数贴面材料的易碎、易龟裂等问题。然而以该复合材料作为地面材料时，该材料承重性能差，使用时对施工基础要求高，燃烧时气味较大，同时环氧树脂与PVC复合的综合成本较高。中国发明[CN201210292441.4]公开了一种热固性树脂复合贴面材料及其制备方法，它包括纤维增强层，分别涂布于纤维增强层上下表面的装饰层和基础层，所述的装饰层和基础层的材料为功能型热固性树脂涂料，在所述的装饰层的上表面涂布耐磨层，所述的耐磨层的材料为耐磨型热固性树脂涂料。该专利材料上表面为热固性树脂，其抗拉强度和抗蠕变性能相对较弱，作为地面材料使用时，低温抗裂性和抗疲劳性较差。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种三纤维复合增强的环氧地面材料。

本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种三纤维复合增强的环氧地面材料的制备方法。

一种三纤维复合增强的环氧地面材料，包括由上而下依次复合的长纤维聚酯层，第一环氧树脂层，玻璃纤维层，第二环氧树脂层，短纤维聚酯层，所述的第一环氧树脂层和第二环氧树脂层由相同的环氧涂料制成，所述的环氧涂料由环氧树脂组分和固化剂组分混合而成。

在上述的一种三纤维复合增强的环氧地面材料中，所述的长纤维聚酯层为厚度为0.6～1.5mm的聚酯长纤维经编布，所述的玻璃纤维层为厚度为0.15～0.3mm的玻璃纤维网格布，所述的短纤维聚酯层为厚度为0.45～0.8mm的聚酯短纤维油毡。

在上述的一种三纤维复合增强的环氧地面材料中，所述的第一环氧树脂层和第二环氧树脂层的厚度比为1-2:3。

在上述的一种三纤维复合增强的环氧地面材料中，所述的环氧涂料中环氧树脂组分和固化剂的重量比为4-5:1。

在上述的一种三纤维复合增强的环氧地面材料中，所述的环氧涂料中环氧树脂组分按重量份计，包括以下原料，

所述的环氧涂料中固化剂组分按重量份计，包括以下原料，

固化剂 93-100份，

固化促进剂 0-10份。

在上述的一种三纤维复合增强的环氧地面材料中，所述的环氧树脂为环氧树脂E54和/或环氧树脂E39D，所述的低分子量聚苯醚为分子量为1000-3200低分子量聚苯醚，所述的消泡剂为聚有机硅氧烷和/或硅酮，所述的流平剂为聚丙烯酸酯共聚体和/或聚醚改性硅油，所述的增韧剂为丁腈橡胶和/或聚氨酯改性环氧树脂，所述的稀释剂为丁基缩水甘油醚和/或烷基缩水甘油醚，所述的固化剂为脂肪胺类固化剂和/或聚酰胺类固化剂。

上述的一种三纤维复合增强的环氧地面材料的制备方法，包括以下步骤，

A、制作环氧涂料：分别制作环氧涂料的环氧树脂组分和固化剂组分，将环氧树脂组分和固化剂组分混合，制得环氧涂料，

B、制作预成品：向短纤维聚酯层上表面喷涂环氧涂料，喷涂完成后送入烘箱中烘干，进行第一次烘干，烘干成型后，即完成第二环氧树脂层和短纤维聚酯层的复合，再向复合材料的上表面喷涂环氧涂料，喷涂完成后覆盖上玻璃纤维层，贴合成型后，送入烘箱中进行第二次烘干，烘干后，即完成玻璃纤维层的复合，玻璃纤维层和短纤维聚酯层之间形成第二环氧树脂层，向玻璃纤维层上表面均匀涂布环氧涂料，涂布完成后覆盖上长纤维聚酯层，送入烘箱中进行第三次烘干，烘干完成后，长纤维聚酯层和玻璃纤维层之间形成第一环氧树脂层，即得预成品，

C、预成品后处理：对预成品进行剥离切边并收卷即制得所述的三纤维复合增强的环氧地面材料。

在上述的一种三纤维复合增强的环氧地面材料的制备方法中，在步骤B中，制作第二环氧树脂层的环氧涂料的喷涂量500g-700g/㎡，制作第一环氧树脂层的环氧涂料的涂布量为300g-400g/㎡。

在上述的一种三纤维复合增强的环氧地面材料的制备方法中，在步骤B中，第三次烘干的烘干温度高于第一次烘干的烘干温度，第一次烘干的烘干温度高于等于第二次烘干的烘干温度。

在上述的一种三纤维复合增强的环氧地面材料的制备方法中，三次烘干的烘干温度不高于100℃，烘干时间均需在15-30min范围内。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明成功的将长纤维聚酯、玻璃纤维和短纤维聚酯和环氧材料结合形成一种三纤维增强的地面材料，由于多种不同材质和结构的纤维使得本发明具有更优异的耐候性，力学性能更为优异的同时保证了材料的热韧性，大幅降低了地面材料的厚度，且易于施工铺设。

2、本发明克服聚酯纤维布与环氧材料的结合度差的问题，突破性的使用聚酯纤维布作为地面材料的外层，现有技术多采用聚酯纤维布多作为骨架材料，环氧材料复合其上作为耐磨层，与之相比，聚酯纤维布作为表层和顶层,厚度更加均匀，具有突出的防水和防裂效果，避免现有地面材料容易出现的水泡脱层问题。同时本发明利用将聚酯纤维布和环氧材料结合形成耐磨层，产品稳定性更高。

3、本发明提供了三纤维复合增强的环氧地面材料中的环氧材料的配方，该配方在利用环氧材料固有的优良性能的基础上，克服了环氧材料和纤维材料结合度差，无法多层复合的技术问题。该配方组分科学合理，和长纤维聚酯、玻璃纤维和短纤维聚酯均具有良好的结合度，扩大了环氧材料的利用领域。

4、本发明用通过一系列简便的方案解决了玻璃纤维和短纤维聚酯难以稳定结合的问题，使得在同一材料中既利用玻璃纤维又利用短纤维聚酯成为可能。

附图说明

图1是本发明的产品的结构示意图；

图2是本发明的实施方式的流程图；

图中，长纤维聚酯层1、第一环氧树脂层2、玻璃纤维层3、第二环氧树脂层4、短纤维聚酯层5、第一放卷机构6、第一喷涂单元7、第一烘干机8、第二喷涂单元9、第二放卷机构10、第一复合机构11、第二烘干机12、涂布机构13、第三放卷机构14、第二复合机构15、第三烘干机16、剥离机构17、切边机18、收卷19。

具体实施方式

实施例1

一种三纤维复合增强的环氧地面材料，结合图1所示，包括由上而下依次复合的长纤维聚酯层1，第一环氧树脂层2，玻璃纤维层3，第二环氧树脂层4，短纤维聚酯层5。其中，长纤维聚酯层1为厚度为0.6mm的聚酯长纤维经编布，玻璃纤维层3为厚度为0.15mm的玻璃纤维网格布，短纤维聚酯层5为厚度为0.45mm的聚酯短纤维油毡。第一环氧树脂层2和第二环氧树脂层4的厚度比为1-2。

本实施例所采用的环氧涂料中环氧树脂组分和固化剂的重量比为4:1。按100公斤涂料配比计，所述的环氧涂料的原料如下，下述原料均为市售产品。

其中，环氧树脂组分包括以下原料，

所述的环氧涂料中固化剂组分包括以下原料，

脂肪胺类固化剂 93份，

固化促进剂苄基二甲胺 10份。

上述原料中低分子量聚苯醚，CAS号为31533-76-3，分子量为1000-3200，上述原料均为市售产品，其中环氧树脂E54为上海悦怡化工有限公司生产，牌号CYD-127，环氧当量180-190g/eq，粘度8000—11000mpa.s25℃。

本实施例制备三纤维复合增强的环氧地面材料的方法如下，本实施例在不锈钢传送带上完成材料的制备，结合图2所示，包括以下步骤，

A、制作环氧涂料：分别制作环氧涂料的环氧树脂组分和固化剂组分，将环氧树脂组分和固化剂组分混合，制得环氧涂料，

B、制作预成品：

B1、通过放卷机构第一放卷6，放卷聚酯短纤维油毡，放卷后通过第一喷涂单元7向聚酯短纤维油毡表面喷涂环氧涂料，喷涂量为200g/㎡。喷涂完成后送入第一烘干机8中进行第一次烘干，烘干条件70℃，烘干时间15min。烘干成型后，即完成第二环氧树脂层4和短纤维聚酯层5的复合。

B2、通过第二喷涂单元9向得到的复合材料的上表面喷涂环氧涂料，喷涂量为300g/㎡。喷涂完成后与经过第二放卷机构10放卷的玻璃纤维网格布通过第一复合机构11复合，即覆盖上玻璃纤维网格布并贴合成型，成型后送入第二烘干机12中进行第二次烘干，烘干条件50℃，烘干时间15min，烘干后，即完成玻璃纤维层3的复合，玻璃纤维层3和短纤维聚酯层5之间形成第二环氧树脂层4。即第二环氧树脂层由经过二次烘干的环氧树脂和一次烘干的环氧树脂组成，本领域技术人员应当理解，玻璃纤维布作为无机材料相容性较差，因此，本实施例中的玻璃纤维网格布通过环氧涂料和已经烘干的环氧树脂复合在一起，保证了聚酯短纤维油毡和玻璃纤维网格布的稳固结合，进而保障了本实施例所制得产品的稳定性，既充分利用了环氧涂料的固化作用，也避免了额外的胶黏剂和添加剂的使用。

B3、通过涂布机构13向玻璃纤维层3上表面均匀涂布环氧涂料，涂布量为300g/㎡。涂布完成后与经过第三放卷机构14放卷的聚酯长纤维经编布通过第二复合机构15复合，即覆盖上覆盖上长纤维聚酯层1并贴合成型，成型后送入第三烘干机16中进行第三次烘干，烘干条件90℃，烘干时间15min。烘干完成后，长纤维聚酯层1和玻璃纤维层3之间形成第一环氧树脂层2，即得预成品，

C、预成品后处理：对预成品分别通过剥离机构17和切边机18剥离切边。由收卷机架19收卷即制得三纤维复合增强的环氧地面材料。

其中，发明人意外的发现，不同于现有技术，烘干条件至少为90℃以上，烘干复合时，最佳温度不高于100℃可以显著提高环氧树脂和纤维材料的结合力，推测因为本发明是突破性的采用三纤维增强，加热温度无法沿用传统工艺条件。进一步的，三次烘干温度也并非现有技术中相同或逐渐升高，第三次烘干的烘干温度需高于第一次烘干的烘干温度，第一次烘干的烘干温度高于等于第二次烘干的烘干温度。该温度结合了聚酯长纤维经编布、玻璃纤维网格布和聚酯短纤维油毡的材质和厚度等因素。

本发明的烘干时间相较于现有技术的工艺条件，需适当延长。

实施例2

一种三纤维复合增强的环氧地面材料，结合图1所示，包括由上而下依次复合的长纤维聚酯层1，第一环氧树脂层2，玻璃纤维层3，第二环氧树脂层4，短纤维聚酯层5。其中，长纤维聚酯层1为厚度为1mm的聚酯长纤维经编布，玻璃纤维层3为厚度为0.25mm的玻璃纤维网格布，短纤维聚酯层5为厚度为0.6mm的聚酯短纤维油毡。第一环氧树脂层2和第二环氧树脂层4的厚度比为1-2。

本实施例所采用的环氧涂料中环氧树脂组分和固化剂的重量比为4:1。按100公斤涂料配比计，所述的环氧涂料的原料如下，下述原料均为市售产品。

其中，环氧树脂组分包括以下原料，

所述的环氧涂料中固化剂组分包括以下原料，

脂肪胺类固化剂 55份，

聚酰胺类固化剂 40份，

固化促进剂苄基二甲胺 5份。

上述原料中低分子量聚苯醚，CAS号为31533-76-3，分子量为1000-3200，上述原料均为市售产品，其中环氧树脂E54为上海悦怡化工有限公司生产，牌号CYD-127，环氧当量180-190g/eq；环氧树脂E39D为无锡钱广化工厂，牌号E-39D，环氧值0.37-0.41eq/100g。

本实施例制备三纤维复合增强的环氧地面材料的方法如下，本实施例在不锈钢传送带上完成材料的制备，结合图2所示，包括以下步骤，

A、制作环氧涂料：分别制作环氧涂料的环氧树脂组分和固化剂组分，将环氧树脂组分和固化剂组分混合，制得环氧涂料，

B、制作预成品：

B1、通过放卷机构第一放卷6，放卷聚酯短纤维油毡，放卷后通过第一喷涂单元7向聚酯短纤维油毡表面喷涂环氧涂料，喷涂量为250g/㎡。喷涂完成后送入第一烘干机8中进行第一次烘干，烘干条件80℃，烘干时间20min。烘干成型后，即完成第二环氧树脂层4和短纤维聚酯层5的复合。

B2、通过第二喷涂单元9向得到的复合材料的上表面喷涂环氧涂料，喷涂量为350g/㎡。喷涂完成后与经过第二放卷机构10放卷的玻璃纤维网格布通过第一复合机构11复合，即覆盖上玻璃纤维网格布并贴合成型，成型后送入第二烘干机12中进行第二次烘干，烘干条件60℃，烘干时间20min，烘干后，即完成玻璃纤维层3的复合，玻璃纤维层3和短纤维聚酯层5之间形成第二环氧树脂层4。

B3、通过涂布机构13向玻璃纤维层3上表面均匀涂布环氧涂料，涂布量为350g/㎡。涂布完成后与经过第三放卷机构14放卷的聚酯长纤维经编布通过第二复合机构15复合，即覆盖上覆盖上长纤维聚酯层1并贴合成型，成型后送入第三烘干机16中进行第三次烘干，烘干条件95℃，烘干时间25min。烘干完成后，长纤维聚酯层1和玻璃纤维层3之间形成第一环氧树脂层2，即得预成品，

C、预成品后处理：对预成品分别通过剥离机构17和切边机18剥离切边。由收卷机架19收卷即制得三纤维复合增强的环氧地面材料。

实施例3

一种三纤维复合增强的环氧地面材料，结合图1所示，包括由上而下依次复合的长纤维聚酯层1，第一环氧树脂层2，玻璃纤维层3，第二环氧树脂层4，短纤维聚酯层5。其中，长纤维聚酯层1为厚度为1.5mm的聚酯长纤维经编布，玻璃纤维层3为厚度为0.3mm的玻璃纤维网格布，短纤维聚酯层5为厚度为0.8mm的聚酯短纤维油毡。第一环氧树脂层2和第二环氧树脂层4的厚度比为1-3。

本实施例所采用的环氧涂料中环氧树脂组分和固化剂的重量比为5:1。按100公斤涂料配比计，所述的环氧涂料的原料如下，下述原料均为市售产品。

其中，环氧树脂组分包括以下原料，

所述的环氧涂料中固化剂组分包括以下原料，

聚酰胺类固化剂 100份。

上述原料中低分子量聚苯醚，CAS号为31533-76-3，分子量为1000-3200，上述原料均为市售产品，其中环氧树脂E39D为无锡钱广化工厂，牌号E-39D，环氧值0.37-0.41eq/100g。

本实施例制备三纤维复合增强的环氧地面材料的方法如下，本实施例在不锈钢传送带上完成材料的制备，结合图2所示，包括以下步骤，

A、制作环氧涂料：分别制作环氧涂料的环氧树脂组分和固化剂组分，将环氧树脂组分和固化剂组分混合，制得环氧涂料，

B、制作预成品：

B1、通过放卷机构第一放卷6，放卷聚酯短纤维油毡，放卷后通过第一喷涂单元7向聚酯短纤维油毡表面喷涂环氧涂料，喷涂量为300g/㎡。喷涂完成后送入第一烘干机8中进行第一次烘干，烘干条件90℃，烘干时间30min。烘干成型后，即完成第二环氧树脂层4和短纤维聚酯层5的复合。

B2、通过第二喷涂单元9向得到的复合材料的上表面喷涂环氧涂料，喷涂量为400g/㎡。喷涂完成后与经过第二放卷机构10放卷的玻璃纤维网格布通过第一复合机构11复合，即覆盖上玻璃纤维网格布并贴合成型，成型后送入第二烘干机12中进行第二次烘干，烘干条件70℃，烘干时间30min，烘干后，即完成玻璃纤维层3的复合，玻璃纤维层3和短纤维聚酯层5之间形成第二环氧树脂层4。

B3、通过涂布机构13向玻璃纤维层3上表面均匀涂布环氧涂料，涂布量为400g/㎡。涂布完成后与经过第三放卷机构14放卷的聚酯长纤维经编布通过第二复合机构15复合，即覆盖上覆盖上长纤维聚酯层1并贴合成型，成型后送入第三烘干机16中进行第三次烘干，烘干条件100℃，烘干时间35min。烘干完成后，长纤维聚酯层1和玻璃纤维层3之间形成第一环氧树脂层2，即得预成品，

D、预成品后处理：对预成品分别通过剥离机构17和切边机18剥离切边。由收卷机架19收卷即制得三纤维复合增强的环氧地面材料。

测试例1

将实施例1-3所制得的复合材料，选取15件试样进行通用性能和使用性能测试。其中，按照CB/T 531.1测试硬度；按照GB/T 523测试撕裂强度；按照GB/T9867测试耐磨性能；按照EN435，procedureA测试抗弯曲性能；按照GB/T 11982.1-2015测试残余凹陷度和加热翘曲；按照HG/T3747.1-2011测试尺寸稳定性；按照GB8624测试阻燃性能；按照GB/T 8427测试耐人造光色牢度。所得结果见表1。

对比例1-2

选取按照中国发明[CN201210292441.4]热固性树脂复合地面材料制备的15件同规格试样作为对比例1，选取按照发明专利[CN201010593665.X]所述的PVC复合柔性地面材料制备的15件同规格试样作为对比例2。将对比例1和对比例2按照测试例1方法进行测试。所得结果见表1。

表1实施例1-3及对比例1-2性能测试结果

由表1可知，实施例1-3的力学性能明显优于对比例，在阻燃性能和耐人造光色牢度上有突破性进展。推测因为实施例采用的三种材质和编织方法的纤维，和本发明自制的环氧涂料结合力较强，使得制得的地面材料整体性能改善较大。

测试例2

分别取实施例1-3制作的1.2m×1.0m卷材，在相同条件下的地坪进行铺装，铺装完毕后24小时，按照GB50208-2011，进行防水性能检验。所得结果见表2。

对比例3-4

选取按照中国发明[CN201210292441.4]热固性树脂复合地面材料制作的1.2m×1.0m卷材作为对比例1，选取按照发明专利[CN201010593665.X]所述的PVC复合柔性地面材料制作的1.2m×1.0m卷材作为对比例2。将对比例3和对比例4按照测试例2方法进行测试。所得结果见表2。

表2实施例1-3和对比例3-4防水性能检验结果

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例3	对比例4
						防水等级	1级	1级	1级	4级	3级

由表2可知，由实施例1-3铺装的地板防水等级远优于对比例3和对比例4。推测是由于实施例采用聚酯纤维布作为地面材料的外层。

测试例3

将实施例1-3中制备的环氧涂料进行聚酯短纤维油毡的结合度测试。选取475g实施例1-3中制备的环氧涂料分别在0.6mm的印花聚酯短纤维油毡上做0.5mm涂层。实验室条件下无外压力进行测试。所得结果见表3。

对比例5-7

制备对比例5，与实施例2不同之处在于，不添加低分子量聚苯醚，改为添加矿物填料滑石粉8公斤，制备对比例6，与实施例2不同之处在于，添加的低分子量聚苯醚添加量为5公斤，并添加抗划伤剂聚醚改性聚二硅氧烷3公斤，选取发明专利[CN201010593665.X]所述的环氧涂料作为对比例7，按照测试例3方法进行聚酯短纤维油毡的结合度测试，所得结果见表3。

表3实施例1-3对比例5-7与聚酯短纤维油毡的结合度测试结果

由表3可知，实施例1-3浸润时间明显短于对比例5-7，实施例浸润程度也明显优于对比例5-7。对比例5与聚酯短纤维油毡结合度差于对比例7，推测因为对比例5涂料组分较为简单，对比例6与聚酯短纤维油毡结合度差于对比例5，为检验试样中最差，推测同时添加低分子量聚苯醚和抗划伤剂聚醚改性聚二硅氧烷二者对结合力影响较大。

测试例4

将实施例1-3和对比例5-7中制备的环氧涂料进行玻璃纤维网格布的结合度测试。选取475g实施例1-3中和对比例5-7制备的环氧涂料分别在在0.2mm的印花玻璃纤维网格布上做0.4mm涂层。实验室条件下无外压力进行测试。所得结果见表4。

表4实施例1-3对比例5-7与玻璃纤维网格布的结合度测试结果

由表4可知，实施例1-3制备的环氧涂料与玻璃纤维网格布结合度好，完全浸润时间短，浸润后厚度无明显变化，气泡含量少，图案无迁移。而对比例7中的玻璃纤维毡布浸润速度和程度都较差，难以达到稳固的结合效果。对比例5和对比例6与与玻璃纤维网格布结合度更差，甚至出现了图案迁移。无法使用对比例5和对比例6的成分作为地面材料。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。