一种数字化木纹3d数码喷印实木类地板及其制造方法
阅读说明：本技术 一种数字化木纹3d数码喷印实木类地板及其制造方法 (Digital wood grain 3D digital jet printing solid wood floor and manufacturing method thereof ) 是由 姬敏达 付珏杰 姚玉良 桂成胜 沈云芳 施晓宏 敖景伟 潘锦垭 赵建忠 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：为解决数字化木纹3D数码喷印地板附着力阻燃性能不达标等问题,并克服现有技术不足。本发明提供一种高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板。所述地板可以为实木地板、实木复合地板及实木饰面的其它复合地板,其结构由下至上依次为地板主体、底层、标准色板层、数字化木纹3D数码喷印层、面层。该制备方法包括以下步骤：一、制备改性高附着力底漆；二、制备阻燃底漆；三、制备高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板。其中制备高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板包括：(1)制作底层；(2)制作标准色板层；(3)制作数字化木纹3D数码喷印层；(4)面层处理。(The problem that the adhesive force flame retardant property of a digital wood grain 3D digital jet printing floor is not up to standard is solved, and the defects of the prior art are overcome. The invention provides a high-adhesion flame-retardant digital wood grain 3D digital jet printing solid wood floor. The floor can be a solid wood floor, a solid wood composite floor and other composite floors with solid wood veneers, and the floor sequentially comprises a floor main body, a bottom layer, a standard color plate layer, a digital wood grain 3D digital spray printing layer and a surface layer from bottom to top. The preparation method comprises the following steps: firstly, preparing a modified high-adhesion primer; secondly, preparing flame-retardant primer; and thirdly, preparing the flame-retardant digital wood grain 3D digital jet printing solid wood floor with high adhesive force. The preparation of the flame-retardant digital wood grain 3D digital jet printing solid wood floor with high adhesive force comprises the following steps: (1) manufacturing a bottom layer; (2) manufacturing a standard color plate layer; (3) manufacturing a digital wood grain 3D digital jet printing layer; (4) and (6) surface layer treatment.)
技术领域
本发明涉及实木类地板生产加工技术领域，尤其是一种高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板及其制造方法。
背景技术
随着我国人均收入及生活水平的不断提高，对房屋装修的要求也越来越高，装修的设计风格趋向于整体化。木地板作为家居艺术造型设计中一个重要环节。木地板工业的不断发展，促使人们对木地板表面装饰与附加功能进行不断研究与创新。传统木地板表面装饰手段单一，现代工业技术的发展为木地板表面以“绘画”装饰的形式提供了一系列的解决方案，例如丝网印、热转印、水转印等，但实际生产中所存在的成本高、工艺复杂、制作周期长、产量低、效果差等问题。随着紫外光固化(UV)喷墨技术的出现，在木地板表面运用UV平板喷绘进行装饰，在成本、效果等方面有着明显的优势。
UV喷墨打印地板一般分为以下步骤(1)制作数码喷印纹样装饰图，(2) 制备基材,(3)涂布封闭腻子,(4)数码喷印装饰,(5)涂布UV底漆,(6)涂布 UV面漆。通过日常生产研究发现，UV喷墨打印地板存在着漆膜附着力、阻燃性能达不到国家标准等问题。研究出高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印地板一直是行业研究的重点。目前已有关于数码喷印地板方面的研究报告，如论文《UV喷墨打印技术在家具表面装饰上的应用》分析了利用UV墨水打印在地板表面进行绘画装饰的可能性；专利CN201110428832.X《地板及家具板式部件 UV数码喷印制造方法》、CN201710614572《一种无醛阻燃的仿古数码彩绘地板及其制备方法》，都提供了UV数码喷印地板的制作方法。现有制造工艺多为简单的将UV油墨与常规UV油漆相结合，存在成品地板漆膜附着力达不到1级、阻燃性能达不到B1-C标准等问题。
发明内容
为解决数字化木纹3D数码喷印地板附着力阻燃性能不达标等问题，并克服现有技术不足。本发明提供一种高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板。所述地板可以为实木地板、实木复合地板及实木饰面的其它复合地板，其结构由下至上依次为地板主体、底层、标准色板层、数字化木纹3D数码喷印层、面层；该制备方法包括以下步骤：
一、制备改性高附着力底漆
所述改性高附着力底漆，主要成分为按质量比100份乙烯丙烯酸酯共聚物， 100-150份双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯单体、100-150份单甲基丙烯酸单体， 5-10份改性光引发剂，1-5份滑石粉，2-3份异佛尔酮，2-3份环硅丙烷；
作为上述方案的进一步描述，所述改性高附着力附着底漆制备方法为：
在反应釜中加入按质量比100份乙烯丙烯酸酯共聚物，100-150份双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯单体、100-150份单甲基丙烯酸单体，5-10份改性光引发剂、 1-5份滑石粉，2-3份异佛尔酮，2-3份环硅丙烷。在20-50℃下，搅拌均匀制得改性高附着力底漆。
作为优选，所述改性光引发剂的改性方法为：1)在反应釜中加入100份蒸馏水，用稀盐酸调节PH至5-5.5，加入10-15份乙烯基三乙氧基硅烷和22-24份光引发剂IHT-PI 659(2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)，反应12-15小时；2)加入20-40份聚乙二醇、0.2-0.4份三苯基膦，在100-110℃下反应1-2小时；3)冷却至50-60℃后采用异丙醚提纯1-3次得到环氧大分子光引发剂；4) 在反应釜中加入40-50份以上制得的环氧大分子光引发剂、8-10份3-氨丙基三乙氧基硅烷、10-12份吡啶，升温至40-60℃反应20-60分钟，冷却得到改性光引发剂；
采用改性的光引发剂目的是为了增加涂膜的交联密度，且分子中有聚乙二醇段链，能减少涂层间的内应力进而增加附着力；
二、制备阻燃底漆
所述阻燃底漆，主要成分为按质量比100份乙烯丙烯酸酯共聚物，100-150 份双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯单体、100-150份单甲基丙烯酸单体，5-10份光引发剂TPO(2,4,6-三甲基苯甲酰氯)，20-30份微胶囊化的多聚磷酸铵，1-5份滑石粉，2-3份异佛尔酮，2-3份环硅丙烷。
所述步骤二中阻燃底漆的制备方法为：
在反应釜中加入按质量比100份聚丙烯酸脂类高分子，100-150份双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯单体、100-150份单甲基丙烯酸单体，5-10份光引发剂TPO (2,4,6-三甲基苯甲酰氯)，20-30份微胶囊化的多聚磷酸铵，1-5份滑石粉，2-3 份异佛尔酮，2-3份环硅丙烷，在20-50℃下，搅拌均匀制得阻燃底漆。
作为优选，所述步骤二的微胶囊化多聚磷酸铵，颗粒大小为100-200酸铵，其合成工艺为：1)将18-35份三聚氰胺、10-30份质量分数为35％的甲醛溶液加入反应釜中进行搅拌，并用质量浓度为3～5％的碳酸钠溶液调节pH值至8-9，升温至70-80℃，搅拌速率为300-400r/min，反应20-30min后制得预聚液；2) 向10-15份多聚磷酸铵中加入10-15份质量分数为40％的乙醇，搅拌10-20分钟分散均匀，得多聚磷酸铵悬浮液；3)将等质量的预聚液加入到以上制得的多聚磷酸铵悬浮液中，用稀盐酸调节pH值至4.5-6，然后升温至50-100℃，以500-600 r/min的速率搅拌反应40-120min，进行抽滤、洗涤、干燥，即得微胶囊化的多聚磷酸铵。微胶囊化的多聚磷酸铵受热分解释放出氨气和氮气等气体，使空气中的氧气得到稀释，不利于进行燃烧反应，且多聚磷酸铵的微胶囊化在表面形成整体的微胶囊化多聚磷酸铵形貌，起到阻燃作用，从而进一步增强防火能力与效果。
三、制备高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板 (一)制作底层
1)地板主体表面处理，打磨抛光；
2)地板表面涂布水性着色底漆，涂布量为3-5g/m2，采用6M喷射式烘干机烘干，烘干机温度70-80℃，烘干时间25-35秒；
3)涂布附着底，涂布量为10-15g/m2，UV固化能量为80-90mj/cm2；
4)腻子涂布，涂布量为30-33g/m2，UV固化能量为60-70mj/cm2；
6)腻子涂布，涂布量为20-23g/m2；UV固化能量为100-110mj/cm2；
5)砂光，采用320#砂带进行砂光。
在水性附着底后增加附着底，通过水性附着底和油性附着底相结合的方式，目的在于增加漆膜与地板表面的附着力。通过涂布两道腻子，保证地板表面填充完全，第二道腻子UV固化能量为100-110mj/cm2，以保证较好的固化程度，以便于砂光。
(二)制作标准色板层
1)涂布白色遮盖底漆，涂布量为10-13g/m2，UV灯光固化能量为 60-65mj/cm2；
2)涂布白色遮盖底漆，涂布量为10-13g/m2，UV灯光固化能量为 60-65mj/cm2；
3)涂布白色遮盖底漆，涂布量为20-23g/m2，UV灯光固化能量为 80-90mj/cm2；
4)涂布修色底漆，涂布量为10-15g/m2，UV灯光固化能量为80-90mj/cm2。
所述的标准色板层的白色遮盖底漆对地板表面木材纹理和缺陷进行遮盖，修色底漆进行色彩涂饰，最终呈现白色、米黄、黄色等标准颜色。
所述的白色遮盖底漆为白漆与透明底漆按2:1质量比例混合而成，白色遮盖底漆分3～4次辊涂，保证木纹遮盖效果及漆膜附着力；
所述修色底漆为添加色精的UV清漆，所述色精的色系与成品地板的色系相匹配，所述修色底漆的颜色与成品地板的色系相匹配，可以为白色、黄色、米黄色等；涂布量20-23g/m2，UV固化能量在60-65mj/cm2。
(三)制作数字化木纹3D数码喷印层
1)通过表面涂饰成标准色板后，先后通过自动上料机、除毛刺机、除尘机；
2)涂布改性高附着力附着底漆，涂布量8-10g/m2，UV固化能量50-55mj/cm2；
3)进行数字化木纹3D数码喷印：先制作数码喷印样图；然后对所需的图样进行裁切、调色；地板通过输送带按0.6-0.8m/s的速度匀速通过喷头下方。喷涂量为10-13g/m2，最后经UV灯固化干燥，UV灯固化能量为70-75mj/cm2；
所述改性高附着力底漆涂布量8-10g/m2，UV固化能量在50-55mj/cm2，使高附着力底漆的固化程度在80-85％，保证底漆与UV墨水之间能够充分结合，进而保证有较好的附着力。
作为优选，所述步骤三中的数字化木纹3D数码喷印层中的数码喷印设备为在线式高速喷印设备，其喷印精度800×400dpi，喷印图案为计算机软件预置图案。喷印的墨水为油性UV墨水。
(四)制作面层
1)涂布改性高附着力底漆，涂布量在8-10g/m2，UV固化能量为50-55mj/cm2；
2)涂布阻燃底漆，涂布量在10-13g/m2，UV固化能量在80-85mj/cm2；
3)涂布砂光底漆，涂布量在10-13g/m2，UV固化能量在50-55mj/cm2；
4)砂光，采用320#砂带；
5)涂布阻燃底漆，涂布量在14-18g/m2，UV固化能量在50-60mj/cm2；
6)涂布阻燃底漆，涂布量在10-20g/m2，UV固化能量在100-110mj/cm2；
7)砂光，采用320#砂带进行砂光。
8)涂布第一道面漆，涂布量是5-8g/m2、UV固化能量100-110mj/cm2；
9)涂布第二道面漆，涂布量是6-10g/m2、UV固化能量350-370mj/cm2。
作为优选，所述制作数字化木纹3D数码喷印层和制作面层两步中各涂布一次改性附着底漆，涂布量为8-10g/m2，UV固化能量为50-55mj/cm2，通过前后数码喷印层前后涂布的两道改性高附着力底漆，能保证喷印层中的UV墨水与底层和面层能较好的结合。
作为优选，所述步骤四中的阻燃底漆涂布量在10-20g/m2，涂布2-4次，UV 固化能量为50-110mj/cm2。
作为优选，所述步骤四中的面漆，涂布量为5-10g/m2，UV固化能量在 100-370mj/cm2。
本发明具有以下有益效果：
1、提供了一种高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板及其加工工艺，所制得的地板漆膜附着力，阻燃性能达标且外形美观；
2、本发明开发出一款改性高附着力底漆并在数字化木纹3D数码喷印层上下各涂布8-10g/m2，UV固化能量为50-60mj/cm2解决了UV墨水与普通UV涂料之间附着力较差的问题；
3、本发明开发出一款含磷的阻燃底漆，解决了实木类地板阻燃性能达不到 B1-C的问题。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出的一种高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板的结构示意图：1-油漆层、2-地板主体；
图2为本发明提出的一种高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板的油漆层结构示意图：11-面层、12-数字化木纹、13-标准色板层3D数码喷印层、14-底层。
具体实施方式
以下实施方式用到油漆型号：
表1其他油漆编号及其特征表
油漆名称
型号
水性着色底漆
大周柏力牌A185721502
附着底漆
大周柏力牌A185721801
腻子
大周柏力牌A185721911
砂光底漆
大周柏力牌A185721301
面漆
大周柏力牌A85722180
本发明的具体实施方案如下：
实施例1
一、制备改性高附着力附着底漆
在反应釜中加入按质量比100份乙烯丙烯酸酯共聚物，150份双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯单体、100-150份单甲基丙烯酸单体，8份改性光引发剂，3份滑石粉，2份异佛尔酮，3份环硅丙烷，搅拌均匀制得改性高附着力底漆；
所述改性光引发剂的改性方法为：1)在反应釜中加入100份蒸馏水，用稀盐酸调节PH至5.5，加入13份硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷和22份光引发剂IHT-PI 659(2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，上海凯茵化工有限公司)，反应12小时；2)加入30份聚乙二醇、0.3份催化剂三苯基膦，在105℃下反应1.5小时；3)冷却至55℃后采用异丙醚提纯3次得到环氧大分子光引发剂；4) 在反应釜中加入40份以上制得的环氧大分子光引发剂、9份3-氨丙基三乙氧基硅烷、11份吡啶，升温至550℃反应45分钟，冷却得到改性光引发剂；
二、制备改性阻燃底漆
在反应釜中加入按质量比100份乙烯丙烯酸酯共聚物，150份双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯单体、100-150份单甲基丙烯酸单体，5份光引发剂TPO，30份微胶囊化的多聚磷酸铵，4份滑石粉，3份异佛尔酮，2份环硅丙烷。在40℃下，搅拌均匀制得改性阻燃底漆。
所述微胶囊化多聚磷酸铵的合成工艺为：1)将25份三聚氰胺、20份质量分数为35％的甲醛溶液加入反应釜中进行搅拌，并用质量浓度为4％的碳酸钠溶液调节pH值至8.5，升温至75℃，搅拌速率为400r/min，反应20min后制得预聚液；2)向15份多聚磷酸铵中加入13份质量分数为40％的乙醇，搅拌20分钟分散均匀，得多聚磷酸铵悬浮液；3)将等质量的预聚液加入到以上制得的多聚磷酸铵悬浮液中，用稀盐酸调节pH值至5，然后升温至80℃，以600r/min的速率搅拌反应70min，进行抽滤、洗涤、干燥，即得微胶囊化多聚磷酸铵。
三、制备高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板
(一)制作底层
1)地板主体进行表面处理，打磨抛光；
2)地板表面涂布水性着色底漆，涂布量为5g/m2，采用6M喷射式烘干机烘干，烘干机温度70℃，烘干时间35秒；
3)涂布油性附着底漆，涂布量为10g/m2，UV固化能量为80mj/cm2；
4)腻子涂布，涂布量为30g/m2，UV固化能量为60mj/cm2；
6)腻子涂布，涂布量为20g/m2；UV固化能量为100mj/cm2；
5)砂光，采用320#砂带进行砂光。
(二)制作标准色板层
7)涂布白色遮盖底漆，涂布量为10g/m2，UV灯光固化能量为60mj/cm2；
8)涂布白色遮盖底漆，涂布量为10g/m2，UV灯光固化能量为60mj/cm2；
9)涂布白色遮盖底漆，涂布量为20g/m2，UV灯光固化能量为60mj/cm2；
11)涂布黄色修色底漆，涂布量为20g/m2，UV灯光固化能量为60mj/cm2
12)砂光，采用320#砂带。
所述的白色遮盖底漆为白漆与透明底漆按2:1质量比例混合而成，白色遮盖底漆分3～4次辊涂，保证木纹遮盖效果及漆膜附着力；
所述黄色修色底漆为添加色精的UV清漆，所述修色底漆的颜色与成品地板的色系相匹配；
(三)制作数字化木纹3D数码喷印层
13)先后通过自动上料机、除毛刺机、除尘机；
14)涂布改性高附着力附着底漆，涂布量10g/m2，UV固化能量50mj/cm2；
15)基材通过输送带按0.8m/s的速度匀速通过UV油墨喷涂设备喷头下方。喷涂量为10g/m2，经UV灯固化干燥，UV灯固化能量为70mj/cm2；
(四)制作面层
16)涂布改性高附着力底漆，涂布量在10g/m2，UV固化能量为50mj/cm2；
17)涂布阻燃底漆，涂布量在10g/m2，UV固化能量在80mj/cm2；
18)涂布砂光底漆，涂布量在10g/m2，UV固化能量在50mj/cm2；
19)砂光，采用320#砂带；
20)涂布阻燃底漆，涂布量在14g/m2，UV固化能量在60mj/cm2；
21)涂布阻燃底漆，涂布量在10g/m2，UV固化能量在100mj/cm2；
22)砂光，采用320#砂带进行砂光。
23)涂布第一道面漆，涂布量是8g/m2、UV固化能量110mj/cm2；
24)涂布第二道面漆，涂布量是10g/m2、UV固化能量350mj/cm2。
所述水性着色底漆、附着底漆、腻子、砂光底漆、面漆型号如表1所示。
对比例1
对实施例1中的工艺均不变，采用大周柏力牌A185721801附着底漆替代改性高附着力底漆的制备高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板。
对比例2
对实施例1中的生产工艺不变，采用阻燃底漆(主要阻燃成分为十溴二笨乙烷)涂布制备高附着力的阻燃型数字化木纹3D数码喷印实木类地板。
对比例3
对实施例1中的步骤(一)、(三)、(四)生产工艺不变，在步骤(二) 中标准色板制作中改为：
1)涂布白色遮盖底漆，涂布量为35g/m2，UV灯光固化能量为65mj/cm2；
2)涂布白色遮盖底漆，涂布量为35g/m2，UV灯光固化能量为65mj/cm2；
3)涂布修色底漆，涂布量为22g/m2，UV灯光固化能量为65mj/cm2。
对比例4
对实施例1中生产工艺不变，对步骤(三)中(14)改用大周柏力牌A185721801 附着底漆。
对比例5
对实施例1中的步骤(一)、(三)、(四)生产工艺不变，在步骤(二) 中标准色板制作中改为：
1)涂布白色遮盖底漆，涂布量为12g/m2，UV灯光固化能量为35mj/cm2；
2)涂布白色遮盖底漆，涂布量为12g/m2，UV灯光固化能量为35mj/cm2；
3)涂布修色底漆，涂布量为12g/m2，UV灯光固化能量为35mj/cm2。
地板的附着力、漆膜耐磨、漆膜硬度等指标检测按照GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的检测方法，阻燃性能按GB 8624-2012 《建筑材料及制品燃烧性能分级》，结果见下表2所示。
表2实施例与对比例检测结果对比表
从实施例1与对比例1可以看出，采用改性的高附着力底漆能能使漆膜附着力从3级提升到1级，并不影响其他性能；从实施例1与对比例2对比可以看出采用阻燃底漆代替市售的阻燃底漆使地板临界热辐射通量从3.2KW/㎡提升到 12.5KW/m2，20s内焰尖高度从180mm下降到120mm，综合阻燃等级从B2-D提升到B1-B；从实施例1与对比例3与对比例5比较可知，提高白色遮盖底漆的涂布量或者降低UV固化能量均让附着力从1级降到2级；从实施例1与对比例 4可以看出，只有在数字化木纹3D数码喷印层上下各涂布改性的高附着力底漆才能达到较好增强附着力的功能，如果只在喷印前涂布改性的高附着力底漆，附着力等级只能达到2级。
以上显示和描述了本发明的基本方法、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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