一种抗静电复合地板及其制备方法

技术领域

本申请属于地板材料技术领域，具体涉及一种抗静电复合地板及其制备方法。

背景技术

木塑地板常用于各种建筑内部地面的装修，如家居、厂房、商场、机房、车间等等，由于木塑复合材料的基体－－植物纤维和热塑性塑料均具有良好的电绝缘性能，属于电的不良导体所以导电填料在两相物质中的均匀分散将极大影响复合材料的实际抗静电性能。表面极易因为摩擦而产生电荷，并且产生的电荷无法随时导出，随着电荷的积累，会产生火灾、爆炸等灾难性后果。因此必须对其进行抗静电处理，研制抗静电地板。

抗静电复合地板材料的制备过程中，抗静电方法有多种，其目的就是使高分子合成材料在使用中少产生静电荷或者一旦产生静电荷后能够迅速地将其泄露出去。

针对上述技术方案，本发明人发现，现有的木塑抗静电地板材料由于简单进行添加，而材料中木质基体的化学结构中只存在少量的活性基团，不利于孔隙外的导电颗粒与其结合，导致其导电性能不佳，降低了其抗静电的效果。

发明内容

为了克服现有抗静电复合地板抗静电效果不佳的缺陷，本申请提供一种抗静电复合地板及其制备方法，采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种抗静电复合地板，采用如下的技术方案：

一种抗静电复合地板，包括：

包括地板基材，所述地板基材包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成，所述抗静电层包括以下重量份物质：

抗静电剂3-5份；

PVC45-65份；

功能助剂0.1-2.0份。

通过上述技术方案，本申请针对传统抗静电复合地板的多层叠加的结构，调整为三层共挤制备而成，一方面，三层共挤制备的抗静电复合地板的结构更加紧密均匀，且一次成型的技术方案相较于传统的多层叠加方案的强度和耐久性更高；另一方面，由于上下包覆的结构设计，相较于传统的叠加结构，其一体性能更好，抗静电效果更加优异，有效改善地板材料力学强度的同时，进一步改善了抗静电复合地板的抗静电性能。

进一步地，所述抗静电层还包括耐磨改性剂，所述抗静电剂与所述耐磨改性剂复合成型，采用以下制备方案：

取抗静电离子液体、石墨烯和偶联剂-乙醇溶液，搅拌混合并超声分散，收集分散液；

取耐磨改性剂碳化硅气凝胶与分散液混合球磨，即可制备得复合改性剂。

通过上述技术方案，本申请对抗静电层进行优化，通过将抗静电离子液体和石墨烯为主要的抗静电材料并负载至碳化硅气凝胶中，通过碳化硅气凝胶有效改善传统抗静电剂添加至材料中易团聚的问题，同时碳化硅气凝胶作为填充骨架，能显著改善抗静电层的结构强度，改善其耐磨性和使用寿命，从而使其在实际使用过程中，降低地板材料使用摩擦导致抗静电效果降低的缺陷，同时也进一步改善了地板材料的耐磨性能。

进一步地，所述木塑层包括以下重量份物质：

PVC45-50份；

木粉10-25份；

偶联剂0.2-0.5份；

热稳定剂1-3份；

抗静电剂6-12份；

润滑剂1-2.5份；

氧化铝0.1-1.5份；

所述抗静电剂包括经分散改性的炭黑颗粒。

进一步地，所述分散改性的炭黑颗粒采用以下方案制成：

取炭黑颗粒并与硫酸和硝酸混合液混合，超声分散后过滤，洗涤处理后，自然干燥，研磨分散，即可制备得所述氧化处理的炭黑颗粒。

通过上述技术方案，本申请通过对木塑层组分进行了优化，通过选用最常见和最具性价比的抗静电剂进行处理，降低成本的同时，本申请进一步对其表面进行氧化改性处理，改善炭黑分散性能不佳且表面功能团比较少的缺陷通过对其表面进行氧化处理，有效增加炭黑粒子表面含氧官能团，降低炭黑初级粒子之间的团聚作用，提高炭黑颗粒与聚合物之间的相融性，促进炭黑更为均匀地分散在聚合物里，进一步改善了抗静电复合地板的抗静电性能。

进一步地，所述抗静电复合地板还包括：

饰面层，所述饰面层设于所述地板基材的一侧且与所述地板基材通过胶黏剂固定相连；

平衡垫层，所述平衡垫层设于所述地板基材的另一侧且与所述地板基材通过胶黏剂固定相连。

进一步地，所述平衡垫层远离饰面层的一侧设有若干个凸起结构，每个所述凸起结构间隔设置于所述平衡垫层的表面。

进一步地，所述凸起结构设有多层界面为矩形的层结构，相邻所述层结构的长度方向由靠近所述地板基材的一端向另一端逐层递减设置。

通过上述技术方案，本申请通过优化了抗静电复合地板复合结构，本申请通过选用平衡垫层作为最底层并对其结构进行调节，本申请通过选用叠加的凸起结构，由于在导电传输方面，峰谷设计的方案能对电荷的传导起到良好的传递效果，本申请通过优化平衡垫结构，有效改善了抗静电复合地板的抗静电性能。

进一步地，所述平衡垫层为聚氨酯泡沫材质，所述平衡垫层的25%压陷硬度为40-67N。

通过上述技术方案，本申请通过优化了平衡垫层的结构，通过合适的压陷硬度在保证良好缓冲效果的同时，使其兼顾优异的结构性能，保证了其良好的抗静电效果。

第二方面，本申请提供一种抗静电复合地板的制备方法，采用如下的技术方案：

取木粉和PVC、炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将木塑层原料和抗静电层原料置于挤出机中，三层共挤收集得挤出板材，对挤出板材压制定型，收集得地板基材；

由下至上，分别按平衡垫层、胶黏剂层、地板基材、胶黏剂层和饰面层进行组装，压制成型后静置，即可制备得所述抗静电复合地板。

通过上述技术方案，本申请通过选用三层共挤的技术方案制备抗静电层，改善了其制备工艺，通过一体成型的技术方案，进一步改善了抗静电复合地板的力学性能和抗静电耐久性能。

进一步地，所述抗静电层与所述木塑层的原料质量比为1:12.5-14。

本申请能产生的有益效果包括：

第一、本申请针对传统抗静电复合地板的多层叠加的结构，调整为三层共挤制备而成，一方面，三层共挤制备的抗静电复合地板的结构更加紧密均匀，且一次成型的技术方案相较于传统的多层叠加方案的强度和耐久性更高；另一方面，由于上下包覆的结构设计，相较于传统的叠加结构，其一体性能更好，抗静电效果更加优异，有效改善地板材料力学强度的同时，进一步改善了抗静电复合地板的抗静电性能。

第二、本申请通过对木塑层组分进行了优化，通过选用最常见和最具性价比的抗静电剂进行处理，降低成本的同时，本申请进一步对其表面进行氧化改性处理，改善炭黑分散性能不佳且表面功能团比较少的缺陷通过对其表面进行氧化处理，有效增加炭黑粒子表面含氧官能团，降低炭黑初级粒子之间的团聚作用，提高炭黑颗粒与聚合物之间的相融性，促进炭黑更为均匀地分散在聚合物里，进一步改善了抗静电复合地板的抗静电性能。

第三、本申请通过优化了抗静电复合地板复合结构，通过选用平衡垫层作为最底层并对其结构进行调节，本申请通过选用叠加的凸起结构，由于在导电传输方面，峰谷设计的方案能对电荷的传导起到良好的传递效果，本申请通过优化平衡垫结构，有效改善了抗静电复合地板的抗静电性能。

附图说明

图1为申请实施例8-10中平衡垫层的截面图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。

本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。

本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或聚丙烯材料制备领域常规的纯度要求。

本发明所有原料，其牌号和简称均属于本领域常规牌号和简称，每个牌号和简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。

制备例1

取4.5g抗静电离子液体LQ-01和6g石墨烯添加至100g质量分数1%硅烷偶联剂KH-550/无水乙醇混合液中，超声分散25min，作为抗静电剂；

取3kg抗静电剂、45kgPVC、0.05kgACR树脂和0.05kg润滑剂搅拌混合，制备得抗静电层原料1。

制备例2

取4.7g抗静电离子液体LQ-01和8g石墨烯添加至125g质量分数1%硅烷偶联剂KH-550/无水乙醇混合液中，超声分散25min，作为抗静电剂；

取4kg抗静电剂、55kgPVC、0.5kgACR树脂和0.5kg润滑剂搅拌混合，制备得抗静电层原料2。

制备例3

取5.0g抗静电离子液体LQ-01和10g石墨烯添加至150g质量分数1%硅烷偶联剂KH-550/无水乙醇混合液中，超声分散25min，作为抗静电剂；

取5kg抗静电剂、65kgPVC、1kgACR树脂和1.0kg润滑剂搅拌混合，制备得抗静电层原料3。

制备例4

取4.7g抗静电离子液体LQ-01和8g石墨烯添加至125g质量分数1%硅烷偶联剂KH-550/无水乙醇混合液中，超声分散25min后，再取40-50g碳化硅气凝胶混合球磨2h，收集混合浆液作为抗静电剂；

取4kg抗静电剂、55kgPVC、0.5kgACR树脂和0.5kg润滑剂搅拌混合，制备得抗静电层原料4。

制备例5

取500g炭黑颗粒并与2.5kg质量分数45%硫酸和2.5kg质量分数30%硝酸混合液混合，200W下超声分散后过滤，用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，自然干燥，研磨分散过1000目筛，制备得所述氧化处理的炭黑颗粒作为抗静电剂。

取45kgPVC树脂、10kg木粉、0.2kg偶联剂KH550、1kg热稳定剂、1kg润滑剂、1.5kgACR树脂和0.1kg氧化铝颗粒，在高速搅拌机中，以3500r/min的搅拌速率搅拌混合，制备得木塑层原料1。

制备例6

取500g炭黑颗粒并与2.5kg质量分数45%硫酸和2.5kg质量分数30%硝酸混合液混合，200W下超声分散后过滤，用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，自然干燥，研磨分散过1000目筛，制备得所述氧化处理的炭黑颗粒作为抗静电剂。

取48kgPVC树脂、17kg木粉、0.3kg偶联剂KH550、2kg热稳定剂、1.8kg润滑剂、2kgACR树脂和0.8kg氧化铝颗粒，在高速搅拌机中，以3500r/min的搅拌速率搅拌混合，制备得木塑层原料2。

制备例7

取500g炭黑颗粒并与2.5kg质量分数45%硫酸和2.5kg质量分数30%硝酸混合液混合，200W下超声分散后过滤，用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，自然干燥，研磨分散过1000目筛，制备得所述氧化处理的炭黑颗粒作为抗静电剂。

取50kgPVC树脂、25kg木粉、0.5kg偶联剂KH550、3kg热稳定剂、2.5kg润滑剂、3.5kgACR树脂和1.5kg氧化铝颗粒，在高速搅拌机中，以3500r/min的搅拌速率搅拌混合，制备得木塑层原料3。

实施例1

一种抗静电复合地板，包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成。

一种抗静电复合地板的制备方法，包括以下步骤：

取木塑层原料中的木粉和PVC树脂和炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将抗静电层原料1置于单螺杆挤出机中，控制主机转速为8.8r/min，机筒温度设置为170、185、190、200、210℃；

将木塑层原料1置于锥形双螺杆挤出机中，主机转速为4.8r/min，机筒温度设置为195、185、185、195、195、200℃；

控制抗静电层原料1与木塑层原料1的质量比为1:12.5，共挤机头连接，三层共挤，压制定型后，即可制备得抗静电复合地板。

实施例2

一种抗静电复合地板，包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成。

一种抗静电复合地板的制备方法，包括以下步骤：

取木塑层原料中的木粉和PVC树脂和炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将抗静电层原料1置于单螺杆挤出机中，控制主机转速为8.8r/min，机筒温度设置为170、185、190、200、210℃；

将木塑层原料1置于锥形双螺杆挤出机中，主机转速为4.8r/min，机筒温度设置为195、185、185、195、195、200℃；

控制抗静电层原料1与木塑层原料1的质量比为1:13.2，共挤机头连接，三层共挤，压制定型后，即可制备得抗静电复合地板。

实施例3

一种抗静电复合地板，包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成。

一种抗静电复合地板的制备方法，包括以下步骤：

取木塑层原料中的木粉和PVC树脂和炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将抗静电层原料1置于单螺杆挤出机中，控制主机转速为8.8r/min，机筒温度设置为170、185、190、200、210℃；

将木塑层原料1置于锥形双螺杆挤出机中，主机转速为4.8r/min，机筒温度设置为195、185、185、195、195、200℃；

控制抗静电层原料1与木塑层原料1的质量比为1:14，共挤机头连接，三层共挤，压制定型后，即可制备得抗静电复合地板。

实施例4

一种抗静电复合地板，包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成。

一种抗静电复合地板的制备方法，包括以下步骤：

取木塑层原料中的木粉和PVC树脂和炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将抗静电层原料2置于单螺杆挤出机中，控制主机转速为8.8r/min，机筒温度设置为170、185、190、200、210℃；

将木塑层原料2置于锥形双螺杆挤出机中，主机转速为4.8r/min，机筒温度设置为195、185、185、195、195、200℃；

控制抗静电层原料2与木塑层原料2的质量比为1:13.2，共挤机头连接，三层共挤，压制定型后，即可制备得抗静电复合地板。

实施例5

一种抗静电复合地板，包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成。

一种抗静电复合地板的制备方法，包括以下步骤：

取木塑层原料中的木粉和PVC树脂和炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将抗静电层原料3置于单螺杆挤出机中，控制主机转速为8.8r/min，机筒温度设置为170、185、190、200、210℃；

将木塑层原料3置于锥形双螺杆挤出机中，主机转速为4.8r/min，机筒温度设置为195、185、185、195、195、200℃；

控制抗静电层原料3与木塑层原料3的质量比为1:13.2，共挤机头连接，三层共挤，压制定型后，即可制备得抗静电复合地板。

实施例6

一种抗静电复合地板，包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成。

一种抗静电复合地板的制备方法，包括以下步骤：

取木塑层原料中的木粉和PVC树脂和炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将抗静电层原料4置于单螺杆挤出机中，控制主机转速为8.8r/min，机筒温度设置为170、185、190、200、210℃；

将木塑层原料2置于锥形双螺杆挤出机中，主机转速为4.8r/min，机筒温度设置为195、185、185、195、195、200℃；

控制抗静电层原料4与木塑层原料2的质量比为1:13.2，共挤机头连接，三层共挤，压制定型后，即可制备得抗静电复合地板。

实施例7

一种抗静电复合地板，包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成。

一种抗静电复合地板的制备方法，包括以下步骤：

取木塑层原料中的木粉和PVC树脂和炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将抗静电层原料4置于单螺杆挤出机中，控制主机转速为8.8r/min，机筒温度设置为170、185、190、200、210℃；

将木塑层原料3置于锥形双螺杆挤出机中，主机转速为4.8r/min，机筒温度设置为195、185、185、195、195、200℃；

控制抗静电层原料4与木塑层原料3的质量比为1:13.2，共挤机头连接，三层共挤，压制定型后，即可制备得抗静电复合地板。

实施例8

一种抗静电复合地板，包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成。

一种抗静电复合地板的制备方法，包括以下步骤：

取木塑层原料中的木粉和PVC树脂和炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将抗静电层原料4置于单螺杆挤出机中，控制主机转速为8.8r/min，机筒温度设置为170、185、190、200、210℃；

将木塑层原料2置于锥形双螺杆挤出机中，主机转速为4.8r/min，机筒温度设置为195、185、185、195、195、200℃；

控制抗静电层原料4与木塑层原料2的质量比为1:13.2，共挤机头连接，三层共挤，压制定型后，制备得地板基材；

再取聚氨酯泡沫，调整其结构如图1所示，即平衡垫层的一侧设有若干个凸起结构，每个凸起结构间隔设置于所述平衡垫层的表面，凸起结构设有多层界面为矩形的层结构，相邻所述层结构的长度方向由靠近地板基材的一端向另一端逐层递减设置，设置聚氨酯泡沫材质的平衡垫层的25%压陷硬度为40N；

取15gTPU粉末、3g十二烷基三甲基氯化铵、5g导电炭黑和75g无水乙醇搅拌混合，超声分散并收集分散液，将按模具发泡成型的聚氨酯泡沫材料浸渍与分散液中，100℃下干燥25min，制备得平衡垫层；

再由下至上，分别按平衡垫层、胶黏剂层、地板基材、胶黏剂层和饰面层进行组装，压制成型后静置，即可制备得所述抗静电复合地板。

实施例9

一种抗静电复合地板，包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成。

一种抗静电复合地板的制备方法，包括以下步骤：

取木塑层原料中的木粉和PVC树脂和炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将抗静电层原料4置于单螺杆挤出机中，控制主机转速为8.8r/min，机筒温度设置为170、185、190、200、210℃；

将木塑层原料3置于锥形双螺杆挤出机中，主机转速为4.8r/min，机筒温度设置为195、185、185、195、195、200℃；

控制抗静电层原料4与木塑层原料3的质量比为1:13.2，共挤机头连接，三层共挤，压制定型后，制备得地板基材；

再取聚氨酯泡沫，调整其结构如图1所示，即平衡垫层的一侧设有若干个凸起结构，每个凸起结构间隔设置于所述平衡垫层的表面，凸起结构设有多层界面为矩形的层结构，相邻所述层结构的长度方向由靠近地板基材的一端向另一端逐层递减设置，设置聚氨酯泡沫材质的平衡垫层的25%压陷硬度为52N；

取22gTPU粉末、6g十二烷基三甲基氯化铵、12g导电炭黑和82g无水乙醇搅拌混合，超声分散并收集分散液，将按模具发泡成型的聚氨酯泡沫材料浸渍与分散液中，100℃下干燥25min，制备得平衡垫层；

再由下至上，分别按平衡垫层、胶黏剂层、地板基材、胶黏剂层和饰面层进行组装，压制成型后静置，即可制备得所述抗静电复合地板。

实施例10

一种抗静电复合地板，包括木塑层和包覆在所述木塑层两侧的抗静电层，所述抗静电层与所述木塑层三层共挤制备而成。

一种抗静电复合地板的制备方法，包括以下步骤：

取木塑层原料中的木粉和PVC树脂和炭黑材料进行烘干处理至含水率小于3%；

将抗静电层原料4置于单螺杆挤出机中，控制主机转速为8.8r/min，机筒温度设置为170、185、190、200、210℃；

将木塑层原料3置于锥形双螺杆挤出机中，主机转速为4.8r/min，机筒温度设置为195、185、185、195、195、200℃；

控制抗静电层原料4与木塑层原料3的质量比为1:13.2，共挤机头连接，三层共挤，压制定型后，制备得地板基材；

再取聚氨酯泡沫，调整其结构如图1所示，即平衡垫层的一侧设有若干个凸起结构，每个凸起结构间隔设置于所述平衡垫层的表面，凸起结构设有多层界面为矩形的层结构，相邻所述层结构的长度方向由靠近地板基材的一端向另一端逐层递减设置，设置聚氨酯泡沫材质的平衡垫层的25%压陷硬度为67N；

取30gTPU粉末、10g十二烷基三甲基氯化铵、18g导电炭黑和100g无水乙醇搅拌混合，超声分散并收集分散液，将按模具发泡成型的聚氨酯泡沫材料浸渍与分散液中，100℃下干燥25min，制备得平衡垫层；

再由下至上，分别按平衡垫层、胶黏剂层、地板基材、胶黏剂层和饰面层进行组装，压制成型后静置，即可制备得所述抗静电复合地板。

性能检测

对实施例1-10技术方案制备的抗静电复合地板进行性能表征，具体表征方案参照以下标准：

参照GB/T1410-2006的标准，采用体积表面电阻测定仪分别测试各个试样的体积电阻，试样尺寸为100×100mm×4mm。具体检测结构如下表表1所示：

表1 性能检测表

由表1数据并结合实施例1-5来看，说明本申请通过针对传统抗静电复合地板的多层叠加的结构，调整为三层共挤制备而成，一方面，三层共挤制备的抗静电复合地板的结构更加紧密均匀，且一次成型的技术方案相较于传统的多层叠加方案的强度和耐久性更高；另一方面，由于上下包覆的结构设计，相较于传统的叠加结构，其一体性能更好，抗静电效果更加优异，有效改善地板材料力学强度的同时，进一步改善了抗静电复合地板的抗静电性能。

其次，结合实施例1-5和实施例6-7的技术方案进行对比，说明本申请技术方案本申请对抗静电层进行优化，将抗静电离子液体和石墨烯为主要的抗静电材料并负载至碳化硅气凝胶中，通过碳化硅气凝胶有效改善传统抗静电剂添加至材料中易团聚的问题，同时碳化硅气凝胶作为填充骨架，能显著改善抗静电层的结构强度，改善其耐磨性和使用寿命，从而使其在实际使用过程中，降低地板材料使用摩擦导致抗静电效果降低的缺陷，同时也进一步改善了地板材料的耐磨性能。

最终，结合实施例1-5、实施例6-7和实施例8-10技术方案来看，本申请通过优化了抗静电复合地板复合结构，选用平衡垫层作为最底层并对其结构进行调节，本申请通过选用叠加的凸起结构，由于在导电传输方面，峰谷设计的方案能对电荷的传导起到良好的传递效果，本申请通过优化平衡垫结构，有效改善了抗静电复合地板的抗静电性能。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。