新型天花软膜材料的制备及性能研究

涂志伟　姚桂松　杨海平　曹培祥

摘要：从原料、设备和工艺诸方面综合考虑，浙江海利得新材料股份有限公司研发出一种新型的天花装饰软膜材料，该产品相对于普通软膜材料具有更好的物理和化学性能，可印刷，易造型，且邻苯含量、重金属等均能符合欧盟REACH法规要求。

关键词：天花软膜；聚氯乙烯；装饰材料；室内装饰；家装市场 文献标识码：A

中图分类号：TG115 文章编号：1009-2374（2017）11-0058-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.030

天花软膜材料是室内装饰材料中天花板材的一种新型替代材料。该材料始创于19世纪的瑞士，60年以后经法国人费兰德科尔进一步的完善后推广到欧洲及美洲的家装市场。该材料具有质轻、可印刷、易造型、隔音的特点；透光性能柔和，可节约能源；具有防水、抗菌的功能。这种新型的装饰材料和装修方式，凭借着优异的性能和便捷的施工及造型，在短短的十几年时间里，迅速成为我国大型体育场馆、宾馆、会议和展览中心等场所最抢眼的装饰新型材料。尤其在以“城市让生活更美好”为主题的2010上海世博会上，得到最成功的应用和好评。突破现有装备、技术和工艺上的瓶颈，开发国际同类水准的天花装饰软膜材料，已成为我国装饰新材料领域发展的一个新方向。我司通过克服现有技术的不足，提出了一种天花软膜材料及其制备的方法。

1 生产技术

本产品从原料、设备、配方三个方面进行研发：

1.1 原辅料

（1）聚氯乙烯（PVC）：优选进口乙烯法PVC制成的料粉，分子量的正态分布窄，杂质少，鱼目少，耐热性好，批间差异小，表面亮度高；（2）钛白粉：采用氯化法制备的纳米级金红石钛粉，粒子分布均匀，细度较细（平均粒径0.3微米），分散力很好，杂质少，晶点少，亮度高；（3）阻燃剂：采用纳米级阻燃剂，细度好（平均粒径0.6微米），分散均匀，阻燃效果佳，亮度效果好；（4）颜料：采用经过三辊研磨过并加工成色布的颜料，相对于常规产品所用的色粉，色布分散更均匀，且加工过程中不容易产生色条和山水纹。

1.2 设备

PVC塑化以后，分子间有极强的极性键存在，会造成粘度上升，同时PVC的塑化温度和分解温度很接近，加工工艺特别窄。因此，天花软膜生产最关键的是塑化过程，尤其是塑化过程所采用的设备。普通PVC膜材生产最常用的是万马力密炼机，但万马力密炼机对PVC混合料的剪切力小，翻转均匀度低，所以塑化效果差。行星式螺杆挤出机的挤压系统由加料段和行星段组成，加料段部分的机筒设有水冷系统，同时在与行星段机筒连接处有隔热层，防止两段机筒的温度相互影响，因此可以很好地控制PVC在塑化过程中所受的温度，防止物料分解，且行星挤出机对PVC混合料翻转均匀度高，塑化时螺杆对物料的剪切力大，可以达到很好的塑化效果。本产品塑化的核心部分是采用行星挤出机，使混合料的塑化更加充分、更加均匀，利于后道加工。

1.3 工艺

本产品工艺流程如图1所示：

工艺流程

图1 天花软膜的工艺流程

底膜和面膜属压延成品，通过橡胶轮和镜面轮压纹后，膜一面是亮光的，一面是哑光的，卷取后膜的亮面靠着哑面，哑面对亮面会产生破坏，所以要进行二次增亮，并且把两层膜亮面进行对贴，对亮面起保护作用。传统的二次增亮设备流程是：膜的哑面靠镜面轮，膜亮的一面朝外，在贴合过程中亮面受到压制橡胶轮的破坏，从而降低了膜的表面亮度；而本产品是采用二次增亮新工艺流程，膜亮的一面贴合镜面轮，而且整个流程膜亮的一面不碰到橡胶轮，亮度不受破坏，通过镜面轮加温后膜表面的亮度得到还原并增亮。

2 产品性能测试及分析

为研究本产品的性能，根据国家标准和国际相关标准对上述新产品的要求，进行了如下性能测试，并选择了相同规格的灯箱膜和篷布膜进行性能对比。

2.1 力学性能

从表1中可以看出，天花软膜具有较高的断裂强度和撕裂强度。本次试验选择强度要求较高的灯箱膜和篷布膜做对比，天花软膜的断裂强度仍高出27.7%以上，切实保证了天花软膜产品的使用性能和使用过程的持久性。

为评价产品的尺寸稳定性，标准选择伸长3%时的强力来表征。当产品伸长值3%时，拉伸曲线上拉伸强度定义为产品的弹性模量。当弹性模量偏高时，产品使用过程产生形变要克服更大的力值，即不易变形。从表1中可以看出，天花软膜伸长3%时的拉伸强度远高于相同规格的灯箱膜和篷布膜，保证了产品安装后的尺寸稳定性，对于喷绘的天花软膜，也保证了图案的逼真性。另外，天花软膜根据使用的场景，需要被制作成各种形状，这对天花软膜的尺寸稳定性要求很高，因此较高的伸长3%时的拉伸强度满足了这些要求，拓展了天花软膜的应用领域。

2.2 装饰性能

我司研发的天花软膜的主体材料是PVC，通过选择合适的颜料，可以在该材料表面喷绘和印刷各种色彩、图案。软膜天花是一种软膜材料，根据龙骨的弯曲形状来确定天花的整体形状，所以造型随意、多样，让设计师具有更广阔的创意空间，如图2所示的长方体造型和图3所示的不规则造型。另外，天花软膜具有隔音效果，通过隔绝楼层间的噪声，用在展览或者居家时，可以营造一個相对安静的环境。在生产过程中，选择二次增亮工艺，天花软膜表面光泽透亮，配合各种颜色，使天花软膜光泽多变，满足不同场合的使用要求。

2.3 安全性能

经检测，软膜天花的防火级别为B1级，其在空气中遇明火或在高温作用下难起火，不易很快发生蔓延，且当火源移开后燃烧立即停止。普通天花在燃烧后会蔓延并释放出有害气体，而我司该款天花软膜遇火后，只会自身熔穿，并迅速收缩，不会释放出有毒气体，也不产生溶液伤害人体及物财，消除了使用时的安全隐患。

天花软膜用先进的环保无毒配方制造，无有毒物质释放，可回收利用；产品的邻苯、重金属含量检测结果均为未检出，在生产和使用时不会对环境产生污染，符合全球环保的概念。

2.4 其他性能

传统天花如果发生意外漏水，会致室内装饰和家居受损，甚至影响到下层房屋，而天花软膜是用经过特殊处理的聚氯乙烯材质制成，能承托190公斤以上的污水，不会渗漏和损坏。表面经过防雾化处理，不会因为环境潮湿而产生凝结水。

软膜天花的软膜经过抗老化特殊处理，使用寿命保证在10年以上。目前软膜也可以在户外使用，时间2年以上。

3 结语

（1）通过优选乙烯法PVC粉和改善塑化过程，使制得的天花软膜力学性能优良，满足室内装饰材料的基本要求；（2）通过优选原料和辅料，配合合适的工艺条件，使生产的天花软膜具有装饰性；（3）严格控制原辅料选择和生产过程，该款天花软膜安全性能达到REACH法规要求。

参考文献

[1] 陈斌.新型吊顶软膜天花[J].建筑装饰材料世界，2008，（10）.

[2] 杨天奇.软膜天花设计与构造研究[D].北京建筑大学，2014.

[3] 李英林.节能环保型装饰材料——软膜天花[J].广东建材，2009，（1）.

（责任编辑：黄银芳）