一种低碳SPC地板及其制备方法与流程

本发明涉及一种地板及其生产工艺，尤其涉及一种低碳spc地板及其制备方法。

背景技术：

1、spc（stone plastic composite）石塑复合地板，又称石塑地板或硬质pvc地板，是以聚氯乙烯（pvc）树脂和碳酸钙填料为主要原料，经高温混炼、挤出成型、冷却定型等工序制成的新型复合地面装饰材料。凭借其零甲醛释放、优异的防水防潮性能、良好的耐磨抗冲击性、尺寸稳定性以及较长的使用寿命，spc地板在住宅、商业建筑、医疗卫生场所及教育设施等领域得到了广泛应用，近年来全球市场需求持续增长。

2、在传统spc地板的配方体系中，碳酸钙（caco3）作为核心填充材料，其添加量通常可达基材总质量的50%~70%。然而，该填料在传统技术方案中主要扮演惰性增量剂的角色，其功能局限于降低树脂用量以控制原料成本、提高基材硬度和刚性，并不具备任何碳捕捉、碳固定或碳封存的化学或物理功能。

3、与此同时，传统碳酸钙填料来源于天然矿石的开采，需经历爆破、破碎、研磨、分级等多道高能耗工序，整个制备链的电力消耗和机械磨损直接导致大量二氧化碳排放。据行业统计，每生产1吨传统碳酸钙微粉，其开采及加工过程约排放50~80 kg co2当量。加之pvc树脂本身源于石化路线，传统spc地板在全生命周期内呈现显著的“正向碳排放”特征，与当前全球建筑装饰行业追求低碳化、零碳化乃至负碳化的发展方向严重偏离。

4、近年来，随着循环经济理念的深入，部分技术方案尝试采用工业固体废弃物（如粉煤灰、钢渣、电石渣、矿山尾矿等）粉体替代天然碳酸钙，以期降低对矿石资源的依赖并消纳固废。但该路径面临若干关键技术瓶颈：其一，普通工业固废粉体通常未经活化处理和矿化改性，颗粒表面化学惰性强，缺乏与pvc树脂分子链发生化学键合或强物理吸附的活性位点，导致界面相容性差，结合力弱，在树脂基体中难以实现均匀分散；其二，未经活化的固废粉体或活化效果不好的固废粉体在挤出加工过程中易发生团聚现象，形成应力集中区域，所制备的地板在热胀冷缩循环下易产生翘曲变形、层间剥离、低温冲击强度不足等质量缺陷，严重影响产品可靠性和使用寿命；其三，更为关键的是，常规固废粉体不具备二氧化碳矿化固定能力，其利用仅停留在物理填充层面，无法实现从“碳排放”向“碳封存”的质变，因而不能赋予地板负碳属性。

5、综上，现有固废利用方案仅实现了废弃物减量化的初级目标，未能从碳排放源头上破解spc地板行业的根本性困境，也未能为绿色负碳spc地板的产业化提供可行的技术路径。

6、此外，工业固废粉体如负碳石粉呈球状形貌，颗粒间接触面积小，相互咬合力弱，摩擦阻力低。在双螺杆挤出过程中，物料所受的剪切作用和传热效率因此降低，导致塑化效果不理想，容易出现塑化不良或熔体均一性差的问题。

技术实现思路

1、如何采用活化矿化型负碳石粉作为核心填料，替代传统惰性碳酸钙，实现固碳，同时提高负碳石粉性加工时的塑化效果及与基材的相容性，进而提升spc地板的力学性能。

2、第一方面，本申请提供一种低碳spc地板及其制备方法，spc地板原料，按质量份计，包括pvc树脂100份、负碳石粉或偶联负碳石粉330–430份、钙锌环保稳定剂3–8份、内润滑剂0.5–2份、外润滑剂0.5–1.5份、抗冲改性剂5–10份、环保着色剂1–5份；

3、低碳spc地板及其制备方法包括如下制备步骤：

4、高速混料：将spc地板原料混合升温至110–130℃，恒温高速搅拌15–20min，得到混合物料；

5、熔融挤出成型：将混合物料经熔融塑化挤出成型，贴合彩膜及耐磨层，获得低碳spc地板。

6、进一步，负碳石粉的制备如下：

7、1）电石渣预处理：将电石渣原料过筛，去除杂质及结块的电石渣，得到粒径较均匀的物料粉末；

8、2）活化改性：向物料粉末中加入铵盐，其中n（nh4+）∶ n（ca2+）=0.5-5：1；经搅拌使电石渣与铵盐混合均匀，获得活化粉体；

9、3）常温矿化固碳：将活化粉体置于密闭空间中，通入含co2的工业尾气，co2体积浓度≥10%，在常温常压条件下持续反应，生成稳定的碳酸盐晶体，实现永久固碳；

10、4）研磨分级：将矿化后的粉体烘干处理，控制含水率≤0.3%，再次研磨、筛分分级，得到负碳石粉。

11、进一步，在步骤2）活化改性中，加入物料粉末用量0.1-2 wt%的液体聚乙二醇。

12、进一步，偶联负碳石粉的制备如下:

13、1)投料：将负碳石粉在转速 800-1200rpm条件下搅拌，升温至105-110℃，保温 8-12min，进一步降低负碳石粉中的含水量；

14、2)偶联负碳石粉的制备：待温度降到 90-95℃，喷入负碳石粉用量0.5-2 wt%的雾化钛酸酯，保持转速1000-1200rpm；

15、3)反应包覆：将步骤2）中的原料在90-95℃高速搅拌15-20min，获得负碳石粉。

16、5.根据权利要求4所述的一种低碳spc地板及其制备方法，其特征在于，在步骤2）偶联负碳石粉的制备中，加入负碳石粉用量0.1-1.5 wt%的聚乙二醇。

17、进一步，聚乙二醇的分子量200-600。

18、进一步，负碳石粉或偶联负碳石粉采用200目300–350份及1000目30–80份。

19、进一步，所述铵盐包括氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸氢氨中的任一种或几种。

20、进一步，熔融挤出成型中挤出温度为160–180℃，转速为10-30r/min。

21、第二方面，本申请提供.一种采用本申请所述的方法获得的低碳spc地板。

22、技术方案：

23、有益效果：1、本发明提出以经活化矿化处理的负碳石粉作为核心功能填料，替代传统惰性碳酸钙。该类负碳石粉在制备过程中主动吸纳工业排放源中的二氧化碳，通过矿化反应将其转化为稳定的碳酸盐矿物，赋予填料本征的碳封存能力；进一步，本发明采用钛酸酯偶联剂对负碳石粉进行表面改性处理，通过化学键将功能性有机分子接枝到颗粒表面，一方面有效改善填料与pvc基体的界面亲和性，另一方降低颗粒间打滑现象，提高颗粒间纠错力，改善加工中的塑化行为，从而在保障地板力学质量和加工稳定性的前提下，实现spc地板全生命周期碳排放的大幅削减乃至负碳排放，实现固碳，同时提高spc石塑复合地板加工时的塑化效果及石粉与基材的相容性，进而提升spc地板的力学性能及稳定性。

24、2、进一步在负碳石粉和/或偶联负碳石粉剂的制备中，添加液态的聚乙二醇，提升偶联剂对石粉表面的润湿，促进钛酸酯偶联剂与负碳石粉渗入到石粉表面的疏松部分，提升钛酸酯偶联剂与负碳石粉之间的结合牢度，进而提升塑化效果及与基材的相容性，进而提升spc地板的力学性能。然而聚乙二醇的添加量不宜超过3wt%，添加太多塑化效果变差，底板的综合性能变差。

1.一种低碳spc地板及其制备方法，其特征在于，spc地板原料，按质量份计，包括pvc树脂100份、负碳石粉或偶联负碳石粉330–430份、钙锌环保稳定剂3–8份、内润滑剂0.5–2份、外润滑剂0.5–1.5份、抗冲改性剂5–10份、环保着色剂1–5份；

2.根据权利要求1所述的一种低碳spc地板及其制备方法，其特征在于，负碳石粉的制备如下：

3.根据权利要求2所述的一种低碳spc地板及其制备方法，其特征在于，在步骤2）活化改性中，加入物料粉末用量0.1-2 wt%的液体聚乙二醇。

4.根据权利要求2或3所述的一种低碳spc地板及其制备方法，其特征在于，偶联负碳石粉的制备如下:

5.根据权利要求4所述的一种低碳spc地板及其制备方法，其特征在于，在步骤2）偶联负碳石粉的制备中，加入负碳石粉用量0.1-1.5 wt%的聚乙二醇。

6.根据权利要求3或5所述的一种低碳spc地板及其制备方法，其特征在于，聚乙二醇的分子量200-600。

7.根据权利要求1所述的一种低碳spc地板及其制备方法，其特征在于，负碳石粉或偶联负碳石粉采用200目300–350份及1000目30–80份。

8.根据权利要求1所述的一种低碳spc地板及其制备方法，其特征在于，所述铵盐包括氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸氢氨中的任一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种低碳spc地板及其制备方法，其特征在于，熔融挤出成型中挤出温度为160–180℃，转速为10-30r/min。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述的方法获得的低碳spc地板。