本發(fā)明屬于層狀產(chǎn)品，具體涉及一種抗剝離防變形燈箱布及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、隨著戶外廣告、建筑幕墻及裝飾行業(yè)的快速發(fā)展，燈箱布作為核心基材，其抗剝離性、尺寸穩(wěn)定性及耐候性要求日益提升。傳統(tǒng)燈箱布多采用聚氯乙烯（pvc）涂覆聚酯纖維基布的結(jié)構(gòu)，但存在界面結(jié)合力不足、熱膨脹系數(shù)失配導(dǎo)致的變形問題。尤其在戶外長時間高溫的環(huán)境中，有機(jī)層與無機(jī)基布間的熱應(yīng)力易引發(fā)分層剝離，同時燈箱布的剛性特征難以適應(yīng)動態(tài)機(jī)械載荷，導(dǎo)致聚氯乙烯層脆化脫落；此外，燈箱布在使用過程中，通常承受張拉作用，表現(xiàn)出蠕變特性，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能劣化，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致材料失效，這種蠕變會隨著時間的推移逐漸破壞結(jié)構(gòu)的承載能力和其它機(jī)械性能，特別是在高溫和高負(fù)荷條件下，粘彈性變形引起的蠕變表現(xiàn)得更明顯。
2、傳統(tǒng)燈箱布多采用聚酯纖維基布與聚氯乙烯（pvc）涂層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，聚酯纖維基布與有機(jī)涂層的界面結(jié)合主要依賴物理吸附或簡單化學(xué)處理。由于纖維表面惰性較高，活性官能團(tuán)密度不足，與聚氯乙烯層難以形成穩(wěn)定的結(jié)合力。即便采用堿液粗化處理，其刻蝕均勻性及表面微納結(jié)構(gòu)的可控性仍存在局限，導(dǎo)致聚氯乙烯層附著力提升有限。此外，現(xiàn)有技術(shù)中還通過采用添加填料增加燈箱布的強(qiáng)度性能，但該方法易因無機(jī)材料與有機(jī)基體的相容性差，在界面處形成應(yīng)力集中點，而使其增強(qiáng)效果有限。
3、針對現(xiàn)有技術(shù)中抗剝離性能差、斷裂強(qiáng)度低、高溫性能劣化及蠕變變形等顯著問題，亟需開發(fā)一種具有抗剝離、抗蠕變性能與熱穩(wěn)定性的燈箱布，以滿足戶外高耐久性場景對材料抗剝離、抗變形及高溫穩(wěn)定性的嚴(yán)苛要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種抗剝離防變形燈箱布及其制備方法，制備的燈箱布具有較高的剝離強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)力，提高了抗剝離性能和斷裂強(qiáng)度，具有良好的抗蠕變性能，且高溫下抗剝離性能、斷裂強(qiáng)度和抗蠕變性能保持良好。
2、為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
3、一種抗剝離防變形燈箱布的制備方法，包括以下步驟：基布預(yù)活化，沉積硅酸鈣納米晶層，制備納米增強(qiáng)相，制備動態(tài)交聯(lián)pvc復(fù)合材料，復(fù)合成型；
4、所述基布預(yù)活化的方法為，將基布進(jìn)行脫脂、粗化處理，以增加表面活性位點，得到預(yù)活化基布；
5、所述基布為由高強(qiáng)度滌綸長絲紗線組成的網(wǎng)格布，具有雙軸向經(jīng)編織物結(jié)構(gòu)，以提供良好的抗拉力和抗撕裂性能；
6、所述基布的厚度為30-40絲，孔隙率為25-30%；
7、所述粗化處理的方法為，用4-5%氫氧化鈉溶液40-50℃處理8-12分鐘，再用水洗并干燥。
8、所述沉積硅酸鈣納米晶層的方法為，將預(yù)活化基布浸入硅烷偶聯(lián)劑溶液中，再調(diào)節(jié)溶液ph為8-9，55-65℃處理28-32分鐘，取出干燥后，再將基布浸入鈣鹽溶液中，再將溶液ph調(diào)整為8.5-9，30-35℃下反應(yīng)5-6小時，使基布表面原位生成硅酸鈣納米晶，在50-60℃下干燥15-20分鐘后，得到沉積基布；
9、所述硅烷偶聯(lián)劑溶液由硅烷偶聯(lián)劑kh-560溶于水制得，溶液中硅烷偶聯(lián)劑kh-560的濃度為0.5-1wt%；
10、所述鈣鹽溶液由氯化鈣、硅酸鈉、聚丙烯酸鈉和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽溶于水中制得，鈣鹽溶液中氯化鈣的濃度為0.8-1.2wt%，硅酸鈉的濃度為0.5-0.7wt%，聚丙烯酸鈉的濃度為0.1-0.2wt%，1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽的濃度為0.6-1wt%。
11、所述制備納米增強(qiáng)相的方法為，將納米sio2分散在乙酸乙酯中，加入3-巰基丙基三甲氧基硅烷，在65-70℃下回流反應(yīng)3-4小時，通過硅烷化反應(yīng)引入巰基基團(tuán)，得到巰基化sio2；將異氰酸酯基聚倍半硅氧烷與巰基化sio2混合，在90-110℃下反應(yīng)2-3小時，過濾、洗滌、干燥，得到納米增強(qiáng)相；
12、所述納米sio2、乙酸乙酯、3-巰基丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為1：10-15：0.2-0.3；
13、所述巰基化sio2、異氰酸酯基聚倍半硅氧烷的質(zhì)量比為1：0.8-1.2；
14、所述異氰酸酯基聚倍半硅氧烷的結(jié)構(gòu)式為[(n=c=o-r’)sio1.5]8，r’為連接基團(tuán)，r’為乙基、丙基或苯基中的一種。
15、所述制備動態(tài)交聯(lián)pvc復(fù)合材料的方法為，將pvc粉末與鈦酸酯偶聯(lián)劑在400-600rpm轉(zhuǎn)速下攪拌8-12分鐘，再加入納米增強(qiáng)相和二硫代二丙酸，在600-800rpm轉(zhuǎn)速下攪拌20-30分鐘，然后采用雙螺桿擠出機(jī)在160-170℃下熔融共混，得到動態(tài)交聯(lián)pvc復(fù)合材料；
16、所述pvc粉末中pvc的聚合度為1600-1700；
17、所述納米增強(qiáng)相、pvc粉末、二硫代二丙酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1：15-20：0.5-0.7：0.1-0.12；
18、所述鈦酸酯偶聯(lián)劑為三異硬酯酸鈦酸異丙酯。
19、所述復(fù)合成型的方法為，將動態(tài)交聯(lián)pvc復(fù)合材料壓制成膜，并在其表面涂覆一層馬來酸酐接枝pvc，得到pvc復(fù)合膜，將沉積基布置于兩層pvc復(fù)合膜之間，pvc復(fù)合膜的接枝面與沉積基布貼合，形成“pvc/沉積基布/pvc”夾層結(jié)構(gòu)，先在150-155℃、5-6mpa下預(yù)壓5-7分鐘，再升溫至175-180℃、8-10mpa熱壓8-10分鐘，促進(jìn)動態(tài)交聯(lián)反應(yīng)與界面滲透，使pvc復(fù)合材料熔融并滲透至沉積基布的硅酸鈣納米晶層中，形成機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)，熱壓結(jié)束得到產(chǎn)品燈箱布；
20、所述pvc復(fù)合膜的厚度為0.2-0.3mm，涂覆的馬來酸酐接枝pvc層厚度為50-70nm；
21、所述馬來酸酐接枝pvc的接枝率為2-2.5%。
22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
23、（1）本發(fā)明的抗剝離防變形燈箱布，沉積硅酸鈣納米晶層的步驟中，添加的kh-560分子一端含有硅氧基（-och3），硅氧基（-och3）水解后與纖維表面羥基縮合，形成共價鍵錨定，另一端含有的環(huán)氧基團(tuán)，為后續(xù)反應(yīng)提供活性位點，為硅酸鈣納米晶提供成核位點；鈣鹽溶液中的等離子液體1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽通過高極性促進(jìn)離子遷移，加速晶核形成，提高硅酸鈣納米晶生長速率，使形成的納米晶層表面粗糙度增大，利于pvc基體與沉積基布形成機(jī)械互鎖，提高材料的剝離強(qiáng)度和抗蠕變性能。
24、（2）本發(fā)明的抗剝離防變形燈箱布，在制備納米增強(qiáng)相的步驟中，納米sio2表面羥基與3-巰基丙基三甲氧基硅烷發(fā)生硅烷化反應(yīng)，引入巰基，異氰酸酯基聚倍半硅氧烷的異氰酸酯基與巰基發(fā)生反應(yīng)，形成共價鍵，將籠型倍半硅氧烷接枝到sio2表面，聚倍半硅氧烷的剛性籠狀結(jié)構(gòu)與sio2形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的“sio2-籠型倍半硅氧烷”復(fù)合結(jié)構(gòu)，籠型倍半硅氧烷的剛性骨架與pvc基體的極性基團(tuán)（如-cl）通過范德華力或氫鍵作用，減少納米顆粒間的團(tuán)聚，提升在pvc中的分散均勻性；表面接枝籠型倍半硅氧烷的sio2的高模量與pvc基體的低模量形成硬-軟交替界面，當(dāng)材料受到剝離力或拉伸力時，裂紋需要多次改變方向，從而消耗更多的能量，顯著提高了材料的剝離強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度。表面接枝籠型倍半硅氧烷的sio2具有良好的導(dǎo)熱性能，可以降低pvc基體的熱膨脹系數(shù)失配，抑制溫度變化導(dǎo)致的界面應(yīng)力集中，提高熱力場下復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)力，提高熱力場下復(fù)合材料的抗蠕變性能。
25、（3）本發(fā)明的抗剝離防變形燈箱布，在復(fù)合成型的步驟中，采用馬來酸酐接枝pvc面與沉積基布貼合熱壓成型，60℃、7d的熱力場作用下，長時間高溫會引發(fā)馬來酸酐的羧基與硅酸鈣納米晶層表面存在羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，可增強(qiáng)復(fù)合材料的剝離強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度，可以抵消大部分由于長時間高溫造成的基布纖維和pvc膜的模量降低而導(dǎo)致的強(qiáng)度性能降低，使剝離強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)力輕微下降，保持剝離強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度在較高水平。
26、（4）本發(fā)明的抗剝離防變形燈箱布，剝離強(qiáng)力為21.7-22.5n，縱向斷裂強(qiáng)力為2014-2043n，橫向斷裂強(qiáng)力為1752-1775n，60℃、7天的熱力場下，剝離強(qiáng)力為21.2-21.8n，縱向斷裂強(qiáng)力為1989-2006n，橫向斷裂強(qiáng)力為1734-1759n；施加15%斷裂強(qiáng)力的張力下，0h的伸長率達(dá)到了500h累計伸長率的95%以上，0h累計伸長率達(dá)到了500h累計伸長率的99%以上，10h累計伸長率達(dá)到了500h累計伸長率的99%以上，100h-500h的伸長率不再增加；60℃、10h的熱力場下，燈箱布的縱向伸長率為2.12-2.17%，橫向伸長率為4.79-4.91%。