塑料在室内装饰材料中的应用

2020-01-17谢梦媛

合成树脂及塑料 2020年5期

谢梦媛

（漯河职业技术学院，河南省漯河市 462000）

近年来，随着物质生活水平的提高，室内装饰设计进入了快速发展的阶段。在室内装饰设计过程中，材料的选择和运用至关重要［1］。塑料具有质轻、性质稳定、易成型、易着色，加工成本低、加工方便、种类繁多、更容易实现室内设计对美感及色彩的创意等优势，在室内设计中的应用越来越广泛。目前，具有工业元素的制品越来越多地应用到室内装饰设计中，促进塑料类装饰材料的发展成为新目标［2］。本文介绍了塑料的种类和性能，对新型塑料的发展进行了综述，并从吊顶、墙面、地面、洁具和门窗等方面阐述了塑料在室内装饰材料上的应用。

1 塑料的种类与性能

塑料的基本结构有两种。一种是线型高分子化合物，另一种是体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构［3-4］。

两种不同结构的塑料，表现出相反的性能。线型结构塑料，加热能熔融、变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行，由线型高分子制成的塑料统称热塑性塑料［如聚乙烯、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚苯醚、氯化聚醚等］。体型结构塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，发生交联固化而变硬，这种变化是不可逆的，由体型高分子制成的塑料统称热固性塑料（如醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等）［3-6］。

2 新型塑料的发展

2.1 纳米复合材料

纳米复合材料是指无机填充物以纳米尺寸分散在塑料基体中形成的。由于纳米复合材料具有韧性强、抗老化等优异性能，因此，在塑料制品的发展中起到了非常重要的作用［5，7］。宁波市华舟包装有限公司［8］将纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米莫来石、纳米三氧化二铝和玻璃纤维在70～90 ℃烘干10～30 min后，用铝酸酯和钛酸酯处理，采用超声波分散方式，分散均匀后与剩余原料一起投入装有搅拌器和温度计的反应釜中，加热到50～70 ℃，混合10～20 min后，经双螺杆挤出机成型。该产品拉伸强度55～95 MPa，邵氏硬度（D）100～120，简支梁无缺口冲击强度25～45 kJ/m2，维卡软化温度135～155 ℃；氧指数23%～27%，弯曲强度25～45 MPa，拉伸弹性模量2 000～4 000 MPa，摩擦系数0.05～0.15，断裂伸长率45%～85%，摩擦磨损性最佳，成本低廉，且操作简单。

抗菌塑料指塑料本身具有抗菌性，可以在一定时间内将沾在塑料上的细菌杀死并抑制细菌生长。这种塑料是利用纳米技术在塑料中添加少量纳米无机抗菌剂制备的高效抗菌塑料［3，7］。苏州新区佳合塑胶有限公司［9］将100～200 phr PP，3～8 phr甲壳素，10～20 phr纳米氧化锌，10～20 phr纳米镍粉，10～20 phr纳米氧化银，混合均匀后加至双螺杆挤出机，挤出后冷却，干燥，切粒即得到抗菌PP。该抗菌PP具有强效抑制细菌、杀灭细菌和防霉效果，并能提高PP的冲击强度。

2.2 智能化塑料

智能化塑料是指能够感知和接受外部环境的信息（如电、声、磁、光、酸碱度、温度、力等），并可根据环境变化改变自身特性，做出反应的一类新型高分子材料。智能化塑料还具有其他功能（如传感、控制及驱动等）。智能化塑料能通过塑料本身感知和处理信息，发出指令并执行完成动作，具有自我检测、自我校正、自我修改、自我诊断、自我适应和自我控制的功能［1-2，5，7］。智能化塑料的种类很多，形状记忆塑料是智能化塑料中的一个典型代表，是指某一有原始形状的塑料制品成型固化后，通过改变电场、光照、加热、酸碱度等响应参数，可使材料恢复成原来形态的一类高分子材料。可自动修补裂缝的智能塑料是在树脂基质中均匀混合一种特殊树脂的超微胶囊及化学催化剂。当塑料在使用过程中损坏，化学催化剂就会激活胶囊中的特殊成分，使树脂自动软化，变成黏稠液体注入和填充出现的裂缝或孔洞中并逐渐凝固，实现破损部位的自动修复［1-2，5，7］。

2.3 导电塑料

导电塑料是由导电物质与塑料基体以一定方式复合而成的功能性高分子材料。常用的导电填料可分为抗静电剂系、金属系和碳系三大类。抗静电剂填充型导电塑料的电导率较低，为1×10-13～1×10-10S/cm；金属填充型导电塑料主要用于电磁波屏蔽场合，使用的金属填料主要是银粉、镍粉和不锈钢纤维等，制品的电导率为10～1 000 S/cm，电磁波屏蔽效果为30～60 dB。碳系填充型导电塑料的填充物主要是导电炭黑、石墨和碳纤维，制品的电导率为1×10-9～1×10-2S/cm，完全满足导电材料的防静电、除静电需求。

安徽嘉木橡塑工业有限公司［10］制备了一种PVC/PP复合导电塑料，组成为：20～26 phr PVC，6～10 phr PP，3～5 phr聚碳酸酯，10～14 phr碳纤维，7～11 phr炭黑，3～6 phr玻璃纤维，1.0～2.4 phr增韧剂，1～2 phr硬脂酸钡，5～10 phr碳酸钙，0.8～1.2 phr钛酸酯偶联剂。以碳纤维、炭黑、玻璃纤维作为导电剂，导电性好，且玻璃纤维可增强导电塑料的力学性能，PVC与PP的相容性好，复合导电塑料的综合力学性能良好。

2.4 阻燃塑料

阻燃塑料不易燃烧，火焰传播速率小，质量损失速率及热释放速率较低，而且具有一定的自熄性。

栾晓健［11］介绍了一种高性能阻燃塑料，组成为：塑料基材150 phr，矿物填料120～300 phr，聚苯乙烯溶液30～105 phr，阻燃复合材料22～45 phr，固化剂2.3～9.0 phr，化学结合剂7.5～30.0 phr。高性能阻燃塑料可塑性能高、耐高温、阻燃效果显著。因其加入了阻燃复合材料，因此，具有防静电、阻燃、热稳定性好、强度高、耐腐蚀、使用寿命长等一系列优点，使该高性能阻燃塑料适用于电器设备外壳类制品。

2.5 防霉塑料

防霉塑料在温度、湿度、营养合适的条件下，会遭受微生物的侵害，很容易成为微生物繁殖的温床。因此，塑料产品的抗菌防霉技术成为塑料生产工艺的关键。

苏州新区佳合塑胶有限公司［12］提供了一种防霉塑料及制备工艺，该防霉塑料由1%～2%防霉剂，70%～80%树脂，18%～28%增塑剂组成。防霉剂由20%酮康唑，20%苯丙氨酸，30%甲硝唑，30%叠氮钠组成（均为质量分数）；树脂为聚乙烯或PP；增塑剂为磷酸酯类。将防霉剂、树脂、增塑剂按照等比递增方式混合，于200～280 ℃塑炼，切粒，得到防霉塑料，其具有防霉作用，而且与树脂的相容性较好，具有光、热稳定性。四川威亿塑胶制品有限公司［13］以环氧树脂、酚醛树脂、聚苯乙烯为原料，将原料预处理后与防霉剂和助剂混合，将混合物料添加至预热过的注塑筒，160 s后将热熔塑料推动至预热的注塑筒第二段，240 s后将热熔塑料推动至预热的注塑筒第三段，120 s后将热熔塑料推动至预热注塑筒的注塑嘴，经注塑和冷却成型。该制备工艺简单，其中三段注塑筒和注塑嘴分别控制在不同的温度区域，有利于物料的熔融，在温度较低的范围内有利于酚醛树脂和环氧树脂熔融混合均匀，逐渐升温也使聚苯乙烯能与之熔融混合均匀；原料进行预处理，预处理过程简单，可除去原料中的水分，使加热熔融注塑过程不易粘连。所制防霉塑料具有防霉效果好、成型率高以及耐酸碱盐效果好的优点。

3 塑料在室内装饰上的应用

3.1 吊顶材料中的塑料制品

室内吊顶是室内装饰的重要组成部分。吊顶在室内装饰中的作用非常重要，具有保温、隔热、隔声、吸音等作用，也可以将功能电线隐藏至隐蔽层［1］。常用的塑料吊顶是PVC扣板。PVC扣板主要以PVC为原料加工而成，分为硬质和软质两种类型。近年来，出现了各种新型的PVC扣板，大多属于硬质材料，具有较好的防潮、防蛀以及隔音等性能。此外，这种新型的PVC扣板安装方便，价钱便宜，还有许多花型供人们选择，主要用于厨房、阳台等的吊顶［14］。常用的塑料吊顶一旦安装完毕难以进行更换，且不具备隔音减震的功能。杨州国润新能源科技有限公司［15］提供了一种方便替换和固定的分体拼接式塑料吊顶。该吊顶通过第一卡接件和第二卡接件分别与第一卡接槽和第二卡接槽配合使用，可以简单方便地将多块吊顶板拼接在一起，通过固定板和限位板可以使第一塑料吊顶和第二塑料吊顶保持水平，通过固定柱、固定槽和卡柱可以将第一塑料吊顶和第二塑料吊顶固定，防止在使用过程中翻折，通过内部填充的减震隔音材料可以减少并隔绝大部分的噪音。

3.2 塑料装饰材料在墙面中的应用

应用在墙面中的塑料装饰材料包括塑料壁纸、人造革、塑料贴面复合装饰板、铝塑复合板、塑料涂饰材料等。塑料壁纸的优点是美观、防潮防霉、防燃，同时粘贴方便、抗摩擦，后续保养也十分方便。目前，塑料壁纸已经占了壁纸生产的很大一部分［1-2］。

近年来开发了塑料墙板，但现有的塑料墙板在实际生产中，受模具开发和脱模技术的限制，墙板与转角、压条等其他部件装配不够紧贴，容易起翘，使用不理想。台州市黄岩炜大塑料机械有限公司［16］提供了一种装配方便，成本低，使用效果好的塑料装饰墙板。由平板、转角、起始条和收角条构成，平板上边缘设置平板固定条，平板固定条上设置排列的平板固定槽，平板下边缘背面设置平板卡钩，平板的一头边缘设置间隔的平板插板和平板接口，并在该头的背面设置挡条，平板的另一头边缘设置间隔的平板压板，平板压板的上、下、外三侧内设置平板插槽，转角的上边缘设置转角固定条和搁条，转角固定条上设置排列的转角固定槽，转角的下边缘背面设置避空搁槽，避空搁槽上设置限位挡筋，转角的一侧表面设置间隔的转角压板，转角压板的上、下、外三侧内设置转角插槽，转角的另一侧背面设置转角卡钩，起始条上设置卡槽，收角条上设置沟槽和收角固定孔。

3.3 塑料在地面装饰上的应用

塑料地板的主要类型有硬质、半硬质、软质三类，包括PVC、聚乙烯、PP等。PVC是塑料地板中应用最广泛的一种，这是由于PVC地板的特性带给使用者良好的使用体验。PVC地板安全性极强，因其表面结构特殊，在潮湿、水渍等情形下具有更强的摩擦性，这种地板还具有非常好的耐磨性且易于打理。方便简洁的使用方式使PVC在室内装饰中的应用非常普遍，在卫生间，可采用塑料防滑地板，避免老年人磕碰和摔倒等［1-2］。

浙江冠峰新材料有限公司［17］提供了一种防滑PVC地板的配方及生产工艺，地板主体的底部设置有底板，且底板的顶端连接加强层，加强层和底板之间连接横向加强筋，且横向加强筋一侧连接纵向加强筋，加强层的顶端连接耐磨层，且耐磨层的顶端连接磨砂层。通过设置的地板主体、底板、加强层、横向加强筋、纵向加强筋、耐磨层、磨砂层、硅胶凸块和凹槽，实现了地板主体的顶端并不是平滑的，而是有磨砂层和硅胶凸块的存在，硅胶凸块在一块地板主体上等距设置有三组，不会影响人走路，但是很大程度上增加了地板主体的防滑能力，且配合磨砂层使用，使地板主体的防滑能力极大增加，可避免孩童和老人滑倒。

3.4 塑料在洁具上的应用

在人们的日常生活中，塑料洁具的使用频率极高。聚甲基丙烯酸甲酯是一种较早出现的可塑性高分子化合物，其具有很好的透明性、稳定性并且易于加工，在室内装饰中是一种非常受欢迎的塑料。防霉、防菌塑料可以抑制细菌的生长，在室内装饰设计中，厨房的门把手，坐便器的冲水按钮等抗菌塑料都可以发挥很好的作用［1-2］。

马桶在使用时，由于细菌漂浮，易在马桶盖上滋生细菌，影响使用。成都金宝马数码技术有限公司［18］发明了一种具有抗菌功能的聚甲基丙烯酸甲酯马桶盖，解决了传统马桶盖不具有抗菌功能的问题。该马桶盖在以聚甲基丙烯酸甲酯为主要原材料的基础上，通过添加磷酸锆和氧化银达到抗菌的目的，防止马桶盖上滋生细菌，从而保证马桶盖使用的清洁程度，同时添加脲醛树脂改善了整个马桶盖的结构，增强了整体的结构，使马桶盖的结构更加稳定。

3.5 塑料在门窗上的应用

塑料门窗主要包括纯PVC门窗和玻璃纤维增强PVC门窗两类。纯PVC门窗是指由硬质PVC与聚甲基丙烯酸甲酯或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物混合制成的材料；玻璃纤维增强PVC门窗，又名玻璃钢门窗，混合无碱玻璃纤维以增强门窗的防风力度［1］。

通常，PVC门窗内部没有阻燃材料，容易燃烧，一旦燃烧就很难将其熄灭，燃烧后会产生有害气体，危害使用者的身体健康。佛山市锐创恒一门窗配件有限公司［19］提供了一种阻燃型PVC门窗，包括框体、窗框和玻璃。窗框设置在框体的内侧，框体由表层、第一阻燃层和第二阻燃层组成；窗框内侧设置了玻璃，玻璃共设有两层，且玻璃中部设置阻燃仓，窗框顶部设置了储液罐，储液罐内存放灭火液，储液罐的输出端设置了消防喷淋头，消防喷淋头的输出端穿过窗框表面设于阻燃仓的顶部。储液罐通过消防喷淋头输出液体。框体通过两层阻燃层组成，可以防止火势的继续蔓延，起到了灭火、阻燃的作用，保证了用户的安全。