[发明专利]热塑性发泡聚氨酯纤维板、其生产方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种热塑性发泡聚氨酯纤维板、其生产方法和用途，所述热塑性发泡聚氨酯纤维板，其包括从上而下复合在一起的A面层、B中层和C底层，其中，A面层为由TPU树脂、填充剂、阻燃剂、安定剂、润滑剂和色料按比例混合压延制备的片材，B中层为将由TPU树脂、填充剂、阻燃剂、安定剂、润滑剂、发泡剂和色料按比例混合压延制备的片材再经发泡后得到的层，C底层为由纤维布浸渍TPU组合物后烘干制得的层。根据本发明的热塑性发泡聚氨酯纤维板可以用作地板、墙板、屋顶吊板、室内隔间板以及用于制作家俱器材和各种建筑器材。

背景技术

近来，随着复合材料的进步和加工工艺的改良，出现了各式各样的塑胶板，它们以质轻、铺设方便、表面耐磨、厚度薄而富有弹性等性能，替代部分以往的瓷砖及大理石的份额，广泛运用于公共和临时场合。现有塑胶板大多采用聚氯乙烯（PVC）材料加工而成，表面印制有各种图案和纹理，满足人们不同审美需求。PVC地板在选材时虽然减少了重金属的含量，降低了有害挥发物，但是PVC是由单体氯乙烯经加聚反应生成的热塑性线型树脂（其结构式为），是一种含氯的碳氢化合物，由于其本身的结构特性，在加工过程中必须添加增塑剂（一般是邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)等），这些增塑剂中均含有不同数量的酚，长期接触会对人体的神经系统和泌尿系统会产生有害影响，特别是直接用身体接触地面的小孩，尤为严重。另外PVC产品在加工过程中有刺鼻的气味，对人体呼吸道有直接影响，也易污染环境，PVC在火焰上能燃烧并放出HC1，释放HC1后会致使PVC变色；PVC塑胶板虽然可以回收再利用，但一经流失或丢弃，在自然环境下不会自然分解，造成环境的永远污染；PVC耐低温极限只能达到位零下10度，比重较重为1.3-1.4；由于其弹性性能不是最佳，易折裂，所有这些均不符合国际绿色环保标准（如欧盟ROHS）要求，对人体和环境造成直接有害影响。为此选择合适且满足环保及人体安全的替代塑胶板材即成为业者追求的目标。

热塑弹性体（TPU）属于一类在分子链中含有较多氨基甲酸酯基团（-NHC(O)O-）的弹性聚合物材料。它是由低聚二异氰酸酯与带有端羟基的聚醚或聚酯多元醇以及低分子量二元醇链增长剂相互反应而制得，是一种嵌段聚合物，一般由多元醇的柔性长链构成软段，以二异氰酸酯及扩链剂构成硬段。硬段与软段互相交替排列有序，形成重复结构单元。硬段赋予弹性体以高强度、刚性和高熔点等性能；软段则无序卷曲排列，形成无定型区，给予弹性体以柔性、弹性、吸湿性和耐低温性能。聚氨酯弹性体分子链中含有氨酯基团和醚、酯及脲基团，分子之间形成氢链，以强有力的氢键结合而成。由不同的醚和酯生成的配方可以得到性能很不相同的聚氨酯弹性体品种。这些结构特点使聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性、韧性和弹性，也很容易与其它聚合物具有兼容性。

TPU独特的理化性能更是让其它高分子材料望尘莫及的；目前TPU应用范围：薄膜、鞋材贴合、床上用品贴合、文体用品与运动器材、汽车饰件、户外账蓬、防水条、饮水袋等。

随着TPU材料的发展和成本的降低，以及其优异性能的逐步体现，如何利用热塑性聚氨酯材料加工板材即成本领域技术人员研究的对象。

采用热塑弹性体（TPU）为原料制备板材的优点是：

a).加工简单、能耗低、废料边角料可再利用；加工过程中无需添加增塑剂（含DOP，酚等）。

b).回收期短：埋于土壤中因受湿度及微生物作用3-5年内自然分解。

c).易着色。

d).具极佳止滑性.

e).加工过程无臭味(对员工身体无害)，不会腐蚀设备，从而降低器材维护成本。

f).对环境、人体无害：由碳氢化合物组成，燃烧不会产生任何有害物质，没有刺激性气味；经测试TPU材料为纯环保素材（食用无碍），人体长期接触不会产生危害（婴幼儿对TPU地砖完全可以放心使用）。

g).TPU具有优良的耐磨性，其耐磨性是天然橡胶的2-10倍；断裂伸长率高达600%-800%，比天然橡胶高出300%。（因其耐磨特性，TPU地砖比普通PVC地砖使用年限更久）。

h).TPU的抗冲击强度比较高，密度为1.14-1.22g/cm³，抗张强度30-65MPa，酯类TPU略高于醚类TPU；热性能也较高，长期使用温度在此-50-90℃的温度下还表现出其良好的柔软弹性。

i).TPU耐化学性、耐黄变、耐油性、耐辐射、耐氧性、耐臭氧性、耐疲劳及抗振性良好，耐热性也比较高，而模塑和加工成本低。