[發明專利]熱塑性發泡聚氨酯纖維板、其生產方法和用途

有效

• 申請號: 201210203776.4
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN103072346A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 劉家勛
• 申請（專利權）人: 廈門朝富人造革有限公司;劉家勛
• 主分類號: B32B27/04
• 分類號: B32B27/04;B32B27/06;B32B27/18;B32B27/40;B32B37/06;C08L75/04;C08J9/10;B29C44/20;B29C43/24;B29C59/00;E04F15/10;E04F13/075;E04C2/284
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;李維盈

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，特別涉及一種熱塑性發泡聚氨酯纖維板、其生產方法和用途，所述熱塑性發泡聚氨酯纖維板，其包括從上而下復合在一起的A面層、B中層和C底層，其中，A面層為由TPU樹脂、填充劑、阻燃劑、安定劑、潤滑劑和色料按比例混合壓延制備的片材，B中層為將由TPU樹脂、填充劑、阻燃劑、安定劑、潤滑劑、發泡劑和色料按比例混合壓延制備的片材再經發泡后得到的層，C底層為由纖維布浸漬TPU組合物后烘干制得的層。根據本發明的熱塑性發泡聚氨酯纖維板可以用作地板、墻板、屋頂吊板、室內隔間板以及用于制作家俱器材和各種建筑器材。

背景技術

近來，隨著復合材料的進步和加工工藝的改良，出現了各式各樣的塑膠板，它們以質輕、鋪設方便、表面耐磨、厚度薄而富有彈性等性能，替代部分以往的瓷磚及大理石的份額，廣泛運用于公共和臨時場合。現有塑膠板大多采用聚氯乙烯（PVC）材料加工而成，表面印制有各種圖案和紋理，滿足人們不同審美需求。PVC地板在選材時雖然減少了重金屬的含量，降低了有害揮發物，但是PVC是由單體氯乙烯經加聚反應生成的熱塑性線型樹脂（其結構式為），是一種含氯的碳氫化合物，由于其本身的結構特性，在加工過程中必須添加增塑劑（一般是鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)等），這些增塑劑中均含有不同數量的酚，長期接觸會對人體的神經系統和泌尿系統會產生有害影響，特別是直接用身體接觸地面的小孩，尤為嚴重。另外PVC產品在加工過程中有刺鼻的氣味，對人體呼吸道有直接影響，也易污染環境，PVC在火焰上能燃燒并放出HC1，釋放HC1后會致使PVC變色；PVC塑膠板雖然可以回收再利用，但一經流失或丟棄，在自然環境下不會自然分解，造成環境的永遠污染；PVC耐低溫極限只能達到位零下10度，比重較重為1.3-1.4；由于其彈性性能不是最佳，易折裂，所有這些均不符合國際綠色環保標準（如歐盟ROHS）要求，對人體和環境造成直接有害影響。為此選擇合適且滿足環保及人體安全的替代塑膠板材即成為業者追求的目標。

熱塑彈性體（TPU）屬于一類在分子鏈中含有較多氨基甲酸酯基團（-NHC(O)O-）的彈性聚合物材料。它是由低聚二異氰酸酯與帶有端羥基的聚醚或聚酯多元醇以及低分子量二元醇鏈增長劑相互反應而制得，是一種嵌段聚合物，一般由多元醇的柔性長鏈構成軟段，以二異氰酸酯及擴鏈劑構成硬段。硬段與軟段互相交替排列有序，形成重復結構單元。硬段賦予彈性體以高強度、剛性和高熔點等性能；軟段則無序卷曲排列，形成無定型區，給予彈性體以柔性、彈性、吸濕性和耐低溫性能。聚氨酯彈性體分子鏈中含有氨酯基團和醚、酯及脲基團，分子之間形成氫鏈，以強有力的氫鍵結合而成。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彈性體品種。這些結構特點使聚氨酯彈性體具有優異的耐磨性、韌性和彈性，也很容易與其它聚合物具有兼容性。

TPU獨特的理化性能更是讓其它高分子材料望塵莫及的；目前TPU應用范圍：薄膜、鞋材貼合、床上用品貼合、文體用品與運動器材、汽車飾件、戶外賬蓬、防水條、飲水袋等。

隨著TPU材料的發展和成本的降低，以及其優異性能的逐步體現，如何利用熱塑性聚氨酯材料加工板材即成本領域技術人員研究的對象。

采用熱塑彈性體（TPU）為原料制備板材的優點是：

a).加工簡單、能耗低、廢料邊角料可再利用；加工過程中無需添加增塑劑（含DOP，酚等）。

b).回收期短：埋于土壤中因受濕度及微生物作用3-5年內自然分解。

c).易著色。

d).具極佳止滑性.

e).加工過程無臭味(對員工身體無害)，不會腐蝕設備，從而降低器材維護成本。

f).對環境、人體無害：由碳氫化合物組成，燃燒不會產生任何有害物質，沒有刺激性氣味；經測試TPU材料為純環保素材（食用無礙），人體長期接觸不會產生危害（嬰幼兒對TPU地磚完全可以放心使用）。

g).TPU具有優良的耐磨性，其耐磨性是天然橡膠的2-10倍；斷裂伸長率高達600%-800%，比天然橡膠高出300%。（因其耐磨特性，TPU地磚比普通PVC地磚使用年限更久）。

h).TPU的抗沖擊強度比較高，密度為1.14-1.22g/cm³，抗張強度30-65MPa，酯類TPU略高于醚類TPU；熱性能也較高，長期使用溫度在此-50-90℃的溫度下還表現出其良好的柔軟彈性。

i).TPU耐化學性、耐黃變、耐油性、耐輻射、耐氧性、耐臭氧性、耐疲勞及抗振性良好，耐熱性也比較高，而模塑和加工成本低。