专利名称：：热塑性聚氨酯地砖及其生产工艺的制作方法
技术领域：
：本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种热塑性聚氨酯地砖及其生产工艺。
背景技术：
：近来，随着复合材料的进步和加工工艺的改良，各式各样塑胶地砖出现，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吋场合。现有塑胶地砖大多采用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。但PVC地砖在选材时虽然减少了重金属的含量，降低了有害挥发物。但是由于PVC是一种含氯之碳氢化合物，聚氯乙烯是由单体氯&烯经加聚反应生成的热塑性线型树脂(其结构式为一CH2-CHCl]n)，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DOP、D0A、DINP等)，这些添加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塑地砖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-IO'C，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环保R0HS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。随着一种全环保材料一-热塑性聚氨酯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地砖即成为本发明研究的对象。
发明内容本发明的目的是提供一种热塑性聚氨酯地砖及其生产工艺；充分利用热塑性聚氨酯的物理和化学特性，热复合成的地板砖，具有表面硬度高、耐磨、防滑、不吸潮、不霉变、光泽度好、图案丰富，而且重量轻、施工简便、可回收之特点。本发明热塑性聚氨酯地砖，包括复合在一起的耐磨层、印刷层和基层，其特征在于从上到下依次由耐磨层、印刷层和基层复合成一体，其中耐磨层为TPU片材，厚度在0.lmm-2.0mm之间；印刷层为TPU薄膜，厚度在0.05mm_l.0mm之间，表面印制有图案纹理；基层为TPU与石粉(CaC03)按一定比例混合压延4的片材.为控制产品物性的需要，本产品的基层分为两层组成，界于印刷层与底料层之间的称之为中底料层，最底层的称之为底料层。当TPU为全新料时其配方比例如下中底料层TPU:CaC03=20-30kg:70-80kg。底料层TPU:C线L5-42.5kg56.5_66.5kg。当TPU为全新料和回收料的混合料时，按照重量份数50份TPU新料+50份TPU回收料混合成100份TPU混合料，混合料平均分成两份，配方为中底料层50份TPU混合料+122-132份石粉(CaC03)底料层50份TPU混合料+62-72份石粉(CaC03)当TPU全部采用回收料时，按照重量份数中底料层50份TPU回收料+105-110份石粉(CaC03)底料层50份TPU回收料+56-61份石粉(CaC03)本发明的热塑性聚氨酯地砖通过以下的工艺步骤生产而成A)层料加工耐磨层通过押出流延设备，按设计厚度加工出耐磨层料，并按规格裁切成片材，检验合格，1500或2000张整齐迭放在栈板上待用；印刷层采用吹塑设备或押出流延按设计厚度加工出印刷层，在其表面采用胶版印刷、丝网印刷或者凹版印刷之择一印刷方法，印制有图案纹理，并按规格裁切成片材，检验合格，1500或3000张整齐迭放在栈板上待用；基层依次采用1)混合工序采用高速混合搅拌设备，按比例和投料顺序投入原料，投入顺序是先投入TPU原料或者块状回收料、而后石粉(CaC03);2)密炼工序密炼是通过万马力(即速密炼搅拌机)完成，具体作业是将混合好的料，每次以130-150kg—手投入万马力机内。然后控制通过压锤的电流，稳定在220A-550A之间，加压分两次进行，第一次加压1.5_2分钟，中间停顿不大于1分钟的翻料时间，第二次加压0.5-1.0分钟；翻料是指第一次加压结束，提起压锤，让上面及边缘的生料巻入下部后再进行第二次加压；3)混合料第二次加压过程，当压锤电流达300A时，应再次提起压锤，检査物料是否胶合成小块状，如是，打开底门，泄出混合料，待料放完后立即关闭底门；如不是，重复上述动作，直至胶合成小块状，泄出混合料；4)压延工序通过三台滚轮式压延机连续作业，使混合料压延成厚度均匀的片材；5)裁切工序采用裁切机按生产规格连续裁切出基层片材，检验合格，800或1000张整齐迭放在栈板上待用；B)热压复合工序将上述裁切好料的料件，从上到下依次为耐磨层、印刷层和基层整齐迭放在底纹板上，其中印刷层图案面朝耐磨层方向，并在耐磨层表面盖有模板，连续叠放2-8层为一小模，十小模一组上热压机批量热压成型。先预热10分钟，温度根据材料厚度控制在110-135'C之间，预热后进行热压，压力在控制在0.60-0.80mpa，饱和温度135-140。C，热压10-15分钟后，冷却至20-3(TC后下模即得地砖半成品；C)半成品开槽修边工序地砖半成品机械修边，切割半成品四周毛边，使四周平直光洁；根据设计需要对地砖半成品底部或侧面开设防滑槽或者相嵌槽，利用开槽滚刀刻出槽沟；必要时可增加倒角工序，对地砖表面四周进行倒角处理，使得产品具有立体感；D)清洁包装工序上述加工好的成品经吸除成品表面加工产生的粉尘、检验合格、包装成型即得成品。本发明的显著优点是本发明采用热塑弹性体(TPU)为原料的优点是a)采用的热塑弹性体(TPU)由于其分子结构性单纯(仅含C、H、O、N)，是一种含碳氢化合物的产品.属于一类在分子链中含有较多氨基甲酸酯基团(—NHCOO—)的弹性聚合物材料。它是由低聚制二民氰酸酯与带有端羟基的聚醚或聚酯多无醇以及低分子量二元醇链增长剂相互应而制得。是一种嵌段聚合物，一般由多元醇的柔性长链构成软段，以二民氰酸酯及扩链剂构成硬段。硬段与硬段互相交替排列有序，形成重复结构结晶单元，赋予弹性体以高强度、刚性和搞熔点等性能；软段则无序巻曲排列，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水量有氨酯基团和醚、酯及脲基团，分子之间形成氯链，以强有力的氢键结合而成。由众多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全具有优异的耐磨性、韧性和平共处高弹性，也很容易与其它聚合物具有兼容性。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)回收周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)易着色我司地砖印刷层可用此材料印。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、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(婴幼儿对本公司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%。(因其耐磨特性本发明的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30-65M:Pa,酯类TPU略高于醚迷TPU;热性能也较高，长期使用温度在-50-9(TC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、耐疲劳悸及抗振性良好，耐热性也比较高，而模塑和加工成本低。j)低温极限为-5CTC，比重较轻0.9-1.1。k)耐屈折一般的塑料制品在重复作用力下容易折裂，TPU之制品在实验中证明了其在高强度的作用力下仍然保持不折裂，优秀的耐屈折特性可适合对耐屈折性能要求高的产品系列。损是考验塑料制品耐用与否的硬指标之1)抗撕裂撕裂强度就是判断材料抵抗撕裂作用的能力，TPU具有高度抗撕裂能力，在实际应用中表现优异。m)抗氧化一般的塑料材料长期在高温(如6(TC以上)的环境下容易产生氧化；TPU抗氧化能力良好，一般而言耐高温性约在90-120°C以上。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、户外帐篷、防水条、饮水袋等，但使用TPU环保素材來代替PVC制作地砖还没有报道，本发明独创性的使用TPU环保素材来代替PVC制作地砖，并在加工制作地砖过程中利用其优良特性只需加入石粉(CaC03)便可制作不同复合层所需要的材料，且保证对环境无污染，对人体无害，使得地砖板材具有更高的使用安全性，而中间夹的装饰层，提供丰富多彩的纹理和图案，可透过热塑弹性体透明耐磨面层折射出。本发明充分利用热塑性聚氨酯的物理和化学特性，热复合成的地板砖，具有表面硬度高、耐磨、防滑、不吸潮、不霉变、光泽度好、图案丰富，而且重量轻、施工简便、可回收之特点。生产工艺合理、自动化程度高、能耗小、质量稳定，提供热塑性聚氨酯^料制作地砖一种可行的工艺。下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明图l热塑性聚氨酯地砖立体分解图。图2是本发明的基层分解图。图3地砖成型时与模板关系立体图。其中l一耐磨层2—印刷层3—基层4一模板5—底纹板6—中底料层7—底料层具体实施例方式本发明所用的原料TPU和石粉、设备均为市售产品。效果数据的表格补充以下结合实施例具体说明本发明的实施方式。实施例一全新TPU原料加工中底料层TPU:CaC03=20—30kg:70-嫩g。底料层TPUCaC03=32.5_42.5kg:56.5-66.5kg。参照图1和图2，耐磨层1、印刷层2和基层3分别加工和按生产规格裁切成片，并经检验合格，多张整齐迭放在栈板上待用。其中耐磨层1为TPU原料经押出流延设备加工出的片材，根据设计要求，可加工出0.1-2.0mm厚的耐磨层料；印刷层2为TPU原料经吹塑或押延设备，加工出厚度为0.05-1.0mm印刷层薄膜，再通过胶版印刷有彩色图案；基层3分为两层，即中底料层与底料层。中底料层为25份TPU原料，渗入75份CaC03，底料层为38.5份TPU原料，渗入61.5份CaC03经高速搅拌密炼设备混合、加压成可胶合的小块状。密炼工序采用高速密炼搅拌机设备，控制压锤电流，稳定在220A-550A之间，第一次加压1.5分钟，中间停顿0.5分钟翻料，第二次加压0.5分钟；第二次加压过程，压锤电流达300A时，应再次提起压锤，检査物料是否胶合成小块状，是，泄出混合料；不是，重复上述动作，直至胶合成小块状，泄出混合料；将混合料送入滚轮式压延机挤压成片材，压延动作是由三台滚轮式压延机串联，形成连续作业，使混合料压延成厚度均匀的片材；按规格裁切待用。如图2，热压复合，从上到下依次为耐磨层1、印刷层2和基层3、4整齐迭放在底纹板5上，其中印刷层2图案面朝耐磨层1方向，并在耐磨层1表面盖有模板4，连续叠放5层为一小模，十小模一组上压模机批量热压成型，先预热10分钟，温度根据材料厚度控制在110-12(TC之间，预热后进行热压，压力在控制在0.60-0.80mpa，饱和温度135-140°C，热压10-15分钟后，冷却至20-30'C后下模即得地砖半成品。地砖半成品机械修边，切割半成品因热压变形边沿及四周毛边等，使四周平直光洁；根据设计需要对地砖半成品底部或侧面开设防滑槽或者相嵌槽，利用开槽滚刀刻出槽沟；必要时可增加倒角工序，对地砖表面四周进行倒角处理，使得产品具有立体感；清洁包装工序上述加工好的成品经吸除成品表面加工产生的粉尘、检验合格、包装成型即得成品。实施例二TPU新料与回收料加工基本工序与上例同，其中基层原料，按照重量份数50份TPU新料+50份TPU回收料混合成100份TPU混合料，混合料平均分成两份，配方为中底料层50份TPU混合料+122-132份石粉(CaC03)底料层50份TPU混合料+62-72份石粉(CaC03)原料混合，经高速搅拌密炼设备混合、加压成可胶合的小块状。加压参数第一次加压2分钟，中间停顿O.8分钟翻料，第二次加压l分钟；热复合参数预热温度120-135。C之间，预热后进行热压，压力在控制在0.60-0.80mpa，饱和温度135-140'C，热压10-15分钟后，冷却至22-23'C后下模即得地砖半成品。实施例三全部TPU回收料加工基本工序与上例同，其中基层中TPU原料全部采用回收料，按照重量份数配方为中底料层50份TPU回收料+105-110份石粉(CaC03)底料层50份TPU回收料+56-61份石粉(CaC03)原料混合，经高速搅拌密炼设备混合、加压成可胶合的小块状。加压参数第一次加压2分钟，中间停顿0.8分钟翻料，第二次加压l分钟；热复合参数预热温度120-135'C之间，预热后进行热压，压力在控制在0.60-0.80即a，饱和温度135-14(TC，热压10-15分钟后，冷却至22-23。C后下模即得地砖半成品。以下表1中是本发明的热塑性聚氨酯地砖的各种性能检测结果，从表1中可以很客观的反应出本发明热塑性聚氨酯地砖的优异性能。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>10权利要求1.一种热塑性聚氨酯地砖，包括复合在一起的耐磨层、印刷层和基层，其特征在于所述热塑性聚氨酯地砖从上到下依次由耐磨层、印刷层和基层复合成一体，其中耐磨层为TPU片材，印刷层为TPU薄膜，基层为TPU与石粉混合压延的片材。2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯地砖，其特征在于所述耐磨层厚度在0.lmm-2.0mm之间；印刷层厚度在0.05mm-l.0mm之间，表面印制有图案纹理；所述基层分为两层上层，即界于印刷层与底料层之间的称之为中底料层，最底层的称之为底料层。3.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯地砖，其特征在于所述基层中TPU采用全新料其配方比例如下中底料层TPU'CaCO3=20—30kg:70-80kg底料层TPU:CaC03=32-5-42-5kg:56.5-66.5kg。4.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯地砖，其特征在于所述基层中TPU采用全新料和回收料的混合料，按照按照重量份数50份TPU新料+50份TPU回收料混合成100份TPU混合料，混合料平均分成两份，各原料的配比为中底料层50份TPU混合料+122-132份石粉(CaC03)底料层50份TPU混合料+62-72份石粉(CaC03)。5.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯地砖，其特征在于所述基层中TPU全部采用回收料时，按照重量份数中底料层50份TPU回收料+105-110份石粉(CaC03)底料层50份TPU回收料+56-61份石粉(CaC03)。6.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯地砖，其特征在于所述印刷层采用胶版印刷、丝网印刷、凹版印刷或者镭射印制之择一印刷图案方法。7.—种生产如权利要求K2、3、4、5或6所述的热塑性聚氨酯地砖的工艺，其特征在于通过以下的工艺步骤A)层料加工耐磨层通过押出流延设备，按设计厚度加工出耐磨层料，并按规格裁切成片材，检验合格，1500或2000张整齐迭放在栈板上待用；印刷层采用吹塑或押延设备按设计厚度加工出印刷层，在其表面采用胶版印刷、丝网印刷或者凹版印刷之择一印刷方法，印制有图案纹理，并按规格裁切成片材，检验合格，1500或3000张整齐迭放在栈板上待用；基层依次采用1)混合工序采用高速混合搅拌设备，按比例和投料顺序投入原料，投入顺序是先混合物或者块状回收料、而后石粉辅料；2)密炼工序密炼是通过进口万马力(即高速密炼搅拌机)完成，具体作业是控制通过压锤的电流，稳定在220A-550A之间，加压分两次进行，第一次加压1.5-2分钟，中间停顿不大于1分钟的翻料时间，第二次加压0.5-1.0分钟；翻料是指第一次加压结束，提起压锤，让上面及边缘的生料巻入下部后再进行第二次加压；3)混合料第二次加压过程，当压锤电流达300A时，应再次提起压锤，检查物料是否胶合成小块状，如是，打开底门，泄出混合料，待料放完后立即关闭底门；如不是，重复上述动作，直至胶合成小块状，泄出混合料；4)压延工序通过三台滚轮式压延机连续作业，使混合料压延成厚度均匀的片材；5)裁切工序采用裁切机按生产规格连续裁切出基层片材，检验合格，800或1000张整齐迭放在栈板上待用；B)热压复合工序将上述裁切好层料，从上到下依次为耐磨层、印刷层和基层整齐迭放在底纹板上，其中印刷层图案面朝耐磨层方向，并在耐磨层表面盖有模板，连续叠放2-8层为一小模，十小模一组上压模机批量热压成型，先预热10分钟，温度根据材料厚度控制在110-135'C之间，预热后进行热压，压力在控制在0.60-0.80叩a，饱和温度135-14(TC,热压10-15分钟后，冷却至20-30。C后下模即得地砖半成品；C)半成品开槽修边工序地砖半成品机械修边，切割半成品因热压变形边沿及四周毛边等，使四周平直光洁；根据设计需要对地砖半成品底部或侧面开设防滑槽或者相嵌槽，利用开槽滚刀刻出槽沟；必要时可增加倒角工序，对地砖表面四周进行倒角处理，使得产品具有立体感；D)清洁包装工序上述加工好的成品经吸除成品表面加工产生的粉尘、检验合格、包装成型即得成品。全文摘要本发明提供一种热塑性聚氨酯地砖及生产工艺，地砖包括复合在一起的耐磨层、印刷层和基层，其从上到下依次由耐磨层、印刷层和基层复合成一体，其中耐磨层为TPU片材，厚度在0.1mm-2.0mm之间；印刷层为TPU薄膜，厚度在0.05mm-1.0mm之间，表面印制有图案纹理；基层为TPU与石粉混合压延的片材。生产工艺由以下步骤完成层料加工、热压复合、半成品开槽修边、清洁包装。本发明充分利用热塑性聚氨酯的物理和化学特性，热复合成的地板砖，具有表面硬度高、耐磨、防滑、不吸潮、不霉变、光泽度好、图案丰富，而且重量轻、施工简便、可回收之特点。文档编号E04F15/10GK101509313SQ20091011128公开日2009年8月19日申请日期2009年3月17日优先权日2009年3月17日发明者李坤钟申请人:万利环宇(福建)贸易有限公司