本发明涉及一种地板的制备领域，尤其是涉及一种TPU地板及其制备方法。
背景技术：
塑胶(PVC)地板是一种高档且环保的装饰材料，具有质轻、隔音、耐磨、高弹性、抗冲击力强、防水防潮等优异性能，在海外发达国家有着非常良好的市场前景。
传统的弹性地板绝大多数是以PVC为主要材质。虽然PVC地板相比较实木地板和强化地板存在一定的优势，如耐水、耐污、耐腐蚀、脚感舒适等优势，但由于其本身结构的特性，也存在了一定的局限性能，PVC中含有大量的氯，地板在燃烧过程中释放出盐酸和其他有毒气体，产生大量的浓烟，影响人们的健康安全，而同时火灾中的致死原因80％是由于吸入大量烟气和有毒气体造成的。
因此，研究一种新型的材料来取代PVC制备弹性环保地板符合目前市场的需求。
TPU，中文名为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，它具有硬度范围宽、耐磨、耐油、耐撕裂，耐低温、透明、弹性好等优势。如何利用其特性，若将其应用到地板中去，以最合适的配比寻求最适宜的其他共同复合的材料，以解决上述问题值得研究。
技术实现要素：
发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了一种与PVC地板相比具有更优异的耐磨性、回弹性、低烟密度，且成本低，原料来源丰富的TPU地板及其制备方法。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：
一种TPU地板，从上往下依次为TPU耐磨层、TPU彩膜、TPU面层、玻纤网格布、TPU底片的层叠结构复合而成；
其中所述TPU面层与TPU底片的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒50-80份、ABS树脂20-50份、生物基软化剂0-20份、外润滑剂1-3份、内润滑剂1-2份、紫外吸收剂0.5-3份、抗氧剂0.2-3份、白炭黑补强剂5-40分、填料100-300份；
所述TPU耐磨层的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒60-100份、外润滑剂1.5-3.0份、内润滑剂0.5-2.0份、紫外吸收剂0.5-1.5份、抗氧剂0.1-1.0份。
为了获得最佳的地板性能，提高与其他材料的共混效果，所述TPU颗粒的硬度为75A-85A。
为了获得最佳性能的TPU彩膜，所述TPU彩膜厚度为0.05-0.10mm；其制备工艺如下：首先将所需花纹印刷到中间载体膜上，在60-100℃、0.1-1.5MPa的压力下，将花纹由载体膜转印到TPU白膜上，最终完成TPU膜的制备。
更为优选的，所述生物基软化剂为氯代甲氧基脂肪酸甲酯。
为了获得最佳的润滑效果，所述外润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或两种混合。
更为优选的，所述内润滑剂具体为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸中的一种或多种混合。
所述紫外吸收剂具体为UV328、UV531、甲脒类中的一种或多种混合；优选UV531。
所述抗氧剂具体为抗氧剂1010、抗氧剂1790、抗氧剂1076中的一种或多种混合，优选抗氧剂1010。
本发明还公开了上述一种TPU地板的制备方法，其加工温度较普通PVC地板的加工工艺中加工温度较低，具体包括如下步骤：
(1)将TPU颗粒加入鼓风烘干机中，升温到100-120℃，烘干3-5h；
(2)TPU底片生产：
A)首先对原材料进行检验合格后，按照配方规定要求称取相应重量份的各原料，将TPU颗粒、ABS树脂、生物基软化剂添加到高速混合机，升高温度到60～70℃后，转速为200～320r/min，混合搅拌均匀，边搅拌边进行匀速升温；
B)搅拌2-3min后，按所需量加入外润滑剂、内润滑剂、紫外吸收剂、抗氧剂，转速为200～320r/min，继续搅拌；当升温温度达到100-120℃时即启动冷混，将步骤(1)中高速混合机中的物料卸至冷混机，同时将计量好的白炭黑和填料卸入冷混机搅10-15min，冷混温度为40-60℃，冷混好的物料卸至储料罐备用；
C)将储料罐中物料送入密炼机进行初步塑化后，再将初步塑化的物料输送到四辊压延机塑化压延成所需规格要求厚度的相应底片；
(3)压机：调整压机的温度为110-130℃，从下往上按TPU底片、玻纤网格布、TPU面层、TPU彩膜、TPU耐磨层的层叠结构顺序依次叠料，热压，时间控制在20-30min，压力控制在1.0-2.0MPa；
(5)UV、热处理处理：TPU耐磨层首先辊涂底层UV漆，质量控制在6-20g/m2，经过紫外灯管固化后，再辊涂面层UV漆，质量控制在6-20g/m2，经过紫外固化后，进入热水进行回火处理；
(6)静置：恒温房保证静置时间不低于72h；
(7)冲切：地板整齐地堆放在托盘上，根据规格在室温下进行冲切；
(8)产品性能检测：对成品的漆膜附着力、耐化学物质、2h静载凹痕、残余凹痕、柔韧性、耐光性、耐热性、尺寸稳定性、防滑系数、烟密度等进行合格性检测。
有益效果：本发明提供的一种TPU地板及其制备方法，采用TPU材料替代传统PVC材料，耐磨层选用TPU膜，赋予了更有益的耐磨性能，且TPU地板软化点较低，需要的加工温度比PVC弹性地板低大约30-60℃，降低生产能耗，此外由于地板中完全不含氯，燃烧时不会产生大量烟雾，减少对环境和人体的污染，绿色环保；且TPU地板具有优异的耐低温型，因此可被用于温度比较低，环境温度变化比较大的场所；此外其材质比较软，因此在拼装过程中具有更有优异的平整度和更低的热翘曲等性能，本发明的制备方法简单可行，工业应用推广性强。
具体实施方式
实施例1：
一种TPU地板，从上往下依次为TPU耐磨层、TPU彩膜、TPU面层、玻纤网格布、TPU底片的层叠结构复合而成；
其中所述TPU面层与TPU底片的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒75份、ABS树脂25份、生物基软化剂15份、外润滑剂3.0份、内润滑剂1.5份、紫外吸收剂0.8份、抗氧剂0.5份、白炭黑补强剂18份、填料250份；
所述TPU耐磨层的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒80份、外润滑剂1.8份、内润滑剂1.2份、紫外吸收剂1.2份、抗氧剂0.3份。
为了获得最佳的地板性能，提高与其他材料的共混效果，所述TPU颗粒的硬度为80A；所述TPU彩膜厚度为0.07mm；具体采用具体工艺如下：首先将花纹印刷到中间载体膜上，然后在60℃、1.5MPa的压力下，将花纹由载体膜转印到TPU白膜上，最终完成TPU膜的生产制备。
所述生物基软化剂为氯代甲氧基脂肪酸甲酯；为了获得最佳的润滑效果，所述外润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌二者质量比为1:1的混合物；所述内润滑剂具体为硬脂酸锌、硬脂酸二者质量比为0.5:1的混合物；所述紫外吸收剂具体为UV531，所述抗氧剂具体为抗氧剂1010。
实施例2：
一种TPU地板，从上往下依次为TPU耐磨层、TPU彩膜、TPU面层、玻纤网格布、TPU底片的层叠结构复合而成；
其中所述TPU面层与TPU底片的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒50份、ABS树脂50份、生物基软化剂5、外润滑剂1.0份、内润滑剂2.0份、紫外吸收剂0.5份、抗氧剂0.2份、白炭黑补强剂40份、填料100份；
所述TPU耐磨层的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒80份、外润滑剂1.8份、内润滑剂1.2份、紫外吸收剂1.2份、抗氧剂0.3份。
为了获得最佳的地板性能，提高与其他材料的共混效果，所述TPU颗粒的硬度为75A；所述TPU彩膜厚度为0.05mm；具体工艺如下：首先将花纹印刷到中间载体膜上，然后在70℃、1.2MPa的压力下，将花纹由载体膜转印到TPU白膜上，最终完成TPU膜的生产制备。
所述生物基软化剂为氯代甲氧基脂肪酸甲酯；为了获得最佳的润滑效果，所述外润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌二者质量比为0.5:1的混合物；所述内润滑剂具体为硬脂酸锌、硬脂酸二者质量比为0.5:1的混合物；所述紫外吸收剂具体为甲脒类紫外吸收剂，所述抗氧剂具体为抗氧剂1076。
实施例3：
一种TPU地板，从上往下依次为TPU耐磨层、TPU彩膜、TPU面层、玻纤网格布、TPU底片的层叠结构复合而成；
其中所述TPU面层与TPU底片的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒60份、ABS树脂40份、生物基软化剂20、外润滑剂1.8份、内润滑剂1.0份、紫外吸收剂0.8份、抗氧剂0.5份、白炭黑补强剂20份、填料230份。
所述TPU耐磨层的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒80份、外润滑剂1.8份、内润滑剂1.2份、紫外吸收剂1.2份、抗氧剂0.3份。
为了获得最佳的地板性能，提高与其他材料的共混效果，所述TPU颗粒的硬度为80A；所述TPU彩膜厚度为0.07mm；具体工艺如下：首先将花纹印刷到中间载体膜上，然后在80℃、0.9MPa的压力下，将花纹由载体膜转印到TPU白膜上，最终完成TPU膜的生产制备.
所述生物基软化剂为氯代甲氧基脂肪酸甲酯；为了获得最佳的润滑效果，所述外润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌二者质量比为1:0.5的混合物；所述内润滑剂具体为硬脂酸锌、硬脂酸二者质量比为0.5:1的混合物；所述紫外吸收剂具体为UV531，所述抗氧剂具体为抗氧剂1076。
实施例4：
一种TPU地板，从上往下依次为TPU耐磨层、TPU彩膜、TPU面层、玻纤网格布、TPU底片的层叠结构复合而成；
其中所述TPU面层与TPU底片的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒70份、ABS树脂30份、生物基软化剂12、外润滑剂1.8份、内润滑剂1.3份、紫外吸收剂0.8份、抗氧剂0.5份、白炭黑补强剂40份、填料210份。
所述TPU耐磨层的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒80份、外润滑剂1.8份、内润滑剂1.2份、紫外吸收剂1.2份、抗氧剂0.3份。
为了获得最佳的地板性能，提高与其他材料的共混效果，所述TPU颗粒的硬度为85A；所述TPU彩膜厚度为0.10mm；具体工艺如下：首先将花纹印刷到中间载体膜上，然后在90℃、0.6MPa的压力下，将花纹由载体膜转印到TPU白膜上，最终完成TPU膜的生产制备。
所述生物基软化剂为氯代甲氧基脂肪酸甲酯；为了获得最佳的润滑效果，所述外润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌二者质量比为1：1的混合物；所述内润滑剂具体为硬脂酸锌、硬脂酸二者质量比为0.5:1的混合物；所述紫外吸收剂具体为UV328，所述抗氧剂具体为UV1076。
实施例5：
一种TPU地板，从上往下依次为TPU耐磨层、TPU彩膜、TPU面层、玻纤网格布、TPU底片的层叠结构复合而成；
其中所述TPU面层与TPU底片的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒80份、ABS树脂20份、生物基软化剂10、外润滑剂2.5份、内润滑剂2.0份、紫外吸收剂1.0份、抗氧剂0.8份、白炭黑补强剂30份、填料270份。
所述TPU耐磨层的配方以质量计算包括如下组分：TPU颗粒80份、外润滑剂1.8份、内润滑剂1.2份、紫外吸收剂1.2份、抗氧剂0.3份。
为了获得最佳的地板性能，提高与其他材料的共混效果，所述TPU颗粒的硬度为85A；所述TPU彩膜厚度为0.10mm；具体工艺如下：首先将花纹印刷到中间载体膜上，然后在100℃、0.3MPa的压力下，将花纹由载体膜转印到TPU白膜上，最终完成TPU膜的生产制备。
所述生物基软化剂为氯代甲氧基脂肪酸甲酯；为了获得最佳的润滑效果，所述外润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌二者质量比为1:0.5的混合物；所述内润滑剂具体为硬脂酸锌、硬脂酸二者质量比为0.5:1的混合物；所述紫外吸收剂具体为UV328，所述抗氧剂具体为抗氧剂1790。
实施例6：
采用上述实施例1的配方采用以下方法进行TPU地板进行制备：
(1)将TPU颗粒加入鼓风烘干机中，升温到110℃，烘干4h；
(2)TPU底片生产：
A)首先对原材料进行检验合格后，按照配方规定要求称取相应重量份的各原料，将TPU颗粒、ABS树脂、生物基软化剂添加到高速混合机，升高温度到65℃后，转速为220r/min，混合搅拌均匀，边搅拌边进行匀速升温；
B)搅拌3min后，按所需量加入外润滑剂、内润滑剂、紫外吸收剂、抗氧剂，转速为290r/min，继续搅拌；当升温温度达到110℃时即启动冷混，将步骤(1)中高速混合机中的物料卸至冷混机，同时将计量好的白炭黑和填料卸入冷混机搅10min，冷混温度为50℃，冷混好的物料卸至储料罐备用；
C)将储料罐中物料送入密炼机进行初步塑化后，再将初步塑化的物料输送到四辊压延机塑化压延成所需规格要求厚度的相应底片；
(3)压机：调整压机的温度为120℃，从下往上按TPU底片、玻纤网格布、TPU面层、TPU彩膜、TPU耐磨层的层叠结构顺序依次叠料，热压，时间控制在25min，压力控制在1.6MPa；
(5)UV、热处理处理：TPU耐磨层首先辊涂底层UV漆，质量控制在9g/m2，经过紫外灯管固化后，再辊涂面层UV漆，质量控制在9g/m2，经过紫外固化后，进入热水进行回火处理；
(6)静置：恒温房保证静置时间不低于72h；
(7)冲切：地板整齐地堆放在托盘上，根据规格在室温下进行冲切；
(8)产品性能检测：对成品的漆膜附着力、耐化学物质、2h静载凹痕、残余凹痕、柔韧性、耐光性、耐热性、尺寸稳定性、防滑系数、烟密度等进行合格性检测。
实施例7-10：
基本与实施例6相同，不同之处在于采用的配方不同，其中实施例7采用实施例2的配方，实施例8采用实施例3的配方，实施例9采用实施例4的配方；实施例10采用实施例5的配方。
对比例1：
另设对比例PVC地板，其制备方法与实施例6相同：其从上到下依次为PVC耐磨层、PVC彩膜、PVC面层、玻纤网格布、PVC底层的层叠结构复合而成；所述PVC底片的配方以质量计算包括如下组分：PVC 100份、增塑剂35份、环氧大豆油5份、稳定剂2.7份、石粉300份。
将实施例6-10以及对比例1制备的地成品进行性能测试对比，具体性能指标为：漆膜附着力、耐化学物质、2h静载凹痕、残余凹痕、柔韧性、耐光性、耐热性、尺寸稳定性、防滑系数、烟密度。
具体测试方法以及测试结果对比如表1所示：
表1实施例5-10以及对比例1地板综合性能测试结果
注：其中耐化学物质具体测试方法为：醋酸、异丙醇、白矿油、NaOH溶液、HCl溶液、H2SO4溶液等试剂滴在地板表面，120min后用无水乙醇擦拭，用0-3评级，0最好，3最差；
MD是指顺着彩膜的方向、CD是指垂直于彩膜的方向。
从表1中的数据可以看出，本发明制备的TPU地板具有较为优异的漆膜附着力，耐化学物质处于最优的0级；2h静载凹痕以及残余凹痕测试结果显示，与对比例1相比具有更佳的平整度；
此外，与对比例1相比，柔韧性、耐光性、耐热性、尺寸稳定性上都具备较优的测试结果；且在防滑系数都处于R11级别，优于对比文件1的R10，烟密度测试结果显示，与对比例1的传统的PVC地板相比，燃烧时不会产生大量烟雾，减少对环境和人体的污染，绿色环保。