一种抗污地毯及其制备方法与流程

本发明涉及地毯技术领域，具体涉及一种抗污地毯及其制备方法。

背景技术：

随着社会的进步和生活水平的提高，地毯已日益得到更广泛的应用。然而现有的毛毯抗污性能差，容易附着污渍且难以清除干净，易滋生有害微生物，并带来异味，给人们带来了诸多不便，且防水耐磨性不好，使用寿命较低，影响了其使用。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种抗污地毯，该抗污地毯具有良好的抗污地毯的自清洁性能、耐污性能和抗菌杀菌能力，可减少有害微生物的滋生，且使用寿命长，实用性高。本发明的另一目的是提供一种抗污地毯的制备方法，该方法简单高效，操作过程易控，利于工业化生产，制得的产品质量稳定。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种抗污地毯，包括由下至上依次设置的防水层、热熔胶层、耐磨层以及纳米tio2自清洁层，所述防水层的下方设置有多个间隔设置的防滑凸起部，所述防滑凸起部的上端与防水层的下表面连接，所述纳米tio2自清洁层由纳米tio2自清洁涂料制得。

进一步地，所述纳米tio2自清洁涂料包括以下重量份的原料：

本发明并利用异丙醇、乙酸丁酯促进聚氨酯树脂、丙烯酸乙酯、三羧甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸、成膜助剂、硅烷偶联剂、蜜胺甲醛树脂等组分的分散混合，提高涂料的分散性、流平性和粘附力，使防止纳米tio2颗粒和纳米银颗粒沉降和团聚，形成稳定的抗污地毯，避免出现层间分离现象。丙烯酸中的羧基上的活泼氢原子可与共聚物分子链上的酯基结合，提高了分子间作用力，从而使涂层的粘接力和内聚力增加；蜜胺甲醛树脂可将体系中的共聚物分子连接起来以形成交联的网状结构，能提高涂料的粘合力、耐溶剂能力，增大内聚强度，综合性能优越。本发明的纳米tio2自清洁层与耐磨层具有良好的粘结稳定性，不易分离，且具有优良的自清洁性能、耐污性能和抗菌杀菌能力，可减少有害微生物的滋生，且纳米tio2自清洁层的分解有机污染物能力与杀菌两方面协同作用，透光率大于80％，并具有良好的疏水性，其接触角θ>110°，进一步防止污染性微粒堆积或吸附，提高抗污地毯的表面自清洁性能，便于清洁，且耐腐蚀性好和阻燃性好，使用寿命长。

本发明的所述纳米tio2自清洁涂料的制备方法包括以下步骤：按比例加入各原料组分，通入氮气、搅拌，在90-110℃反应完全后，冷却至室温，得到纳米tio2自清洁涂料。该方法工艺简单高效，操作过程易控，利于工业化生产。

进一步地，所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。所述2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯沸点高，环保性能优越，和其余组分的相溶性好，挥发度低，有利于促进自清洁层形成优异的连续涂膜，还可以提高自清洁层的耐候性耐和擦洗性，使自清洁层具有良好的稳定性。

进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的至少一种。上述引发效率高且产品转化率高。

进一步地，所述纳米tio2颗粒的平均粒径为10-40nm。所述纳米银颗粒的平均粒径为10-30nm。本发明通过严格控制纳米tio2颗粒和纳米银的尺寸，提高了其灭菌和光催化性能，同时纳米tio2颗粒和纳米银颗粒能在纳米tio2自清洁涂料分散均匀，防止纳米tio2颗粒和纳米银颗粒的团聚现象，其尺寸分布窄，提高了纳米tio2自清洁涂料的机械性能和耐紫外光老化性能，可并可防止纳米二氧化钛粒径过大时，由于不同粒径的二氧化钛折光指数不同，使可见光散射程度过大而导致的透明度降低，影响外观性能和杀菌抗污效果。

进一步地，所述热熔胶层由热熔胶制得，所述热熔胶包括如下重量份的原料：

所述热熔胶的制备方法包括以下步骤：往聚氨酯树脂中加入有机硅改性丙烯酸树脂和乙酸乙酯，在55-65℃下搅拌30-40min，然后继续搅拌，并升温至85-90℃，边搅拌边加入二月桂酸二丁基锡、三乙烯四胺和交联剂，再加入抗氧化剂和固化剂，混合搅拌均匀后制得聚氨酯热熔胶。

本发明通过采用上述步骤制备热熔胶，能使聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂接触混合充分，并在二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺的催化下，以及交联剂的促进作用下，促使聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂交联聚合反应，提高聚氨酯热熔胶的粘结强度和耐候性，提高热熔胶层与防水层粘合强度和稳定性，延长了地毯的使用寿命。

进一步地，所述有机硅改性丙烯酸树脂的制备步骤包括：按重量份计，将6-12份甲基丙烯酸甲酯、2-4份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2-4份聚乙烯吡咯烷酮混合搅拌均匀，预先通入氮气排出反应容器中的空气，在70-80℃反应9-10h后，滴加1-2份甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)反应6-8h，采用盐酸调ph至3-4，滴加2-5份六甲基环三硅氧烷(反应6-8h,制得有机硅改性丙烯酸树脂。本发明的有机硅改性丙烯酸树脂既具有丙烯酸树脂的透光性好、附着力强、柔韧性好等优异性能，又发挥了有机硅聚合物良好的疏水性、耐高温低温性能、耐辐射性能和耐候性能等优点，提高了纳米tio2自清洁涂料的成膜性能。

进一步地，所述防水层的上表面设置有多个第一凹槽，所述热熔胶层2的下表面设有凸伸入对应第一凹槽的多个第一连接部。由于上述结构的设置，提高了防水层与热熔胶层之间的附着力和连接稳定性。

进一步地，所述防滑凸起部呈喇叭状，所述防滑凸起部的细口端固定连接于防水层的下表面。防滑凸起部可增大抗污地毯的摩擦系数，提高抗污地毯的防滑性。

进一步地，所述耐磨层的下表面设置有多个第二凹槽，所述热熔胶层2的上表面设有凸伸入对应第二凹槽的多个第二连接部。由于上述结构的设置，提高了耐磨层与热熔胶层之间的附着力和连接稳定性。

进一步地，所述耐磨层的上表面凹设有多个用于容置所述纳米tio2自清洁层的第三凹槽，所述第三凹槽的深度为1-3μm。本发明通过在耐磨层的上表面凹设第一凹槽，并控制第一凹槽的深度，能容置部分纳米tio2自清洁层，在保持均衡的纳米tio2自清洁层厚度的前提下，提高纳米tio2自清洁层的比重和使用周期，提高抗污地毯的自清洁性能和使用寿命，并提高纳米tio2自清洁层和耐磨层的连接稳定性，实用性高。

进一步地，本发明的所述耐磨层由pvc耐磨层制成，所述pvc耐磨层包括如下重量份的原料：pvc树脂80-90份、增韧剂20-30份、填充剂20-30份、抗冲改性剂4-8份、耐磨改性剂4-8份、防滑剂2-4份、聚二甲基硅氧烷0.5-1份、硬脂酸锌2-5份、聚乙烯蜡1-2份。

进一步地，所述耐磨改性剂由重量比为1：(1-2)由丁苯橡胶和天然橡胶按照组成。所述增韧剂由重量比为1：(1-1.5)：(1：1.5)超支化环氧树脂、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚酯组成；其中，所述超支化环氧树脂的环氧基数目为10-28，数均分子量为4000-6000。本发明通过严格控制增韧剂的种类、复配及重量配比，可以降低涂层各组分间分子链间的作用力，可提高涂层的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。；通过对超支化环氧树脂环氧基数目的选择，可更好地提高超支化树脂与pvc树脂以及其他原料的相容性、控制增韧交联密度；在超支化环氧树脂的数均分子量范围内，兼顾流动加工性、相容性和耐热性。

进一步地，所述填充剂由重量比为1：(1-2)的纳米碳酸钙和纳米二氧化钛组成。所述防滑剂由重量比为1：(0.8-1.6)沸石颗粒和玻璃微球组成。所述耐磨改性剂由重量比1：(1.5-2)的丁苯橡胶和天然橡胶组成。本发明通过严格控制耐磨改性剂的种类、复配及配比，可以提高地毯的耐磨性能以及材料的耐热性性和加工性。

所述抗冲改性剂是由重量比1：(0.6-1)的氧化聚乙烯和甲基丙烯酸甲醋共聚物组成。本发明的pvc耐磨层具有良好的耐磨性、防滑性和阻燃性、以及尺寸稳定性。

本发明还提供一种上述抗污地毯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将钠米tio2自清洁涂料涂布于耐磨层的表面；

(2)将防水层、热熔胶层以及耐磨压合后，锁边，干燥，制得抗污地毯。

本发明的有益效果在于：本发明的抗污地毯通过在外表面设置纳米tio2自清洁层，能利用其中的纳米tio2颗粒的光催化作用降解附着于抗污地毯表面的灰尘颗粒及污渍，提高抗污地毯的自清洁性能及耐污性能；且通过设置防水层和耐磨层，提高了地毯的防水耐磨性，地毯使用寿命长，实用性高；其制备方法简单高效，操作过程易控，利于工业化生产，制得的产品质量稳定。

附图说明

图1是本发明抗污地毯的剖面图；

附图标记为：1—防水层、2—热熔胶层、21—第一连接部、22—第二连接部、3—耐磨层、4—纳米tio2自清洁层、5—防滑凸起部、6—锁边。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1对本发明作进一步地说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

本实施例中，一种抗污地毯，包括由下至上依次设置的防水层1、热熔胶层2、耐磨层3以及纳米tio2自清洁层4，所述防水层1的下方设置有多个间隔设置的防滑凸起部5，所述防滑凸起部5的上端与防水层1的下表面连接，所述纳米tio2自清洁层4由钠米tio2自清洁涂料制得。

进一步地，所述钠米tio2自清洁涂料包括以下重量份的原料：

本实施例的所述钠米tio2自清洁涂料的制备方法包括以下步骤：按比例加入各原料组分，通入氮气、搅拌，在100℃反应完全后，冷却至室温，得到纳米tio2自清洁涂料。该方法工艺简单高效，操作过程易控，利于工业化生产。

进一步地，所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。

进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯。

进一步地，所述纳米tio2颗粒的平均粒径为10-40nm。所述纳米银颗粒的平均粒径为10-30nm。。

进一步地，所述热熔胶层2由热熔胶制得，所述热熔胶包括如下重量份的原料：

所述热熔胶的制备方法包括以下步骤：往聚氨酯树脂中加入有机硅改性丙烯酸树脂和乙酸乙酯，在60℃下搅拌35min，然后继续搅拌，并升温至90℃，边搅拌边加入二月桂酸二丁基锡、三乙烯四胺和交联剂，再加入抗氧化剂和固化剂，混合搅拌均匀后制得聚氨酯热熔胶。

进一步地，所述防水层1的上表面设置有多个第一凹槽，所述热熔胶层22的下表面设有凸伸入对应第一凹槽的多个第一连接部21。

进一步地，所述防滑凸起部5呈喇叭状，所述防滑凸起部5的细口端固定连接于防水层1的下表面。

进一步地，所述耐磨层3的下表面设置有多个第二凹槽，所述热熔胶层22的上表面设有凸伸入对应第二凹槽的多个第二连接部22。

进一步地，所述耐磨层3的上表面凹设有多个用于容置所述纳米tio2自清洁层4的第三凹槽，所述第三凹槽的深度为1-3μm。

进一步地，所述有机硅改性丙烯酸树脂的制备步骤包括：按重量份计，将8份甲基丙烯酸甲酯、3份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3份聚乙烯吡咯烷酮混合搅拌均匀，预先通入氮气排出反应容器中的空气，在75℃反应9.5h后，滴加1.5份甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)反应7h，采用盐酸调ph至3.5，滴加4份六甲基环三硅氧烷反应7h，制得有机硅改性丙烯酸树脂。

进一步地，本发明的所述耐磨层3包括如下重量份的原料：pvc树脂85份、增韧剂25份、填充剂25份、抗冲改性剂6份、耐磨改性剂6份、防滑剂3份、聚二甲基硅氧烷0.8份、硬脂酸锌3份、聚乙烯蜡1.5份。

进一步地，所述耐磨改性剂由重量比为1：1.5的丁苯橡胶和天然橡胶按照组成。所述增韧剂由重量比为1：1.5：1：1超支化环氧树脂、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚酯组成；其中，所述超支化环氧树脂的环氧基数目为10-28，数均分子量为4000-6000。

进一步地，所述填充剂由重量比为1：1.5的纳米碳酸钙和纳米二氧化钛组成。所述防滑剂由重量比为1：1.2的沸石颗粒和玻璃微球组成。所述耐磨改性剂由重量比1：1.8的丁苯橡胶和天然橡胶组成。所述抗冲改性剂是由重量比1：0.8的氧化聚乙烯和甲基丙烯酸甲醋共聚物组成。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，所述纳米tio2自清洁涂料包括以下重量份的原料：

本发实施例的所述纳米tio2自清洁涂料的制备方法包括以下步骤：按比例加入各原料组分，通入氮气、搅拌，在90℃反应完全后，冷却至室温，得到纳米tio2自清洁涂料。该方法工艺简单高效，操作过程易控，利于工业化生产。

进一步地，所述引发剂由质量比为1:2的过氧化苯甲酰和偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐组成。

进一步地，所述热熔胶层2由热熔胶制得，所述热熔胶包括如下重量份的原料：

所述热熔胶的制备方法包括以下步骤：往聚氨酯树脂中加入有机硅改性丙烯酸树脂和乙酸乙酯，在55℃下搅拌30min，然后继续搅拌，并升温至85℃，边搅拌边加入二月桂酸二丁基锡、三乙烯四胺和交联剂，再加入抗氧化剂和固化剂，混合搅拌均匀后制得聚氨酯热熔胶。

进一步地，所述有机硅改性丙烯酸树脂的制备步骤包括：按重量份计，将6份甲基丙烯酸甲酯、2份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2份聚乙烯吡咯烷酮混合搅拌均匀，预先通入氮气排出反应容器中的空气，在70℃反应10h后，滴加1份甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)反应8h，采用盐酸调ph至3，滴加2份六甲基环三硅氧烷反应6h，制得有机硅改性丙烯酸树脂。

进一步地，本发明的所述耐磨层3由pvc耐磨层3制成，所述pvc耐磨层3包括如下重量份的原料：pvc树脂80份、增韧剂20份、填充剂20份、抗冲改性剂4份、耐磨改性剂4份、防滑剂2份、聚二甲基硅氧烷0.5份、硬脂酸锌2份、聚乙烯蜡1份。

进一步地，所述耐磨改性剂由重量比为1：1丁苯橡胶和天然橡胶按照组成。所述增韧剂由重量比为1：1：1.5的超支化环氧树脂、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚酯组成；其中，所述超支化环氧树脂的环氧基数目为10-28，数均分子量为4000-6000。

进一步地，所述填充剂由重量比为1：1-2的纳米碳酸钙和纳米二氧化钛组成。所述防滑剂由重量比为1：0.8沸石颗粒和玻璃微球组成。所述耐磨改性剂由重量比1：1.5-2的丁苯橡胶和天然橡胶组成。所述抗冲改性剂是由重量比1：0.6-1的氧化聚乙烯和甲基丙烯酸甲醋共聚物组成。

本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，所述纳米tio2自清洁涂料包括以下重量份的原料：

本发实施例的所述纳米tio2自清洁涂料的制备方法包括以下步骤：按比例加入各原料组分，通入氮气、搅拌，110℃反应完全后，冷却至室温，得到纳米tio2自清洁涂料。该方法工艺简单高效，操作过程易控，利于工业化生产。

进一步地，所述引发剂为过氧化苯甲酰。

进一步地，所述热熔胶层2由热熔胶制得，所述热熔胶包括如下重量份的原料：

所述热熔胶的制备方法包括以下步骤：往聚氨酯树脂中加入有机硅改性丙烯酸树脂和乙酸乙酯，在65℃下搅拌30min，然后继续搅拌，并升温至90℃，边搅拌边加入二月桂酸二丁基锡、三乙烯四胺和交联剂，再加入抗氧化剂和固化剂，混合搅拌均匀后制得聚氨酯热熔胶。

进一步地，所述有机硅改性丙烯酸树脂的制备步骤包括：按重量份计，将12份甲基丙烯酸甲酯、4份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3份聚乙烯吡咯烷酮混合搅拌均匀，预先通入氮气排出反应容器中的空气，在80℃反应10h后，滴加1-2份甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)反应8h，采用盐酸调ph至4，滴加5份六甲基环三硅氧烷反应8h，制得有机硅改性丙烯酸树脂。

进一步地，本发明的所述耐磨层3由pvc耐磨层3制成，所述pvc耐磨层3包括如下重量份的原料：pvc树脂90份、增韧剂30份、填充剂30份、抗冲改性剂4-8份、耐磨改性剂8份、防滑剂4份、聚二甲基硅氧烷1份、硬脂酸锌5份、聚乙烯蜡2份。

进一步地，所述耐磨改性剂由重量比为1：2由丁苯橡胶和天然橡胶按照组成。所述增韧剂由重量比为1：1.5：1超支化环氧树脂、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚酯组成；其中，所述超支化环氧树脂的环氧基数目为10-28，数均分子量为4000-6000。

进一步地，所述填充剂由重量比为1：2的纳米碳酸钙和纳米二氧化钛组成。所述防滑剂由重量比为1：1.6的沸石颗粒和玻璃微球组成。所述耐磨改性剂由重量比1：2的丁苯橡胶和天然橡胶组成。所述抗冲改性剂是由重量比1：1的氧化聚乙烯和甲基丙烯酸甲醋共聚物组成。

本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，所述纳米tio2自清洁涂料包括以下重量份的原料：

本发实施例的所述纳米tio2自清洁涂料的制备方法包括以下步骤：按比例加入各原料组分，通入氮气、搅拌，在105℃反应完全后，冷却至室温，得到纳米tio2自清洁涂料。该方法工艺简单高效，操作过程易控，利于工业化生产。

进一步地，所述热熔胶层2由热熔胶制得，所述热熔胶包括如下重量份的原料：

所述热熔胶的制备方法包括以下步骤：往聚氨酯树脂中加入有机硅改性丙烯酸树脂和乙酸乙酯，在65℃下搅拌35min，然后继续搅拌，并升温至88℃，边搅拌边加入二月桂酸二丁基锡、三乙烯四胺和交联剂，再加入抗氧化剂和固化剂，混合搅拌均匀后制得聚氨酯热熔胶。

进一步地，所述有机硅改性丙烯酸树脂的制备步骤包括：按重量份计，将9份甲基丙烯酸甲酯、3份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、4份聚乙烯吡咯烷酮混合搅拌均匀，预先通入氮气排出反应容器中的空气，在78℃反应10h后，滴加1-2份甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)反应6h，采用盐酸调ph至3，滴加3份六甲基环三硅氧烷反应7h，制得有机硅改性丙烯酸树脂。

进一步地，本发明的所述耐磨层3由pvc耐磨层3制成，所述pvc耐磨层3包括如下重量份的原料：pvc树脂85份、增韧剂28份、填充剂22份、抗冲改性剂7份、耐磨改性剂6份、防滑剂4份、聚二甲基硅氧烷1份、硬脂酸锌3份、聚乙烯蜡2份。

进一步地，所述耐磨改性剂由重量比为1：2由丁苯橡胶和天然橡胶按照组成。所述增韧剂由重量比为1：1.5：1.5的超支化环氧树脂、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚酯组成；其中，所述超支化环氧树脂的环氧基数目为10-28，数均分子量为4000-6000。

进一步地，所述填充剂由重量比为1：2的纳米碳酸钙和纳米二氧化钛组成。所述防滑剂由重量比为1：1.4的沸石颗粒和玻璃微球组成。所述耐磨改性剂由重量比1：1.8的丁苯橡胶和天然橡胶组成。所述抗冲改性剂是由重量比1：1的氧化聚乙烯和甲基丙烯酸甲醋共聚物组成。

本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。

对比例1

对比例1与实施例1的不同之处在于，实施例1的地毯未设置纳米tio2自清洁层4。

将实施例1-4的抗污地毯和对比例1的地毯放置于相同的环境中使用3个月，测得对比例1的霉菌数是实施例1-4的30倍以上，且实施例1-4的污垢明显少于对比例1，更容易清洗。

对实施例1-4的抗污地毯进行防水测试：将距离地毯上方的10毫米处，滴几滴水，水珠停留1min以上，并且能在地毯滚动，说明拒水效果好，实施例1-4的水珠停留时间均在2min以上。

对实施例1-4的抗污地毯进行防油测试：将距离地毯上方的10毫米处，滴几滴油，油珠停留1min以上，并且能在地毯滚动，说明拒水效果好，实施例1-4的油珠停留时间均在2min以上。

本发明实施例1-4的耐脏污等级大于3级，具有防水、防油及抗污功效，灰尘及污渍不易粘附，具有优异的杀菌抗菌能力。

本发明实施例1-4的阻燃性达到gb8624-2006cf1级；pvc耐磨层3和纳米tio2自清洁涂料复合后(厚度8mm)，拉伸强度为25-28mpa，弯曲强度为mpa53-57mpa。按qb/t2998-2008的耐磨性测试，其质量损失小于60g/m²，耐磨性好。

综上所述，本发明的抗污地毯耐磨性好，抗污杀菌性能优越，环保无毒，还具有良好的强度、韧性、阻燃性和抗老化性能，综合性能优异，使用寿命长。本发明的抗污地毯采用多种高环保材料制得，不含邻苯二甲酸盐，不含多环芳烃，不含游离酚，不含卤素阻燃剂，无硼化合物，环保优于欧盟rohs、dehp、atbc等国际标准。

本发明的制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可达规模工业化生产。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。