本发明涉及阻燃新材料技术领域，尤其是涉及一种低voc无卤阻燃耐磨地板革及其制备工艺。
背景技术：
在交通工具及密闭公共场所中，火灾是危及人们生命财产安全的一项重要隐患。塑料材料是非常容易燃烧的，但在塑料中添加阻燃剂可以实现阻燃。多年来，受到阻燃技术的限制，含溴(br)、氯(cl)等卤素的阻燃剂防火效果良好，被广泛应用于地板革等装饰材料中，例如我国目前市场上应用的地板革材料主要为聚氯乙烯(pvc)材质，潜在的危害还是比较大的。
“含溴、氯阻燃剂受热分解会放出溴化氢、氯化氢，立即捕获聚合物燃烧生产物中的自由基而阻止火焰传播，达到阻燃。”一方面，卤素阻燃材料在燃烧过程中会产生大量的烟雾毒性，增加人员的逃生风险及逃生时间。同时氯化氢对眼和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用，溴化氢则可引起皮肤、粘膜的刺激或灼伤。卤素阻燃材料使用后如果未能进行有效的分类而混入生活垃圾进行焚烧处理，也将会成为pm2.5和地下水环境污染的来源之一。
除卤素阻燃剂外，液体磷酸酯类阻燃剂也被广泛应用于车用革材料中，由于其闪点低，与pvc的增塑剂一样，已成为车内空气污染、异味、和voc的主要来源之一。
随着人们的环保意识和舒适性要求不断提高，交通工具轻量化、防火安全与低voc、低气味和可回收利用的矛盾日益突出，为推动交通工具用材料的绿色发展，gb/t27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》、工业和信息化部发布2015年第38号公告—《汽车有害物质和可回收利用率管理要求》、gb/t30512-2014《汽车禁用物质要求》等国内安全环保法规相继出台。汽车材料的环保阻燃技术升级迫在眉睫。
非pvc地板革材料，聚氨酯弹性体、橡胶、聚烯烃材质、热塑性弹性体sebs、tpo、tpu的铺地材料研究日益流行。为满足轨道交通、汽车、公共场合高阻燃和环保要求，现有技术一般会加入无机阻燃剂来提高阻燃性能，但是无机阻燃剂阻燃效率低，添加量大，一方面对高分子材料的物理机械性能劣化产生影响，另一方面也使产品面密度大，难满足轨道交通轻量化的要求。
例如，申请公布号cn103113681a，申请公布日2013.05.22的中国专利公开了一种舰船用阻燃橡胶地板，其配方主要由以下成分组成：主胶合成橡胶三元乙丙，并用胶，橡胶专用阻燃剂，橡胶专用复合阻燃剂，补强剂改性纳米氯化硅，阻燃消烟剂，纳米阻燃消烟剂，增塑剂，不喷霜促进剂，活性剂，润滑剂，补强剂，硅烷偶联剂，综合防老剂，填充剂，分散剂，均匀剂，增粘剂，抗氧剂，静电剂，光稳剂，硫化剂，硫磺，促进剂和耐黄变促进剂等。该阻燃橡胶地板以三元乙丙橡胶为基材复配橡胶专用阻燃剂，但采用了溴系阻燃剂。
专利“制造铺地材料所用的乙烯共聚物组合物cn95106103.8”以氢氧化镁和氢氧化铝无机阻燃剂复配高岭土、碳酸钙、沉淀碳酸盐等无机填料阻燃乙烯共聚物，虽然氧指数大于30，但产品密度偏高，耐磨性差低于300mm3，耐划痕性高于150g，不能满足动车en649规定的t类要求。
专利“一种sebs热塑性弹性体地板及其制造方法cn200710074527.9”矿物填料200-400份，单位面积磨耗量≤0.032g/cm2，而且不阻燃。
专利“由热塑性弹性体制成的非pvc地板及其制造方法cn200580001215.4”则以滑石粉为填充，磷酸三苯酯、三氧化二锑、氢氧化铝为阻燃剂，氢化sbr为主基材做成tpe，难满足低voc环保要求。
另外还有较多报道采用橡胶材质，但橡胶需要硫化交联，回收困难，经济性和生产效率低。
热塑性弹性体的无卤阻燃是一个困扰业界的难题，无卤阻燃作用主要是通过成碳覆盖和产生不燃性气体稀释降温实现阻燃，但弹性体容易“轰燃”，传统的氢氧化镁和氢氧化铝添加量非常大，影响弹性体性能，另外为实现低voc、低气味一般不能采用磷酸酯类和低熔点的阻燃剂，必须采用粉末固体阻燃剂，其加入还对耐磨有负面影响。从实际情况看，其结构中耐磨层、增强层和背毡层对无卤阻燃体系的阻燃性能有负作用。
技术实现要素：
本发明是为了解决现有技术的地板革所存在的上述问题，提供了一种低voc、质轻、无卤阻燃、耐磨、可回收的低voc无卤阻燃耐磨地板革。
本发明还提供了一种低voc无卤阻燃耐磨地板革制备工艺，步骤简单，生产成本低，可操作性强，适合工业化生产。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低voc无卤阻燃耐磨地板革，所述低voc无卤阻燃耐磨地板革为从上往下依次由耐磨层、增强层、阻燃层和背毡层构成的复合层状结构，所述耐磨层由基材层和撒于基材层表面的耐磨颗粒制成，所述基材层由以下重量份的原料制成：100份热塑性弹性体a，30～50份无卤阻燃剂a，1～2份助剂a；所述阻燃层由以下重量份的原料制成：100份热塑性弹性体b，40～70份无卤阻燃剂b，1～2份助剂b。本发明提供了一种新型的环保阻燃材料，本发明对产品的结构和配方进行了优化改进，尤其是解决了热塑性弹性体的无卤阻燃的问题，使得本发明的产品同时兼具低voc、质轻、无卤阻燃、耐磨、可回收等优点，从而能完全满足轨道交通、汽车、公共场合中对地板革高阻燃和环保等性能要求。
作为优选，所述耐磨颗粒的洒布量为50～120g/m2。
作为优选，所述耐磨颗粒为粒径30～60目的金刚砂、刚玉、石英砂、毛玻璃粒中的一种或多种。
作为优选，所述热塑性弹性体a、热塑性弹性体b均为苯乙烯热塑性弹性体tpe-s、聚氨酯热塑性弹性体tpu、聚烯烃热塑性弹性体tpo、乙烯-醋酸乙酯弹性体eva或乙烯-醋酸乙烯酯弹性体evm。
作为优选，所述无卤阻燃剂a为聚磷酸三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、烷基次膦酸铝中的一种或多种，所述无卤阻燃剂b为聚磷酸三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐或jls-pna220中的一种或多种。
作为优选，所述助剂a为润滑剂、热稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、有机染料、无机颜料中的一种或多种，所述助剂b为润滑剂、热稳定剂、抗氧化剂、有机染料、无机颜料中的一种或多种。
作为优选，所述增强层为聚对苯二甲酸乙二醇酯pet纤维、聚酰胺pa纤维、超高分子量pe纤维、丙纶纤维或玻璃纤维制成的网格布。
作为优选，所述背毡层为克重50～320g/m2的pet无纺布或丙纶无纺布。
一种低voc无卤阻燃耐磨地板革制备工艺，包括以下步骤：
(a)将基材层原料按配比混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到基材层，接着将基材层与增强层通过辊压复合成型后，在基材层表面撒布耐磨颗粒并进行uv处理，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃。
(b)将阻燃层原料按配比混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到阻燃层，再将阻燃层与步骤(a)中复合成型的基材层、增强层以及背毡层通过辊压复合成型，即得到低voc无卤阻燃耐磨地板革，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)对产品的结构和配方进行了优化改进，尤其是解决了热塑性弹性体的无卤阻燃的问题，使得本发明的产品同时兼具低voc、质轻、无卤阻燃、耐磨、可回收等优点，从而能完全满足轨道交通、汽车、公共场合中对地板革高阻燃和环保等性能要求；
(2)提供了一种低voc无卤阻燃耐磨地板革制备工艺，采用造粒、挤出、热压复合等工艺即可得到低voc无卤阻燃耐磨地板革，步骤简单，生产成本低，可操作性强，适合工业化生产。
附图说明
图1是本发明中的低voc无卤阻燃耐磨地板革一种结构示意图。
图中：基材层1，耐磨颗粒2，增强层3，阻燃层4，背毡层5。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
(a)按照表1计量各原料后，将基材层原料混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到基材层1(如图1所示)，接着将基材层与增强层3通过辊压复合成型后，在基材层表面撒布耐磨颗粒2并进行uv处理，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃；
(b)将阻燃层原料按配比混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到阻燃层4，再将阻燃层与步骤(a)中复合成型的基材层、增强层以及背毡层5通过辊压复合成型，即得到低voc无卤阻燃耐磨地板革，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃，得到的低voc无卤阻燃耐磨地板革性能如表2所示。
实施例2
(a)按照表1计量各原料后，将基材层原料混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到基材层1(如图1所示)，接着将基材层与增强层3通过辊压复合成型后，在基材层表面撒布耐磨颗粒2并进行uv处理，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃；
(b)将阻燃层原料按配比混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到阻燃层4，再将阻燃层与步骤(a)中复合成型的基材层、增强层以及背毡层5通过辊压复合成型，即得到低voc无卤阻燃耐磨地板革，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃，得到的低voc无卤阻燃耐磨地板革性能如表2所示。
实施例3
(a)按照表1计量各原料后，将基材层原料混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到基材层1(如图1所示)，接着将基材层与增强层3通过辊压复合成型后，在基材层表面撒布耐磨颗粒2并进行uv处理，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃；
(b)将阻燃层原料按配比混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到阻燃层4，再将阻燃层与步骤(a)中复合成型的基材层、增强层以及背毡层5通过辊压复合成型，即得到低voc无卤阻燃耐磨地板革，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃，得到的低voc无卤阻燃耐磨地板革性能如表2所示。
实施例4
(a)按照表1计量各原料后，将基材层原料混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到基材层1(如图1所示)，接着将基材层与增强层3通过辊压复合成型后，在基材层表面撒布耐磨颗粒2并进行uv处理，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃；
(b)将阻燃层原料按配比混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到阻燃层4，再将阻燃层与步骤(a)中复合成型的基材层、增强层以及背毡5层通过辊压复合成型，即得到低voc无卤阻燃耐磨地板革，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃，得到的低voc无卤阻燃耐磨地板革性能如表2所示。
实施例5
(a)按照表1计量各原料后，将基材层原料混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到基材层1(如图1所示)，接着将基材层与增强层3通过辊压复合成型后，在基材层表面撒布耐磨颗粒2并进行uv处理，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃；
(b)将阻燃层原料按配比混合在双螺杆挤出机塑化造粒后，将颗粒在片材挤出机上挤出得到阻燃层4，再将阻燃层与步骤(a)中复合成型的基材层、增强层以及背毡层5通过辊压复合成型，即得到低voc无卤阻燃耐磨地板革，其中挤出造粒温度区间为160～230℃，片材挤出温度区间为190～210℃，得到的低voc无卤阻燃耐磨地板革性能如表2所示。
表1各实施例中低voc无卤阻燃耐磨地板革的原料配比
表2各实施例得到的低voc无卤阻燃耐磨地板革性能
从表2可以看出，各实施例得到的低voc无卤阻燃耐磨地板革兼具低voc、质轻、无卤阻燃、耐磨、高强度等优点，能完全满足轨道交通、汽车、公共场合中对地板革高阻燃和环保等性能要求。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。