一种高强耐磨的复合地毯材料及其制备方法与流程

本发明涉及地毯材料制备，尤其涉及一种高强耐磨的复合地毯材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着公共建筑、商用办公空间以及各类室内场景对地面装饰材料性能要求的不断提升，地毯因具备缓冲降噪、脚感舒适、装饰性强等优势得到广泛应用。

2、目前市面上的地毯产品主要分为簇绒地毯、机织地毯与无纺布地毯三大类，其中多层复合结构的地毯通过叠加不同功能层来兼顾使用性能与舒适体验，是当前商用场景地毯的主流产品形式。

3、在实际长期使用过程中，现有复合地毯的耐磨性能普遍存在明显短板。传统地毯的毯面多采用普通丙纶或聚酰胺纤维制备，在办公椅滚轮碾压、高频人流踩踏等动态摩擦工况下，表面绒头易发生倒伏、弯折疲劳断裂甚至整体脱落，进而出现毯面露底的现象，大幅缩短地毯的使用寿命。

4、为提升耐磨性能，部分现有技术采用在纤维表面涂覆耐磨涂层的方式进行处理，但表面涂层在持续摩擦作用下易逐渐磨损脱落，耐磨耐久性不足，难以适配高磨损的商用场景；另有技术通过在纤维基体中大量添加硬质填料提升强度，但会导致纤维手感僵硬粗糙，显著降低地毯的使用触感与舒适度。

5、与此同时，现有复合地毯的层间结构稳定性与环保性能之间存在难以调和的矛盾。

6、为提升脚感与缓冲性能，多数复合地毯会在毯面下方增设海绵或聚氨酯泡沫背衬层，层间通常采用水性胶、丁苯胶乳等胶粘剂进行粘合。

7、一方面，该类胶粘层的粘结强度有限，在潮湿、高温的使用环境中，背胶易发生老化水解、发硬脆化，进而导致毯面与背衬层脱层分离，地毯边缘易出现起毛、卷边的问题，产品使用寿命与外观效果均受影响；另一方面，大量胶粘剂的使用会带来挥发性有机物与甲醛释放的风险，不符合绿色环保的使用要求，且胶黏剂的存在也导致地毯废弃后难以拆分回收，资源利用率低。此外，部分产品为提升尺寸稳定性加入硬质增强材料，但不仅破坏了地毯的柔软触感，也未能从根本上解决层间剥离与高温收缩卷边的问题。

8、在防滑性能方面，现有地毯的防滑底层多采用平面结构、圆点凸起或条纹结构设计，该类结构仅依靠材料自身的摩擦力实现防滑，在光滑的瓷砖、石材等地面上抓地力有限，受外力作用时易发生滑移，存在使用安全隐患；且部分防滑涂层同样依赖胶粘剂涂覆成型，进一步加剧了环保与气味问题，同时凸起结构易积存灰尘杂物，增加了日常清洁维护的难度。

9、因此，本技术提出了一种高强耐磨的复合地毯材料及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种高强耐磨的复合地毯材料及其制备方法，本发明可以通过对pa6纱线进行共混改性实现纤维原位自润滑，从根本降低摩擦损耗、提升绒头抗断裂脱落能力，利用浸渍热熔胶涤纶网格骨架的无溶剂热熔复合工艺形成铆钉式层间锚固结构，大幅提升剥离强度并抑制高温潮湿环境下的收缩卷边问题，搭配六边形微凹坑仿生防滑底层依靠负压吸附提升地面抓地力，且整套制备工艺不使用溶剂型胶粘剂，无甲醛与高voc排放，全热塑性材料体系支持回收再利用，能够同时兼顾高强耐磨、层间牢固、尺寸稳定、低气味环保、防滑易清洁多重优势，适配商用高频踩踏、办公滚轮碾压、汽车内饰等高负荷使用场景。

2、根据本发明实施例的一种高强耐磨的复合地毯材料，由下至上依次经热压热熔复合形成一体结构的防滑底层、增强骨架层、缓冲回弹层与耐磨面层；

3、所述耐磨面层为改性pa6膨体长丝经簇绒成型的毯面结构，所述改性pa6膨体长丝的基体中分散有自润滑改性组分与阻燃补强填料；

4、所述缓冲回弹层为低气味热塑性聚氨酯发泡层；所述增强骨架层为浸渍有反应型热熔胶的涤纶长丝网格布；

5、所述防滑底层为添加有无卤阻燃剂的热塑性弹性体层，其背离增强骨架层的一侧表面设置有仿生防滑纹路。

6、进一步的，按重量份数计，所述改性pa6膨体长丝的原料组分包括：pa6切片70～80份、聚硅氧烷母粒5～10份、超细玻璃纤维粉3～5份、抗氧剂0.2～1份、无卤氮系阻燃剂2～6份；

7、纺丝成型后，所述聚硅氧烷母粒中的有效组分迁移至纤维表面形成连续自润滑膜层。

8、进一步的，所述缓冲回弹层为物理发泡成型的闭孔热塑性聚氨酯发泡片材，密度为，发泡片材内分散有磷系环保阻燃剂；

9、所述缓冲回弹层不添加化学发泡剂与有机溶剂，voc释放量符合汽车内饰材料标准。

10、进一步的，所述增强骨架层的涤纶长丝网格布经纬密度为10～20根/厘米，网格布的正反两面均浸渍有低熔点聚氨酯热熔胶；热压复合过程中，热熔胶熔融后渗透至毯面纤维根部与缓冲回弹层内部，冷却后形成层间铆钉结合结构。

11、进一步的，所述防滑底层的仿生防滑纹路为阵列排布的六边形微凹坑结构，单个凹坑深度为0.3～1mm，相邻凹坑的中心间距为2～5mm；所述热塑性弹性体为热塑性聚酯弹性体与苯乙烯类热塑性弹性体的共混物，所述无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐与聚磷酸铵按质量比1:1～2:1复配的体系。

12、一种高强耐磨的复合地毯材料的制备方法，包括以下步骤：

13、s1、改性纱线制备：将pa6切片真空干燥至含水率低于500ppm，与聚硅氧烷母粒、超细玻璃纤维粉、无卤氮系阻燃剂、抗氧剂按配比高速混合均匀，送入双螺杆挤出机共混挤出造粒，得到改性聚酰胺母粒，将改性聚酰胺母粒送入bcf纺丝机进行熔融纺丝，经多级牵伸、卷曲、热定型后制得改性pa6膨体长丝；

14、s2、毯面织造：将步骤s1所得改性pa6膨体长丝通过簇绒机织入聚丙烯基布，控制绒高为3～8mm，得到毯面坯布；

15、s3、背胶预处理：采用辊涂方式在毯面坯布的背面均匀涂覆一层反应型聚氨酯热熔胶，涂覆量控制为；

16、s4、骨架层铺设：将预先浸渍过低熔点聚氨酯热熔胶的涤纶长丝网格布平整铺设于涂胶后的毯面坯布背面，排除层间气泡；

17、s5、层叠热压复合：在铺设完成的网格布上方依次叠放热塑性聚氨酯发泡片材与防滑底层坯料，整体送入双带式层压机进行连续热压复合，使各层熔融粘结形成整体；

18、s6、成型后处理：将热压复合后的材料送入冷却段定型，再通过花纹压辊在防滑底层表面辊压出仿生防滑纹路，最后经切边、收卷得到成品。

19、进一步的，所述步骤s1中，双螺杆挤出机的各区段挤出温度为240～270℃；熔融纺丝的纺丝箱体温度为260～280℃，牵伸总倍数为2.5～3.5倍，卷曲数控制为15～25个/厘米，热定型温度为120～150℃。

20、进一步的，所述步骤s5中，双带式层压机的热压温度设定为150～180℃，热压压力为3～5mpa，材料在热压段的停留时间为30～90秒。

21、进一步的，所述步骤s4中，涤纶长丝网格布的预浸渍工艺为：将网格布连续通过熔融状态的低熔点聚氨酯热熔胶槽，经对辊挤压控制单面带胶量为，冷却至室温后收卷备用。

22、进一步的，所述步骤s6中，冷却定型温度为20～35℃，冷却时间为1～3分钟。

23、本发明的有益效果是：

24、本发明中通过在耐磨面层的pa6纤维基体中共混引入聚硅氧烷母粒与超细玻璃纤维粉，利用聚硅氧烷的低表面能特性，使其在熔融纺丝成型过程中自发迁移至纤维表面形成纳米级连续自润滑膜层，从纤维本征结构层面将动态摩擦系数大大降低，同时分散于基体内部的超细玻璃纤维粉可有效提升纤维的拉伸强度与抗弯折疲劳性能，从根源上减少绒头在长期摩擦踩踏下的倒伏、断裂与脱落，突破了传统表面涂覆耐磨处理易磨损脱落、耐久性差的技术局限，使材料经万转威斯博克耐磨测试后的绒头质量损失率降低，耐磨使用寿命较普通地毯大幅提升；

25、且采用预先浸渍低熔点热熔胶的涤纶长丝网格布作为增强骨架层，在热压复合过程中，熔融状态的热熔胶可双向渗透至毯面纤维根部与缓冲回弹层的表面孔隙中，冷却固化后形成铆钉式的机械锚固结构，使层间剥离强度提升至100n/3cm 以上，彻底解决了传统胶粘地毯在潮湿、高温环境下背胶老化水解、层间分离与边缘起翘的缺陷，同时涤纶网格布作为整体受力骨架可将材料经纬向热收缩率控制在0.2%以下，显著提升产品的尺寸稳定性，且全程无溶剂型胶粘剂参与生产，从源头消除了voc与甲醛释放风险，配合pa、tpu、pet全热塑性的材料体系实现了产品的可回收再利用，有效化解了传统地毯功能性提升与环保性要求之间的固有矛盾；

26、而防滑底层采用阵列排布的六边形微凹坑仿生结构设计，借助受压排出凹坑内空气形成局部负压的吸附机理，大幅提升地毯与光滑基面的静摩擦系数，防滑效果远优于常规平面、圆点或条纹防滑结构，且凹坑结构不易积存灰尘杂物，兼顾了优异的防滑性能与日常清洁便利性；三大创新点相互配合、协同作用，共同构建出高强耐磨、层间稳固、尺寸稳定、低气味环保且防滑性能优异的复合地毯体系，突破了现有技术的性能瓶颈，可广泛适配商用高磨损场景与对环保、气味要求严苛的各类应用场景。