阻燃软木跑道的制作方法

1.本发明涉及跑道领域，具体说是一种具有高阻燃性的阻燃软木跑道。同时又具有无毒性，对人体无害，对害虫及霉菌等具有抗菌性。


背景技术：

2.软木是指肥大生长的植物茎、枝条、根部最外侧的保护组织，由外侧形成层分裂而成，其呈现出规律性的细胞排列，细胞壁由一种叫做软木质的脂肪酸聚合体逐渐堆积加厚而成，具有水或气体难以通过的特性。因此，软木对热、声音和振动的传导率较低，也被用作天然的阻燃材料。
3.另外，软木体积的50％以上由空气构成，体轻到可以浮于水面的程度，且具有弹性，在温度或压力变化中均不发生体积变化，适合于使用，且复原能力很强，软木的蜂窝结构具有很高的耐磨性和摩擦系数，其特性是具有很强的抗冲击性和抗摩擦性。
4.这种软木被用于制作建筑物的嵌板、人行步道垫块等所使用的多种形态的软木垫块。作为相关文献，在韩国公开专利公报第10
‑
2011
‑
0085228号中，通过使用软木作为垫块或垫片等的主要原料，赋予垫块弹性，开发了一种可确保用户安全性的技术。
5.另一方面，当将软木垫块用作建筑物嵌板时，要确保其弹性、伸缩性、冲击吸收性、湿度调节能力、隔音性、防震性、隔热性、绝缘性、易于施工性、阻燃性、抗菌性及无毒性等特性。
6.其中，最近现代社会中对建筑物的必要特性，即与人体无毒性及安全直接相关的高阻燃性的要求越来越高。但是，仅从软木本身具有的难燃性和天然材料这点上获得的无害性尚不足以满足这种要求。
7.因此，最近在软木原料方面，例如对橡胶片、聚氨酯树脂等材料进行混合加工，亦或添加防火等物质以增加其难燃性等多种方法正在开发之中。但是，防火类物质会恶化纺织品的物理机械特性，特别是含有溴的阻燃剂，被认为是产生环境激素的有害物质，存在致命问题。


技术实现要素：

8.本发明旨在提供环保阻燃软木跑道，该软木跑道在生产时添加了阻燃性物质，能够显示出高阻燃性，具有无毒性，对人体无害，对害虫及霉菌等具有很好的抗菌性。
9.本发明采用的技术方案为：
10.阻燃软木跑道，由软木和沸石构成的颗粒物组成，颗粒物之间通过粘合剂粘合；
11.所述粘合剂由粘合成分、第一类阻燃剂和第二类阻燃剂组成；
12.所述第一类阻燃剂包含铵盐、碱金属碳酸盐和纯净水；
13.所述第二类阻燃剂选自皂苷、无机阻燃剂中的至少一种。
14.进一步地，所述第二类阻燃剂、第一类阻燃剂和粘合成分的重量比为0.5
‑
1.5：1.5
‑
2.5：6.5
‑
7.5；
15.优选地，第二类阻燃剂、第一类阻燃剂和粘合成分的重量比为1：2：7。
16.进一步地，所述第一类阻燃剂中铵盐、碱金属碳酸盐和纯净水重量比为：5
‑
35：0.1
‑
15：100；
17.优选地，铵盐、碱金属碳酸盐和纯净水的重量比为10
‑
30:1.5:10:100；
18.优选地，所述无机阻燃剂选自沸石、硼酸、麦饭石、硅石、锗、黄土、白云岩中的至少一种；
19.优选地，所述无机阻燃剂为沸石；
20.优选地，所述铵盐选自氨基磺酸铵、聚氨基磺酸铵、硫酸铵、磷酸一铵、磷酸二铵或硼酸铵中的至少一种；
21.优选地，所述碱金属碳酸盐选自碳酸钠或碳酸钾中的一种或两种。
22.进一步地，所述阻燃软木跑道由5％
‑
40％重量的颗粒物和60％
‑
95％重量的粘合剂粘合而成；所述颗粒物由70％
‑
80％的软木和20％
‑
30％沸石混合而成；
23.优选地，所述阻燃软木跑道由30％重量的颗粒物和70％重量的粘合剂粘合而成；
24.优选地，所述颗粒物由70％的软木和30％沸石混合而成。
25.进一步地，所述粘合成分由以下成分组成：
26.异氰酸酯60
‑
70重量份、多元醇20
‑
30重量份、架桥剂1
‑
3重量份、聚氨基酰胺5
‑
7重量份、有机化合物2
‑
4重量份；
27.优选地，所述粘合成分由以下成分组成：
28.异氰酸酯65重量份、多元醇25重量份、架桥剂2重量份、聚氨基酰胺5重量份、有机化合物3重量份；
29.优选地，所述粘合成分中包含有植物粘合剂；
30.优选地，所述阻燃软木跑道中添加有木炭、黄土、白沙土、颜料中的至少一种；
31.优选地，所述有机化合物为有机钛化合物或有机锆化合物中的一种或两种。
32.进一步地，所述架桥剂为三羟甲基丙烷或甘油。
33.进一步地，所述多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇及聚丁二烯多元醇中的至少一种。
34.进一步地，所述异氰酸酯为2,2'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯及2,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯中选择的至少任意一种的芳香族二异氰酸酯。
35.进一步地，所述软木、沸石和粘合剂混合后用热压机压制成型。
36.上述粘合剂组成物包括粘合成分，且包括含有铵盐、碱金属碳酸盐及纯净水的第一类阻燃剂及第二类阻燃剂，将上述阻燃剂及上述粘合成分按照2.5
‑
3.5：6.5
‑
7.5的配比进行混合，依据此种环保阻燃软木块即可实现上述目的。
37.本发明的优点
38.本发明可提供环保阻燃性软木跑道，该软木跑道在生产时添加了阻燃性物质，能够显示出高阻燃性，具有无毒性，对人体无害，对害虫和霉菌等具有很好的抗菌性。
39.跑道中添加了沸石。因此，具有抗菌性强、同时能确保优秀环保特性的软木加工技术。
具体实施方式
40.本文件中及申请项范围，除非另有定义，否则本明细表中使用的所有技术及科学用语都与本发明所属技术领域的技术人员通常所理解的相同，如有冲突，将优先采用包括定义在内的本明细表所记载的内容。
41.因此，参照本发明实施例对本发明进行详细说明。这些实施例只是为了更具体地说明本发明而列举的，本发明的范围不受这些实施例的限制，这一点对于具备本行业基本知识的人来说是显而易见的。
42.阻燃软木跑道，由软木和沸石构成的颗粒物组成，颗粒物之间通过粘合剂粘合；
43.粘合剂由粘合成分、第一类阻燃剂和第二类阻燃剂组成；
44.第一类阻燃剂包含铵盐、碱金属碳酸盐和纯净水；
45.第二类阻燃剂选自皂苷、无机阻燃剂中的至少一种。
46.软木体积的50％以上由空气形成，轻便到可以浮在水面上，具有弹性，在温度或压力变化中均可不发生体积变化，适合使用，且复原力很强。另外，因其具有不透水性，对热、声音、振动的传导率较低，也被用作天然的防火材料，具有高阻燃性，此外，其蜂窝结构具有很高的耐磨性及摩擦系数，有很强的抗冲击性和抗摩擦性。
47.不仅如此，上述软木是天然材料，没有有害成分，可以消除头痛等慢性病或各种疾病发生的原因，绿色环保，抗菌性卓越，能抑制对人体有害菌类的栖息。
48.上述软木可以是将软木原料粉碎成适当大小的材料。例如，上述软木可能是粉末或薄片状的，但不限于此。上述软木可以大小均匀，或者由大的粒子和小的粒子混合而成。举例来说，上述软木的大小，例如软木的平均粒径，可以小于12mm，具体到2
‑
10mm。如果上述软木的大小在前述范围内，则可以进一步提高与粘合剂的聚合力，从而生产出高品质的软木跑道。
49.进一步地，第二类阻燃剂、第一类阻燃剂和粘合成分的重量比为0.5
‑
1.5：1.5
‑
2.5：6.5
‑
7.5；较为理想的是1：2：7。上述粘合剂组成物如果具备前述的配比，可显示出特别适合软木块的阻燃性，作为少数及少量成分组合的粘合剂组成物，可生产出既经济实惠又能显著提高阻燃性及抗菌性的软木跑道。
50.优选地，第二类阻燃剂、第一类阻燃剂和粘合成分的重量比为1：2：7。
51.进一步地，第一类阻燃剂是适合软木跑道的阻燃剂成分，以水为基础，含有铵盐(ammonium salt)、碱金属碳酸盐(alkali metal bicarbonate)及纯净水。具有无毒性及环保性，同时以便于购买且价格低廉的少数成分组合，显示出其高阻燃性；
52.对应上述纯净水100重量份，上述铵盐可含有5至35重量份，具体为10至30重量份，更具体为12至28重量份，例如15重量份。如果上述铵盐具备上述含量范围，以低廉的费用也能确保高效的阻燃性。
53.优选地，铵盐、碱金属碳酸盐和纯净水的重量比为10
‑
30:1.5:10:100；
54.优选地，上述铵盐具体来说，可以是氨基磺酸铵(ammonium salt sulfamine)、聚氨基磺酸铵(imide ammonium salt sulfamine)、硫酸铵(ammonium salt sulfuricacid)、磷酸一铵(ammonium salt,monobasic)、磷酸二铵(ammonium salt,dibasic)、硼酸铵(ammonium salt,boric acid)或它们的组合。举例来说，上述铵盐可以是氨基磺酸铵。
55.上述碱金属碳酸盐，可以与上述铵盐发生反应，大大改善阻燃性。上述碱金属碳酸
盐可以是碳酸钠(sodium carbonate)或碳酸钾(potassiumcarbonate)。例如，上述碱金属碳酸盐可以是碳酸钾(potassium carbonate)，上述碳酸钾与上述氨基磺酸铵发生反应，可以生成氨基磺酸钾(kalium sulfamine)。
56.对应上述纯净水100重量份，上述盐碱金属碳酸盐可含有0.1至15重量份，具体为0.5至10重量份，更具体为1至8重量份，例如5重量份的含量。
57.上述第一类阻燃剂中，还可含有与纯净水100重量份相对应的表面活性剂0.5至5重量份。
58.进一步地，第一类阻燃剂还包含表面活性剂，表面活性剂与纯净水的重量比为0.5
‑
5：100。
59.进一步地，上述第二类阻燃剂，还可包括沸石、麦饭石、硅石、锗、黄土、白云岩等天然矿物质，以及皂苷、硼砂、硼酸等无机阻燃剂，或它们组合中选择的任意一种。上述第二类阻燃剂与上述第一类阻燃剂一起，在提高阻燃性方面可以发挥协同作用。
60.举例来说，上述第二类阻燃剂中的沸石，沸石本身具有很高的难燃性，在提高软木跑道阻燃性的同时，还具有吸附性能及湿度调节功能，可同时增强最终制成的软木跑道的抗菌性。
61.进一步地，阻燃软木跑道由5％
‑
40％重量的颗粒物和60％
‑
95％重量的粘合剂粘合而成；可由软木70％
‑
80％重量及沸石20％
‑
30％重量构成；较为理想的是，可由软木70％重量和沸石30％重量构成；
62.沸石具有良好的物理吸附作用，具有去除和净化氨、硝酸盐等功能，可以通过激活细菌来发挥有机物分解作用，从而进一步增强软木跑道的抗菌性。
63.沸石的大小可以小于或等于上述软木的大小，沸石可以大小均匀，或者由大的颗粒和小的颗粒混合而成。
64.优选地，阻燃软木跑道由30％重量的颗粒物和70％重量的粘合剂粘合而成；
65.进一步地，粘合成分由以下成分组成：
66.上述粘合剂的成分中，举例来说，可以包含异氰酸酯(isocyanate)60％
‑
70％重量、多元醇(polyol)20％
‑
30％重量、架桥剂1％
‑
3％重量、聚酰胺(polyiminoimide)5％
‑
7％重量％及有机化合物2％
‑
4％重量。较为理想的是，举例来说，可以包含异氰酸酯65％重量、多元醇25％重量、架桥剂2％重量、聚酰胺5％重量，以及有机化合物3％重量。
67.上述聚酰胺是胺氮(amine)原子中至少有一部分被烷氧基(alkoxy)化、酰胺化(amid)或烷基(alkyl)化的产物，可以提高组成物的亲水性及软木的弹性和柔韧性。
68.优选地，所述粘合成分中包含有植物粘合剂；进行混合时，除上述颗粒组成物和粘合剂外，还可添加其他成分。例如，为了提高粘着性，还可以添加无毒性天然材料海带、石花菜等海草类或植物胶或从植物中提取的植物粘合剂等，或者为了提高湿度调节性、除臭性和抗菌性，可以添加木炭、黄土、白沙土或它们组合中的任意一种，或者为了增加色彩感，还可以添加颜料，具体来说是天然颜料。对应软木跑道块总重量，这些成分的可含有范围为0.1％至5％重量。
69.优选地，上述有机化合物可使用有机钛化合物(organotitaniumcompound,organotitanverbindung)或有机锆化合物(organozirconiumcompound,organozirkoniumverbindung)中选择的任意一种。上述有机化合物可以提高上述软木和沸
石的粘合性和紧密性。
70.进一步地，上述架桥剂可使用三羟甲基丙烷(trimethylolpropane)或甘油(glycerine)。
71.进一步地，上述多元醇可使用聚醚多元醇(polyether polyol)、聚酯多元醇(polyester polyol)、聚碳酸酯多元醇(polycarbonate polyol)、聚己内酯多元醇(polycaprolactone polyol)及聚丁二烯多元醇(polybutadiene polyol)中的至少一种。
72.进一步地，上述异氰酸酯可以是在2.2'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(methylene diphenyl diisocyanate)及2,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(methylene diphenyl diisocyanate)中选择的至少任意一种的芳香族二异氰酸酯。
73.上述芳香族二异氰酸酯(diisocyanate)可使用甲苯二异氰酸酯(tdi,toluene diisocyanate)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi,methylene diphenyl diisocyanate)等。上述二苯基甲烷二异氰酸酯具有对称结构，因此与甲苯二异氰酸酯相比反应性更高且有毒性低，在本发明的一个实施例中，二苯基甲烷二异氰酸酯更为理想。
74.上述二苯基甲烷二异氰酸酯可使用4,4'
‑
mdi、2,2'
‑
mdi、2,4'
‑
mdi，但较为理想的是，至少可以使用2,2'
‑
mdi及2,4'
‑
mdi中的任意一种。上述2,2'
‑
mdi或2,4'
‑
mdi可以进一步提高粘合强度。
75.进一步地，将上述软木颗粒组成物及粘合剂组成物按照前述的成分及含量进行混合并搅拌后，举例来说，可以用热压机进行压缩，从而制成上述软木跑道块。举例来说，可以将5％至40％重量的上述颗粒组成物及60％至95％重量的粘合剂组成物进行混合，制成上述软木跑道块，例如30％的颗粒组成物及70重量百分比的粘合剂组成物。
76.下面，通过具体的实施例和比较例来更详细地说明本发明的构成及其效果。但是，本实施例是为了更具体地说明本发明，本发明的范围并不限于这些实施例。
77.实施例1
‑578.根据如下表1中记载的粘合剂组成物的组合，制成了实施例1
‑
5的软木跑道块。如下表1中各成分用量单位为重量百分比。
79.将软木原料粉碎成软木粉末，制成颗粒组成物。此外，将2,2'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯65％重量、聚醚多元醇25％重量、三甲羟基丙烷2％重量、聚酰胺5％重量及有机钛化合物3％重量进行混合以备好粘合剂成分。然后，在准备好第一类阻燃剂及/或第二类阻燃剂后，与上述粘合剂成分进行混合搅拌，制成粘合剂组成物。
80.然后，将上述颗粒组成物及上述粘合剂组成物按照30：70的重量比进行混合搅拌后，用热压机进行压缩，制成软木跑道块(长*宽*高＝100cm*100cm*1.5cm)。
81.[比较例1
‑
4]
[0082]
除表1中粘合剂组成物的组合外，采用与上述实施例相同的方法制成了比较例1
‑
4中的软木跑道块。如下表1中各成分用量单位为重量百分比。
[0083]
表1
[0084][0085][0086]
实验例1：阻燃性评估
[0087]
根据ksf5660
‑
1，采用锥形量热仪试验法评估了实施例1
‑
5及比较例1
‑
4中所制成软木跑道块的阻燃性能。软木跑道块的最大热释放速率(peak heat release rate,hrr)和总放热量(total heat release,thr)分别记录在如下表2中。
[0088]
表2
[0089][0090]
参照表2可以确认，实施例中的软木跑道块与比较例相比，具有较低的最大热释放速率和总放热量。尤其可以确认的是，如果比较例脱离粘合剂成分及第二类阻燃剂的含量
范围，或者如果第一类阻燃剂中不含铵盐或碱金属碳酸盐，其阻燃性能会明显下降。
[0091]
实验例2：抗菌性评估
[0092]
对实施例1、4及5中所制成的软木跑道块进行抗菌性实验。抗菌实验采用枯草芽孢杆菌atcc6633菌株及纸盘法，也就是将灭菌后的生长培养基各15毫升分别注入培养皿并使其凝固，将中层培养基各5毫升分别注入试验管中并灭菌后，在50℃的水浴箱中进行保管的同时无菌添加预培养的各种试验菌液，混合均匀后，分别注入底层培养基，形成双层平板培养基。
[0093]
然后，将软木块分别以2000μg/disk的量吸附到灭菌后的纸盘上，放在试验用平板培养基表面，再用恒温箱培养24～48小时，然后测量纸盘周围的清晰区域(mm)，评估抗菌力。
[0094]
结果记录在表3中。
[0095]
表3
[0096]
实验群清晰区域(mm)实施例124nm实施例415nm实施例513nm
[0097]
参照表3，使用沸石作为第二类阻燃剂的实施例1抗菌性最佳。
[0098]
同时参照前述的表2及表3，未使用沸石作为第二类阻燃剂的实施例4及5与实施例1相比，在阻燃性能上差异不大，但在抗菌性上效果甚微。
[0099]
本发明仅对多种实施例和比较例中的几个进行了说明，本发明的技术思想当然不限于此或不受限制。