水性阻燃动车用地垫革及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种合成革制备技术领域，尤其是涉及一种水性阻燃动车用地垫革及其制备方法。


背景技术：

2.随着人们需求的不断变化，各种人造革、合成革、超纤革应运而生，广泛应用于穿戴材料、装饰材料。水性聚氨酯以水为介质，具有环保、绿色、易于改性等优点，聚氨酯树脂的水性化已逐步取代溶剂型，成为新一代装饰材料的主要发展方向，受到普遍应用。由于人们对阻燃防护安全要求的提升，水性聚氨酯皮革的阻燃及火灾安全性的研究也逐步提上日程，尤其是用于高铁、飞机、汽车等交通工具的内装饰材料，因存在空间狭小紧密、人员密度大等实况，一旦发生火情，救援的难度极大，会给不特定的多数乘客的生命及财产安全造成危害。


技术实现要素：

3.为了解决上述存在的问题，本发明提供一种水性阻燃动车用地垫革及其制备方法。
4.本发明提供的技术方案如下：
5.一种水性阻燃动车用地垫革的制备方法，包括以下步骤：
6.配制水性聚氨酯阻燃含浸液、准备基布，其中所述水性聚氨酯阻燃含浸液主要由以下原料构成：水性聚氨酯含浸树脂、软水、阻燃粉和少量的助剂，所述阻燃粉的剂量为所述水性聚氨酯含浸树脂的剂量的2
‑
3倍，与所述软水的剂量相当；
7.将基布浸入装有水性聚氨酯阻燃含浸液的含浸槽，被牵引经过若干道含浸辊，直至基布的纤维间隙被填满形成浸透基布；
8.浸透基布通过压辊挤压，然后烘干成型水性阻燃动车用地垫革。
9.进一步的，所述水性聚氨酯阻燃含浸液主要由以下重量份的组分制成：100份水性聚氨酯含浸树脂、250
‑
260份软水、250
‑
270份阻燃粉、5
‑
7份消泡剂、18
‑
20份润湿剂、8
‑
10固化剂和3
‑
6份水性色浆。
10.进一步的，所述水性聚氨酯阻燃含浸液的配制方法包括以下步骤：
11.将水性聚氨酯含浸树脂与软水按剂量称取，以300
‑
500转每分钟的转速搅拌混合5
‑
10分钟，形成预混浆料；
12.加入预设剂量的阻燃粉至预混浆料中，以800
‑
1000转每分钟的转速高速搅拌均匀15
‑
25分钟，得到阻燃混合浆料；
13.再将润湿剂、固化剂、消泡剂和水性色浆加入至阻燃混合浆料中，搅拌均匀10
‑
15分钟，得到阻燃浆料；
14.在阻燃浆料中添加增稠剂增稠至1500
‑
2000厘帕
·
秒，转速控制在400
‑
600转每分钟，成型所述水性聚氨酯阻燃含浸液。
15.进一步的，将基布浸入含浸槽的过程中，基布被牵引经过3道含浸辊，直至水性聚氨酯阻燃含浸液浸透基布，填满基布的纤维间隙。
16.进一步的，所述浸透基布通过压辊挤压的步骤中，压辊间隙设置为基布厚度的75％
‑
85％。
17.进一步的，所述烘干成型的步骤中，所述烘干在烘箱中进行，干燥温度控制在120
‑
160℃。
18.进一步的，所述将基布浸入装有水性聚氨酯阻燃含浸液的含浸槽，被牵引经过若干道含浸辊，直至基布的纤维间隙被填满形成浸透基布的步骤中，基布的走线速度控制在6
‑
8米/分钟。
19.本发明还提供一种水性阻燃动车用地垫革，采用上述的方法制备得到，其为层叠结构，依次包括第一阻燃层、基布纤维层和第二阻燃层。
20.进一步的，所述基布纤维层由作为骨架结构的基布和作为基质填充在基布的纤维结构间隙的填充物构成，所述第一阻燃层、所述第二阻燃层及所述填充物均匀密布有阻燃粉，致使所述水性阻燃动车用地垫革离火即熄灭。
21.进一步的，所述基布为由纤维排布、针刺、固化成型纤网结构的针刺无纺布，每平方厘米针刺密度≥500针。
22.与现有技术相比，本发明提供的水性阻燃动车用地垫革的制备方法，采用含浸、挤出、干燥工艺路线成型阻燃地垫革，生产工艺简单，节省能耗和人员；成型的阻燃地垫革的表层和内部均匀分布高含量的阻燃粉，使得成品可以做到离火熄灭，非常安全，为火情下的救援和逃生创造了机会。
附图说明
23.图1是本发明具体实施方式中水性阻燃动车用地垫革的制备流程图。
24.图2是应用图1示出的工艺的装备示意图。
25.图3是图1示出的水性聚氨酯阻燃含浸液的制备流程图。
26.图4为本发明的水性阻燃动车用地垫革的结构示意图。
27.主要元件符号说明：
28.放卷机
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ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ331.压辊
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10
35.第一阻燃层
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100
36.基布纤维层
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200
37.基布
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201
38.填充物
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203
39.第二阻燃层
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300
40.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
41.为了能够更清楚地理解本发明，实施上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施方式中的特征可以相互组合。
42.在下面的描述中阐述了，便于充分理解本发明的实施。所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明实施例保护的范围。
43.软水(soft water)，指的是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。软水不易与肥皂产生皂垢，而硬水相反。
44.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明实施。
45.本发明提供一种水性阻燃动车用地垫革的制备方法，采用水性聚氨酯含浸树脂、软水、阻燃粉和少量的助剂等配制水性聚氨酯阻燃含浸液，其中设计阻燃粉与水性聚氨酯含浸树脂的剂量比为2
‑
3，再通过含浸、挤出、干燥工艺步骤成型水性阻燃动车用地垫革，使产品的表层和内部均匀分布高含量的阻燃粉，使得成品可以做到离火熄灭，非常安全。
46.请参阅图1，本发明的水性阻燃动车用地垫革的制备过程包括以下步骤。
47.步骤s1，配制水性聚氨酯阻燃含浸液、准备基布。本步骤中水性聚氨酯阻燃含浸液主要由以下原料构成：水性聚氨酯含浸树脂、软水、阻燃粉和少量的助剂，所述阻燃粉的剂量为所述水性聚氨酯含浸树脂的剂量的2
‑
3倍，与所述软水的剂量相当。其中，水性聚氨酯含浸树脂起到粘合作用，能够将阻燃粉等功效成分固定到基布的纤维间隙和表层处。阻燃粉主要起到阻燃的功效，提高其的含量并控制其均匀分布能够满足地垫革使用性质的同时避免起火、切断易燃成分与空气或易燃气体的接触、阻断火焰蔓延可能引起的火情。助剂为加工成型所需的常用试剂，如固化剂、润湿剂、消泡剂等。固化剂用以增进或控制水性聚氨酯含浸树脂固化反应的进程。润湿剂通过降低基布的表面张力或界面张力，使得含浸液能够更好地透入，从而把基布润湿。消泡剂能够降低含浸液的表面张力，防止泡沫形成及减少或消灭原有泡沫，提高含浸液的浸润密实度，确保产品质量。
48.在具体实施例中，所述水性聚氨酯阻燃含浸液主要由以下重量份的组分制成：100份水性聚氨酯含浸树脂、250
‑
260份软水、250
‑
270份阻燃粉、5
‑
7份消泡剂、18
‑
20份润湿剂、8
‑
10固化剂和3
‑
6份水性色浆。其中，水性色浆为一种着色剂，基于用户需求而选用。
49.上述具体实施例中水性聚氨酯阻燃含浸液的制备过程包括以下步骤。
50.步骤s11，将水性聚氨酯含浸树脂与软水按剂量称取，以300
‑
500转每分钟的转速搅拌混合5
‑
10分钟，形成预混浆料。
51.步骤s12，加入预设剂量的阻燃粉至预混浆料中，以800
‑
1000转每分钟的转速高速搅拌均匀15
‑
25分钟，得到阻燃混合浆料。
52.步骤s13，再将润湿剂、固化剂、消泡剂和水性色浆加入至阻燃混合浆料中，搅拌均
匀10
‑
15分钟，得到阻燃浆料。
53.步骤s14，在阻燃浆料中添加增稠剂增稠至1500
‑
2000厘帕
·
秒，转速控制在400
‑
600转每分钟，成型所述水性聚氨酯阻燃含浸液10。
54.步骤s2,将基布浸入装有水性聚氨酯阻燃含浸液10的含浸槽2，被牵引经过若干道含浸辊3，直至基布的纤维间隙被填满形成浸透基布。
55.在具体实施例中，将基布浸入含浸槽2的过程中，优选基布被牵引经过3道含浸辊3(参见图2)，直至水性聚氨酯阻燃含浸液浸透基布，填满基布的纤维间隙。含浸辊3通过导向的方式使得基布与水性聚氨酯阻燃含浸液10相接触，在配方一定的情形下经系列试验验证，含浸辊3的数量过少，基布的浸润不充分，水性聚氨酯阻燃含浸液10在基布上的固含量偏少，产品的阻燃性能不理想；而含浸辊3的数量多于3道时，基布的浸润充分，固含量增加，但水性聚氨酯阻燃含浸液的用量明显偏多，造成材料的浪费及成本的提高。在具体实施例中，基布的走线速度控制在6
‑
8米/分钟。可以理解的是，走线速度、含浸辊3的外径等均与浸润效果密切相关，当其他参数一定时，走线速度过快会造成浸润不充分，而走线速度过慢，生产速度满，耗时长，浸润效果也不十分理想。
56.步骤s3，浸透基布通过压辊4挤压，然后烘干成型水性阻燃动车用地垫革。
57.在具体实施例中，所述浸透基布通过压辊4挤压的步骤中，压辊间隙设置为基布厚度的75％
‑
85％，优选为80％。需要说明的是，压辊间隙需依据基布厚度的变化而变化，严格把控生产过程中的浸润量和厚度均一性，确保产品各个区域固含量的整体一致性，满足应用领域对产品阻燃性的高要求。另外，所述烘干成型的步骤中，所述烘干在烘箱5中进行，干燥温度控制在120
‑
160℃。如图2所示，可以采用在线烘干设备进行在线连续烘干处理，生产线依次包括放卷机1、含浸槽2(设有3道含浸辊3)、压辊4、烘箱5和收卷机6，以及设在设备之间的若干导向辊。
58.通过上述工艺步骤制得的水性阻燃动车用地垫革，其为层叠结构，如图4所示，依次包括第一阻燃层100、基布纤维层200和第二阻燃层300。在具体实施例中，所述基布纤维层200由作为骨架结构的基布201和作为基质填充在基布201的纤维结构间隙的填充物203构成，所述第一阻燃层100、所述第二阻燃层300及所述填充物203均匀密布有阻燃粉，致使所述水性阻燃动车用地垫革离火即熄灭。具体地，所述基布201为由纤维排布、针刺、固化成型纤网结构的针刺无纺布，每平方厘米针刺密度≥500针。
59.以下结合具体实施例将本发明的水性阻燃动车用地垫革的制备过程和性能进行阐述。
60.实施例1
61.将100kg水性聚氨酯含浸树脂与250kg软水搅拌混合5
‑
10分钟，转速300
‑
500转每分钟，再加入250kg阻燃粉，高速搅拌均匀15
‑
25分钟，转速控制在800
‑
1000转每分钟，再加入18kg润湿剂、8kg固化剂、5kg消泡剂和3kg水性色浆搅拌均匀10
‑
15分钟，加入增稠剂增稠至1500
‑
2000cps，转速控制在400
‑
600转每分钟，配制成水性聚氨酯阻燃含浸液。
62.将基布放卷，浸入含浸槽装有的适量水性聚氨酯阻燃含浸液中，经过3道含浸辊，再经过压辊挤压(间隙为基布厚度的80％)，最后经过烘箱干燥卷取制成成品，干燥温度150
‑
160℃，车速6
‑
8米/分。
63.实施例2
64.将100kg水性聚氨酯含浸树脂与260kg软水搅拌混合5
‑
10分钟，转速300
‑
500转每分钟，再加入270kg阻燃粉，高速搅拌均匀15
‑
25分钟，转速控制在800
‑
1000转每分钟，再加入20kg润湿剂、10kg固化剂、7kg消泡剂和6kg水性色浆搅拌均匀10
‑
15分钟，加入增稠剂增稠至1500
‑
2000cps，转速控制在400
‑
600转每分钟，配制成水性聚氨酯阻燃含浸液。
65.将基布放卷，浸入含浸槽装有的适量水性聚氨酯阻燃含浸液中，经过3道含浸辊，再经过压辊挤压(间隙为基布厚度的75％)，最后经过烘箱干燥卷取制成成品，干燥温度135
‑
150℃，车速6.5
‑
7.5米/分。
66.实施例3
67.将100kg水性聚氨酯含浸树脂与255kg软水搅拌混合5
‑
10分钟，转速300
‑
500转每分钟，再加入260kg阻燃粉，高速搅拌均匀15
‑
25分钟，转速控制在800
‑
1000转每分钟，再加入19kg润湿剂、9kg固化剂、6kg消泡剂和5kg水性色浆搅拌均匀10
‑
15分钟，加入增稠剂增稠至1500
‑
2000cps，转速控制在400
‑
600转每分钟，配制成水性聚氨酯阻燃含浸液。
68.将基布放卷，浸入含浸槽装有的适量水性聚氨酯阻燃含浸液中，经过3道含浸辊，再经过压辊挤压(间隙为基布厚度的85％)，最后经过烘箱干燥卷取制成成品，干燥温度125
‑
135℃，车速7
‑
8米/分。
69.实施例4
70.将100kg水性聚氨酯含浸树脂与258kg软水搅拌混合5
‑
10分钟，转速300
‑
500转每分钟，再加入255kg阻燃粉，高速搅拌均匀15
‑
25分钟，转速控制在800
‑
1000转每分钟，再加入19.5kg润湿剂、8.8kg固化剂、6.3kg消泡剂和4kg水性色浆搅拌均匀10
‑
15分钟，加入增稠剂增稠至1500
‑
2000cps，转速控制在400
‑
600转每分钟，配制成水性聚氨酯阻燃含浸液。
71.将基布放卷，浸入含浸槽装有的适量水性聚氨酯阻燃含浸液中，经过3道含浸辊，再经过压辊挤压(间隙为基布厚度的80％)，最后经过烘箱干燥卷取制成成品，干燥温度120
‑
130℃，车速6
‑
7米/分。
72.以上实施例得到的成品，经检验，烟密度均小于等于150，氧指数达到30以上，硬度测试达到80以上，主要可用作动车用地垫革，安全可靠。在其他一些实施例中，以上配方的剂量和构成成分可以调整，不限定为上述实施例，比如，水性色浆在一些实施例中可以省略，消泡剂、润湿剂、固化剂等助剂的剂量受到生产加工工艺的影响，可以不限定在本发明提出的较佳配方范围内，比如含浸辊配置振动模块达到消除气泡的效果时，消泡剂的剂量可以减少或不添加等。
73.综上，本发明提供的水性阻燃动车用地垫革的制备方法，以水性聚氨酯为粘合剂，经济环保，设计高含量阻燃成分充分覆盖基布表层并填充内部间隙，使成品可以做到离火熄灭，非常安全；本发明采用含浸、挤出、干燥工艺路线，生产工艺简单，节省能耗和人员，适于工业化生产。
74.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。