Покрытие для поверхности состава каучук-полиолефин
Изобретение относится к покрытию для пола состава каучук-полиолефин и способу его получения. Покрытие для поверхности включает от 5 до 50 мас./мас.% термопластичного материала, выбранного из группы, включающей полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы, иономер или сополимер этилена с метилметакрилатом, сополимер этилена с акриламидом, полистирол, сополимеры этилена с бутилакрилатом, этилена с метилакрилатом, этилена с винилацетатом, этилена с октаном, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, полибутилен и их смеси, от 5 до 50 мас./мас.% эластомерного материала, выбранного из группы, включающей стирол-бутадиеновый каучук, нитрил-бутадиеновый каучук, натуральный каучук, изопреновый каучук, этилен-пропиленовый каучук и их смеси, от 5 до 20 мас./мас.% смолы с большим содержанием стирола, от 25 до 70 мас./мас.% наполнителя и от 1 до 10 мас./мас.% вулканизирующей системы. Способ осуществляют смешением термопластичного материала, эластомерного материала, смолы с большим содержанием стирола, наполнителя, вулканизирующей системы, каландирования смеси с получением по меньшей мере двух каландированных листов, гранулирования этих листов с получением гранул, смешивания указанных гранул и получения мраморовидного покрытия для поверхности с помощью этих гранул и вулканизации эластомерного материала. Технический результат - получения покрытия с улучшенным сопротивлением раздиру и стойкости к образованию пятен. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к покрытию для пола состава каучук-полиолефин (ПО).
Уровень техники
Стандартные покрытия для пола хорошо известны общественности. Основными преимуществами таких покрытий для пола являются стабильность их размеров, отсутствие деформации и относительно высокая стойкость к истиранию. Однако недостатками каучуковых покрытий для пола являются низкие сопротивления раздиру и стойкость к образованию пятен, и они также чувствительны к царапанию. Другим недостатком является запах.
Стандартная каучуковая композиция обладает следующим составом:
| каучук | 20-32% |
| наполнитель (глина + силикаты) | 63% |
| вулканизирующий агент + технологические добавки | 5-7%. |
Объект изобретения
Объектом настоящего изобретения является покрытие для поверхности, улучшенное с точки зрения сопротивления раздиру и стойкости к образованию пятен.
Краткое изложение сущности изобретения
В контексте настоящего изобретения покрытие для поверхности включает от 5 до 50 мас./мас.% эластомерного материала, от 5 до 50 мас./мас.% термопластичного материала, от 25 до 70 мас./мас.% наполнителя и от 1% до 10 мас./мас.% вулканизирующей системы.
Примерами вулканизирующей системы являются ТББС (трет-бутилбензотиазолсульфенамид), ДБДЦ (дибензилдитиокарбамат цинка), ЦБС (циклогексилбензотиазилсульфонамид), сера, стеариновая кислота и оксид цинка.
Такие покрытия для поверхности обладают более значительными сопротивлением раздиру и стойкостью к образованию пятен, чем традиционные каучуковые покрытия для поверхности.
Дополнительным преимуществом покрытий для поверхности каучук-ПО, предлагаемых в настоящем изобретении, является то, что листы и плитки можно герметизировать путем их сварки по швам, что является обычным для покрытия для пола на основе ПВХ, но невозможно в случае стандартного каучукового покрытия для пола.
Исследования состава показали, что содержание термопластичного материала должно составлять от 5 до 50%, содержание эластомера должно составлять от 5 до 50% и содержание наполнителя - от 25 до 70%. Используется вулканизирующая система традиционного типа.
Применение в композициях указанных ниже термопластичных полимеров или их смесей является особенно предпочтительным и улучшает определенные характеристики готового продукта:
ПЭСВММ (полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы): улучшает поверхность покрытия для пола.
Сополимер кислоты (такой как этилен/метилметакрилат, этилен/акриламид) или тройной сополимер: улучшает сопротивление раздиру и стойкость к царапанию и обеспечивает низкое трение.
Иономер: улучшает стойкость к царапанию и сопротивление раздиру и обеспечивает низкое трение. В качестве иономеров могут использоваться иономеры марки Surlyn® от DuPont Company, в частности Swlyn® 8320-сополимер этилен/метакриловая кислота (Э/МАК), где кислотные группы МАК частично нейтрализованы ионами натрия, или Surlyn® 9120, где кислотные группы МАК частично нейтрализованы ионами цинка.
Полистирол: улучшает стойкость к царапанию и к истиранию.
Акрилат: ЭБА (сополимер этилена с бутилакрилатом) улучшает сопротивление раздиру и обеспечивает низкое трение.
ЭМА (сополимер этилена с метилакрилатом) улучшает сопротивление раздиру.
ЭВА (сополимер этилена с винилацетатом) улучшает сопротивление раздиру.
Сополимер этилена с октаном: улучшает сопротивление раздиру.
Кроме того, в продукт также можно включать ПВХ (поливинилхлорид), ПЭ (полиэтилен), ПП (полипропилен), полибутилен или их смеси.
Из исследованных термопластичных полимеров особенно предпочтительными являются иономеры, поскольку они приводят к лучшим характеристикам покрытия для пола. Они еще больше улучшают сопротивление раздиру, трение и стойкость к царапанию покрытия для пола. Прибавление от 5 до 50 мас./мас.% иономеров, предпочтительно - от 15 до 20% приводит к наилучшим результатам.
Указанные ниже эластомерные материалы (каучуки) пригодны для применения в контексте настоящего изобретения:
СБК (стирол-бутадиеновый каучук)
НБК (нитрил-бутадиеновый каучук)
НК (натуральный каучук)
ИК (изопреновый каучук)
ЭППК (этилен-пропиленовый каучук).
Все типы каучуков улучшают стабильность размеров и уменьшают деформацию, поскольку вследствие вулканизации полимерные цепи сшиваются.
Первые исследования показали, что вследствие высокой вязкости при высокой температуре затруднительно получить композицию путем простого смешивания различных компонентов. Значительное улучшение обрабатываемости наблюдалось при добавлении полимера ЭБА и/или при добавлении смолы с большим содержанием стирола (СБК с большим содержанием связанного стирола, таким как составляющее от 50 до 85%, предпочтительно - от 55 до 75%), предпочтительно - в количествах, составляющих от 5 до 20 мас./мас.%, более предпочтительно - от 7 до 15 мас./мас.%.
Для снижения трения при производстве также оказалось полезным прибавление силиконов, например полиметилсилоксана, от 0,5 до 5 мас./мас.%, предпочтительно - от 1,5 до 2,5 мас./мас.%.
Для дополнительного увеличения стойкости к царапанию и улучшения других характеристик на покрытие для поверхности может быть дополнительно нанесено наружное покрытие, содержащее дисперсию ПУ (полиуретан), раствор ПУ, двухкомпонентный ПУ, ПУ-акрилат, эпоксиакрилат, сложный полиэфиракрилат, простой полиэфиракрилат, силиконакрилат или их смесь.
В предпочтительном варианте осуществления наружное покрытие включает дисперсию ПУ-акрилата на водной основе, отверждающуюся УФ-излучением, обладающую содержанием сухого вещества, равным от 5 до 80 мас./мас.%, предпочтительно - от 20 до 60 мас./мас.%.
Наружное покрытие обычно обладает толщиной, равной от 0,5 до 100 мкм.
Подробное описание с использованием чертежей
Настоящее изобретение станет понятнее из последующего описания неограничивающего варианта осуществления, приведенного со ссылкой на прилагаемый к описанию чертеж, на котором приведена блок-схема способа получения.
Типичные составы продукта, предлагаемого в настоящем изобретении, приведены ниже:
| Материал | Пример 1 (%) | Пример 2 (%) | Пример 3 (%) |
| СБК, содержащий 23% стирола | 21 | - | 15 |
| Натуральный каучук | - | - | 6 |
| НБК | - | 35 | - |
| Смола с большим содержанием стирола (62% стирола) | 9 | - | 9 |
| Наполнитель (мел/глина/диоксид кремния/доломит) | 45 | 50 | 45 |
| Иономер | 15 | 10 | 20 |
| ЭБА | 5 | - | - |
| Технологические добавки, вулканизирующая система | 5 | 5 | 5 |
Используется вулканизирующая система традиционного типа.
Способ получения однородного покрытия для пола типа каучук-ПО описан ниже применительно к чертежу.
Из аппарата для приготовления каучуковой смеси поступает одноцветная смесь в форме листа. Три листа разного цвета гранулируют и каландрируют на валковой мельнице и получают мраморовидный лист. На этой стадии материал не подвергается вулканизации, поэтому температура валковой мельницы должна быть ниже 130°С. Технологические параметры валковой мельницы таковы: скорость: 5-10 м/мин, температура: <130°С.
После этого изготовленный таким образом лист гранулируют с получением гранул подходящего размера (например, от 0,1 до 40 мм). Гранулы распределяют по стальной ленте двухленточного пресса и прессуют в многоцветный мраморовидный лист. На этой стадии материал вулканизуют. Температура зоны нагрева ленточного пресса превышает 130°С, при этой температуре действует вулканизирующая система. Установлены следующие технологические параметры двухленточного пресса: давление: 3-20 бар, температура: 130-200°С, скорость: >2 м/мин.
Ниже характеристики стандартного каучукового покрытия для пола сопоставлены с характеристиками покрытия для пола каучук-ПО, предлагаемого в настоящем изобретении.
| Каучуковое покрытие для пола | Каучук-ПО покрытие для пола | Требующееся значение | |
| Трение | 2,3-2,6 | 1,5 | 1,35-2,0 |
| Сопротивление раздиру (Н) | 10 | 30-35 | >30 |
| Стойкость к царапанию (Н) | |||
| - видимая | 1 | 1-2 | 2-3 |
| - на ощупь | 2 | 4 | 3-4 |
| Стойкость к образованию пятен | |||
| - воды | 2,1 | 4,7 | 4 |
| - спирта | 1,0 | 1,3 | 1 |
| - масла | 1,8 | 1,7 | 1,5-2 |
| Испытание на износ с помощью роликового прибора (частичное, без использования клея) при 25000 оборотов | Соответствует требованиям | Соответствует требованиям | Соответствие требованиям |
1. Покрытие для поверхности, включающее от 5 до 50 мас./мас.% термопластичного материала, выбранного из группы, включающей полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы, иономер или сополимер этилена с метилметакрилатом, сополимер этилена с акриламидом, полистирол, сополимеры этилена с бутилакрилатом, этилена с метилакрилатом, этилена с винилацетатом, этилена с октаном, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, полибутилен и их смеси, от 5 до 50 мас./мас.% эластомерного материала, выбранного из группы, включающей стирол-бутадиеновый каучук, нитрил-бутадиеновый каучук, натуральный каучук, изопреновый каучук, этилен-пропиленовый каучук и их смеси, от 5 до 20 мас./мас.% смолы с большим содержанием стирола, от 25 до 70 мас./мас.% наполнителя и от 1 до 10 мас./мас.% вулканизирующей системы.
2. Покрытие для поверхности по п.1, в котором покрытие для поверхности дополнительно включает от 0,5 до 5 мас./мас.% силиконов, предпочтительно - от 1,5 до 2,5 мас./мас.% силиконов.
3. Покрытие для поверхности по п.1, в котором покрытие для поверхности включает от 5 до 50 мас./мас.% иономеров, предпочтительно от 15 до 20 мас./мас.% иономеров.
4. Покрытие для поверхности по п.1, в котором покрытие для поверхности содержит наружное покрытие, включающее дисперсию ПУ (полиуретан), раствор ПУ, двухкомпонентный ПУ, ПУ-акрилат, эпоксиакрилат, сложный полиэфиракрилат, простой полиэфиракрилат, силиконакрилат или их смесь.
5. Покрытие для поверхности по п.4, в котором наружное покрытие включает дисперсию ПУ-акрилата на водной основе, отверждающуюся УФ-излучением, обладающую содержанием сухого вещества, равным от 5 до 80 мас./мас.%, предпочтительно от 20 до 60 мас./мас.%.
6. Покрытие для поверхности по п.4, в котором наружное покрытие обладает толщиной, равной от 0,5 до 100 мкм.
7. Способ получения покрытия для поверхности, включающий следующие стадии:
а) смешивания от 5 до 50 мас./мас.% термопластичного материала, выбранного из группы, включающей полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы, иономер или сополимер этилена с метилметакрилатом, сополимер этилена с акриламидом, полистирол, сополимеры этилена с бутилакрилатом, этилена с метилакрилатом, этилена с винилацетатом, этилена с октаном, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, полибутилен и их смеси, от 5 до 50 мас./мас.% эластомерного материала, выбранного из группы, включающей стирол-бутадиеновый каучук, нитрил-бутадиеновый каучук, натуральный каучук, изопреновый каучук, этилен-пропиленовый каучук и их смеси, от 5 до 20 мас./мас.% смолы с большим содержанием стирола, от 25 до 70 мас./мас.% наполнителя и от 1 до 10 мас./мас.% вулканизирующей системы,
б) каландрирования указанной смеси при температуре и давлении, при которых эластомерный материал не вулканизируется, с получением по меньшей мере двух каландрированных листов,
в) гранулирования этих листов с получением гранул,
г) смешивания указанных гранул и получения мраморовидного покрытия для поверхности с помощью этих гранул и вулканизации эластомерного материала.
8. Способ по п.7, в котором способ дополнительно включает следующие стадии:
в1) получения мраморовидного листа из гранул,
в2) гранулирования указанного мраморовидного листа с получением гранул.
9. Способ по п.8, в котором получение мраморовидного покрытия для поверхности на стадии г) включает нанесение гранул на пресс двухленточного типа и прессование и вулканизацию гранул с получением покрытия для поверхности.
