Синтетическое напольное покрытие, пригодное для повторного использования
Изобретение относится к полимерной композиции, пригодной для изготовления синтетических напольных покрытий, включающей 75-90 мас.% минерального наполнителя, 5-20 мас.% поливинилхлорида и 5-15 мас.% добавок, причем по меньшей мере 50 мас.% поливинилхлорида является поливинилхлоридом, пригодным для повторного использования, и по меньшей мере 50 мас.% добавок является эпоксидированным соевым маслом. Изобретение также относится к способу изготовления такой композиции, применению такой композиции для изготовления синтетических напольных покрытий, в частности виниловой плитки (VCT), и к синтетическому напольному покрытию, полученному из такой полимерной композиции, в частности виниловой плитке. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области синтетических напольных покрытий, в частности поливинилхлоридному (ПВХ) напольному покрытию и более конкретно к плитке из виниловой композиции (виниловая плитка) (VCT). Более конкретно оно относится к таким напольным покрытиям, которые пригодны для повторного использования и которые имеют высокое содержание переработанных и/или пригодных для повторного использования материалов и материалов, полученных из возобновляемых ресурсов.
Известный уровень техники
Виниловые напольные покрытия являются популярными материалами для полов на протяжении многих лет. Виниловые напольные покрытия доступны, в частности, в виде плитки или листовой форме. Продукты в форме плитки часто подразделяют на твердые виниловые плитки и виниловые плитки с печатным рисунком, которые имеют относительно высокое содержание виниловых смол, и плитки из виниловой композиции (VKT), которая включает в основном минеральный наполнитель, такой как известняк и/или глину в сочетании с виниловой смолой.
В качестве готовых напольных покрытий VKT широко используется в коммерческих, ведомственных и общественных зданиях, таких как, например, торговые центры, школы, медицинские учреждения, выставочные и конференц-центры, общественные здания, частные офисные здания, спортивные сооружения и т.п. VKT является прочной, простой в обслуживании и более влагостойкой, чем многие альтернативные материалы напольного покрытия. VKT также является упругой поверхностью напольного покрытия, поскольку материал обеспечивает некоторый обратный ход или упругие свойства при сжатии.
Несмотря на долговечность, плитка из виниловой композиции может, в конечном счете, разрушаться после длительного использования и затем требует замены. Ранее старую или использованную плитку из виниловой композиции захоранивали. Значительное количество виниловой плитки было использовано для покрытия поверхностей полов в ряде больших зданиях. Таким образом, может образовываться значительное количество отходов плитки из виниловой композиции при замене старого напольного покрытия. Захоронение использованной виниловой плитки может быть предметом законов, нормативных актов и/или постановлений. Поскольку некоторые требования к захоронению могут ограничить или строго контролировать захоронение VKT, удаление отходов, таким образом, может быть проблематичным и/или дорогостоящим.
Одним из основных препятствий для обеспечения вторичной переработки виниловых напольных покрытий является наличие существенного количества добавок, таких как пластификаторы, стабилизаторы, смазывающие вещества, технологические добавки, регуляторы рН, смачивающие агенты, диспергаторы, пеногасители, загустители и т.п. Некоторые из этих добавок являются летучими органическими соединениями и соответственно в последнее время служат предметом для контроля.
В то время как виниловые напольные покрытия являются довольно экономичным решением напольного покрытия, возможности для снижения расходов по-прежнему представляют интерес. В этой связи использование переработанных материалов представляет особый интерес, поскольку такие материалы экономичны, доступны в больших количествах и их применение способствует сокращению объема отходов. В частности, ПВХ смолы, полученные из переработанных отходов ПВХ, могут быть использованы для изготовления синтетических напольных покрытий низкой стоимости. Кроме того, интересно использовать ресурсы, которые доступны в пределах определенной местности и, следовательно, не требуют транспортировки.
Однако рецептуры, включающие вторичный ПВХ, не обладают оптимальными свойствами, в частности в отношении стойкости к истиранию.
Техническая проблема
Настоящее изобретение направлено на создание синтетических напольных покрытий, в частности, ПВХ напольных покрытий, таких как плитка из виниловой композиции (VKT), которая подлежит вторичной переработке. Другой целью является создание такого напольного покрытия с высоким содержанием переработанных и/или пригодных к вторичной переработке материалов и материалов, полученных из возобновляемых ресурсов, и с низким содержанием летучих органических соединений (ЛОС). Также целью является создание композиции для изготовления синтетических напольных покрытий, содержащих дешевые и доступные в пределах определенной местности ингредиенты. Наконец, также целью является создание синтетического напольного покрытия с удовлетворительными свойствами, в частности, в отношении стойкости к истиранию.
Решение проблемы
Неожиданно было установлено, что вышеуказанные технические проблемы могут быть решены в соответствии с изобретением путем использования полимерной композиции, включающей 75-90% масс. минерального наполнителя, 5-20% масс. поливинилхлорида и 5-15% масс. добавок, характеризующейся тем, что:
по меньшей мере 50% масс. поливинилхлорида являются переработанным поливинилхлоридом; и
по меньшей мере 50% масс. добавок являются эпоксидированным соевым маслом.
Действительно, хотя, по меньшей мере, половина ПВХ в этой рецептуре заменено на переработанный ПВХ, полимерная композиция, как определено выше, может быть превращена в пригодное для вторичной переработки синтетическое напольное покрытие с удовлетворительными свойствами.
При использовании вышеуказанной рецептуры было установлено, в частности, что эпоксидированное соевое масло, которое имеет природное происхождение и, таким образом, представляет собой легко доступный возобновляемый ресурс, может преимущественно заменить часть или все обычно добавляемые пластификаторы и стабилизаторы. Соответственно присутствие синтетических добавок в композиции снижается и преимуществом напольного покрытия является возможность переработки для вторичного использования. Кроме того, рецептура меньше содержит летучих органических соединений (ЛОС) и, таким образом, дает продукт, который является более экологически чистым.
Краткое изложение существа изобретения
В соответствии с первым аспектом изобретение относится к полимерной композиции, пригодной для изготовления синтетических напольных покрытий, включающей 75-90% масс. минерального наполнителя, 5-20% масс. поливинилхлорида и 5-15% масс. добавок, характеризующейся тем, что:
по меньшей мере 50% масс. поливинилхлорида является переработанным поливинилхлоридом; и
по меньшей мере 50% масс. добавок являются эпоксидированным соевым маслом.
Предпочтительно, регенерированный поливинилхлорид является переработанным блистерным поливинилхлоридом. Более предпочтительной является такая композиция, в которой по меньшей мере 75% масс. поливинилхлорида составляет переработанный поливинилхлорид.
Предпочтительно полимерная композиция дополнительно включает 2,5-5% масс. эпоксидированного масла соевых бобов.
Более предпочтительно полимерная композиция включает 80-90% масс. минерального наполнителя. Предпочтительной является композиция, в которой минеральный наполнитель включает доломит. Особенно предпочтительной является такая композиция, которая дополнительно включает тальк.
В соответствии с предпочтительным осуществлением, полимерная композиция согласно изобретению включает:
- 80-90% масс. минерального наполнителя;
- 5-10% масс. переработанного ПВХ;
- 2,5-5% масс. эпоксидированного соевого масла;
- 1-5% масс. ПВХ;
- 0,5-1,5% масс. пигмента; и
- до 11% масс. одной или нескольких добавок, выбранных из пластификаторов, стабилизаторов, смазок, технологических добавок, регуляторов рН, смачивающих агентов, диспергирующих агентов, пеногасителей и загустителей.
Особенно предпочтительная рецептура включает в качестве дополнительной добавки 0-3% масс. смазывающего вещества, такого как углеводородные смолы.
В соответствии со вторым аспектом изобретение относится к способу изготовления синтетических напольных покрытий, включающему следующие стадии:
(I) приготовления полимерной композиции, раскрытой выше;
(II) превращения указанной композиции в плитки или листы путем термоформования.
Стадию (II) вышеуказанного способа предпочтительно осуществляют путем каландрирования, формовки или экструзии.
В соответствии с третьим аспектом изобретение относится к применению композиции, раскрытой выше, для изготовления синтетического напольного покрытия, в частности, плитки из виниловой композиции (VKT).
В соответствии с четвертым аспектом изобретение относится к синтетическим напольным покрытиям, изготовленным из полимерной композиции, раскрытой выше, в частности, в виде плитки из виниловой композиции (VKT).
Подробное описание
Настоящее изобретение относится к синтетическим напольным покрытиям, которые пригодны для вторичной переработки, и которые включают высокое содержание переработанных и/или пригодных для вторичного использования материалов или материалов из возобновляемых ресурсов.
Полимерная композиция по изобретению, используемая для изготовления синтетического напольного покрытия, включает в качестве основного компонента наполнитель, затем связующее, обычно полимер, такой как поливинилхлорид (ПВХ), и другие добавки, такие как пластификаторы, стабилизаторы, смазочные материалы или пигменты.
Неожиданно было установлено, что такие синтетические напольные покрытия могут быть получены с использованием полимерной композиции, в которой, по меньшей мере, 50% масс. поливинилхлорида является переработанным поливинилхлоридом и, по меньшей мере, 50% масс. добавок является эпоксидированным соевым маслом.
Для того чтобы придать композиции полимера подходящую жесткость и другие свойства, композиция включает в качестве первого и основного компонента наполнитель.
В рамках настоящего изобретения термин "наполнитель" означает инертное соединение, в частности, минеральное соединение. Химическая природа и размер частиц наполнителя конкретно не ограничены в настоящем изобретении. Однако наиболее часто наполнители выбирают из карбоната кальция, карбоната кальция магния, такого как доломит, талька, волластонита и диоксида кремния. Предпочтительным наполнителем в настоящей полимерной композиции является доломит, иногда совместно с тальком, поскольку он экономичен и легкодоступен и обеспечивает превосходные свойства.
Особенно предпочтительная полимерная композиция включает 75-90% масс. в частности, 80-88 и более конкретно 82-86% масс. такого минерального наполнителя.
Особенно предпочтительная полимерная композиция включает 80-84% масс. доломита и 1-3% талька.
Вторым компонентом полимерной композиции является связующее, которое в настоящем изобретении является связующим на основе поливинилхлорида.
Полимерная композиция включает 5-20, предпочтительно 6-15 и более конкретно 8-12% масс. поливинилхлорида (ПВХ).
Одним из основных преимуществ настоящего изобретения является высокое содержание переработанного ПВХ, который может быть включен в рецептуру.
Переработанный ПВХ является коммерчески доступным, в частности, в виде гранул или порошка. Подходят обе формы. Особенно предпочтительным является переработанный блистерный ПВХ.
Предпочтительно, по меньшей мере, 50% масс., предпочтительно, по меньшей мере, 70% масс. и, в частности, по меньшей мере, 75% масс. поливинилового компонента полимерной композиции, пригодной для изготовления синтетического напольного покрытия, пригодного для вторичного использования, составляет переработанный ПВХ.
Третий компонент полимерной композиции состоит из добавок. В принципе, такая полимерная композиция может включать большое количество различных добавок, таких как пластификаторы, стабилизаторы, пигменты, смазочные материалы, технологические добавки, регуляторы рН, смачивающие агенты, диспергаторы, пеногасители и загустители.
Однако, поскольку переработанный ПВХ уже включает добавки, как правило, требуется добавление лишь незначительных количеств других добавок. Кроме того, выбор эпоксидированного соевого масла позволяет еще больше снизить количество добавленных синтетических соединений. Действительно, эпоксидированное соевое масло может действовать в качестве пластификатора и стабилизатора, в то же время оно имеет растительное происхождение и таким образом является возобновляемым материалом.
Преимущественно полимерная композиция включает 1-15% масс., предпочтительно 2-12,5 и, в частности, 2-10% масс. добавок. Однако в соответствии с предпочтительным осуществлением полимерная композиция включает не более 5% масс., предпочтительно не более 4% масс. и, в частности, не более 3% масс. синтетических невозобновляемых добавок.
В частности, полимерная композиция предпочтительно совсем не включает дополнительного летучего органического соединения, такого как добавленный пластификатор. Однако в конкретных случаях может быть указано дополнительное добавление пигментов, стабилизаторов и/или технологических добавок к рецептуре. Дополнительные добавки могут, таким образом, включать, в частности, пигмент и смазывающее вещество, такое как углеводородная смола.
Для создания декоративного цвета и рисунка полимерная композиция обычно включает 0,5-1,5% масс. пигмента, который может быть выбран среди пигментов, обычно используемых в данной области техники.
Таким образом, чтобы облегчить изготовление и повысить гибкость продукта, полимерная композиция может дополнительно включать смазывающий агент, такой как углеводородная смола. Такой смазочный материал может присутствовать в полимерной композиции, в частности, в количестве 0,5-3% масс.
Преимущественно полимерная композиция согласно изобретению включает
- 75-90% масс, в частности, 80-88, и более конкретно 82-86% масс, минерального наполнителя;
- 5-20% масс., 5-20 предпочтительно 6-15 и более конкретно 8-12% масс. поливинилхлорида; и
- 2-15% масс., предпочтительно 5-10% масс. добавок, причем добавки включают:
по меньшей мере, 50% масс. эпоксидированного соевого масла;
10-25, предпочтительно 15-30% масс. пигмента; и
до 40, предпочтительно 5-25% масс. одной или нескольких добавок, выбранных из пластификаторов, стабилизаторов, смазок, технологических добавок, регуляторов рН, смачивающих агентов, диспергаторов, пеногасителей и загустителей.
Пигмент в полимерной композиции, предпочтительно представляет собой белый минеральный пигмент, такой как диоксид титана. Предпочтительные пигменты имеют средний размер частиц 0,01-10, предпочтительно 1,1-1 мкм.
Наиболее предпочтительно полимерная композиция по настоящему изобретению включает:
- 80-84% масс. доломита;
- 5-10% масс. переработанного поливинилхлорида (ПВХ);
- 2,5-5% масс. эпоксидированного соевого масла;
- 1-5% масс. поливинилхлорида;
- 1-3% масс. талька;
- 0-3% масс. углеводородной смолы; и
- 0,5-1,5% масс. пигмента.
В соответствии со вторым аспектом изобретение относится к способу изготовления синтетического напольного покрытия, включающему следующие стадии:
(I) приготовления полимерной композиции, раскрытой выше;
(II) превращения указанной композиции в плитки или листы путем термоформования.
Стадию (II) вышеуказанного способа предпочтительно осуществляют путем каландрирования, формовки или экструзии.
В соответствии с третьим аспектом изобретение относится к применению композиции, раскрытой выше, для изготовления синтетического напольного покрытия, в частности, плитки из виниловой композиции (VKT).
Производство таких напольных покрытий хорошо известно в данной области техники. Преимущественно полимерная композиция в соответствии с настоящим изобретением может быть использована в способах, не требующих какой-либо модификации.
В соответствии с четвертым аспектом изобретение относится к синтетическим напольным покрытиям, изготовленным из полимерной композиции, раскрытой выше, в частности, в виде плитки из виниловой композиции (VKT).
Напольное покрытие, изготовленное таким образом является экономичным, поскольку используют переработанные и возобновляемые ресурсы. Ресурсы являются дешевыми и доступными на местном уровне продуктами. Они включают пониженное количество летучих органических соединений, что делает их пригодными для многих применений. Наконец, они могут быть переработаны после использования, способствуя тем самым их замене и снижению воздействия на окружающую среду.
Далее изобретение будет описано более подробно в следующем примере.
Примеры
Пример 1
Приготовление синтетических напольных покрытий
Декоративную плитку из виниловой композиции (VKT) в качестве синтетического напольного покрытия изготавливают следующим образом.
Лист на основе переработанного ПВХ получают смешиванием в валковой мельнице 82,18% масс. доломита, 7,5 частей масс. переработанного ПВХ (переработанный блистерный ПВХ), 3,67% масс. эпоксидированного соевого масла, 2,5% масс. ПВХ S-сополимера, 2% масс. талька, 1,3% масс. углеводородной смолы и 0,85% масс. пигмента при 160-190°С и вальцевании до толщины 0,5 мм.
Напольное покрытие изготавливают отверждением сборки слоя поверхности листа на верхней части слоя листа-подложки, приложением давления и прессованием в прессе и предварительным нагревом до температуры 140- 170°С
Синтетическое напольное покрытие, изготовленное в примере 1, показало весьма удовлетворительные свойства, в частности, с точки зрения стойкости к истиранию, и, таким образом, не требует добавления стеклянных шариков.
Напольное покрытие из ПВХ изготавливается из полимерной композиции, включающей ингредиенты, которые являются дешевыми и доступными на местном уровне. Полимерная композиция действительно включает более 95% масс. переработанных, пригодных для повторного использования или возобновляемых материалов и имеет низкое содержание добавленных летучих органических соединений (ЛОС). Полученное напольное покрытие далее пригодно для повторного использования. Таким образом, настоящее изобретение относится к дешевому синтетическому напольному покрытию с существенно уменьшенным воздействием на окружающую среду.
1. Полимерная композиция, пригодная для изготовления синтетических напольных покрытий, включающая 75-90 мас.% минерального наполнителя, 5-20 мас.% поливинилхлорида и 5-15 мас.% добавок, характеризующаяся тем, что:
по меньшей мере 50 мас.% поливинилхлорида представляет собой переработанный поливинилхлорид; и
по меньшей мере 50 мас.% добавок представляет собой эпоксидированное соевое масло.
2. Полимерная композиция по п. 1, в которой переработанный поливинилхлорид представляет собой переработанный блистерный ПВХ.
3. Полимерная композиция по п. 1, в которой по меньшей мере 75 мас.% поливинилхлорида представляет собой переработанный поливинилхлорид.
4. Полимерная композиция по п. 1, включающая 2,5-5% мас.% эпоксидированного масла соевых бобов.
5. Полимерная композиция по п. 1, включающая 80-90 мас.% минерального наполнителя.
6. Полимерная композиция по п. 1, в которой минеральный наполнитель включает доломит.
7. Полимерная композиция по п. 1, включающая:
- 80-90 мас.% минерального наполнителя;
- 5-10 мас.% переработанного ПВХ;
- 2,5-5 мас.% эпоксидированного соевого масла;
- 1-5 мас.% ПВХ;
- 0,5-1,5 мас.% пигмента; и
- до 11 мас.% одной или нескольких добавок, выбранных из пластификаторов, стабилизаторов, смазок, технологических добавок, регуляторов рН, смачивающих агентов, диспергаторов, пеногасителей и загустителей.
8. Полимерная композиция по п. 7, в которой рецептура включает в качестве дополнительной добавки 0-3 мас.% смазывающего вещества.
9. Полимерная композиция по п. 8, в которой смазывающее вещество представляет собой углеводородную смолу.
10. Полимерная композиция по п. 8, в которой технологическая добавка представляет собой тальк.
11. Полимерная композиция по п. 9, в которой технологическая добавка представляет собой тальк.
12. Способ изготовления синтетического напольного покрытия, включающий следующие стадии:
(i) приготовление полимерной композиции по любому из пп. 1-11;
(ii) превращение указанной композиции в плитку или листы путем термоформования.
13. Способ по п. 11, в котором стадию (ii) осуществляют путем каландрирования, формовки или экструзии.
14. Применение композиции по любому из пп. 1-11 для изготовления синтетического напольного покрытия, в частности плитки из виниловой композиции (VCT).
15. Синтетическое напольное покрытие, изготовленное из полимерной композиции по любому из пп. 1-11.
16. Синтетические напольные покрытия по п. 15, выполненные в виде плитки из виниловой композиции (VCT).
