採用橡膠溶膠的pvc－橡膠地板及其生產方法
2023-05-30 18:38:16
專利名稱：採用橡膠溶膠的pvc－橡膠地板及其生產方法
技術領域：
本發明涉及採用橡膠溶膠的PVC-橡膠地板及生產該地板的方法。更具體而言，本發明涉及採用橡膠溶膠以實現橡膠的分散和反應的PVC-橡膠地板，及通過使橡膠溶膠與PVC溶膠混合和反應的鑄塑法以生產PVC-橡膠地板的方法。
背景技術：
通常，常規橡膠地板是通過壓延模製法、利用硫化/交聯的硫化法、或利用聚氯乙烯(PVC)和改性橡膠之間的相互作用的熔融法來生產的。
單獨由橡膠製成的橡膠地板的缺點在於需要複雜的生產工藝和相當長的生產時間。這些缺點由於附加的硫化而變得愈加嚴重。為了克服上述缺點，橡膠與高流動性的聚氯乙烯(PVC)樹脂進行混合。然而，由於橡膠的固有特性，其不同於PVC，不易於被增塑劑溶脹或與增塑劑混合。雖然橡膠成功地與增塑劑混合，但是橡膠與含有增塑劑的PVC溶膠不良的相容性，使其難以獲得所期望的物理性質。
韓國專利公開第2003-18670號披露了一種包括含有PVC和橡膠的彈性泡沫層的地板裝飾材料。然而，根據該地板裝飾材料，由於彈性泡沫層是通過PVC與橡膠簡單混合而形成，所以如上所述，橡膠基本上與PVC溶膠不相容。
韓國專利第439313號披露了一種使用與橡膠成分共聚合的改性烯烴樹脂而增強了固著性能的地板。但是，這種改性烯烴樹脂的價格高，從而導致地板的生產成本顯著提高。壓延也已用作生產地板的方法。當與使溶膠轉變為凝膠的鑄塑法相比，壓延在總生產線速度和生產效率方面是不利的。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種採用可與PVC溶膠混合和反應、同時保持橡膠固有特性的橡膠溶膠的PVC-橡膠地板，從而使該PVC-橡膠地板具有優於常規橡膠地板的物理性質。
本發明的另一個目的是提供一種生產線速度可被提高和生產效率可達最大的生產PVC-橡膠地板的方法。
為了實現上述目的，根據本發明的一種技術方案，提供包括至少一層由PVC溶膠和橡膠溶膠混合物鑄塑形成的凝膠層的多層PVC-橡膠地板。
本發明中所使用的橡膠溶膠是通過碾磨增塑劑和天然或合成橡膠的混合物而製得的增塑劑-橡膠混合溶膠，其中天然或合成橡膠具有與增塑劑相類似的溶解度參數。這種碾磨能使橡膠增塑和分散。在本發明中，丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)、丁二烯橡膠(BR)或苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)可用作橡膠。該橡膠溶膠與PVC塑性溶膠溶混性高。
除了具有未反應基團的橡膠外，橡膠溶膠包含過氧化物交聯劑和其它添加劑。在橡膠分散於PVC溶膠中之後，通過加熱來實現橡膠的部分交聯和PVC的凝膠化，以使橡膠與PVC結合。
本發明中所使用的PVC溶膠包含聚合度為500～4,000且優選1,500～4,000的PVC樹脂。使用高分子量的PVC樹脂，以確保與橡膠溶膠的高相容性，並可解決橡膠固有的粘性問題和增塑劑的遷移問題。
根據本發明一種實施方案的多層PVC-橡膠地板包括從頂部按如下次序層疊的UV層、透明層、印刷層、上層、基層、下層、和底膠料層，其中這些層的至少一層通過鑄塑使PVC溶膠和橡膠溶膠的混合物凝膠化而形成。
根據本發明另一種實施方案的多層PVC-橡膠地板包括從頂部按如下次序層疊的UV層、透明層、印刷層、上層、基層、下層、底膠料層、和底墊層，其中這些層的至少一層通過鑄塑使PVC溶膠和橡膠溶膠的混合物凝膠化而形成。
根據本發明的另一種技術方案，提供一種生產多層PVC-橡膠地板的方法，該方法如下加入合成或天然橡膠、增塑劑、過氧化物-交聯劑和其它添加劑；通過碾磨分散該混合物而製得橡膠溶膠，其中用增塑劑使橡膠塑化和分散；通過鑄塑法使橡膠溶膠和高分子量的PVC溶膠的混合物凝膠化，以形成至少一層凝膠層；和層疊凝膠層以構成多層結構。
本發明地板的特徵在於，該地板利用溶膠-凝膠原理通過鑄塑法生產。因此，本發明的橡膠地板不同於通過硫化生產的橡膠地板、採用與橡膠成分共聚的改性聚合物樹脂生產的橡膠地板、採用橡膠和PVC的混合物通過熔融法生產的橡膠地板、和通過延壓法生產的橡膠地板。
為了與PVC溶膠進行溶膠-凝膠反應，根據製備橡膠溶膠的碾磨條件，本發明人已選擇能與添加劑相容的橡膠，且本發明人的關注點在於PVC和增塑劑的配方。
因此，本發明人已發現，通過使高分子量PVC、填料和其它添加劑與通過碾磨而使橡膠分散的橡膠-增塑劑溶膠混合，可解決橡膠固有的粘性問題和增塑劑遷移問題。
通過改變碾磨工藝條件和適當地選擇添加劑，橡膠可被溶脹，從而改善了橡膠溶膠和PVC溶膠之間的混溶性，使鑄塑法能夠應用。因此，本發明的PVC-橡膠地板可通過能使橡膠溶膠與PVC溶膠混合和反應的鑄塑法來生產。
在本發明中通過應用PVC溶膠-凝膠原理，生產線速度可提高，且生產效率可達到最大。另外，由於PVC-橡膠地板未通過利用硫化/交聯的硫化法生產，所以其沒有橡膠固有的硫黃味，並有利於廢物再循環。此外，由於包含在PVC溶膠中的橡膠反應，所以本發明的PVC-橡膠地板具有類似於橡膠的彈性和滑性。而且，本發明的PVC-橡膠地板已改善了物理性能，例如機械強度和耐磨性。
結合附圖，從下面的詳細描述，將更清楚地理解本發明的上述和其它目的、特徵和其它優點，其中圖1為根據本發明一種實施方案的PVC-橡膠地板的橫截面圖；和圖2為根據本發明另一種實施方案的PVC-橡膠地板的橫截面圖。
具體實施例方式
參考附圖，現在將更詳細地描述本發明。
圖1為根據本發明一種實施方案的PVC-橡膠地板的橫截面圖。該地板包括從頂部順序分層的表層10、基層20和底層30。表層10包括UV層11、透明層12、印刷層13、和上層14。底層30包括下層31和底膠料層32。
圖2為根據本發明另一種實施方案的PVC-橡膠地板的橫截面圖。該地板進一步包括層疊在圖1所示的底層30的底膠料層32下面的底墊層33。
在根據本發明實施方案的多層地板中，包括至少一層由PVC溶膠和橡膠溶膠的混合物鑄塑而形成的凝膠層。上層14和下層31可以是泡沫或非泡沫層。
圖1所示的PVC-橡膠地板按照下面步驟生產。
首先，將1～70％重量的橡膠，例如NBR、BR或SBR，通過碾磨分散在增塑劑中，以製備橡膠溶膠。為了實現橡膠的塑化、分散和交聯，優選加入添加劑，如過氧化物-交聯劑。
具體而言，在室溫下採用2桿軋輥(2-bone milling roll)來碾磨橡膠和增塑劑，以使增塑劑被充分吸附到橡膠上(第一次碾磨)，而後重複第一次碾磨(第二次碾磨)，從而製得橡膠溶膠。在碾磨過程中所使用的增塑劑為如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)的主增塑劑和如鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)的次級增塑劑以適當的混合比例的混合物。另外，加入如過氧化物的過氧化物-交聯劑和如碳酸鈣粒子與硫磺的其它添加劑。
橡膠含有未反應的基團，例如羧基(-COOH)。當橡膠溶膠與PVC溶膠混合時，橡膠被分散在PVC溶膠中。一旦加熱，PVC溶膠中所含有的PVC被固化於橡膠中，且同時由於過氧化物-交聯劑的作用而使橡膠的反應得以發生，從而使橡膠和PVC之間結合。
接著，將100重量份的PVC樹脂(聚合度500～4,000)、10～100重量份的增塑劑、1～20重量份的穩定劑、1～100重量份的顏料、1～300重量份的填料、1～200重量份的橡膠溶膠、和少量其它添加劑混合以製備PVC溶膠。而後，該溶膠被塗布在如玻璃纖維、紡犢皮紙、無機材料或紙的基底上，並在130～200℃以5～60m/min的速度凝膠化200秒，以形成基層20。此時，當在高於200℃的溫度下進行凝膠化時，橡膠可能變色。因此，應注意使凝膠化溫度保持在上述範圍內。
然後，在基層20上形成上層14。該上層14可以是使最終地板變柔軟的泡沫層或使最終地板變硬的非泡沫層。
泡沫層按下面方法製備，將100重量份的PVC樹脂(聚合度1,000～4,000)、1～200重量份的橡膠溶膠、10～100重量份的增塑劑、2～5重量份的作為起泡劑的偶氮二羧醯胺(azodicarboxylic amide)、2～4重量份的作為起泡促進劑的鋅化合物、1～3重量份的作為泡沫穩定劑的鋇-鋅化合物、1～5重量份的作為顏料的二氧化鈦、1～150重量份的作為填料的碳酸氫鈣、和0.1～1.5重量份的作為添加劑的降粘劑混合，以製備一溶膠；採用現有技術將該溶膠塗布在基層20上至0.1～0.3mm的厚度；而後在烘箱中於150～210℃以10～15m/min的速度使塗層溶膠凝膠化1～2分鐘。
非泡沫層按下面方法製備，將100重量份的PVC樹脂(聚合度1,000～4,000)、1～200重量份的橡膠溶膠、10～100重量份的增塑劑、2～7重量份的作為熱穩定劑的鋇-鋅化合物、和1～5重量份的作為添加劑用於增強長期耐低溫性的環氧樹脂(例如，豆油)混合，以製備一溶膠；採用現有技術將該溶膠塗布在基層20上至0.1～0.7mm的厚度；而後在烘箱中於130～210℃以10～50m/min的速度使塗層溶膠凝膠化30～180秒。
接著，印刷層13通過採用照相凹版、膠印油墨、旋轉篩或轉印紙在上層14上形成圖案而製得。
然後，透明層12在印刷層13上形成。具體而言，透明層12按下面方法製備，將100重量份的PVC樹脂(聚合度500～4,000)、1～200重量份的橡膠溶膠、10～120重量份的增塑劑、1～20重量份的穩定劑、和少量的添加劑混合，以製備一溶膠；將該溶膠塗布在印刷層13上至0.1～0.7mm的厚度；而後在130～230℃以10～50m/min的速度使塗層溶膠凝膠化20～150秒。
而後，採用現有技術在透明層12上形成UV層11。如果需要，透明層12可省去。
接著，在基層20的下面形成下層31。該下層31可以是泡沫或非泡沫層。
泡沫層按下面方法製備，將100重量份的PVC樹脂(聚合度500～4,000)、1～200重量份的橡膠溶膠、10～120重量份的增塑劑、1～20重量份的顏料、1～20重量份的穩定劑、1～20重量份的起泡劑、1～250重量份的填料、和少量的其它添加劑混合，以製備一溶膠；將該溶膠塗布至0.2～0.7mm的厚度；而後在170～250℃以5～50m/min的速度使塗層溶膠發泡30～180秒。
非泡沫層按下面方法製備，將100重量份的PVC樹脂(聚合度500～4,000)、1～200重量份的橡膠溶膠、10～120重量份的增塑劑、1～20重量份的顏料、1～20重量份的穩定劑、1～250重量份的填料、和少量的其它添加劑混合，以製備一溶膠；將該溶膠塗布至0.1～2.0mm的厚度；而後在170～250℃以5～50m/min的速度使塗層溶膠凝膠化30～180秒。
然後，在下層31的下面形成底膠料層32。如果需要，該底膠料層32可省去。
襯底材料，例如紡織物或非紡織物，可進一步附著在底膠料層32的下面，從而生產出如圖2所示的PVC-橡膠地板。
採用表1中示出的主要成分及其含量，製造圖1所示的地板中除印刷層和UV層之外的各層。橡膠溶膠通過碾磨使NBR橡膠分散於50％重量的增塑劑(DOP或DINP)中而製得。具體而言，採用2桿軋輥來碾磨橡膠和增塑劑(第一次碾磨)和重複第一次碾磨(第二次碾磨)，從而製得橡膠溶膠。將過氧化物、碳酸鈣粒子、硫磺和其它添加劑加入到該橡膠溶膠中。
表1
根據表2示出的組成，將硫磺加入到作為基礎樹脂的橡膠粉末中，例如SBR或NBR粉末中，和在150～200℃、特定的壓力下使該混合物硫化，從而生產出常規橡膠地板(對比實施例1)。
表2
根據表3示出的組成生產常規PVC地板。加入碳酸鈣、穩定劑和其它添加劑，以滿足基本物理性能。
表3
對比實施例1中生產的地板與對比實施例1和2中生產的地板的物理性能。結果示於表4中。
表4
從表4所示的數據可看出，本發明的PVC-橡膠地板(實施例1)的機械性能、耐磨性和變色性能可與常規橡膠地板(對比實施例1)和常規PVC地板(對比實施例2)相比擬，或優於它們。
此外，根據本發明的由鑄塑法生產的地板的總生產線速度為20～30m/min之間，而通過壓延生產的常規地板的總生產線速度低於10m/min。因此，根據本發明的方法，可提高生產線速度，並可使生產效率達到最大。
上述描述表明，可採用可與常規PVC溶膠混合和反應的橡膠溶膠，利用溶膠-凝膠原理通過鑄塑法來生產本發明的PVC-橡膠地板。因此，本發明的PVC-橡膠地板的物理性能優於常規橡膠地板，同時保持橡膠的固有特性。
由於本發明的方法應用PVC溶膠-凝膠原理，生產線速度可提高，且生產效率可達到最大。另外，由於本發明的PVC-橡膠地板未以硫化/交聯的方法生產，所以其沒有橡膠固有的硫黃味，並有利於廢物再循環。此外，由於包含在PVC溶膠中的橡膠反應，所以本發明的PVC-橡膠地板具有類似於橡膠的彈性和滑性。而且，本發明的PVC-橡膠地板已改善了物理性能，例如機械強度和耐磨性。
儘管為了說明的目的已公開本發明優選的實施方案，本領域的技術人員仍要理解，在不脫離如所附權利要求所公開的本發明的範圍和精神的情況下，可進行各種改變、增加和替代。
權利要求
1.一種多層PVC-橡膠地板，包括至少一層由PVC溶膠和橡膠溶膠的混合物凝膠化而形成的凝膠層。
2.如權利要求1所述的PVC-橡膠地板，其中所述的橡膠溶膠是橡膠在增塑劑中的分散體。
3.如權利要求2所述的PVC-橡膠地板，其中所述的橡膠為選自丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)、丁二烯橡膠(BR)和苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)中的至少一種。
4.如權利要求2所述的PVC-橡膠地板，其中所述的橡膠溶膠含有過氧化物-交聯劑。
5.如權利要求4所述的PVC-橡膠地板，其中所述的橡膠溶膠的橡膠被分散於PVC溶膠中，並通過加熱與PVC的凝膠部分地交聯以使該橡膠與PVC結合。
6.如權利要求1所述的PVC-橡膠地板，其中所述的PVC溶膠含有聚合度為500～4,000的PVC樹脂。
7.如權利要求1所述的PVC-橡膠地板，其中所述的多層PVC-橡膠地板包括按照從頂部的次序層疊的UV層、透明層、印刷層、上層、基層、下層、和底膠料層。
8.如權利要求7所述的PVC-橡膠地板，進一步包括層疊在底膠料層下面的底墊層。
9.如權利要求7所述的PVC-橡膠地板，其中透明層、上層、基層、下層和底膠料層中的至少一層是通過PVC溶膠和橡膠溶膠的混合物凝膠化而形成。
10.一種生產PVC-橡膠地板的方法，包括步驟用增塑劑使橡膠塑化和分散，以製備橡膠溶膠；使橡膠溶膠和PVC溶膠混合；及通過鑄塑法使混合溶膠凝膠化而形成凝膠層，並層疊至少一層該凝膠層以構成多層結構。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述的橡膠溶膠是通過碾磨用增塑劑使橡膠分散而製得。
12.如權利要求11所述的方法，其中所述的橡膠溶膠是採用2桿軋輥通過第一次碾磨和第二次碾磨而製得。
全文摘要
本發明公開了一種採用橡膠溶膠、通過利用溶膠－凝膠原理的鑄塑法生產PVC－橡膠地板的方法，其中橡膠溶膠是通過在增塑劑中研磨液體或固體橡膠而製得。該橡膠溶膠可與常規的PVC溶膠混合和反應。本發明還進一步公開了通過該方法生產的PVC－橡膠地板。本發明的PVC－橡膠地板的物理性能優於常規橡膠地板，同時保持橡膠的固有特性。
文檔編號B29K21/00GK1831275SQ200610007678
公開日2006年9月13日 申請日期2006年2月17日 優先權日2005年3月11日
發明者權五正, 孫鍾錫 申請人:Lg化學株式會社