专利名称：采用橡胶溶胶的pvc－橡胶地板及其生产方法
技术领域：
本发明涉及采用橡胶溶胶的PVC-橡胶地板及生产该地板的方法。更具体而言，本发明涉及采用橡胶溶胶以实现橡胶的分散和反应的PVC-橡胶地板，及通过使橡胶溶胶与PVC溶胶混合和反应的铸塑法以生产PVC-橡胶地板的方法。
背景技术：
通常，常规橡胶地板是通过压延模制法、利用硫化/交联的硫化法、或利用聚氯乙烯(PVC)和改性橡胶之间的相互作用的熔融法来生产的。
单独由橡胶制成的橡胶地板的缺点在于需要复杂的生产工艺和相当长的生产时间。这些缺点由于附加的硫化而变得愈加严重。为了克服上述缺点，橡胶与高流动性的聚氯乙烯(PVC)树脂进行混合。然而，由于橡胶的固有特性，其不同于PVC，不易于被增塑剂溶胀或与增塑剂混合。虽然橡胶成功地与增塑剂混合，但是橡胶与含有增塑剂的PVC溶胶不良的相容性，使其难以获得所期望的物理性质。
韩国专利公开第2003-18670号披露了一种包括含有PVC和橡胶的弹性泡沫层的地板装饰材料。然而，根据该地板装饰材料，由于弹性泡沫层是通过PVC与橡胶简单混合而形成，所以如上所述，橡胶基本上与PVC溶胶不相容。
韩国专利第439313号披露了一种使用与橡胶成分共聚合的改性烯烃树脂而增强了固着性能的地板。但是，这种改性烯烃树脂的价格高，从而导致地板的生产成本显著提高。压延也已用作生产地板的方法。当与使溶胶转变为凝胶的铸塑法相比，压延在总生产线速度和生产效率方面是不利的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种采用可与PVC溶胶混合和反应、同时保持橡胶固有特性的橡胶溶胶的PVC-橡胶地板，从而使该PVC-橡胶地板具有优于常规橡胶地板的物理性质。
本发明的另一个目的是提供一种生产线速度可被提高和生产效率可达最大的生产PVC-橡胶地板的方法。
为了实现上述目的，根据本发明的一种技术方案，提供包括至少一层由PVC溶胶和橡胶溶胶混合物铸塑形成的凝胶层的多层PVC-橡胶地板。
本发明中所使用的橡胶溶胶是通过碾磨增塑剂和天然或合成橡胶的混合物而制得的增塑剂-橡胶混合溶胶，其中天然或合成橡胶具有与增塑剂相类似的溶解度参数。这种碾磨能使橡胶增塑和分散。在本发明中，丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、丁二烯橡胶(BR)或苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)可用作橡胶。该橡胶溶胶与PVC塑性溶胶溶混性高。
除了具有未反应基团的橡胶外，橡胶溶胶包含过氧化物交联剂和其它添加剂。在橡胶分散于PVC溶胶中之后，通过加热来实现橡胶的部分交联和PVC的凝胶化，以使橡胶与PVC结合。
本发明中所使用的PVC溶胶包含聚合度为500～4,000且优选1,500～4,000的PVC树脂。使用高分子量的PVC树脂，以确保与橡胶溶胶的高相容性，并可解决橡胶固有的粘性问题和增塑剂的迁移问题。
根据本发明一种实施方案的多层PVC-橡胶地板包括从顶部按如下次序层叠的UV层、透明层、印刷层、上层、基层、下层、和底胶料层，其中这些层的至少一层通过铸塑使PVC溶胶和橡胶溶胶的混合物凝胶化而形成。
根据本发明另一种实施方案的多层PVC-橡胶地板包括从顶部按如下次序层叠的UV层、透明层、印刷层、上层、基层、下层、底胶料层、和底垫层，其中这些层的至少一层通过铸塑使PVC溶胶和橡胶溶胶的混合物凝胶化而形成。
根据本发明的另一种技术方案，提供一种生产多层PVC-橡胶地板的方法，该方法如下加入合成或天然橡胶、增塑剂、过氧化物-交联剂和其它添加剂；通过碾磨分散该混合物而制得橡胶溶胶，其中用增塑剂使橡胶塑化和分散；通过铸塑法使橡胶溶胶和高分子量的PVC溶胶的混合物凝胶化，以形成至少一层凝胶层；和层叠凝胶层以构成多层结构。
本发明地板的特征在于，该地板利用溶胶-凝胶原理通过铸塑法生产。因此，本发明的橡胶地板不同于通过硫化生产的橡胶地板、采用与橡胶成分共聚的改性聚合物树脂生产的橡胶地板、采用橡胶和PVC的混合物通过熔融法生产的橡胶地板、和通过延压法生产的橡胶地板。
为了与PVC溶胶进行溶胶-凝胶反应，根据制备橡胶溶胶的碾磨条件，本发明人已选择能与添加剂相容的橡胶，且本发明人的关注点在于PVC和增塑剂的配方。
因此，本发明人已发现，通过使高分子量PVC、填料和其它添加剂与通过碾磨而使橡胶分散的橡胶-增塑剂溶胶混合，可解决橡胶固有的粘性问题和增塑剂迁移问题。
通过改变碾磨工艺条件和适当地选择添加剂，橡胶可被溶胀，从而改善了橡胶溶胶和PVC溶胶之间的混溶性，使铸塑法能够应用。因此，本发明的PVC-橡胶地板可通过能使橡胶溶胶与PVC溶胶混合和反应的铸塑法来生产。
在本发明中通过应用PVC溶胶-凝胶原理，生产线速度可提高，且生产效率可达到最大。另外，由于PVC-橡胶地板未通过利用硫化/交联的硫化法生产，所以其没有橡胶固有的硫黄味，并有利于废物再循环。此外，由于包含在PVC溶胶中的橡胶反应，所以本发明的PVC-橡胶地板具有类似于橡胶的弹性和滑性。而且，本发明的PVC-橡胶地板已改善了物理性能，例如机械强度和耐磨性。
结合附图，从下面的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，其中图1为根据本发明一种实施方案的PVC-橡胶地板的横截面图；和图2为根据本发明另一种实施方案的PVC-橡胶地板的横截面图。
具体实施例方式
参考附图，现在将更详细地描述本发明。
图1为根据本发明一种实施方案的PVC-橡胶地板的横截面图。该地板包括从顶部顺序分层的表层10、基层20和底层30。表层10包括UV层11、透明层12、印刷层13、和上层14。底层30包括下层31和底胶料层32。
图2为根据本发明另一种实施方案的PVC-橡胶地板的横截面图。该地板进一步包括层叠在图1所示的底层30的底胶料层32下面的底垫层33。
在根据本发明实施方案的多层地板中，包括至少一层由PVC溶胶和橡胶溶胶的混合物铸塑而形成的凝胶层。上层14和下层31可以是泡沫或非泡沫层。
图1所示的PVC-橡胶地板按照下面步骤生产。
首先，将1～70％重量的橡胶，例如NBR、BR或SBR，通过碾磨分散在增塑剂中，以制备橡胶溶胶。为了实现橡胶的塑化、分散和交联，优选加入添加剂，如过氧化物-交联剂。
具体而言，在室温下采用2杆轧辊(2-bone milling roll)来碾磨橡胶和增塑剂，以使增塑剂被充分吸附到橡胶上(第一次碾磨)，而后重复第一次碾磨(第二次碾磨)，从而制得橡胶溶胶。在碾磨过程中所使用的增塑剂为如邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的主增塑剂和如邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)的次级增塑剂以适当的混合比例的混合物。另外，加入如过氧化物的过氧化物-交联剂和如碳酸钙粒子与硫磺的其它添加剂。
橡胶含有未反应的基团，例如羧基(-COOH)。当橡胶溶胶与PVC溶胶混合时，橡胶被分散在PVC溶胶中。一旦加热，PVC溶胶中所含有的PVC被固化于橡胶中，且同时由于过氧化物-交联剂的作用而使橡胶的反应得以发生，从而使橡胶和PVC之间结合。
接着，将100重量份的PVC树脂(聚合度500～4,000)、10～100重量份的增塑剂、1～20重量份的稳定剂、1～100重量份的颜料、1～300重量份的填料、1～200重量份的橡胶溶胶、和少量其它添加剂混合以制备PVC溶胶。而后，该溶胶被涂布在如玻璃纤维、纺犊皮纸、无机材料或纸的基底上，并在130～200℃以5～60m/min的速度凝胶化200秒，以形成基层20。此时，当在高于200℃的温度下进行凝胶化时，橡胶可能变色。因此，应注意使凝胶化温度保持在上述范围内。
然后，在基层20上形成上层14。该上层14可以是使最终地板变柔软的泡沫层或使最终地板变硬的非泡沫层。
泡沫层按下面方法制备，将100重量份的PVC树脂(聚合度1,000～4,000)、1～200重量份的橡胶溶胶、10～100重量份的增塑剂、2～5重量份的作为起泡剂的偶氮二羧酰胺(azodicarboxylic amide)、2～4重量份的作为起泡促进剂的锌化合物、1～3重量份的作为泡沫稳定剂的钡-锌化合物、1～5重量份的作为颜料的二氧化钛、1～150重量份的作为填料的碳酸氢钙、和0.1～1.5重量份的作为添加剂的降粘剂混合，以制备一溶胶；采用现有技术将该溶胶涂布在基层20上至0.1～0.3mm的厚度；而后在烘箱中于150～210℃以10～15m/min的速度使涂层溶胶凝胶化1～2分钟。
非泡沫层按下面方法制备，将100重量份的PVC树脂(聚合度1,000～4,000)、1～200重量份的橡胶溶胶、10～100重量份的增塑剂、2～7重量份的作为热稳定剂的钡-锌化合物、和1～5重量份的作为添加剂用于增强长期耐低温性的环氧树脂(例如，豆油)混合，以制备一溶胶；采用现有技术将该溶胶涂布在基层20上至0.1～0.7mm的厚度；而后在烘箱中于130～210℃以10～50m/min的速度使涂层溶胶凝胶化30～180秒。
接着，印刷层13通过采用照相凹版、胶印油墨、旋转筛或转印纸在上层14上形成图案而制得。
然后，透明层12在印刷层13上形成。具体而言，透明层12按下面方法制备，将100重量份的PVC树脂(聚合度500～4,000)、1～200重量份的橡胶溶胶、10～120重量份的增塑剂、1～20重量份的稳定剂、和少量的添加剂混合，以制备一溶胶；将该溶胶涂布在印刷层13上至0.1～0.7mm的厚度；而后在130～230℃以10～50m/min的速度使涂层溶胶凝胶化20～150秒。
而后，采用现有技术在透明层12上形成UV层11。如果需要，透明层12可省去。
接着，在基层20的下面形成下层31。该下层31可以是泡沫或非泡沫层。
泡沫层按下面方法制备，将100重量份的PVC树脂(聚合度500～4,000)、1～200重量份的橡胶溶胶、10～120重量份的增塑剂、1～20重量份的颜料、1～20重量份的稳定剂、1～20重量份的起泡剂、1～250重量份的填料、和少量的其它添加剂混合，以制备一溶胶；将该溶胶涂布至0.2～0.7mm的厚度；而后在170～250℃以5～50m/min的速度使涂层溶胶发泡30～180秒。
非泡沫层按下面方法制备，将100重量份的PVC树脂(聚合度500～4,000)、1～200重量份的橡胶溶胶、10～120重量份的增塑剂、1～20重量份的颜料、1～20重量份的稳定剂、1～250重量份的填料、和少量的其它添加剂混合，以制备一溶胶；将该溶胶涂布至0.1～2.0mm的厚度；而后在170～250℃以5～50m/min的速度使涂层溶胶凝胶化30～180秒。
然后，在下层31的下面形成底胶料层32。如果需要，该底胶料层32可省去。
衬底材料，例如纺织物或非纺织物，可进一步附着在底胶料层32的下面，从而生产出如图2所示的PVC-橡胶地板。
采用表1中示出的主要成分及其含量，制造图1所示的地板中除印刷层和UV层之外的各层。橡胶溶胶通过碾磨使NBR橡胶分散于50％重量的增塑剂(DOP或DINP)中而制得。具体而言，采用2杆轧辊来碾磨橡胶和增塑剂(第一次碾磨)和重复第一次碾磨(第二次碾磨)，从而制得橡胶溶胶。将过氧化物、碳酸钙粒子、硫磺和其它添加剂加入到该橡胶溶胶中。
表1
根据表2示出的组成，将硫磺加入到作为基础树脂的橡胶粉末中，例如SBR或NBR粉末中，和在150～200℃、特定的压力下使该混合物硫化，从而生产出常规橡胶地板(对比实施例1)。
表2
根据表3示出的组成生产常规PVC地板。加入碳酸钙、稳定剂和其它添加剂，以满足基本物理性能。
表3
对比实施例1中生产的地板与对比实施例1和2中生产的地板的物理性能。结果示于表4中。
表4
从表4所示的数据可看出，本发明的PVC-橡胶地板(实施例1)的机械性能、耐磨性和变色性能可与常规橡胶地板(对比实施例1)和常规PVC地板(对比实施例2)相比拟，或优于它们。
此外，根据本发明的由铸塑法生产的地板的总生产线速度为20～30m/min之间，而通过压延生产的常规地板的总生产线速度低于10m/min。因此，根据本发明的方法，可提高生产线速度，并可使生产效率达到最大。
上述描述表明，可采用可与常规PVC溶胶混合和反应的橡胶溶胶，利用溶胶-凝胶原理通过铸塑法来生产本发明的PVC-橡胶地板。因此，本发明的PVC-橡胶地板的物理性能优于常规橡胶地板，同时保持橡胶的固有特性。
由于本发明的方法应用PVC溶胶-凝胶原理，生产线速度可提高，且生产效率可达到最大。另外，由于本发明的PVC-橡胶地板未以硫化/交联的方法生产，所以其没有橡胶固有的硫黄味，并有利于废物再循环。此外，由于包含在PVC溶胶中的橡胶反应，所以本发明的PVC-橡胶地板具有类似于橡胶的弹性和滑性。而且，本发明的PVC-橡胶地板已改善了物理性能，例如机械强度和耐磨性。
尽管为了说明的目的已公开本发明优选的实施方案，本领域的技术人员仍要理解，在不脱离如所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种改变、增加和替代。
权利要求
1.一种多层PVC-橡胶地板，包括至少一层由PVC溶胶和橡胶溶胶的混合物凝胶化而形成的凝胶层。
2.如权利要求1所述的PVC-橡胶地板，其中所述的橡胶溶胶是橡胶在增塑剂中的分散体。
3.如权利要求2所述的PVC-橡胶地板，其中所述的橡胶为选自丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、丁二烯橡胶(BR)和苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)中的至少一种。
4.如权利要求2所述的PVC-橡胶地板，其中所述的橡胶溶胶含有过氧化物-交联剂。
5.如权利要求4所述的PVC-橡胶地板，其中所述的橡胶溶胶的橡胶被分散于PVC溶胶中，并通过加热与PVC的凝胶部分地交联以使该橡胶与PVC结合。
6.如权利要求1所述的PVC-橡胶地板，其中所述的PVC溶胶含有聚合度为500～4,000的PVC树脂。
7.如权利要求1所述的PVC-橡胶地板，其中所述的多层PVC-橡胶地板包括按照从顶部的次序层叠的UV层、透明层、印刷层、上层、基层、下层、和底胶料层。
8.如权利要求7所述的PVC-橡胶地板，进一步包括层叠在底胶料层下面的底垫层。
9.如权利要求7所述的PVC-橡胶地板，其中透明层、上层、基层、下层和底胶料层中的至少一层是通过PVC溶胶和橡胶溶胶的混合物凝胶化而形成。
10.一种生产PVC-橡胶地板的方法，包括步骤用增塑剂使橡胶塑化和分散，以制备橡胶溶胶；使橡胶溶胶和PVC溶胶混合；及通过铸塑法使混合溶胶凝胶化而形成凝胶层，并层叠至少一层该凝胶层以构成多层结构。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述的橡胶溶胶是通过碾磨用增塑剂使橡胶分散而制得。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述的橡胶溶胶是采用2杆轧辊通过第一次碾磨和第二次碾磨而制得。
全文摘要
本发明公开了一种采用橡胶溶胶、通过利用溶胶－凝胶原理的铸塑法生产PVC－橡胶地板的方法，其中橡胶溶胶是通过在增塑剂中研磨液体或固体橡胶而制得。该橡胶溶胶可与常规的PVC溶胶混合和反应。本发明还进一步公开了通过该方法生产的PVC－橡胶地板。本发明的PVC－橡胶地板的物理性能优于常规橡胶地板，同时保持橡胶的固有特性。
文档编号B29K21/00GK1831275SQ200610007678
公开日2006年9月13日 申请日期2006年2月17日 优先权日2005年3月11日
发明者权五正, 孙钟锡 申请人:Lg化学株式会社