CN101113638A - 地面覆层 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有高行走安全性的地面覆层，所述地面覆层包括基本上为带形或板形的、由弹性体材料制成的、带有具有粒状的颗粒的防滑表面的基体材料。为了确保可简单地制造和继续加工所述地面覆层，所述粒状颗粒由聚合物材料制成，该聚合物材料具有明显大于所述弹性体材料的硬度的硬度。

Description

地面覆层
技术领域
本发明涉及一种具有高行走安全性的地面覆层，所述地面覆层包括基本上为带形或板形的、由弹性体材料制成的、带有具有粒状的颗粒的防滑表面的基体材料。
背景技术
由WO03/100162已知一种所述类型的地面覆层。这种地面覆层具有由塑料，优选由热塑性聚合物或热塑性弹性体制成的基体。为了提高行走安全性，借助于粒状的颗粒使基体的表面变粗糙。所述粒状的颗粒优选包括由石英、碳化硅、氧化铝和/或刚砂(Schmirgel)颗粒构成的硬颗粒。
这种已知的地面覆层的不利之处在于，这种地面覆层由于非常硬的颗粒材料难以切割(刚玉问题(Korundproblem))。由此在修整(Konfektionierung)和/或继续加工时会导致问题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种地面覆层，这种地面覆层的特征在于高的行走安全性，此外还可以简单和经济地制造和加工。
通过具有权利要求1的全部特征的地面覆层来实现所述目的。有利的实施形式在从属权利要求中说明。
根据本发明的具有高行走安全性的地面覆层包括基本上为带形或板形的、由弹性体材料制成的基体材料。所述地面覆层的表面借助于粒状的颗粒变粗糙，并且由此起防滑作用。根据本发明，使用由聚合物材料制成的粒状颗粒，其硬度大于所述弹性体材料的硬度。已经出人意料地证明，所述材料尽管明显比矿物颗粒，例如刚玉(Korund)软，并此外还倾向于形成圆角的而不是尖锐的边缘，但这种材料还是能够导致高的行走安全性。与具有矿物颗粒的地面覆层不同，这种材料还具有易于制造和继续加工的优点。特别是，根据本发明的地面覆层可以特别好地切割。
已经证明，当所述聚合物材料的硬度比所述弹性体材料的硬度高10肖氏硬度D时，就已经可以在防滑效果上实现良好的结果。
原则上可以采用热塑塑料和硬质塑料作为所述聚合物材料。两种材料都可以例如以颗粒的形式混入基体材料中。硬质塑料比较不适于撒播，因为和由现有技术已知的刚玉颗粒相类似，在基体材料硫化和由此引起的液化时，所述硬质塑料会沉入所述基体材料中。
总体上这样的材料适于用作混入基体材料的聚合物，这种材料的熔点高于在以后的制造步骤中出现的高温。如果确保在以后的制造步骤中不出现会导致所述材料之间相互混合的剪切力，则也可以采用具有较低熔点的热塑性聚合物。如果颗粒滴保持原状，颗粒材料的熔化并不重要。只要不出现剪切力，这通常可以由于材料之间非常不同的粘性即而确保。
优选使用部分结晶的热塑性聚合物。
在采用撒播的、由部分结晶的热塑性材料制成的颗粒的情况下，甚至希望在基体材料硫化期间颗粒材料发生熔化，以上浮到基体材料的表面上。由此，在硫化过程中，颗粒滴保持停留在所述表面上，并且不会沉入液化的基体材料中。在冷却后，颗粒滴重新结晶成粒状的颗粒。
这个特性可以通过热塑性聚合物材料在借助于差示扫描量热(DSC)法中测量的热分析图上的放热熔融峰的最大值来描述：已经证明，在通常用于地面覆层的弹性体中和通常用于制造地面覆层的方法中，特别是这样的热塑性的、优选是部分结晶的聚合物特别适合，这种聚合物在根据DIN53765按差示扫描量热法进行的检测中在热分析图上在100℃至250℃的温度区间内具有放热熔融峰的最大值。如果熔点位于所述温度区间内，则所述热塑性聚合物在基体材料硫化期间熔化成滴，所述滴在撒播颗粒的情况下不会沉入基体材料中，而是浮在其表面上。紧接着硫化过程，所述滴在表面上再次结晶成粒状颗粒。保持了防滑特性。
在采用规定的弹性体基体材料和规定的处理过程的具体情况下，本领域技术人员能够选择合适的热塑性聚合物。为此不需要付出创造性劳动。
所述热塑性聚合物例如可以包括单纯的均聚物或共聚物或通过接枝(Propfung)改变的均聚物或共聚物。所述热塑性聚合物优选包括选自聚烯烃、改性的聚烯烃、部分结晶的聚酰胺和/或聚酯组成的组的热塑性聚合物。所使用的聚合物例如还可以用常用的接枝剂如马来酸酐和/或丙烯酸接枝，以改善颗粒在基体中的结合。
可以用不同的方式制造根据本发明的地面覆层。例如可以如上所述将粒状颗粒简单地撒播到弹性体带尚未硫化的坯料/半成品(Rohling)上，接着和坯料一起进行高温处理以进行硫化，此时，所述颗粒优选(和坯料)一起熔化。
同样如上所述，也可以将粒状颗粒混入由弹性体材料制成的基体材料中。此时，在后一种变型方案中，仍可以附加地在表面上撒播粒状颗粒，此时该方法如上所述那样继续进行。
另一种变型方案在于，使由弹性体材料制成的、混有粒状颗粒的基体材料构成的带的坯料开裂/裂化(Aufspalten)，接下来在必要时撒播附加的颗粒之后对其进行硫化。在这种方法方案中有利的也是，对于混入的、在基体带开裂/裂化后同样以一定的部分位于开裂/裂化的带表面的混入颗粒，采用热塑性的、优选部分结晶的聚合物，所述聚合物在弹性体基体材料的硫化温度左右的区域内熔化，以防止所述颗粒也在硫化期间沉入基体材料中。
与简单地撒播相比，混入粒状颗粒有这样的优点，即，这样制成的地面覆层具有较高的耐磨性并由此具有较长的使用寿命。此外可以通过基体带的裂化来实现地面覆层的制造。
如果向基体材料中混入粒状颗粒，应该注意，混合过程通常在100℃至130C°的温度下进行。用于粒状颗粒的热塑性聚合物的熔点，如上所述，是由材料放热熔融峰的最大值的位置确定的，所述熔点因此优选＞130℃。其它的方法步骤可以在比所述热塑性聚合物的熔点高的温度下进行，只要能够确保，在所述温度下不会在材料上作用剪切力，所述剪切力可能使颗粒材料与基体材料发生混合。
根据本发明的地面覆层的制造方式不同，可以得到对于所使用的颗粒材料的粒度/颗粒尺寸和量的不同要求。已经证明，对于撒播粒状颗粒的情况，当颗粒通过根据DIN 66165的筛析测量的平均粒度在100μm或800μm之间，优选约为300μm时，可以实现最好的防滑特性。当粒度＜100μm时防滑性能会明显变差，当粒度＞800μm时，对于弹性地面覆层常见的2-5mm的覆层厚度，机械和防火技术上的特性会明显变差。
用总体积表示，撒播的粒状颗粒的量应该在30cm3/m2和360 cm3/m2之间，优选在100cm3/m2和250cm3/m2之间。当所述量低于30cm3/m2时，防滑性能会明显降低，当所述量大于360cm3/m2时，则同样存在地面覆层的机械和防火技术上的特性明显变差的危险。
对于混入粒状颗粒的情况，颗粒通过根据DIN 66165的筛析测量的平均粒度应该在100μm或2000μm之间，优选约为500μm。当粒度＜100μm时防滑性能同样会明显变差，当粒度＞2000μm时，和上面的情况一样，机械和防火技术上的特性会变差。
混入的颗粒的比例优选在基体材料的10％体积百分比和40％体积百分比之间，优选在14％体积百分比和25％体积百分比之间。当比例小于10％体积百分比时，防滑特性明显降低，在比例大于40％体积百分比，机械和防火技术上的特性变差。
可以考虑采用所有适于用作地面覆层的弹性体作为基体材料。基体材料优选包括弹性体SBR(聚-苯乙烯-丁二烯-橡胶)、NBR(腈-丁二烯-橡胶)、EPM(乙烯-丙烯-橡胶)、EPDM(乙烯-丙烯-二烯-橡胶)、EVA(乙酸乙烯酯)、CSM(氯磺酰基-苯乙烯-橡胶)、VSi(硅橡胶)和/或AEM(乙烯丙烯酸酯)，既可以是硫交联、过氧化物交联的，也可以是添加剂交联的。也可以采用上述弹性体的混合物。
此外，在根据本发明的地面覆层中，基体材料可以以本身已知的方式包括具有矿物特性的填料，例如粘土、白垩、硅酸(Kieselsure)和/或二氧化硅(Kieselkreide)。所述填料的任务是，调整橡胶化合物的物理特性，例如硬度和磨损。此外所述填料还用于改善防火特性。通常以10-70％重量百分比的量添加粒度＜100μm的所述填料。
根据本发明的地面覆层可以作为带使用，也可以作为板材使用。
具体实施方式
下面借助于实施例对本发明进行详细说明：
第一实施例：
在由可硫交联的SBR混合物制成的带形基体材料上每cm2撒播275cm3的、平均粒度为300μm的聚丙烯粉末。通过根据DIN 53765的DSC测得的聚丙烯粉末熔融峰的最大值为163℃。接下来在具有压带机的连续的硫化设备中在180℃下对撒播有所述粉末的带进行时长为5min的硫化处理。结果是得到一种弹性体地面覆层，这种地面覆层在利用英式摆锤测试仪(British Pendulum Tester)(BPT)进行的打滑测试中在用水作为滑动介质进行测试时实现40刻度值的防滑值。
第二实施例：
在120℃的物料温度(Auswurftemperatur)下将40％体积百分比的上述粉末混入可硫交联的SBR混合物中。在对由这种材料制成的坯料进行砑光(Kalandieren)之后，使其中央开裂/中度裂化(mittig gespalten)，并在不连续的硫化设备中在180℃下对所得到的坯料进行时长为7min的硫化处理。所得到的弹性体地面覆层在上述打滑测试中在用水作为滑动介质进行测试时实现35刻度值的防滑值。
第三实施例：
在第三变型方案中，将由在实施例2中说明的具有聚丙烯粉末的混合物砑光成带，并且还在所述带上附加撒播275cm3/cm2的聚丙烯粉末。然后，在具有压带机的连续的硫化设备中在180℃下对所述带进行时长为5min的硫化处理。产物是一种地面覆层，这种地面覆层在上述测试方法中在用水作为滑动介质进行测试时实现40刻度值的防滑值。
第一对比示例：
在具有带压缩机的连续硫化设备中在180℃下对与实施例1类似的、但没有施加粉末的、由可硫交联的SBR混合物制成的带形基体材料进行时长为5min的硫化处理。由此得到的地面覆层按上述测试方法在用水作为滑动介质进行测试时仅实现了12刻度值的防滑值。
第二对比示例：
在另一个对比试验中，用800g/m2的刚玉颗粒撒播与实施例1类似的、由可硫交联的SBR混合物制成的带形基体材料，并在具有压带机的连续硫化设备中在180℃下对其进行时长为5min的硫化处理。在硫化后，大部分的刚玉颗粒沉入基体材料中并被其包围。由此得到的地面覆层按上述测试方法在用水作为滑动介质进行测试时仅实现了14刻度值的防滑值。
上述实施例显示，根据本发明的地面覆层与没有防滑表面的地面覆层以及与具有撒播的刚玉颗粒的覆层相比都具有明显改善的防滑值。
此外，与在实施例1中采用的不具有相应掺入物的基体材料相比，根据实施例2和3制造的、具有混入的聚丙烯粒状颗粒的地面覆层的特征在于提高了多于20％的耐磨损性，如根据ISO 9352(Taber磨损)对于根据各实施例制成的地面覆层进行的测试所得到的那样。

Claims (12)

1.具有高行走安全性的地面覆层，所述地面覆层包括基本上为带形或板形的、由弹性体材料制成的、带有具有粒状的颗粒的防滑表面的基体材料，其特征在于，所述粒状的颗粒由聚合物材料制成，该聚合物材料具有明显大于所述弹性体材料的硬度的硬度。
2.如权利要求1的地面覆层，其特征为，所述聚合物材料包括热塑塑性和/或硬质塑性的材料，所述材料撒播在基体材料的表面上和/或混入基体材料中。
3.如权利要求2的地面覆层，其特征为，所述热塑性材料是部分结晶的热塑性材料。
4.如权利要求3的地面覆层，其特征为，所述热塑性的部分结晶的材料包括熔点在弹性体的基体材料的硫化温度之下或在该硫化温度左右的区域内的材料。
5.如权利要求4的地面覆层，其特征为，所述热塑性的、部分结晶的聚合物材料包括这样的热塑性聚合物，这种聚合物在按根据DIN 53765的差示扫描量热法(DSC)进行的测试中在热分析图上在100℃至250℃的温度区间内具有放热熔融峰。
6.如权利要求2至5之一的地面覆层，其特征为，所述热塑性聚合物包括选自由聚烯烃、改性的聚烯烃、部分结晶的聚酰胺和/或聚酯组成的组的热塑性聚合物。
7.如权利要求1至6之一的地面覆层，其中在表面上撒播所述颗粒，其特征为，通过根据DIN 66165的筛析测量，颗粒的平均粒度在100μm或800μm之间，优选约为300μm。
8.如权利要求1至7之一的地面覆层，其中在表面上撒播所述颗粒，其特征为，通过所撒播颗粒的总体积表示，所撒播的颗粒的量在30cm3/m2和360cm3/m2之间，优选在100cm3/m2和250cm3/m2之间。
9.如权利要求1至7之一的地面覆层，其中所述颗粒混入基体材料中，其特征为，通过根据DIN 66165的筛析测量，颗粒的平均粒度在100μm或2000μm之间，优选约为500μm。
10.如权利要求1至9之一的地面覆层，其中所述颗粒混入基体材料中，其特征为，混入的颗粒的比例占基体材料的10％体积百分比和40％体积百分比之间，优选在14％体积百分比和25％体积百分比之间。
11.如权利要求1至10之一的地面覆层，其特征为，基体材料包括弹性体SBR(聚-苯乙烯-丁二烯-橡胶)、NBR(腈-丁二烯-橡胶)、EPM(乙烯-丙烯-橡胶)、EPDM(乙烯-丙烯-二烯-橡胶)、EVA(乙酸乙烯酯)、CSM(氯磺酰基-苯乙烯-橡胶)、VSi(硅橡胶)和/或AEM(乙烯丙烯酸酯)，既所述弹性体可以是硫交联、过氧化物交联的，也可以是添加剂交联的。
12.如权利要求1至11之一的地面覆层，其特征为，基体材料以本身已知的方式包括具有矿物特性的填料，例如粘土、白垩、硅酸和/或二氧化硅。
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