CN102686648A - 用于制备平面状的橡胶覆层的方法以及平面状的橡胶覆层 - Google Patents

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CN102686648A CN2010800592447A CN201080059244A CN102686648A CN 102686648 A CN102686648 A CN 102686648A CN 2010800592447 A CN2010800592447 A CN 2010800592447A CN 201080059244 A CN201080059244 A CN 201080059244A CN 102686648 A CN102686648 A CN 102686648A
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Abstract

本发明涉及一种用于制备平面状的橡胶覆层、特别是地板覆层的方法，所述方法具有如下步骤：-提供未经硫化的橡胶材料；-将填料混入所述未经硫化的橡胶材料中；-将所述橡胶材料转变为平面状状态；-使呈平面状状态的橡胶材料发生交联。所述方法的特征在于，所述填料包含由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒。本发明还涉及一种依照所述方式制备的覆层。

Description

用于制备平面状的橡胶覆层的方法以及平面状的橡胶覆层
技术领域
本发明涉及用于制备平面状的橡胶覆层、特别是地板覆层的方法，所述方法包括如下步骤：提供未经硫化的橡胶材料；将填料混入所述未经硫化的橡胶材料中；将所述橡胶材料转变为平面状状态；以及使呈平面状状态的橡胶材料发生交联。此外，本发明涉及一种平面状的橡胶覆层。
背景技术
用于制备平面状的橡胶覆层的方法由DE 101 56 635 A1公知。在已知的方法中，将填料混入未经硫化的橡胶材料，并且对所获得的混合物进行压延，以便使所述橡胶材料变成平面状状态。随后，使橡胶材料发生交联。
发明内容
存在对用于制备具有良好可加工性的平面状的橡胶覆层的方法的需求。因此，本发明的任务是提供前述类型的方法，在所述方法中简易的加工是可行的。
在开头所提及的方法中，所述任务通过如下方式得以解决，即：所述填料包含由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒。
依照所述方式，可以显著改善未经硫化的橡胶混合物的可加工性。特别地，对由玻璃、瓷料、陶料和/或石料的制成的颗粒的使用实现了成分简易而有效的充分混合。这主要是归因于，降低了混合物的粘度，这使得加工得到简化。由此也缩短了加工时间并提高了过程安全性。同时，所述物料能够在更短的时间内使橡胶材料交联。此外能够将生产成本维持得很低，这是因为所述物料不仅减少了橡胶材料的用量，还可成本低廉地被提供。此外，由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒的使用能够使得包含在橡胶混合物中的其他物质（如特别是交联加速剂或其他添加剂）的量保持得很低，而在此情况下不会负面影响到可加工性或加工时间。由于相对贵的添加剂的用量维持得很低，这也有助于降低成本。最后，玻璃、瓷料、陶料和石料的特征在于，它们在环保方面是无问题的。根据本发明的方法特别能够制备低排放的覆层。通过所提出的填料实现了覆层的高产品品质，所述覆层特别适合用作地板覆层。在此情况下，也达到出色的机械特征值，如特别是硬度、回弹性、抗拉强度、断裂伸长率、撕裂强度和磨蚀特性（Abrieb）。这些机械特征值不仅适用于玻璃颗粒的使用，还适用于瓷料颗粒、陶料颗粒和/或石料颗粒（它们表现为经烧制的陶瓷材料）的使用。
当未经硫化的橡胶材料在混入填料之后根据DIN 53523测得的门尼粘度为小于160ML(1+4)100℃时，则可特别地实现良好的可加工性和良好的产品品质。上述门尼粘度通过DIN 53523测定。ML(1+4)100℃的表达式意味着：粘度在100℃的测试箱测试温度，以1分钟的预热时间和4分钟的测试时间利用根据DIN的标准转子测得。
门尼粘度优选为小于145ML(1+4)100℃，特别优选小于120ML(1+4)100℃。
根据本发明特别已得到证实可行的是：由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒为回收物料。通过使用所述回收物料减少了资源的使用并降低了制备时的能量消耗。在此可使用例如从生产废料中获得的可再利用的物料。此外也可使用其寿命周期已结束的产品的物料，例如旧玻璃。
当由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒作为研磨料被混入时，可达到良好的可加工性和所述颗粒在橡胶材料中良好的粘附性。在此情况下已得到证实可行的是：所述颗粒的粒径的d50值在1和200μm之间，特别是在1和20μm之间。d50值作为统计学上的中位数来表示颗粒的平均尺寸。1μm至15μm，特别是在10μm和12μm之间d50值是特别有利的。所述研磨料可呈混合物方式以玻璃粉、瓷料粉、陶料粉、石料粉或其混合物存在。
优选地，所述由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒以占平面状的橡胶覆层的10重量%至80重量%的含量被混入。因此，成品的橡胶覆层包含在10重量%和80重量%之间的所述颗粒。
橡胶覆层的交联可有利地通过过氧化物、硫和/或添加剂进行。为了使通过硫的交联加速，可以使用交联加速剂或其组合。它们可特别包含如下类型的物质，即：二硫代氨基甲酸酯、二硫代氨基甲酸酯的金属盐、秋兰姆、巯基加速剂、次磺酰胺和/或胍。
当所述颗粒具有碱性时，则可进一步改善加工以及特别是交联。特别地，玻璃颗粒可具有碱性特性，从而能够使交联加速。通过使用玻璃制成的颗粒可使得通过硫进行的交联加速。通过所述方式可显著减少交联加速剂的使用，而不会导致不适宜的长的交联时间。
根据本发明，证实可行的是，所述橡胶材料包含SBR（丁苯橡胶）、NBR（丁腈橡胶）、HNBR（氢化丁腈橡胶）、EPDM（三元乙丙橡胶）、EPM（乙丙橡胶）、EVA（乙烯-醋酸乙烯酯）、CSM（氯磺化聚乙烯橡胶）、CR（氯丁橡胶）、VSI（硅橡胶）和/或AEM（乙烯-丙烯酸酯橡胶）。
本发明还涉及平面状的橡胶覆层，特别是用于地板的橡胶覆层。根据本发明，在所述橡胶覆层中混入作为填料的由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒。
附图说明
由下面结合附图对具体实施例的说明而获得本发明的其他目标、特征、优点和应用可行性。在此，在不依赖于各权利要求中的概括或对权利要求的参引的情况下，所有介绍的特征本身或以任意组合形成了本发明的主题。
图1示意示出根据本发明的用于制备平面状的橡胶覆层的方法。
具体实施方式
所述方法设置为：首先提供未经硫化的橡胶材料。在此情况下，所述未经硫化的橡胶材料可特别是SBR（丁苯橡胶）、NBR（丁腈橡胶）、HNBR（氢化丁腈橡胶）、EPDM（三元乙丙橡胶）、EPM（乙丙橡胶）、EVA（乙烯-醋酸乙烯酯）、CSM（氯磺化聚乙烯橡胶）、CR（氯丁橡胶）、VSI（硅橡胶）和/或AEM（乙烯-丙烯酸酯橡胶）或其混合物。
将所述填料混入所述未经硫化的橡胶材料中。为此，在混合器1中将填料添加给未经硫化的橡胶材料，所述混合器1强力地混合所述成分，直至产生填料在未经硫化的橡胶材料中均匀的混合物。作为填料使用的是由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒。此外，可向所述未经硫化的橡胶材料添加其他填料。充分混合也可额外地或者选择性地通过对所述未经硫化的橡胶材料的压延来促成。所述颗粒为可再利用的物料，并可通过研磨由经烧制的瓷料、经烧制的陶料或经烧制的石料制成的产品或通过研磨玻璃而获得。例如可将瓷料、陶料或石料的废品研磨成颗粒，然后将所述颗粒作为研磨料加入未经硫化的橡胶材料。不言而喻地，也可使用在其寿命周期结束之后收集的产品，例如旧玻璃、使用过的瓷料、陶料或石料。所述颗粒的粒径的d50值优选在1μm和200μm之间，特别是在1μm和20μm之间。
由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒以占平面状的橡胶覆层的10重量%至80重量%的含量混入，从而成品的橡胶覆层包含在10重量%和80重量%之间的所述颗粒。
具有混入的颗粒的未经硫化的橡胶材料2的特征在于出色的可加工性。所述出色的可加工性体现在具有颗粒的未经硫化的橡胶材料的粘度。在这里，达到了根据DIN 53523小于160ML(1+4)100℃，优选小于145ML(1+4)100℃或小于120ML(1+4)100℃的门尼粘度。所述特性使得能够有效的充分混合，同时避免或减少气泡的形成。
在随后的步骤中，使所述橡胶材料转变为平面状状态，以便形成相应的覆层。所述转变为平面状状态的过程可例如通过借助压延机3和4对橡胶材料的压延而进行。在所描述的实施方案中，设置有两个压延机3、4，压延机3、4各自具有两个相对旋转的压延辊5、6和5’、6’。在此情况下，将橡胶材料变成期望的厚度，方式为：将橡胶材料输送通过压延辊之间形成的间隙。
最后，在另一步骤中使呈平面状状态存在的橡胶材料发生交联。交联可特别在硫化装置7中在热和压力的作用下进行。以所述方式得到硫化的橡胶材料的平面状的覆层8。所述覆层要么可以已以期望的厚度制成，或者在交联之后对所制成的覆层进行切片。所述覆层可特别在地板上用作地板覆层。
当使用具有硫交联的橡胶材料时，玻璃颗粒作为交联加速剂。出于所述原因，可显著减少其他交联加速剂的使用。
表1示例性示出三种橡胶混合物（包括混合物1、混合物2和混合物3）的组成。所列数值分别为混合物各个组分的重量份额。
Figure BDA00001805048300061
表1：组成
混合物1具有含量为160重量份的玻璃粉，其中，配制有85重量份的、具有23或70%苯乙烯含量的SBR。混合物2不包含玻璃粉，但是包含作为填料的160重量份的高岭土和100重量份的回收橡胶。混合物3为具有作为填料的160重量份的高岭土和33.30重量份的多孔回收橡胶的混合物。
表2示出混合物1、2和3在交联之前得到的门尼值。所述门尼粘度根据DIN 53523测定。所述DIN的第三部分主要涉及对门尼粘度的确定，第四部分主要涉及依照门尼对焦烧硫化特性的确定。
表2：交联前的特征值
根据表2可知，混合物1具有良好的可加工性。在100℃下的门尼粘度为低于160门尼单位，甚至是低于150门尼单位。与此相对照地，在混合物2中存在过高的不再可测得的门尼粘度。所述混合物的加工是不可能的。在混合物3中，100℃下的门尼粘度也极高，这导致难以加工或不可能加工。焦烧硫化时间足够长，从而材料可在硫化阻止进一步的加工之前被加工。
表3示出混合物1、2和3在交联之后的机械特征值。
 混合物1  混合物2  混合物3
  硬度[肖氏A]   94   93   95
  回弹性   15   18   23
  应力值20%[MPa]   3.9   5.2   5.7
  抗拉强度[MPa]   7.4   8.3   5.8
  断裂伸长率[%]   85   132   32
  撕裂强度[N/mm]   4.8   4.9
表3：交联后的机械特征值
根据表3可知，混合物1具有良好的机械特征值，使得所述覆层也特别适合作为对于高负荷有抵抗能力的地板覆层。
表4示例性示出其他混合物4-8的组成，其各自具有不同份额的填料玻璃粉、瓷料粉和/或高岭土。
Figure BDA00001805048300081
表4：其他混合物的组成
表5示出混合物4至8的门尼值。在这里，清楚可见具有由玻璃或瓷料制成的颗粒的混合物的良好的可加工性。
Figure BDA00001805048300082
表5：混合物4至8交联前的特征值
表6示出混合物4至8的硫化特性。通过包含玻璃粉的混合物5可知，在这里硫化时间相对于混合物4来说被显著加速。即使不使用硫化加速剂之一（二硫化四甲基秋兰姆）时（如其他方面与混合物5相同的混合物6的情况那样），总还是达到极好的硫化特性。硫化的类似的加速在不包含玻璃粉的混合物7中不出现。配制有玻璃颗粒和瓷料颗粒的混合物8，即使当玻璃颗粒与瓷料颗粒组合配制时，仍再次展示出玻璃颗粒的加速作用。通过所述方式能够通过玻璃颗粒的含量加速硫化，或以少量硫化加速剂达到相同的硫化时间。
  混合物4   混合物5   混合物6   混合物7   混合物8
  ti[s]   55   19   50   52   24
  t20[s]   61   23   58   57   28
  t90[s]   189   61   182   86   121
  t20/t90[s]   0.32   0.38   0.32   0.66   0.23
  D最小值   0.27   0.31   0.33   0.23   0.26
  D最大值   2.57   1.93   2.05   2.24   2.08
  ΔD   2.30   1.62   1.72   2.01   1.82
表6：混合物4至8的硫化仪（170℃，6’）
表7展示了包含玻璃颗粒或瓷料颗粒的覆层的良好的机械特性。
Figure BDA00001805048300091
表7：混合物4至8交联后的机械特征值

Claims (13)

1.用于制备平面状的橡胶覆层、特别是地板覆层的方法，所述方法具有如下步骤：
-提供未经硫化的橡胶材料，
-将填料混入未经硫化的所述橡胶材料中，
-将所述橡胶材料转变为平面状状态，
-使呈平面状状态的所述橡胶材料发生交联，
其特征在于，所述填料包含由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，未经硫化的所述橡胶材料在混入所述填料之后根据DIN 53523测得的门尼粘度为小于160ML(1+4)100℃。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，未经硫化的所述橡胶材料在混入所述填料之后根据DIN 53523测得的门尼粘度为小于145ML(1+4)100℃，特别是小于120ML(1+4)100℃。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的所述颗粒为回收物料。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的所述颗粒作为研磨料混入。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述颗粒的粒径的d50值在1和200μm之间，特别是在1和20μm之间。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的所述颗粒以占平面状的所述橡胶覆层的10重量%至80重量%的含量混入。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述橡胶覆层的交联通过过氧化物、硫和/或添加剂进行。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，为了对通过硫进行的交联加速，使用交联加速剂或其组合，它们特别包含如下类型的物质，即：二硫代氨基甲酸酯、二硫代氨基甲酸酯的金属盐、秋兰姆、巯基加速剂、次磺酰胺和/或胍。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述颗粒具有碱性。
11.根据权利要求1至10任一项所述的方法，其特征在于，通过玻璃制成的所述颗粒，使得通过硫进行的交联加速。
12.根据权利要求1至11任一项所述的方法，其特征在于，所述橡胶材料包含SBR（丁苯橡胶）、NBR（丁腈橡胶）、HNBR（氢化丁腈橡胶）、EPDM（三元乙丙橡胶）、EPM（乙丙橡胶）、EVA（乙烯-醋酸乙烯酯）、CSM（氯磺化聚乙烯橡胶）、CR（氯丁橡胶）、VSI（硅橡胶）和/或AEM（乙烯-丙烯酸酯橡胶）。
13.平面状的橡胶覆层，将由玻璃、瓷料、陶料和/或石料制成的颗粒作为填料混入所述平面状的橡胶覆层中。
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