CN103842175A - 具有低的总燃烧热的装饰膜 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种装饰片材，所述装饰片材包括装饰基底层；设置在所述装饰基底层表面的粘合剂层；以及设置在与所述粘合剂层相对的所述基底层表面上的透明层。所述基底层可包括多达50重量%的无机不易燃填料。相对于目前可用的装饰片材，所述片材具有降低的燃烧热或降低的易燃性。

Description

具有低的总燃烧热的装饰膜
技术领域
本发明涉及（除了别的以外）装饰膜，特别是具有低的总燃烧热（例如小于4兆焦耳/平方米）或低的易燃性的装饰膜。
背景技术
诸如
Figure BDA0000483233310000011
片材（3M公司）的装饰膜可用作用于墙壁、天花板等的设计或美观特征。此类片材通常具有高的总燃烧热。在保持机械性能的同时，形成具有较低燃烧热或较低易燃性的片材构成许多制造和设计方面的挑战。
发明内容
本发明描述了（除了别的以外）具有4兆焦耳/平方米或更小总燃烧热的装饰片材。在实施例中，当根据标准GB/T14402-2007–Reaction to FireTests for Building Materials and Products–Determination of Heat ofCombustion（建筑材料和产品对火反应试验–燃烧热值的测定）或根据标准ISO1716，用氧弹量热法测量时，装饰片材的总燃烧热为4兆焦耳/平方米或更小。在一些实施例中，当根据ASTM E84（建筑材料表面燃烧特性的标准测试方法）测试时，本文所述的装饰片材具有15或更小的火焰蔓延指数或具有50或更小的烟扩散指数。
在实施例中，装饰片材包括装饰基底层；设置在装饰基底层表面上的粘合剂层；和设置在基底层的与粘合剂层相对的表面上的透明层。基底层可包括重量百分比在10%和50%之间的一种或多种无机不易燃填料。装饰片材具有在90微米和250微米之间的厚度，并且当使用标准GB/T14402-2007通过氧弹量热法测量时，装饰片材具有4.0兆焦耳/平方米或更小的总燃烧热。
在实施例中，装饰片材包括装饰基底层；设置在装饰基底层表面的粘合剂层；和设置在基底层的与粘合剂层相对的表面上的透明层。基底层可包括重量百分比在10%和50%之间的一种或多种无机不易燃填料。装饰片材具有90微米和250微米之间的的厚度，并且当根据ASTM E84测试时，装饰片材具有15或更小的火焰蔓延指数或具有50或更小的烟扩散指数。
在实施例中，装饰片材包括装饰基底层；设置在装饰基底层表面的粘合剂层；和设置在基底层的与粘合剂层相对的表面上的透明层。装饰基底层包括聚氯乙烯和一种或多种无机不易燃填料。无机不易燃填料占装饰基底层的10重量%和50重量%之间。装饰基底层具有在60微米和150微米之间的厚度。粘合剂层具有在15微米和50微米之间的厚度。透明层包括聚偏二氟乙烯，并且所述透明层具有在15微米和50微米之间的厚度。装饰片材具有在90微米和250微米之间的厚度，并且当通过氧弹量热法测量时，装饰片材具有4.0兆焦耳/平方米或更小的总燃烧热。当根据ASTME84测试时，装饰片材还可具有15或更小的火焰蔓延指数以及具有50或更小的烟扩散指数。
在实施例中，装饰片材基本上由或由以下组成：装饰基底层；设置在装饰基底层表面上的粘合剂层；和设置在基底层的与粘合剂层相对的表面上的透明层。装饰基底层包括聚氯乙烯和一种或多种无机不易燃填料。无机不易燃填料占装饰基底层的10重量%和50重量%之间。装饰基底层具有在60微米和150微米之间的厚度。粘合剂层具有在15微米和50微米之间的厚度。透明层包括聚偏二氟乙烯，并且透明层具有在15微米和50微米之间的厚度。
本文所述的装置、制品和方法的一个或多个实施例可提供优于现有装饰片材或装饰膜的一个或多个优点。在阅读本文提供的公开内容之后，这些优点对本领域的技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
图1为包括隔离衬片和装饰片材实施例的系统的示意性剖视图。此示意图未必按比例绘制。
具体实施方式
在以下的具体实施方式中将参考形成本发明一部分的附图，并且其中通过举例说明示出装饰片材的实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，设想了其他实施例并可以进行修改。因此，以下的具体实施方式不具有限制性意义。
除非另外指明，否则本文所用的所有科技术语具有本领域中常用的含义。本文给出的定义有利于理解本文中频繁使用的某些术语，且并不意味着限制本发明的范围。
除非本文内容以其他方式明确指出，否则本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”涵盖具有复数形式的实施例。
除非本文内容以其他方式明确指出，否则本说明书和所附权利要求书中使用的术语“或”一般以包括“和/或”的意义使用。
如本文所用，“具有”、“包含”、“包括”等均以其开放式含义使用，并且通常指“包括，但不限于”。应当理解，术语“由……组成”和“基本上由……组成”被归入术语“包括”等中。例如，包括粘合剂层、装饰基底层和透明层的装饰片材可由或基本上由粘合剂层、装饰基底层和透明层组成。
当“基本上由……组成”涉及组合物、制品、系统、装置或方法时，意味着组合物、制品、系统、装置或方法仅包括该组合物、制品、系统、装置或方法的所述组分或步骤，并且任选地包括对该组合物、制品、系统、装置或方法的基本特性和新颖特性无实质性影响的其他组分或步骤。例如，本文所述的装饰片材具有低的总燃烧热。在一些情况下，可以考虑显著增加片材总燃烧热（例如产生大于4兆焦耳/平方米的燃烧热）的组分对片材的基本特性和新颖特性有实质性的影响。
本文所提及的任何方向（例如“顶部”、“底部”、“左侧”“右侧”、“上部”、“下部”、“上方”、“下方”）以及其他方向和取向为了清楚起见，在本文中参考附图描述，而不是用于限制实际装置、制品或系统，或者装置、制品或系统的使用。本文所述的多种装置、制品或系统可在多个方向和取向上使用。
本发明描述了（除了别的以外）具有4兆焦耳/平方米或更小总燃烧热的装饰片材。目前市售的装饰片材通常具有明显较高的总燃烧热。如本文所述，已经发现，可以在相对于目前可用片材降低总燃烧热的同时，制成达到所需的机械性能（包括可操作性、可加工性、附着性、耐久性、伸长性、处理性、可印刷性等）的装饰片材。
要得到具有与市售的装饰片材相似的机械性能但具有较低总燃烧热的装饰片材，需测试或改进多种材料、厚度、填料和阻燃剂以确定用于本文所述的装饰片材的合适组分和层。
已经发现，在不对片材的机械性能或可制造性产生显著负面影响的前提下，通过将无机不易燃无机填料包含入装饰片材的装饰基底层，便可得到降低的总燃烧热。如本文所述，还可改变透明层和粘合剂层，从而在保持装饰片材所需特性的同时进一步降低燃烧热。还发现本文所述的装饰片材相对于目前可用的装饰片材还可呈现降低的易燃性。
本文所述的装饰片材可用于任何合适的目的，包括但不限于覆盖物、重点部位，或者用于内部或外部墙壁、天花板、地板等的设计特征。因此，本文所述的装饰片材可有利地用于其中需要降低的燃烧热或降低的易燃性的环境或情况中。
现在参见图1，示出了包括隔离衬片210和装饰片材100的系统200的示意图。在示出的实施例中，装饰片材100包括装饰基底层130，设置在基底层130表面上的粘合剂层140，以及设置在与粘合剂层140相对的基底层130表面上的透明层120。应当理解，装饰片材100的各种层120、130、140可包括不止一层次层（未示出）。例如，基底层130或透明层120可包括一种或多种聚合物膜。
片材100的整体总燃烧热优选地为约4MJ/m2或更小。由于燃烧热为可累加的，所以构成片材100的单独层（粘合剂层140、装饰基底层130和透明层120）的累积总燃烧热优选地为约4MJ/m2或更小。在实施例中，透明层120的总燃烧热为1MJ/m2或更小。在实施例中，粘合剂层140的总燃烧热为1MJ/m2或更小。在实施例中，装饰基底层130的总燃烧热为2MJ/m2或更小。当然，层120、130、140可具有任何合适的燃烧热，使得层的总燃烧热的累积总数为4兆焦耳/平方米或更小。
如以下实例中所述，降低每单位面积燃烧热的一种方法是减少片材的一层或多层的厚度。然而，减少层厚度或整体片材厚度可对片材100的机械性能产生显著负面影响。举例来说，如果片材100太薄，可能易于出现褶皱，或者不能隐藏表面缺陷以及较厚的片材。因此，在将薄的片材施用到（例如）墙壁上之前，可能需要另外的表面处理，这通常被认为是不理想的。
在实施例中，本文所述的装饰片材100的厚度为在85微米和250微米之间，例如100微米和200微米之间，110微米和170微米之间，或120微米和160微米之间。当然，装饰片材100可以为任何合适的厚度，前提条件是该片材具有适于用作装饰片材的机械性能。如本文所述，可以实现片材机械性能与总燃烧热之间合适的平衡，从而使装饰片材具有所需的机械性能，并且总燃烧热为4兆焦耳/平方米或更小。
要保持处理性能或可印刷性，装饰基底层130应该保持典型的装饰片材厚度。因此，在降低总燃烧热的同时保持该层的厚度存在独特的挑战。如以下实例中所述，已经发现，相对于具有相同材料但没有填料和相同厚度的基底层，无机不易燃填料有效地降低了基底层130的总燃烧热。相比之下，发现受测试有机阻燃剂在降低总燃烧热方面是无效的。据信，诸如(i)低聚二磷酸盐阻燃剂，例如双-磷酸二甲苯酯（可得自大八化学工业株式会社(Daihachi Chemical Industry Co.,Ltd.)的PX-200）；(ii)芳族、酚类和环状溴化阻燃剂，例如多溴二苯氧化物、十溴二苯氧化物、环状脂肪族、六溴环十二烷，和可得自雅宝日本公司(Albemarle Japan Corporation)的Saytex8010；(iii)三氧化锑（例如可得自哑马拉卡有限公司(Yamanaka Co.,Ltd.)的三氧化锑MSA）；以及(iv)类似物质的有机阻燃剂在降低总燃烧热方面将是无效的。
在实施例中，装饰基底层130为彩色或有图案的膜。彩色或有图案的膜可以任何合适的方式着色或图案化。例如，可将染色剂或晶粒掺入到用于形成膜的材料中，或者将颜色或图案印刷到膜的表面上以产生彩色或有图案的膜。任何合适的彩色或有图案的膜均可使用于基底层130中。在实施例中，基底层130的膜由合成树脂（例如聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯聚酯、聚烯烃树脂、或(甲基)丙烯酸树脂）形成。聚氯乙烯树脂容易加工，易于处理，并且价格相对较低，使其成为用于形成基底层130的良好选择。
在实施例中，按重量计，装饰基底层130包含10%和50%之间的不易燃无机填料，例如10重量%和40重量%之间，10重量%和30重量%之间，或约20重量%的不易燃无机填料。存在的无机填料的量超过50重量%可能不期望地限制膜的伸长并且可能存在加工问题。可使用任何合适的不易燃无机填料。合适的无机不易燃填料包括CaCO3、Mg(OH)2、Al(OH)3、SiO2，粘土（例如蒙脱石或高岭土）等等。
在实施例中，按重量计，装饰基底层130包含0%和50%之间的不易燃无机填料。如果装饰基底层130包含小于10重量%的无机填料（例如，没有无机填料），则装饰基底层130优选地薄，或者由具有低的总燃烧热的材料形成。
在实施例中，基底层130的厚度为在60微米至150微米之间，例如60微米至120微米，60微米至100微米，或约80微米。如以下实例所示，厚度为80微米并且具有10%或更多无机不易燃填料的基底层PVC膜的总燃烧热可小于2MJ/m2。如可由以下实例得出，厚度为约150微米并且具有约50重量%无机不易燃填料的PVC膜的总燃烧热应该为约2MJ/m2；例如，大约MJ/m2。
装饰基底膜可由任何合适的方法形成，例如浇铸或压延。由于压延易于产生装饰片材通常所需的具有处理性能的较厚的膜，并且往往比浇铸更经济，所以在某些情况下，可优选压延。对于PVC来说，带有或不带有无机填料均可使用压延来产生薄至50微米到60微米的膜。
可以任何合适的方式将一种或多种无机不易燃填料掺入到装饰基底层膜中。例如，可将无机不易燃填料混合或共混入包含聚合物的溶剂中（例如，如果膜为待浇铸的），或者混合或共混入熔融聚合物中（例如，如果膜为待挤出或待压延的）等等。
粘合剂层140可包括任何适合的粘合剂，例如压敏粘合剂。合适的粘合剂的例子包括丙烯酸粘合剂、橡胶基粘合剂和有机硅粘合剂。丙烯酸粘合剂的一个例子包括100份ACRYSET AST-8167E（可得自日本触媒株式会社(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.)，38%固体）和2质量份交联剂（可得自日本聚氨酯工业株式会社(NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO.,LTD.)的COLONATE L-55E，55%固体）。有机硅粘合剂的一个例子为TL-1，其可被制备为MQ树脂粉末803TF（瓦克化学公司(Wacker ChemicalCorporation)）和由电子束辐射固化的Xiameter OHX-4070（道康宁(DowCorning)）的60/40混合物。当然还可使用任何其他合适的粘合剂。
可通过任何合适的方法将粘合剂施加于基底层130上。例如，可将粘合剂施加于隔离衬片210的表面上，并且将其干层压到基底层130的表面上。
优选地，粘合剂层140充分地将片材100粘附到适用于将片材用作装饰片材的目的的表面上。通常，15N/25mm或更大的粘附力（基底：防腐蚀钢板，老化条件：20摄氏度下48小时，剥离角度：90度）将被认为适用于装饰片材的目的。
粘合剂层140可以为任何合适的厚度，只要其为片材100提供足够的粘附力。虽然薄的粘合剂层140优选地用于降低总燃烧热，但是薄的层不能为片材提供足够的粘附力。应当理解，为了达到合适的燃烧热以及粘附力的粘合剂层140厚度取决于所使用的粘合剂。
在实施例中，粘合剂层140的厚度为在10微米和60微米之间，例如10微米和50微米之间，15微米和50微米之间，20微米和40微米之间，20微米和30微米之间等等。
如以下实例所示，厚度为24微米的丙烯酸粘合剂层保持用于装饰片材的足够的粘合性能，并且其总燃烧热为1MJ/m2或更小。通过进一步举例来说，如下所示的有机硅基粘合剂TL-1在厚度为40微米下具有用于装饰片材的足够的粘合性能，并且其总燃烧热为1MJ/m2或更小。
透明层120可以为任何合适的膜，其允许下面的装饰基底层130的颜色或图案被看到。当然，透明层120或其部分可以略微不透明，然而其还是允许通过透明层120看到基底层130的颜色或图案的外观。如本文所用，“透明的”指通过透明物体或层能够清楚地看到位于透明物体或层上方的物体。在装饰薄膜的上下文中，应当理解，透明层可以散射一些量的光同时仍然被认为是透明的。例如，如果基底层130的一般装饰特征通过透明层120是可见的，则不管层120是否散射光，透明层120都将通常被认为是透明的。
可将任何合适的透明膜使用于透明层120中。在实施例中，透明层120的膜由合成树脂（例如聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚酯、聚四氟乙烯、聚烯烃树脂、或(甲基)丙烯酸树脂）形成。
透明层120可通过任何合适的方法附接到基底层130，例如通过压花滚压进行层压。
透明层120可具有任何合适的厚度。在实施例中，透明层120的厚度为在10微米和80微米之间，例如15微米和50微米之间，或20微米和40微米之间。
通常，如本文所述，片材的透明层120的厚度相对于目前可用的装饰片材的透明层可以减小，其通常可为约80微米。透明层120的厚度相对于目前可用的装饰片材的透明层的减小应该不会对所需特性（例如耐久性）产生明显负面影响。如以下实例中所述，减小透明层的厚度可使透明层的燃烧热降低。然而，不是所有的材料都易于以小的厚度来制造。
一种可以以小的厚度（例如，约15微米）制造的合适的透明膜是聚偏二氟乙烯(PVdF)。如以下实例中所示，30微米厚的PVdF膜的总燃烧热可为1MJ/m2或更小。
在实施例中，当根据ASTM E84（建筑材料表面燃烧特性的标准测试方法）测试时，本文所述的装饰片材100的火焰蔓延指数为15或更小（例如10或更小），或者其烟扩散指数为50或更小（例如40或更小、30或更小、20或更小、15或更小、或者10或更小）。目前可用的装饰片材（例如DI-NOC片材）具有显著较高的易燃性参数。
以下示出了非限制性实例，其描述了以上所讨论的制品和方法的各种实施例。
实例
各种装饰片材、或层或其组分的总燃烧热通过氧弹量热法测定。在以下实例中，根据GB/T14402-2007–Reaction to Fire Tests for BuildingMaterials and Products–Determination of Heat of Combustion（建筑材料和产品对火反应试验–燃烧热的测定），其类似于ISO1716，使用氧弹量热计（IKA C5000，美国北卡罗来纳州威明顿的艾卡集团(IKA Works,Inc.,Wilmington,North Carolina)）测定总燃烧热。利用此标准，在标准条件下，在经认证的苯甲酸燃烧所校准的氧弹量热计中燃烧测试制品。
实例1：目前可用的DI-NOC膜的分析
市售装饰片材DI-NOC FW334（美国明尼苏达州圣保罗3M公司(3M,Saint Paul,MN,USA)）的总燃烧热已测定。DI-NOC FW334是典型的装饰片材，并且其具有三层-80微米厚的透明聚氯乙烯(PVC)膜，80微米厚的装饰基底PVC膜，以及40微米厚的丙烯酸粘合剂。
DI-NOC FW334每层的总燃烧热已被分别地测量。结果如下显示于表1中。
表1：DI-NOC FW334层的总燃烧热
层 总燃烧热(MJ/m2)
80微米的透明PVC 2.48
80微米的装饰PVC 2.27
40微米的粘合剂 1.47
整个装饰片材的总燃烧热(PCS)为6.27兆焦耳/平方米。应当注意，单独层的累积的总燃烧热(2.48+2.27+1.47=6.22)略微小于受测试片材(6.27)。据信，各层不同批次间的厚度变化可能已经造成了这种轻微变化。
实例2：降低燃烧热的各种装饰片材层的分析
基于上述实例1中所描述的结果，在约4MJ/m2或更小的目标下，找到了约40%的总燃烧热降低。每层的初始目标为：透明层-小于1.0MJ/m2；装饰基底层-小于2.0MJ/m2，以及粘合剂层-小于1.0MJ/m2。还需要保持相似的膜特性，例如附着性、耐久性、伸长性、处理性、可印刷性等。
要保持处理性和可印刷性，需假设装饰基底层应保持典型的装饰片材厚度（例如约80微米），例如上述实例1中所述的DI-NOC FW334的厚度。因此，在降低总燃烧热的同时保持该厚度存在独特的挑战。要保持合格的粘附力水平，需假设粘附层的厚度需要类似于典型装饰片材的厚度，或者需要修改粘合剂材料。假设在不对片材的所需特性（例如耐久性）产生负面影响的前提下，可以适当减小透明层的厚度以降低总燃烧热。然而，不是所有的材料都易于以低的厚度来制造。
要得到具有与市售的片材相似的特性但具有较低PCS的装饰片材，需改进用于三层中每层的多种材料、厚度、填料和阻燃剂以确定合适的组分和层。
对于粘合剂来说，已测试了多种带有和不带有阻燃剂的丙烯酸基粘合剂将装饰片材粘附到平坦表面的能力。合适的粘附力被认为是大于15N/25mm的粘附力（基底：防腐蚀钢板，老化条件：20摄氏度下48小时，剥离角度：90度）这通过所有的受测试粘合剂（数据未示出）来满足，其中总燃烧热数据如下所示。如上所述，层的总燃烧热根据GB/T14402-2007通过氧弹量热法测定。
A.粘合剂层
按如下方式制备七种粘合剂样品。
样品1：使用可得自特殊机化工业株式会社(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)的T.K.自动高速搅拌机将100质量份丙烯酸粘合剂（可得自日本触媒株式会社(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD)的ACRYSET AST-8167E，38%固体）和2质量份交联剂（可得自日本聚氨酯工业株式会社(NIPPONPOLYURETHANE INDUSTRY CO.,LTD.)的COLONATE L-55E，55%固体）以500rpm混合5分钟。通过刮涂将所得的溶液涂覆于有机硅衬片。在65摄氏度下干燥5分钟以及在95摄氏度下干燥5分钟后，形成厚度为40微米的粘合剂层。这对应于上述实例1中所述的DI-NOC FW334的粘合剂层。
样品2：使用可得自特殊机化工业株式会社(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)的T.K.自动高速搅拌机将100质量份丙烯酸粘合剂（可得自日本触媒株式会社(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD)的ACRYSET AST-8167E，38%固体）和2质量份交联剂（可得自日本聚氨酯工业株式会社(NIPPONPOLYURETHANE INDUSTRY CO.,LTD.)的COLONATE L-55E，55%固体），以及11.4质量份磷酸盐阻燃剂（可得自大八化学工业株式会社(DAIHACHI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.)的PX-200）以500rpm混合5分钟。通过刮涂将所得的溶液涂覆于有机硅衬片。在65摄氏度下干燥5分钟以及在95摄氏度下干燥5分钟后，形成厚度为40微米的粘合剂层。
样品3和4：使用可得自特殊机化工业株式会社(Tokushu Kika KogyoCo.,Ltd.)的T.K.自动高速搅拌机将100质量份丙烯酸粘合剂（可得自日本触媒株式会社(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD)的ACRYSET AST-8167E，38%固体）和2质量份交联剂（可得自日本聚氨酯工业株式会社(NIPPONPOLYURETHANE INDUSTRY CO.,LTD.)的COLONATE L-55E，55%固体），以及15.21质量份溴化阻燃剂（可得自雅宝日本公司(Albemarle JapanCorporation.)的Saytex8010），以及4.57质量份三氧化锑（可得自哑马拉卡有限公司(Yamanaka&Co.,Ltd.)的三氧化锑MSA）以500rpm混合5分钟。通过刮涂将所得的溶液涂覆于有机硅衬片。在65摄氏度下干燥5分钟以及在95摄氏度下干燥5分钟后，形成厚度为43微米（实例3）和33微米（实例4）的粘合剂层。
样品5：使用可得自特殊机化工业株式会社(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)的T.K.自动高速搅拌机将100质量份丙烯酸粘合剂（可得自明尼苏达矿业与制造公司(Minnesota Mining&Manufacturing Co.)的RD2788，40%固体）和1.7质量份交联剂（可得自明尼苏达矿业与制造公司(MinnesotaMining&Manufacturing Co.)的RD1054，5%固体）以500rpm混合5分钟。通过刮涂将所得的溶液涂覆于有机硅衬片。在65摄氏度下干燥5分钟以及在95摄氏度下干燥5分钟后，形成厚度为30微米的粘合剂层。
样品6：使用可得自特殊机化工业株式会社(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)的T.K.自动高速搅拌机将100质量份丙烯酸粘合剂（可得自综研化学工程有限公司(SOKEN CHEMICAL&ENGINEERING CO.,LTD.)的SK-Dyne YN-94，25%固体）和0.5质量份交联剂（可得自明尼苏达矿业与制造公司(Minnesota Mining&Manufacturing Co.)的RD1054，5%固体）以500rpm混合5分钟。通过刮涂将所得的溶液涂覆于有机硅衬片。在65摄氏度下干燥5分钟以及在95摄氏度下干燥5分钟后，形成厚度为24微米的粘合剂层。
样品7：将有机硅基粘合剂TL-1制备为MQ树脂粉末803TF（瓦克化学公司(Wacker Chemical Corporation)）和Xiameter OHX-4070（道康宁(Dow Corning)）的60/40混合物。将该混合物溶剂涂覆（50%固体在甲苯中），在70摄氏度下干燥10分钟，并且用电子束辐射（15Mrad，280keV）将其固化。
粘合剂样品组合物的概要提供于下表2中。
表2：粘合剂组合物
Figure BDA0000483233310000111
Figure BDA0000483233310000121
总燃烧热(PCS)示于下表3中。
表3：粘合剂层的总燃烧热
样品 PCS
1 1.47
2 1.36
3 1.57
4 1.15
5 0.99
6 0.87
7 0.85
如表3所示，样品1-4的PCS值超过1，而样品5-7的PCS值小于1。此外，阻燃剂的添加对粘合剂层的PCS影响很小或没有影响。
测试过的每种粘合剂都适用于将装饰片材粘附到平坦表面（数据未示出）。
B.透明层
按如下所述获得或制成九种透明层，样品8-16。
样品8：PVC作为82微米厚的膜而购自拓自达化学有限公司(TatsutaChemical Co.,Ltd.)。
样品9：阻燃剂处理的PVC作为82微米厚的原型膜而购自拓自达化学有限公司(Tatsuta Chemical Co.,Ltd.)。该膜用氯阻燃剂处理过。
样品10：阻燃剂处理的PVC作为87微米厚的原型膜而购自金刚有限公司(Kum Kang Co.,Ltd.)。该膜填充有9.4重量%的磷酸盐阻燃剂。
样品11：阻燃剂处理的PVC作为97微米厚的原型膜而购自三菱塑料公司(Mitsubishi Plastics,Inc.)。该膜用磷酸盐阻燃剂处理过。
样品12：PVC作为60微米厚的原型膜而购自阪东化学工业公司(Bando Chemical Industries Ltd.)。
样品13：PVC作为40微米厚的原型膜而购得（SCOTCHCAL，住友3M公司(Sumitomo3M Ltd)）。
样品14：PVC作为28微米厚的原型膜而购得（SCOTCHCAL，住友3M公司(Sumitomo3M Ltd)）。
样品15：聚氟乙烯(PVF)作为24微米厚的膜而购得（TEDLAR，杜邦公司(Dupont)）。
样品16：聚偏二氟乙烯(PVdF)作为30微米厚的膜而购得（DX-14S0230，日本电气化学工业株式会社(Denki Kagaku Kabushiki Kiasha)）。
总燃烧热(PCS)示于下表4中。
表4：透明膜层的总燃烧热
样品 基底材料 阻燃剂 厚度（微米） PCS PCS*
8 PVC - 82 2.48 2.41
9 PVC 氯 82 2.56 2.49
10 PVC 磷酸盐 87 2.57 2.38
11 PVC 磷酸盐 97 3.05 2.52
12 PVC - 60 1.81
13 PVC - 40 1.14
14 PVC - 28 0.86
15 PVF - 24 0.89
16 PVdF - 30 0.92
*表示膜厚度为80微米时估算的PCS
如表4中所示，有机阻燃剂（氯和磷酸盐阻燃剂）不能有效地降低PCS。此外，低至40微米的PVC膜厚度未达到燃烧热小于1兆焦耳/平方米的目标值。然而，厚度为28微米的PVC达到了目标PCS值，但是这种薄的PVC片材的制造可能是昂贵的，并且所生产的膜的机械良好性不如用于较厚PVC片材的工艺。然而，PVdF膜易于以约30微米的厚度制造，同时仍保持良好的机械性能。另外，30微米的PVdF达到了我们的目标PCS值。
C.装饰基底层
按如下所述获得或制成五种装饰基底层，样品17-21。
样品17：PVC作为80微米厚的膜而购自大日本印刷株式会社(DaiNippon Printing Co.,Ltd.)。这对应于上述实例1中所述的DI-NOC FW334的装饰基底层。
样品18：填充有20重量%的CaCO3的80微米厚的PVC装饰彩色膜作为原型而购自阪东化学工业公司(Bando Chemical Industries Ltd.)。
样品19：填充有30重量%的CaCO3的80微米厚的装饰彩色PVC膜作为原型而购自阪东化学工业公司(Bando Chemical Industries Ltd.)。
样品20：填充有20重量%的Mg(OH)2的80微米厚的装饰彩色PVC膜作为原型而购自阪东化学工业公司(Bando Chemical Industries Ltd.)。
样品21：填充有30重量%的Mg(OH)2的80微米厚的装饰彩色PVC膜作为原型而购自阪东化学工业公司(Bando Chemical Industries Ltd.)。
由于有机阻燃剂不能有效地降低粘合剂层或透明层中的PCS，所以在用于装饰基底层的一些受测试膜中使用不易燃无机填料。假设以超过约50%的重量百分比加入无机填料将不期望地限制膜的伸长并且将存在加工问题等。因此，我们将初始测试限于具有最大30重量%的不易燃有机填料的膜。
总燃烧热(PCS)示于下表5中。
表5：装饰基底层的总燃烧热
样品 膜材料 厚度 PCS
17 PVC 80 2.27
18 填充有20重量%CaCO3的PVC 80 1.84
19 填充有30重量%CaCO3的PVC 80 1.62
20 填充有20重量%Mg(OH)2的PVC 80 1.85
21 填充有30重量%Mg(OH)2的PVC 80 1.71
如表5中所示，添加20重量%或30重量%的不易燃无机填料将PCS降低至小于2兆焦耳/平方米的目标。基于这些结果，据信，填充有约10重量%无机填料的80微米厚的膜也将达到或接近于目标PCS。因此，带有10重量%和40重量%之间填料的膜应将PCS有效地降低至所需水平，而不对装饰基底膜的所需机械性能产生显著不利影响。
虽然碳酸钙和氢氧化镁在降低PCS方面同样地有效，但是碳酸钙被认为在膜制造过程中更易于分散因而可略微优选。
基于该实例2中所示的结果，PCS小于4兆焦耳/平方米的特别理想的装饰片材可包括：(i)作为透明层的30微米厚的PVdF膜，例如DX-14SS0230；(ii)作为装饰基底层的填充有20-30重量%不易燃无机填料的80微米厚的PVC膜；以及(iii)24微米厚的丙烯酸粘合剂层，例如SK-DyneYN-94。
实例3：装饰片材总燃烧热的分析
基于实例2中所示的结果，制备了期望具有所需特性的装饰片材。按如下方式制备三种片材。
片材1：利用压花辊在160-170摄氏度下将透明的30微米厚的PVdF膜（DX-14S0230，日本电气化学工业株式会社(Denki Kagaku KabushikiKiasha)）层压到填充有10重量%CaCO3的80微米的彩色（即，在制造过程中加入着色剂）PVC膜（来自阪东化学工业公司(Bando ChemicalIndustries Ltd)的原型）上。在层压之前，使用聚乙烯聚丙烯酸油墨将木纹图案印刷在彩色PVC膜上。利用刮刀式涂胶机将丙烯酸压敏粘合剂（SKY-Dyne YN-94，综研化学工程有限公司(SOKEN CHEMICAL&ENGINEERING CO.,LTD.)，25%固体）涂覆于隔离衬片，并且在90摄氏度下干燥5分钟以在衬片上产生24微米厚的粘合剂层。将所得的粘合剂层层压到层合的PVC膜背面以产生受测试样品。
片材2：利用压花辊在160-170摄氏度下将透明的30微米厚的PVdF膜（DX-14S0230，日本电气化学工业株式会社(Denki Kagaku KabushikiKiasha)）层压到填充有20重量%CaCO3的80微米厚的彩色（膜是怎样着色的?）PVC膜（来自阪东化学工业公司(Bando Chemical Industries Ltd)的原型）上。在层压之前，使用聚乙烯聚丙烯酸油墨将木纹图案印刷在彩色PVC膜上。利用刮刀式涂胶机将丙烯酸压敏粘合剂（SKY-Dyne YN-94，综研化学工程有限公司(SOKEN CHEMICAL&ENGINEERING CO.,LTD.)，25%固体）涂覆于隔离衬片，并且在90摄氏度下干燥5分钟以在衬片上产生24微米厚的粘合剂层。将所得的粘合剂层层压到层合的PVC膜背面以产生受测试样品。
片材3：利用压花辊在160-170摄氏度下将透明的30微米厚的PVdF膜（DX-14S0230，日本电气化学工业株式会社(Denki Kagaku KabushikiKiasha)）层压到填充有30重量%CaCO3的80微米厚的彩色（膜是怎样着色的?）PVC膜（来自阪东化学工业公司(Bando Chemical Industries Ltd)的原型）上。在层压之前，使用聚乙烯聚丙烯酸油墨将木纹图案印刷在彩色PVC膜上。利用刮刀式涂胶机将丙烯酸压敏粘合剂（SKY-Dyne YN-94，综研化学工程有限公司(SOKEN CHEMICAL&ENGINEERING CO.,LTD.)，25%固体）涂覆于隔离衬片，并且在90摄氏度下干燥5分钟以在衬片上产生24微米厚的粘合剂层。将所得的粘合剂层层压到层合的PVC膜背面以产生受测试样品。
片材的总燃烧热(PCS)示于下表6中。
表6：装饰片材的总燃烧热
如表6中所示，基于实例2中所示的结果，装饰片材2和3的总燃烧热非常接近于所期望的总燃烧热（即，所期望的装饰片材的燃烧热将等于单独层的燃烧热总和）。片材1的PCS小于4MJ/m2，验证了具有带有10重量%不易燃无机填料的装饰基底层的片材达到总目标PCS。
实例4：装饰片材易燃性的分析
根据ASTM E84（建筑材料表面燃烧特性的标准测试方法）测试按实例3所述的方式而制备的片材1的易燃性。ASTM E84测试方法是NFPANo.255和UL No.723的技术等同物。该测试方法将标称24英尺(7.32m)长×20英寸(508mm)宽的样本暴露于控制的空气流和经调整的火焰暴露中，从而在5.5分钟内使火焰沿着整个样本长度蔓延。火焰蔓延指数为指示由在限定的测试条件下在火焰区边界产生的过程中进行的观察得出的比较测量的数值或分级。烟扩散指数为指示由在测试表面燃烧特性过程中收集的烟遮蔽数据得出的比较测量的数值或分级。由于具有降低的PCS的装饰片材是否也具有降低的易燃性是未知的，所以不能预测测试结果。根据实例2中所示的结果，这是明显的，其中有机阻燃剂对降低PCS只有很小的影响或没有影响，但是预计将降低易燃性。
将装饰片材1层压到厚度为1/4英寸(6.3mm)、密度为90磅/英尺3(1444kg/m3)、按照ASTM C1186为II级的纤维增强水泥板上，并且根据ASTM E84进行测试。纤维增强水泥板单独用作阴性对照，而NOFMA（美国木地板协会）认证的厚度为23/32英寸的红橡木地板被用作阳性对照。结果显示于下表7中。
表7：根据ASTM E84测得的易燃性
火焰蔓延指数 烟扩散指数
水泥板 0 0
红橡木地板 100 100
片材1-水泥板 10 10
当根据ASTM E84测试时，之前的DI-NOC片材（例如实例1中所述的DI-NOC FW334）的测试通常产生20-25的火焰蔓延指数和70-100的烟扩散指数。类似于DI-NOC FW334的DI-NOC片材的结果示于下表8中。
表8：根据ASTM E84测得的易燃性
火焰蔓延指数 烟扩散指数
水泥板 0 0
红橡木地板 100 100
3M DI-NOC膜（类别1） 25 70
因为水泥板没有火焰蔓延指数或烟雾扩散指数，所以从片材1和层压到水泥板（表7）上的3M DI-NOC膜中得到的数据单独为片材1和3M DI-NOC膜的表征。因此，本文所述的装饰片材与目前可用的装饰片材相比不仅具有降低的总燃烧热，而且还具有减小的火焰蔓延指数和烟扩散指数（比较表7与表8）。
因此，公开了具有低的总燃烧热的装饰膜的实施例。本领域内的技术人员将会了解，可以使用除已公开的那些之外的实施例来实施本文所述的膜、系统、装饰片材、组合物和方法。所公开的实施例仅为举例说明而非限制之目的而给出。

Claims (20)

1.一种装饰片材，其包括：
装饰基底层；
设置在所述装饰基底层表面上的粘合剂层；和
设置在所述基底层的与所述粘合剂层相对的表面上的透明层，
其中所述装饰片材具有在85微米和250微米之间的厚度，并且当使用标准GB/T14402-2007通过氧弹量热法测量时，所述装饰片材具有4.0兆焦耳/平方米或更小的总燃烧热。
2.一种装饰片材，其包括：
装饰基底层；
设置在所述装饰基底层表面上的粘合剂层；和
设置在所述基底层的与所述粘合剂层相对的表面上的透明层，
其中所述装饰片材具有在90微米和250微米之间的厚度，并且当根据ASTM E84测试时，所述装饰片材具有15或更小的火焰蔓延指数或具有50或更小的烟扩散指数。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装饰片材，其中所述装饰基底层包括重量百分比在10%和50%之间的一种或多种无机不易燃填料。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的装饰片材，其中所述装饰基底层包括重量百分比在10%和30%之间的一种或多种无机不易燃填料。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的装饰片材，其中所述一种或多种无机不易燃填料包括CaCO3、Mg(OH)2、Al(OH)3、SiO2、蒙脱石和高岭土中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装饰片材，其中所述装饰基底层包括聚氯乙烯。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装饰片材，其中所述装饰基底层具有在60微米和120微米之间的厚度。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装饰片材，其中所述粘合剂层具有在10微米和50微米之间的厚度。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的装饰片材，其中所述粘合剂层具有在20微米和30微米之间的厚度。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的装饰片材，其中所述粘合剂层包括压敏粘合剂。
11.根据权利要求10所述的装饰片材，其中所述压敏粘合剂为丙烯酸压敏粘合剂。
12.根据权利要求10所述的装饰片材，其中所述压敏粘合剂为有机硅压敏粘合剂。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的装饰片材，其中所述透明层具有在15微米和50微米之间的厚度。
14.根据权利要求1-12中任一项所述的装饰片材，其中所述透明层具有在20微米和40微米之间的厚度。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的装饰片材，其中所述透明层是由选自由下述物质构成的组的材料形成的，所述物质是聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯和聚氟乙烯。
16.根据权利要求1-14中任一项所述的装饰片材，其中所述透明层是由聚偏二氟乙烯形成的。
17.一种装饰片材，其包括：
装饰基底层，所述装饰基底层包括聚氯乙烯和一种或多种无机不易燃填料，其中所述无机不易燃填料占所述装饰基底层的10重量%和50重量%之间，并且其中所述装饰基底层具有在60微米和150微米之间的厚度；
设置在所述装饰基底层表面上的粘合剂层，其中所述粘合剂层具有在10微米和50微米之间的厚度；和
设置在所述基底层的与所述粘合剂层相对的表面上的透明层，其中所述透明层包括聚偏二氟乙烯，并且所述透明层具有在15微米和50微米之间的厚度，
其中所述装饰片材具有在85微米和250微米之间的厚度，并且当通过氧弹量热法测量时，所述装饰片材具有4.0兆焦耳/平方米或更小的总燃烧热。
18.根据权利要求17所述的装饰片材，其中当根据ASTM E84测试时，所述装饰片材具有15或更小的火焰蔓延指数以及50或更小的烟扩散指数。
19.一种装饰片材，其基本上由以下组成：
装饰基底层，所述装饰基底层包括聚氯乙烯和一种或多种无机不易燃填料，其中所述无机不易燃填料占所述装饰基底层的10重量%和50重量%之间，并且其中所述装饰基底层具有在60微米和150微米之间的厚度；
设置在所述装饰基底层表面上的粘合剂层，其中所述粘合剂层具有在15微米和50微米之间的厚度；和
设置在所述基底层的与所述粘合剂层相对的表面上的透明层，其中所述透明层包括聚偏二氟乙烯，并且所述透明层具有在15微米和50微米之间的厚度。
20.一种系统，其包括根据前述权利要求中任一项所述的装饰片材和隔离衬片，所述隔离衬片设置在位于所述基底层相对表面上的粘合剂层上。
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