CN110305421A - 可回收利用的合成地板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造合成地板的聚合组合物，包含：75‑90wt.％的矿物填料，5‑20wt.％的聚氯乙烯，以及5‑15wt.％的添加剂，其特征在于，‑至少50wt.％的所述聚氯乙烯为回收利用的聚氯乙烯；以及‑至少50wt.％的所述添加剂为环氧化大豆油。本发明进一步涉及一种制造此聚合组合物的方法，以及此聚合组合物用于制造合成地板的应用，特别是用于制造乙烯基复合砖(VCT)的应用。最后，本发明还涉及由此聚合组合物所生产的合成地板，特别是乙烯基复合砖。

Description

可回收利用的合成地板
技术领域
本发明涉及合成地板领域，特别是涉及聚氯乙烯(PVC)地板，且更具体地涉及乙烯基复合砖(VCT)。更具体地，涉及可回收利用的地板，其含有高含量的回收利用的和/或可回收利用的材料和来自于可再生资源的材料。
背景技术
乙烯基地板是多年以来流行的地板材料。乙烯基地板更具体为瓷砖或板片形式。瓷砖产品通常归类于固体和印刷的乙烯基瓷砖，其具有相对高含量的乙烯基树脂，和乙烯基复合砖(VCT)，其主要包含矿物填料，如石灰岩和/或粘土，与乙烯基树脂的组合。
作为成品地板材料，乙烯基复合砖已被广泛用于商业、机构和公共建筑方面，例如，用于购物中心、学校、医疗设施、会议和展览中心、民用建筑、私人办公室建筑、体育设施等等。乙烯基复合砖耐用、易于维护以及比许多供替代的地板材料更抗湿。乙烯基复合砖是弹性的地板表面，因为该材料在压缩时提供一些回弹或恢复力特性。
虽然乙烯基复合砖耐用，但其在使用很长一段时间后可以最终降解，并且需要再进行更换。过去，旧的或消费后的乙烯基复合砖被填埋。在一些大型建筑物中，大量的乙烯基复合砖已用于覆盖地板表面。因此，当旧的地板被更换时，可以产生大量废弃的乙烯基复合砖。用过的乙烯基复合砖的填埋受到法律、法规和/或条例的限制。由于一些填埋可能会限制或严格控制乙烯基复合砖的填埋，无论如何处置可能还是有问题的和/或昂贵的。
实现乙烯基地板可回收利用的一个主要障碍是存在大量的添加剂，如增塑剂、稳定剂、润滑剂、加工助剂、pH值调节剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、粘度剂等等。这些添加剂中的一些是挥发性有机化合物，因此最近一直受到详细审查。
尽管乙烯基地板是一种比较经济的地板方案，尽可能去降低成本仍然是令人感兴趣的。在这方面，使用回收利用的材料尤其令人关注，因为这样的材料是经济的，比较容易大批量获得，并且它们的使用有助于减少垃圾的量。尤其是，从回收的聚氯乙烯(PVC)废料获得的聚氯乙烯树脂可用于制造低成本的合成地板。另外，关注的是使用本地现有的资源，从而需要很少的运输。
然而，包含回收利用的聚氯乙烯的配方可能表现不出最佳的性能特征，特别是对于耐磨性。
技术问题
本发明的目的在于提供合成地板，尤其是聚氯乙烯地板，如可回收利用的乙烯基复合砖(VCT)。本发明进一步的目的在于提供一种表面地板，其具有高含量的回收利用的和/或可回收利用的材料和来自于可再生资源的材料以及低含量的挥发性有机化合物(VOC)。本发明的目的还在于提供一种用于制造合成地板的组合物，包含廉价的且能够从当地获得的成分。最后，本发明的目的在于提供一种合成地板，其表现出令人满意的性能特征，特别是耐磨性。
技术方案
已令人惊奇地发现，上述的技术问题可以通过使用根据本发明的聚合组合物得到解决，所述聚合组合物包含：
75-90wt.％的矿物填料，
5-20wt.％的聚氯乙烯，以及
5-15wt.％的添加剂，
其特征在于：
-至少50wt.％的所述聚氯乙烯为回收利用的聚氯乙烯；以及
-至少50wt.％的所述添加剂为环氧化大豆油。
事实上，虽然此配方中至少一半的聚氯乙烯被回收利用的聚氯乙烯所替代，但是如上述所定义的聚合组合物可被转化为可回收利用的合成地板，其表现出了令人满意的性能特征。
在上述配方中，特别发现，作为容易获得的可再生资源，天然来源的环氧化大豆油可有利地替换一部分或全部常规加入的添加剂，如增塑剂和稳定剂。因此，该配方中存在的合成添加剂被降低，从而地板具有再循环的优点。此外，该配方含有较低的挥发性有机化合物(VOC)，从而产生一种更环保的产品。
发明内容
根据第一个方面，本发明涉及一种用于制造合成地板的聚合组合物，包含：
75-90wt.％的矿物填料，
5-20wt.％的聚氯乙烯，以及
5-15wt.％的添加剂，
其特征在于：
-至少50wt.％的所述聚氯乙烯为回收利用的聚氯乙烯；以及
-至少50wt.％的所述添加剂为环氧化大豆油。
优选地，所述回收利用的聚氯乙烯为回收的聚氯乙烯吸塑。特别优选的是，该组合物中，至少75wt.％的所述聚氯乙烯为回收利用的聚氯乙烯。
优选地，所述聚合组合物包含2.5-5wt.％的环氧化大豆油。
进一步优选的是，聚合组合物包含80-90wt.％的矿物填料。优选的，组合物中所述矿物填料包含白云石。特别优选的是，该组合物进一步包含滑石。
根据一个优选的实施例，根据本发明的聚合组合物包含：
-80-90wt.％的矿物填料；
-5-10wt.％的回收的聚氯乙烯(PVC)；
-2.5-5wt.％的环氧化大豆油；
-1-5wt.％的PVC；
-0.5-1.5wt.％的颜料；以及
-高达11wt.％的一种或多种添加剂，所述添加剂选自增塑剂、稳定剂、润滑剂、加工助剂、pH调节剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和粘度剂。
一个特别优选的配方包含0-3wt.％的润滑剂作为添加剂，所述润滑剂例如烃类树脂。
根据第二个方面，本发明涉及一种制造合成地板的方法，包括以下步骤：
(i)提供上述的聚合组合物；
(ii)通过热成型将所述聚合组合物到转变为瓷砖或板片。
优选地，上述方法的步骤(ii)是通过压延、模塑或挤出进行的。
根据第三个方面，本发明涉及如上述所公开的组合物用于制造合成地板的应用，特别是用于制造乙烯基复合砖(VCT)的应用。
根据第四个方面，本发明涉及由如上述所公开的聚合组合物所生产的合成地板，特别是所述合成地板为乙烯基复合砖(VCT)的形式。
详细说明
本发明涉及可回收利用的合成地板，所述合成地板包含高含量的回收利用的和/或可回收利用的材料或来自于可再生资源的材料。
根据本发明的用于制造合成地板的聚合组合物包含填料作为主要成分，还包含其它粘合剂，通常包含聚合物例如聚氯乙烯(PVC)，和其它添加剂，例如增塑剂、稳定剂、润滑剂或颜料。
令人惊奇地发现，使用聚合组合物可以获得这种合成地板，其中组合物中至少50wt.％的聚氯乙烯为回收利用的聚氯乙烯，和至少50wt.％的添加剂为环氧化大豆油。
为了赋予该聚合组合物合适的硬度和其它性质，所述组合物包含填料作为第一和主要成分。
在本发明的范围内，术语“填料”表示一种惰性化合物，特别是矿物化合物。本发明的范围内，所述填料的化学性质和粒度没有明确地限定。然而，最常见的填料选自碳酸钙，碳酸钙镁，如白云石、滑石、硅灰石和二氧化硅。本发明的聚合组合物中优选的填料为白云石，其最终与滑石相结合，因为它是经济的和容易得到的，并提供了优异的性能。
一种特别优选的聚合组合物包含75-90wt.％，特别是80-88wt.％，更具体地82-86wt.％的此类矿物填料。一种特别优选的聚合组合物包含80-84wt.％的白云石以及1-3wt.％的滑石。
所述聚合组合物的第二组分为粘合剂，其在本发明的范围内是基于聚氯乙烯的。
所述聚合组合物包含5-20wt.％，优选为6-15wt.％，更具体地说8-12wt.％的聚氯乙烯(PVC)。
本发明的一个主要优点是该配方中可掺入高含量的回收利用的聚氯乙烯。回收利用的聚氯乙烯特别为市售的颗粒状或粉末状。这两种形状都方便。特别优选的是回收利用的聚氯乙烯吸塑。
用于制造可回收利用的合成地板的聚合组合物中，优选至少50wt.％，更优选至少70wt.％和特别是至少75wt.％的聚乙烯组分为回收利用的聚氯乙烯。
所述聚合组合物的第三组分由所述添加剂组成。在原则上，这样的聚合组合物可以包含很多不同的添加剂，如增塑剂、稳定剂、颜料、润滑剂、加工助剂、pH值调节剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和粘度剂。
然而，由于回收利用的聚氯乙烯已包含添加剂，因此通常只需要另外加入少量的其它添加剂。此外，环氧化大豆油的选择允许进一步降低所加入的合成化合物的量。事实上，环氧化大豆油可起到增塑剂和稳定剂的作用，同时还是植物来源，因此其为可再生材料。
有利地，所述聚合组合物含有1-15wt.％，优选为2-12.5wt.％，特别是2-10wt.％的添加剂。然而，根据一个优选的实施例，所述聚合组合物包含至多5wt.％，优选为至多4wt.％，特别是至多3wt.％的合成的且不可再生的添加剂。
特别是，所述聚合组合物优选为不含有任何额外的挥发性有机化合物，如加入的增塑剂。然而，可以指出，在具体情况下向该配方中进一步加入颜料、稳定剂和/或加工助剂。因此，其它添加剂可以尤其包含颜料和润滑剂，例如烃类树脂。
为了允许装饰颜色和图案，所述聚合组合物通常包含0.5-1.5wt.％的颜料，其可选自该领域中常规使用的颜料。
为了便于制造和改善产品的弹性，所述聚合组合物可进一步包含润滑剂，如烃类树脂。特别是，这种润滑剂可以以0.5-3wt.％的含量存在于所述聚合组合物中。
有利地，根据本发明的所述聚合组合物包含：
-75-90wt.％，特别是80-88wt.％，更具体地82-86wt.％的矿物填料；
-5-20wt.％，优选为6-15wt.％，更具体地8-12wt.％的聚氯乙烯；以及
-2-15wt.％，优选为5-10wt.％的添加剂，
其中所述添加剂包含：
-至少50wt.％的环氧化大豆油；
-10-25wt.％，优选为15-30wt.％的颜料；以及
-高达40wt.％，优选为5-25wt.％的一种或多种添加剂，所述添加剂选自增塑剂、稳定剂、润滑剂、加工助剂、pH调节剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和粘度剂。
所述聚合组合物中的颜料优选为白色矿物颜料，如二氧化钛。优选的颜料的平均粒径为0.01-10μm，优选为1.1-1μm之间。
本发明中最优选是一种聚合组合物，包含：
-80-84wt.％的白云石；
-5-10wt.％的回收利用的聚氯乙烯(PVC)；
-2.5-5wt.％的环氧化大豆油；
-1-5wt.％的聚氯乙烯；
-1-3wt.％的滑石；
-0-3wt.％的烃类树脂；以及
-0.5-1.5wt.％的颜料。
根据第二个方面，本发明涉及一种制造合成地板的方法，包括以下步骤：
(i)提供如上述所公开的聚合组合物；
(ii)通过热成型将所述组合物转变为瓷砖或板片。
优选地，上述方法的步骤(ii)是通过压延、模塑或挤出进行的。
根据第三个方面，本发明涉及如上述所公开的组合物用于制造合成地板的应用，特别是用于制造乙烯基复合砖(VCT)的应用。
这种地板的制造是本领域中公知的。有利地，根据本发明的聚合组合物可以用于这些方法而不需要任何改变。
根据第四个方面，本发明涉及由如上述所公开的聚合组合物所生产的合成地板，特别是所述合成地板为乙烯基复合砖(VCT)的形式。
由于所生产的地板使用回收利用的和可再生的资源，因此其是经济的。这些资源不仅便宜而且是当地能够得到的产品。其挥发性有机化合物的含量降低，这使得它适于许多应用。它在最终使用后可被回收利用，从而利于其更换，并减少其对环境的影响。
下面的实施例中将对本发明进行更加详细的说明。
具体实施方式
实施例1
合成地板的制备
装饰性的乙烯基复合砖(VCT)合成地板的制造工艺如下。
于160℃至190℃的温度下，在辊轧机中对82.18wt.％的白云石、7.5重量份的工业用过的聚氯乙烯(回收的聚氯乙烯吸塑)、3.67wt.％的环氧化大豆油、2.5wt.％的PVC S共聚物、2wt.％的滑石、1.3wt.％的烃类树脂和0.85wt.％的颜料进行捏合，得到基于回收利用的PVC的板片，轧制至厚度为0.5毫米。
通过施加压力并在压力机中压制，并预热至温度140℃-170℃，将表层板片装配在基层板片上，固化从而生产出地板。
表1：所述聚合组合物的组成
实施例1中制备的合成地板显示了令人非常满意的性能，特别是在耐磨损性方面，因此不需要添加玻璃珠。
聚氯乙烯地板是由聚合组合物制成的，该聚合组合物包含的成分不仅便宜且当地能够得到。事实上，所述聚合组合物包含超过95wt.％的回收利用的、可回收利用的或可再生的材料，并且所加入的挥发性有机化合物(VOC)含量较低。所获得的地板是进一步可循环使用的。因此本发明提供了具有基本上环境影响较低的低成本合成地板。

Claims (16)

1.一种用于制造合成地板的聚合组合物，包含：
75-90wt.％的矿物填料，
5-20wt.％的聚氯乙烯，以及
5-15wt.％的添加剂，
其特征在于，
-至少50wt.％的所述聚氯乙烯为回收利用的聚氯乙烯；以及
-至少50wt.％的所述添加剂为环氧化大豆油；
其中，所述矿物填料包含白云石。
2.根据权利要求1所述的聚合组合物，其特征在于，所述回收利用的聚氯乙烯为回收利用的聚氯乙烯吸塑。
3.根据权利要求1所述的聚合组合物，其特征在于，至少75wt.％的所述聚氯乙烯为回收利用的聚氯乙烯。
4.根据权利要求1所述的聚合组合物，其特征在于，所述聚合组合物包含2.5-5wt.％的环氧化大豆油。
5.根据权利要求1所述的聚合组合物，其特征在于，所述聚合组合物包含80-90wt.％的矿物填料。
6.根据权利要求1所述的聚合组合物，其特征在于，包含：
-80-90wt.％的矿物填料；
-5-10wt.％的回收利用的聚氯乙烯；
-2.5-5wt.％的环氧化大豆油；
-1-5wt.％的聚氯乙烯；
-0.5-1.5wt.％的颜料；以及
-高达11wt.％的一种或多种添加剂，所述添加剂选自增塑剂、稳定剂、润滑剂、加工助剂、pH调节剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和粘度剂。
7.根据权利要求6所述的聚合组合物，其特征在于，该配方进一步包含0-3wt.％的润滑剂作为添加剂。
8.根据权利要求7所述的聚合组合物，其特征在于，所述润滑剂为烃类树脂。
9.根据权利要求7所述的聚合组合物，其特征在于，所述加工助剂为滑石。
10.根据权利要求8所述的聚合组合物，其特征在于，所述加工助剂为滑石。
11.一种制造合成地板的方法，包括以下步骤：
(i)提供根据权利要求1至10中任一项所述的聚合组合物；
(ii)通过热成型将所述聚合组合物转变为瓷砖或板片。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(ii)是通过压延、模塑或挤出进行的。
13.如权利要求1至10所述的组合物用于制造合成地板的应用。
14.如权利要求13所述的组合物用于制造乙烯基复合砖的应用。
15.由如权利要求1至10中任一项所定义的聚合组合物所生产的合成地板。
16.根据权利要求15所述的合成地板，其特征在于，所述合成地板为乙烯基复合砖的形式。
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