CN1240492A - 无pvc的泡沫地板和墙壁覆盖制品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多层泡沫地板和墙壁覆盖制品。该制品为一种弹性缓冲泡沫地板和墙壁覆盖制品,其没有聚氯乙烯(PVC),增塑剂和重金属稳定剂。该制品由多层顶层构成,该顶层与胶乳或聚烯烃聚合物泡沫体衬背层成一体。该制品在地板市场上具有特别的用途,其可使用通常的PVC熔体加工设备进行制备。同时也要求了一种制备该制品的方法。
Description
本发明涉及一种多层泡沫地板和墙壁制品。本发明特别涉及一种弹性缓冲泡沫地板和墙壁覆盖制品,其没有聚氯乙烯(PVC)和增塑剂,其包含与胶乳或热塑性泡沫体衬背层成一体的热塑性顶部覆盖层。
非均相地板和墙壁覆盖制品市场上包括纺织品和塑料覆盖制品。非均相覆盖制品与均相覆盖制品(其包括如油毡的材料)的区别为,非均相覆盖制品指的是含有不同材料的多层包层构造。在非均相弹性缓冲地板和墙壁覆盖制品市场中,需要改进的解决生态问题的制品以替代增塑的聚氯乙烯(PVC)覆盖制品,在某种程度上,替代常规的纺织品覆盖制品。关于非均相PVC覆盖制品的生态的忧虑涉及循环或能量回收、挥发性有机物含量和重金属稳定剂和无机填料的使用。涉及纺织品覆盖制品的生态忧虑包括抑制或阻碍微生物的生长。
由于简便的安装和低廉的费用,非均相泡沫PVC地板和墙壁覆盖制品现已非常流行。然而,它们受欢迎的程度也由于其具有吸引力的性能,其包括隔音、走动和站立舒服感及印刷设计的多样性。在该覆盖制品中,最少的性能需求包括大于或等于90的EN433压痕恢复(归一化)和大于或等于150%的DIN53455伸长率。
典型的泡沫PVC覆盖制品结构包括基于PVC增塑溶胶的覆盖制品。该增塑溶胶通常由PVC颗粒、增塑剂、重金属添加剂和无机填料组成。覆盖层的形成通常是以涂布方法,通过将该增塑溶胶放置在纤维或剥离纸基质上,然后固化该增塑溶胶进行。纤维基质如羊毛(不同于剥离纸基质)提供了一种中间材料层,其给予该固化的覆盖制品以增强的尺寸稳定性。
PVC覆盖层通常使用压延或辊式捏合机方法生产。在此方法中,硬质PVC与增塑剂和重金属稳定剂进行配混。在这些熔体加工过程中,对于避免聚氯乙烯聚合物的断裂降解,重金属稳定剂(如二硬脂酸二月桂基锡或钡和镉、钡和锌或钙和锌的羧酸盐)的使用是特别重要的。
然而,不论是使用涂布方法还是压延方法进行生产,当安装时,为避免过多的接缝或接合,泡沫PVC覆盖制品通常生产为具有高至4或5米宽的极长织物。这种宽度需求通常被认为明显限制了可能的制品和/或用于提供合适的泡沫PVC覆盖制品的替代物的方法。例如参见Oppermann等在US5,407,617,1栏,32-36行中所公开的内容。特别地,据说由于机头宽度的限制,用于生产交联的热塑性泡沫体的公知方法限于约2米的宽度。参见US5,407,617,2栏,8-26行。
为克服使用现有的热塑性发泡工艺所带来的限制,从而提供一种无PVC覆盖制品,Oppermann等在US5,407,617中描述了一种由丙烯酸耐磨损层和热塑性泡沫体衬背构成的覆盖制品。由Oppermann等公开的热塑性泡沫体衬背是使用粉末烧结方法制备的,其中热塑塑料与常规的发泡剂配混,低温下研磨成精细的粉末,然后烧结或散射(scatter)成4-5米,最后在约120-200℃下进行发泡。然而,粉末烧结的速度相对较低,通常认为不适于高速度地生产。同时,如由Oppermann等描述的耐磨损层被认为展示出中等的耐刮痕和耐摩擦性,而用于制备丙烯酸耐磨损层的丙烯酸酯乳液也被认为是相当昂贵的。
具有良好耐磨损性能的聚氨酯泡沫衬背也是公知的,其中通过机械注入空气来完成发泡。然而,聚氨酯体系相当地昂贵,对环境有害。而且,不能提供一种基本上完全的聚氨酯覆盖制品以利于容易再循环。
因此,需要一种无PVC弹性泡沫体垫地板和墙壁覆盖制品,其具有公知的基于PVC的非均相覆盖制品的性能。此覆盖制品应可通过使用通常用于非均相覆盖制品的低费用加工方法、以至少4米宽生产。
作为一种公知的非均相PVC覆盖制品和其它热塑性覆盖制品的替代物,我们已发现一种基本上烯烃类、基本上为熔体加工的弹性缓冲泡沫体地板和墙壁覆盖制品及制备该制品的方法。该覆盖制品没有聚氯乙烯和增塑剂,基本上是可循环的,或为能量回收之目的、至少可被焚化而基本上不产生氯和氯燃烧产物。
本发明的一方面为一种多层弹性缓冲泡沫地板或墙壁覆盖制品,它包含一顶层,其中该顶层包含:
(a)透明外部耐磨损层,其由至少一种熔体加工的聚烯烃聚合物或至少一种溶剂分散的聚烯烃聚合物或两者组成,
(b)溶剂分散的或熔融加工的印刷层,该印刷层由至少一种聚烯烃聚合物组成,且位于透明外部耐磨损层之下,
(c)一种可选的熔融加工的聚烯烃聚合物或纺织品中间增强层,其位于该印刷层之下,其中,透明外部耐磨损层和印刷层所具有的总厚度为约50-800微米,可选的中间层厚度为约5-500微米,其中顶层与泡沫衬背层形成一体,该衬背层由胶乳组合物、至少一种聚烯烃聚合物的熔融加工的聚烯烃组合物、或至少一种聚烯烃聚合物的溶剂分散的聚烯烃组合物组成。
本发明的另一方面是一种制备多层地板或墙壁覆盖制品的方法,包括
(a)提供一种顶层,其通过
i.溶剂分散或熔融加工至少一种聚烯烃聚合物,以形成透明外部耐磨损层;
ii.溶剂分散或熔融加工至少一种聚烯烃聚合物,以形成具有衬背表面的印刷层,将形成的印刷层置于透明外部耐磨损层之下,其中该印刷层衬背表面是暴露的;
iii.可选地,熔融加工至少一种聚烯烃聚合物或提供一种纺织品材料,以形成具有衬背表面的中间增强层,将该可选的中间增强层置于印刷层之下,其中该可选的中间增强层衬背表面是暴露的;
(b)发泡胶乳组合物、含有至少一种聚烯烃聚合物的熔融加工的聚烯烃聚合物、或含有至少一种聚烯烃聚合物的溶剂分散的聚烯烃组合物,
(c)在发泡期间或在发泡的组合物固化之后,在印刷层背表面或在可选的中间增强层背表面上将顶层与步骤(b)的组合物形成一体。
本发明的一个商业益处为,本发明的非均相弹性地板和墙壁覆盖制品基本上没有通常PVC地板和墙壁覆盖制品对环境的不利影响。也就是说,本发明的制品不包含重金属稳定剂、衍生于固化剂或促进剂的亚硝胺、具有高含量挥发有机物的增塑剂,没有含氯的聚合物,焚化之后的灰烬较少。这样,通过使用基于焚化的常规能量回收方法,本发明的制品可方便地进行回收。
本发明制品的另一个益处是,用于制品的各层的聚烯烃聚合物可在通常的PVC设备如两辊碾磨机和三辊压延设备上进行熔融加工。特别是对于优选的聚烯烃聚合物如基本上为线性的乙烯聚合物,这是十分惊异的,因为通常的聚烯烃聚合物如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物一般对热太敏感、因而不能在PVC设备上熔融加工,其在地板体系中一般使用其它工艺如粉料散射和烧结进行加工。
熔融加工设备如压延辊特别存在破坏性很大的热环境问题,因为该聚合物熔体基本上暴露于环境氧气中。在如此破坏性大的环境中,基本上线性乙烯聚合物的热不敏感性是出人意料的,特别是考虑到Lai等在US5,272,236和5,278,272中描述的基本线性乙烯聚合物,其具有长链支化,仅惨有常规量的常规稳定剂。然而,通常所公知的是,长链支化使聚烯烃聚合物在熔融加工期间更容易热降解。而且,考虑到Walton等在US5,562,958中所公开的,其中公开这种聚合物对辐射更敏感,基本上线性乙烯聚合物的热不敏感性也是出人意料的。
图1为钢球10和配有电磁铁21的设备20、带刻度的竖直管22和平衡组件23的示意图,其用于弹性试验。
本发明的描述
本发明的地板和墙壁覆盖制品具有弹性缓冲泡沫体衬背层,其与顶层结构形成一体。顶层结构为弹性缓冲泡沫体衬背层的基质,包含透明聚合物外部耐磨损层、聚合物印刷层和可选的聚合物或纺织品中间增强层。而非填充的PVC地板或墙壁覆盖制品通常具有的堆积密度为1.3千克/升,本发明制品较轻(即其优选表征为,堆积密度为约0.8-0.9千克/升)且仍通常展示出PVC覆盖制品性能的耐久性。
该透明外部耐磨损层提供良好的耐刮痕和磨耗性,其足够透明以使印刷设计从制品的顶部为可见的。该透明外部耐磨损层由至少一种溶剂分散的聚烯烃聚合物和/或至少一种熔融加工的聚烯烃聚合物制备。优选的透明外部耐磨损层包含熔融加工的聚乙烯或聚丙烯层和水分散的乙烯聚合物层,其中水分散的乙烯聚合物层为透明外部耐磨损层的最外层。优选的水分散的乙烯聚合物为至少一种基本上线性乙烯聚合物,其描述在Lai等的US5,272,236和5,278,272中,或为至少一种乙烯共聚体,其由乙烯和至少一种含羰基共聚单体组成,如乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯(EMMA)共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯(EBA)共聚物或乙烯-甲基丙烯酸(EMAA)共聚物,或是至少一种基本上线性乙烯聚合物与至少一种由乙烯和至少一种含羰基共聚单体组成的乙烯共聚体的混合物。一种优选的水分散体聚烯烃聚合物组合物为基本上线性乙烯聚合物和乙烯-丙烯酸共聚物的50/50混合物。通常地,该乙烯共聚体用铵进行中和,然而,更优选的是,该乙烯共聚体用稳定的阳离子中和,当除去溶剂(优选水)时,该阳离子提供一种离聚物。如此优选的阳离子包括如由氢氧化钾和氢氧化锌提供的钾、锌和铜。然而,在本发明的使用中,混合的碱性阳离子体系也是合适的。
对于用在本发明中的溶剂分散的聚烯烃聚合物,表面活性剂通常指的是一种用来稳定分散体的材料。基于乙烯和含羰基共聚单体的共聚体的优点之一是它为表面活性剂,通常不需要乳化剂以提供稳定的分散体。然而,对于非极性聚合物,表面活性剂通常是需要的。例如,对于基本上线性乙烯合聚物的水分散体,氨化的乙烯-丙烯酸共聚物分散体可用作表面活性剂。这样,乙烯-丙烯酸共聚物与基本上线性乙烯聚合物的混合分散体优选通过分别制备两种聚合物分散体,然后混合两种分散体以提供稳定的分散聚烯烃聚合物混合物来进行制备。
用于制备溶剂分散的聚烯烃聚合物组合物和优选的聚烯烃聚合物如基本上线性乙烯聚合物的水分散体的合适方法描述在Pate等US5,539,021,和共同未决美国专利申请No.08/463,160(申请日1996年6月5日,B.W.Walther和J.R.Bethea)、共同未决美国专利申请No.08/630,187(申请日1996年4月10日,J.E.Pate III,J.Peters,N.E.Lutenske和R.R.Pelletier)和共同未决美国专利申请No.08/702,824(申请日1996年8月23日,B.W.Walther和J.R.Bethea)。
制备包含混合碱阳离子体系在内的制备含乙烯与至少一种含羰基共聚单体的乙烯共聚体的水分散体的适宜方法是已知的。如此方法描述在如Vaughn等US3,872,039、3,899,389和4,181,566以及Rowland等US5,206,279和5,387,635中。
聚合物印刷层提供制品的印刷设计,该制品可以是通过使用化学刻蚀技术获得的三维效果和图象,或该聚合物印刷层可以是简便地提供一种平滑表面设计。类似于透明外部耐磨损层,该印刷层包含溶剂分散的聚烯烃聚合物和/或一种熔体加工的聚烯烃聚合物。然而,优选该印刷层包含熔融加工的基本上线性乙烯聚合物。同时,该聚合物印刷层可以是发泡的、且含有阻燃剂或合适的改性剂以满足阻燃的需求和其它常规要求。
中间增强层提供制品的尺寸稳定性,该制品的宽度可超过4米。该可选的中间增强层为熔融加工的聚烯烃聚合物或无纺或纺织材料。优选地,该可选的中间增强层为无纺玻璃纤维网材料或无纺聚合物材料。
弹性泡沫体衬背层由溶剂分散的聚烯烃聚合物、熔融加工的聚烯烃聚合物或胶乳组合物组成。对于溶剂分散的聚烯烃聚合物泡沫体衬背层和胶乳泡沫体衬背层,发泡可用机械方法如通过注入空气或打泡完成,此外,发泡也可通过使用以挥发性化合物或化学发泡剂填充的微球体完成。对于熔融加工的聚烯烃聚合物泡沫体衬背层,发泡优选通过使用化学发泡剂来完成。
泡沫体衬背层使该制品具有弹性缓冲性能,同时,使该制品具有隔音和隔热特性,以及提供一种阻止微生物的屏障。
在本发明的一个实施方案中,泡沫体衬背层是通过将可固化的水胶乳组合物发泡涂敷到顶层结构的背部进行制备的。该发泡涂敷是用机械方法通过将空气注入到湿胶乳组合物中进行的。在发泡步骤之后,在温度约140℃下,方便地除去组合物中的水,将该胶乳组合物固化以生成稳定的泡沫体结构。
合适的可固化胶乳组合物为水分散体或乳液,其含有胶乳和水溶性催化固化剂。该胶乳含有热塑性均聚物或共聚物(或如此聚合物的混合物),其中该聚合物或这些聚合物由至少一种乙烯基芳族单体和至少一种二烯、α-烯烃、乙烯或取代的乙烯组成。
该乙烯基芳族单体可选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α,ρ-甲基苯乙烯、α,ρ-乙基苯乙烯、α,ρ-二甲基苯乙烯、α,ρ,α,ρ-二甲基苯乙烯、α,ρ-叔丁基苯乙烯、乙烯基萘、甲氧基苯乙烯、氰基苯乙烯、乙酰基苯乙烯、单氯苯乙烯、二氯苯乙烯和其它的卤代苯乙烯及其混合物。
该乙烯基芳族单体可以任何有效量存在,基于热塑性树脂的总重量,其通常的量为约0-75wt%。特别地,基于热塑性树脂的总重量,合适的胶乳组合物含有约20-80干重%、更优选约30-75干重%、最优选约35-70干重%的至少一种乙烯基芳族单体。
当存在二烯单体时,其可选自丁二烯、异戊二烯、二乙烯基苯、其衍生物和混合物。1,3-丁二烯单体为优选的。
基于热塑性树脂的总重量,合适的胶乳组合物通常含有约0-80干重%、优选约10-55干重%、更优选约20-50干重%、最优选约25-45干重%的至少一种二烯单体,并且其百分固体含量为约10-80、更优选约20-70、最优选约30-60。
基于热塑性树脂的总重量,水溶性催化固化剂存在的量为约0.1-15wt%。合适的催化固化剂包括三(二甲基氨基甲基)苯酚,二甲基氨基甲基苯酚,双氰胺,多胺如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和异佛尔酮二胺,但并不限于此。
该可固化的胶乳组合物中的胶乳组份可进一步包含乳化剂或表面活性剂。合适的表面活性剂包括常规的非离子和/或阴离子表面活性剂。合适的非离子表面活性剂包括:烷基苯酚的环氧乙烷衍生物,如每摩尔苯酚含有10-60摩尔环氧乙烷的辛基或壬基苯酚;和长链醇,如含有同样比例环氧乙烷的月桂醇。合适的阴离子表面活性剂包括:烷基硫酸盐,如月桂基硫酸盐;以及各种磺酸盐,如磺化的二元羧酸、特别是琥珀酸的盐。乙氧基化的非离子表面活性剂为优选的。
基于共聚物的干重,乳化剂或表面活性剂的量可为约0.5-5wt%。现已发现,乳化剂或表面活性剂的存在可提高可固化的涂敷组合物的储藏期限。
优选的胶乳组合物包括含有可与溶于有机物或与其混溶的催化剂和水溶性催化固化剂的羧酸化的胶乳、环氧树脂乳液。该羧酸化的胶乳包含至少一种乙烯基芳族单体与至少一种烯属不饱和含羰基单体的共聚体。在优选的方案中,该共聚体还包含二烯单体。
该烯属不饱和的含羰基单体可以为单羧酸、二羧酸或多羧酸,如丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、衣康酸及其衍生物和混合物。
基于热塑性树脂的总重量,烯属不饱和含羰基单体存在的量为约0.5-25wt%。优选地,基于热塑性树脂的总重量,烯属不饱和含羰基单体存在的量为约1-5wt%,更优选约3-5wt%。
该胶乳还可含有其它烯属不饱和单体组份,如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂基酯、丙烯酸苯基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、氯代丙烯酸乙酯、马来酸二乙酯、马来酸聚乙二醇酯、氯乙烯、溴乙烯、1,1-二氯乙烯、1,1-二溴乙烯、乙烯基甲基酮、甲基异丙烯基酮和乙烯基乙基酯,但并不限于此。同时也可包括其衍生物和混合物。
该胶乳可包括苯乙烯/丁二烯/丙烯酸共聚物或苯乙烯/丁二烯/丙烯酸羟乙基酯/衣康酸共聚物。该胶乳也可包括这些共聚物的混合物。可使用约等重量的苯乙烯/丁二烯/丙烯酸和苯乙烯/丁二烯/丙烯酸羟乙基酯/衣康酸共聚物的混合物。
合适的环氧树脂组份为具有1个以上1,2-环氧基的任何化合物。通常地,该环氧树脂组份为一种饱和或不饱和脂族或环脂族、芳族或杂环化合物,且可被取代或非取代。该环氧树脂可选自双酚化合物的多缩水甘油醚、酚醛清漆树脂的多缩水甘油醚和聚乙二醇的多缩水甘油醚。也可使用两种或多种环氧树脂的混合物。
优选的环氧树脂为双酚化合物的多缩水甘油醚,其可由表氯醇与双酚A或双酚F或其衍生物的反应获得。环氧树脂的用量将在宽范围内变化,这取决于最终产物所需要的性质和所使用的环氧树脂与羧酸的类型。可固化的胶乳组合物中的环氧树脂组份可进一步包含乳化剂或表面活性剂,如阴离子或非离子表面活性剂,但非离子表面活性剂为优选的,而更优选的是乙氧基化的非离子表面活性剂,如由DiamondShamrock提供的CapcureTM65。
基于环氧树脂的重量,乳化剂或表面活性剂的量为约5-10wt%。优选地,乳化剂或表面活性剂的量为约至少8wt%。
胶乳组合物的环氧树脂乳液组份含有与可溶于有机物或可与之混溶的催化剂。合适的可溶于有机物或可与之混溶的的催化剂包括:鏻盐,如乙基三苯基鏻的乙酸盐和乙基三苯基鏻的磷酸盐;季铵盐,如烷基苄基二甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、甲基三辛基氯化铵、四乙基溴化铵、N-月桂基氯化吡啶鎓和四乙基碘化铵。优选的可溶于有机物或可与之混溶的催化剂为乙基三苯基鏻的乙酸盐、乙基三苯基鏻的磷酸盐和甲基三辛基氯化铵。如果不易于购买得到,乙基三苯基鏻的磷酸盐可由乙基三苯基鏻的乙酸盐与磷酸的反应制备。
基于环氧树脂的重量,可溶于有机物或可与之混溶的催化剂的量为约0.1-10.0wt%,优选约0.3-2.0wt%。
用作本发明泡沫体衬背层的合适的可固化胶乳组合物、特别是羧酸化的苯乙烯-丁二烯胶乳体系描述在如Helbling的US4,857,566中,其也可由Dow Chmical Company得到。羧酸化的胶乳体系之所以优选,是因为惊异地发现该体系对于不能透过的聚烯烃聚合物层显示出意想不到的粘合性。为使固化的泡沫衬背层与合适顶层为一体,如此高的粘合强度使得可以省去再使用另外的粘合材料。
一种适合的可固化胶乳组合物是基于用含有化学发泡剂或挥发性化合物如异丁烷的可膨胀微球填充的羧酸化的苯乙烯-丁二烯共聚体。然而,当通过使用可膨胀的微球完成发泡时,可能需要附加的过程和工艺,以避免不规则或不能令人满意的泡沫体表面(如“月球坑(mooning)”)。如此附加的过程和工艺例如可包括使用模具内发泡技术。
特别对于纺织品基质层,无机填料如碳酸钙和三水合铝可加入到该胶乳组合物中。然而,对于聚烯烃聚合物基质层(与纺织品基质层不同),优选地,至少一种有机或聚合物填料如高密度聚乙烯粉末(为加工容易,如40目、即小于150微米)加入到胶乳组合物中以提高弹性和强度。据认为适合用作胶乳组合物填料的其它粉末状聚合物包括(但并不限于此):中密度聚乙烯(MDPE),线性低密度聚乙烯(LLDPE),超低密度聚乙烯,均相支化线性聚合物,基本上线性乙烯聚合物(及此乙烯聚合物的接枝物,如马来酸酐接枝的高密度聚乙烯,马来酸酐接枝的线性低密度聚乙烯),以及例如在US4,966,810、4,927,888、4,762,860、5,089,556、4,739,017、4,950,541、5,346,963中描述的其它实例,乙烯共聚体(如乙烯-丙烯酸共聚体,乙烯-甲基丙烯酸共聚体,乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚体,乙烯-醋酸乙烯酯共聚体,乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等),聚丙烯,聚碳酸酯,聚酰胺,聚苯乙烯,苯乙烯共聚体(如乙烯-苯乙烯聚合物),乙烯-丙烯聚合物(如乙烯-丙烯-二烯单体聚合物),和环氧树脂。
泡沫可通过现有技术中的公知技术和方法产生。公知的技术和方法例如包括:释放非凝结气体如氮气,或通过引起气体释放材料的分解,该材料与混合物中的某一组分进行化学反应,作为一种反应产物,使非凝结气体释放出来。该胶乳组合物和溶剂分散的聚烯烃聚合物也可通过打泡技术、空气注入技术和/或使用配有泡沫头的设备进行发泡。视需要可加入发泡助剂(如月桂基硫酸钠)和泡沫稳定剂(如油酸钾)。优选的添加剂和稳定剂与胶乳聚合物或共反应原料的反应性基团是不反应的。其它添加剂和组分如皂类、乳化剂、润湿剂和表面活性剂也可使用,即便它们可有限程度地反应。
该产生泡沫的混合物可灌入到模具中,涂敷在托盘或带上,或将其涂敷到基质上。在本说明书中,术语“基质”意为,当应用和固化时,产生泡沫的混合物或泡沫组合物将粘合到其上的任何材料,如聚烯烃聚合物、布、纤维、无纺布、皮革、木材、玻璃或金属,或任何形式的衬背层或顶层结构。
泡沫体可在干燥和固化之前涂敷到聚烯烃或纺织品基质上。形成于连续泡沫的典型泡沫体在湿态下,将具有约200-500g/L的密度,优选约400g/L。通过使用刮刀,该泡沫体可涂敷到该基质上。
该泡沫体一旦形成,可在约110-150℃下进行干燥和固化。干燥和固化可在强制空气循环炉中进行。炉的内部温度应优选保持在约120℃或更高。
在本发明的另一个实施方案中,弹性缓冲泡沫体衬背是通过熔融加工和化学发泡聚烯烃聚合物、如至少一种基本上线性乙烯聚合物来进行制备,其描述在Lai等的US5,272,236和5,278,272中。
用于聚烯烃聚合物熔融加工发泡的合适技术包括辊炼、Haake扭矩混合、捏合、压延、挤出流铸和热吹成膜,其中在熔融加工之前,将聚烯烃聚合物与约0.5-5wt%、优选约1-3.5wt%的合适化学发泡剂配混,该发泡剂例如但并不限于偶氮二羧酰胺,配混时有或没有合适的促进剂如金属氧化物(如氧化锌),并且与通常的水性胶乳泡沫组合物不同,没有泡沫稳定剂如硫代琥珀酰亚胺钠。
以下描述当使用连续熔体加工设备或间歇熔体加工设备的各种设备时应使用的加工温度。当使用捏合机和密炼机如哈克扭矩混合机和布拉本德(Brabender)混合机时,聚烯烃加工温度应保持在约150-180℃。当使用双螺杆挤出机或单螺杆挤出机的配混挤出机时,聚烯烃加工温度应保持在约170-190℃。当使用双辊研磨机时,聚烯烃加工温度应保持在约160-190℃。停留时间应保持尽可能地短,如果停留时间较长,如超过45分钟,则需要附加的添加剂进行稳定以保持聚合物的性能。
对于2-4辊压延的熔体加工,应使用类似于PVC的摩擦比率,如摩擦比率为约1∶1-1∶3,优选约1∶1-1∶2。压延温度应保持在约150-170℃,应调整最后的压延辊以提供最低的加工温度。同时,应调整使最后压延辊与引离辊之间的距离尽可能小。
基于熔融加工基本上线性乙烯聚合物制备弹性泡沫体的进一步细节描述在Park等的US5,288,762中。然而,优选的熔融加工的聚烯烃聚合物泡沫体是微孔的。也就是说,该泡沫体的特征在于,其具有的泡孔尺寸为约5-100微米,优选小于约70微米,更优选小于约50微米;约25-501bs./ft3(约400-800Kg/m3)的泡沫体密度,优选小于约40lbs./ft3(约641Kg/m3)的泡沫体密度;开孔率为约15-100%,优选等于或大于约50%,更优选等于或大于约75%。含有至少一种基本上线性乙烯聚合物的优选的熔融加工的微孔泡沫体可用作多层泡沫体衬背层制品中的至少一个泡沫体衬背层及发泡的印刷层。
在制备微孔泡沫体的过程中,相对于吹膜挤出,通过流铸挤出的熔体加工通常提供较低的泡沫体密度和稍大的泡孔尺寸。而且,吹膜挤出通常需要较高的聚合物密度以保持小的泡孔尺寸,辊炼通常提供最小的泡孔尺寸和最小的泡孔尺寸变化。据此,用于制备微孔聚烯烃聚合物泡沫体的优选的熔体加工为辊炼或压延设备。
此外,聚烯烃聚合物泡沫体可通过各种方法进行交联(不管是否是微孔的),该方法例如描述在US5,288,762和C.P.Park的“聚烯烃泡沫体”《聚合物泡沫体和技术手册(Handbook of Polymer Foams andTechnology)》,第9章,Hanser出版社,New York(1991)中,将其引入于此供参考。合适的交联方法包括在挤出之前,将交联剂(如二枯基过氧化物)加入到聚烯烃聚合物中,或在发泡之前或之后辐照该聚烯烃聚合物,或在熔体加工过程中使用一种具有长连接机头的挤出机,其描述在GB2,145,961A中,也将其公开的内容引入于此供参考,以此进行热氧化交联。
在另一个实施方案中,弹性缓冲泡沫体衬背通过机械发泡溶剂分散的聚烯烃聚合物获得,其中该聚烯烃聚合物例如为基本上线性乙烯聚合物,其描述在Lai等US5,272,236和5,278,272中。制备溶剂分散的、优选水分散的聚烯烃聚合物体系的合适方法在以上关于透明外部耐磨损层部分中已进行了描述。
在聚烯烃聚合物或胶乳组合物适当地发泡之后,然后将该泡沫体片材通过加热或用粘合剂层压到顶部结构或可选的中间层上。然而,作为另外一种方法,也可以将该聚烯烃聚合物与化学发泡剂和其它合适的添加剂进行配混,并在低于化学发泡剂的分解温度(如挤出配混或辊炼熔体温度小于约120℃)下进行熔融加工(可选进行交联),制成致密的片材。然后,可将该致密的片材层压到例如可选的中间层上,该致密片材然后通过暴露于化学发泡剂的分解温度或更高温度下而进行发泡。
由透明耐磨损层和聚合印刷层组成、没有可选的中间增强层的顶部结构所具有的厚度为约50-800微米,优选为约80-200微米,并且它在透明外部耐磨损层或印刷层或两者中含有至少一种聚烯烃聚合物。顶部结构的可选的中间增强层所具有的厚度为约5-500微米,优选为约100-300微米。当使用至少一种熔融加工的聚烯烃聚合物时,可选的中间层也可用有机或聚合物填料进行填充,也可含有少量的化学发泡剂和其它添加剂如加工助剂(如硬脂酸钙)和泡沫减活剂(如三唑)。
泡沫弹性衬背层和中间增强层,以及透明外部耐磨损层、印刷层和中间增强层通过合适的层压技术而相互成为一体。在使用或不使用中间材料如无纺玻璃纤维材料情况下,泡沫体缓冲衬背层与中间增强层可形成一体,所述中间材料的使用可以进一步增加该结构的尺寸稳定性。透明外部耐磨损层、印刷层和中间增强层可通过加热和/或加压层压技术及通过粘合层压技术而成为一体,粘合层压技术例如是通过使用乙烯-丙烯酸共聚物的水分散体液体涂料、聚环乙亚胺粘合剂或聚氨酯粘合剂,然后蒸发该溶剂(如水)进行。另一种合适的层压技术是使用双面粘合带如Scotch Brand Tape 415,由3M公司获得。
透明外部耐磨损层本身可如下进行制备:使用几种不同的制品和涂敷技术,例如通过制得聚烯烃聚合物的挤出流延膜或通过制得双轴拉伸的流延或吹制膜或片材(如拉伸聚丙烯),然后将预先制得的片材或膜层压到可选的中间增强层或印刷层上。一种替代的方法包括将一种溶剂分散的聚烯烃聚合物直接液体涂敷到可选的中间增强层或印刷层上,然后蒸发该溶剂。
聚合物印刷层可由任何熔体加工技术进行生产,然而,印刷层优选的制备方法是使用压延工艺,然后加热层压到中间增强层上。在层压到中间增强层上之后,但在层压到外部透明耐磨损层上之前,该印刷层可方便地进行适当的图案设计。优选地,将该透明外部耐磨损层加热层压到聚合物印刷层上,该聚合印刷层含有配混到聚烯烃聚合物中的化学发泡剂,在层压过程中,所施加的热量足以超过化学发泡剂的分解温度,以至于该印刷层的化学凸凹得以产生。此外,图案设计可印刷到耐磨损层上,然后加热层压到平滑、单色印刷层上,也就是说,在这种情况下,印刷层主要提供一种图案的背景,而不是实际具有该图案本身。
用作泡沫体衬背层的聚烯烃聚合物可以是具有高共聚单体含量的乙烯-α烯烃共聚体,其中聚合物的结晶度(由公知的X射线衍射技术或差式扫描量热法(DSC)技术,如使用Perkin-Elmer DSC7)等于或小于约40%,优选等于或小于约30%,更优选等于或小于约20%,最优选等于或小于约15%。合适的聚烯烃聚合物包括:乙烯聚合物,如基本上线性乙烯聚合物(其以AFFINITY和ENGAGE树脂的商品名,分别由Dow Chemical Company和Dupont Dow Elastomers出售),均相支化线性乙烯聚合物(其以TAFMER树脂的商品名由MitsuiChemical Company出售,和以EXACT和EXCEED树脂的商品名由ExxonChemical Company出售),非均相的支化线性乙烯聚合物(其以ATTANE和DOWLEX树脂的商品名由Dow Chemical Company出售,和以FLEXOMER的商品名由Union Carbide Corporation出售),及乙烯/丙烯共聚体(以VISTALON的商品名由Exxon Chemical Corporation出售)。
本发明用于顶层和泡沫层特别优选的聚烯烃聚合物是基本上线性乙烯聚合物,这是由于它具有改进的熔体挤出加工能力和独特的流变性质,其描述在Lai的US5,272,236和5,278,272中。
在此使用的术语“熔体加工”指的是在挤出机、压延机、哈克(Haake)混合机、班伯里(Banbury)混合机、汉歇尔(Henschel)混合机、布拉本德混合机或布斯(Buss)混合机中,在温度升高到其熔点之上情况下加工或处理聚合物组合物。
本文中使用的术语“均相支化的线性乙烯聚合物”是常意义的,指的是这样一种线性乙烯共聚体,其中,共聚单体无规分布在所给定的聚合物分子内,其中基本上所有的聚合物分子具有相同的乙烯-共聚单体的摩尔比率。该术语指的是一种以相对高短链支化分布指数(SCBDI)或组成分布支化指数(CDBI)为特征的乙烯共聚体。即该共聚体具有的SCBDI大于或等于约50%,优选大于或等于约70%,更优选大于或等于约90%,且优选基本上没有可测量的高密度(结晶的)聚合物级分。
SCBDI定义为具有共聚单体含量在全部共聚单体摩尔含量中间值50%内的聚合物分子的重量百分数,代表共聚体中单体的分布与伯努里(Bernoullian)分布所预期的单体分布之间的比较。共聚体的SCBDI可由得于公知技术的数据容易地计算出来,如升温洗脱分级(简称“TREF”),其描述在如Wild等聚合物科学期刊,聚合物物理篇(Journal of Polymer Science,Poly.Phys,Ed.)20卷,441页(1982)或US4,798,081,或L.D.Cady的论文“LLDPE中共聚单体的类型和分布对性能的影响(The Role of Comonomer Type andDistribution in LLDPE Product Performance)”,SPE地区技术研讨会(SPE Regional Technical Conference),Quaker SquareHilton.Akron,Ohio,10月1-2,107-119页(1985)。然而,优选的TREF技术不包括SCBDI计算中的冲洗量。更优选地,共聚体中单体分布和SCBDI通过使用13C NMR分析、按照US5,292,845和J.C.Randall在大分子化学物理综述(Rev.Macromol.Chem.Phys.).C29,201-317页中的描述进行测定。
除了指的是均相(或窄)短支化分布之外,术语“均相支化线性乙烯共聚体”也指的是该共聚体不具有长链支化。即该乙烯共聚体没有长链支化和并具有常规意义的“线性”的线性聚合物主链。然而,术语“均相支化线性乙烯聚合物”不是指现有技术领域的技术人员所公知的具有许多长链支化的高压支化聚乙烯。均相支化乙烯聚合物可使用这样一种聚合方法(如由Elston在US3,645,992中描述的)进行制备,该方法提供一种均匀(窄)短支化分布(如均相支化)。在这种聚合方法中,Elston使用可溶性钒催化剂体系以制备该聚合物,然而,其它如Mitsui Chemical Corporation和Exxon Chemical Corporation使用所谓的单位点催化剂体系以制备具有相同均相结构的聚合物。均相支化乙烯聚合物可以溶液、淤浆或气相方法,使用铪、锆和钒催化剂体系进行制备。Ewen等在US4,937,299中描述了一种使用金属茂催化剂的制备方法。
在常规意义上,在此使用的术语“非均相支化线性乙烯聚合物”指的是具有较低短链支化分布指数的线性乙烯共聚体。也就是说,该共聚体具有相对宽的短链支化分布。非均相支化线性乙烯聚合物具有的SCBDI通常小于约30%。
非均相支化乙烯聚合物是线性聚乙烯领域技术人员所公知的。非均相支化乙烯聚合物的制备是使用常规齐格勒-纳塔溶液、淤浆或气相聚合方法和描述在如Anderson等US4,076,698中的配位金属催化剂进行。这些常规的齐格勒型线性聚乙烯不是均相支化的,不具有任何长链支化,且具有常规意义上的“线性”聚合物主链。同时,非均相支化乙烯聚合物在较低密度时,不显示出任何基本上的非晶形,这是因为它们固有地具有显著量的高密度(结晶的)聚合物级分。在密度小于0.90g/cc时,比起均相支化的乙烯聚合物,这些材料更难以制备,同时比较高的密度的更难以成粒。在如此较低的密度时,非均相支化的乙烯聚合物颗粒通常更粘,比其较高密度的,其较容易凝结在一起。
在此使用的术语“乙烯/丙烯共聚体”指的是至少乙烯和丙烯共聚其中的聚合物。如此共聚体可具有比丙烯含量高的乙烯,反之亦然,且可包含其它单体如至少一种二烯或至少一种其它的α-烯烃。
典型地,均相支化线性乙烯聚合物和非均相支化乙烯聚合物为乙烯/α-烯烃共聚体,其中α-烯烃为至少一种C1-C20α-烯烃(如丙烯,1-丁烯,1-戊烯,4-甲基-1-戊烯,1-己烯,1-辛烯等),优选至少一种C3-C20α-烯烃,更优选为1-己烯。更优选地,乙烯/α-烯烃共聚体为一种乙烯与C3-C20α-烯烃共聚物,特别是乙烯/C4-C6α-烯烃共聚物,更特别是乙烯/1-己烯共聚物。
在此使用的术语“基本上线性乙烯聚合物”指的是均相支化乙烯/α-烯烃共聚体,其具有窄的短链支化分布,且含有长链支化及衍生于共聚单体的均匀掺入导致的短链支化。基本上线性α-烯烃聚合物具有0.01-3个长链支化/1000个碳原子。用于本发明的优选的基本上线性聚合物具有0.01个长链支化/1000个碳原子~1个长链支化/1000个碳原子,更优选0.05个长链支化/1000个碳原子~1个长链支化/1000个碳原子。
长链支化在此定义为至少6个碳原子的链长。超过该链长,就不能使用13C核磁共振光谱区分。长链支化的长度可如其所附属的聚合物主链一样长。长链支化比由于共聚单体的掺入导致的短链支化明显较长。
在乙烯均聚物中存在的长链支化可使用13C核磁共振(NMR)光谱测定,使用Randall描述的方法(大分子化学物理综述,C29,V2&3,285-297页)进行定量。
在实际操作中,现有的13C核磁共振光谱不能测定超过6个碳原子的长链支化长度。但也有其它的公知技术来用以测定长链支化在包括乙烯/1-辛烯共聚体在内的乙烯聚合物中的存在。两种这样的方法为连接有小角度激光散射检测仪的凝胶渗透色谱法(GPC-LALLS),和连接有差示粘度计检测仪的凝胶渗透色谱法(GPC-DV)。这些技术用于长链支化的检测和其理论已在文献中广为报道。参见如Zimm,G,H.和Stockmayer,W.H.化学物理期刊(J.Chem.Phys.)17,1301(1949)和Rudin,A.聚合物的现代表征方法(Modern Methods of PolymerCharacterization),John Wiley&Sons,New York(1991)103-112页。
A.Willem deGroot和P.Steve Chum(Dow Chemical Company的两个雇员)于1994年10月4日在Federation of AnalyticalChemistry and Spectroscopy Society(FACSS,St.Louis,Missouri)会议上所提出的数据说明,GPC-DV对于定量长链支化在基本上线性乙烯共聚体中的存在是有用的技术。特别地,deGroot和Chum发现,使用Zimm-Stockmayer方程测量的在基本上线性乙烯均聚物样品中长链支化的含量与使用13C NMR所测量的长链支化含量对应得很好。
而且,deGroot和Chum发现,辛烯的存在不能改变聚乙烯样品在溶液中的动力体积,这样,可通过所知的样品中辛烯的摩尔百分数来计算归于辛烯短链支化的分子量的增加。通过去除归于1-辛烯短链支化对分子量增加的贡献,deGroot和Chum指出,GPC-DV可用来定量在基本上线性乙烯/辛烯共聚物中的长链支化。
同时,deGroot和Chum指出,由GPC-DV测定的Log(I2,熔融指数)对Log(GPC重均分子量)的函数图阐明,基本上线性乙烯聚合物中的长链支化方面(但不是长链含量)与那些高压、高支化低密度聚乙烯(LDPE)的长链支化相当,且明显地与使用齐格勒型催化剂(如钛配合物)和通常的均相催化剂(如铪和钒配合物)制备的乙烯聚合物不同。
在本发明中使用的基本上线性乙烯聚合物为一类独特的化合物,其进一步描述在US5,272,236和US5,278,272中。
基本上线性乙烯聚合物明显不同于如Elston在US3,645,992中描述的常规公知的均相支化线性乙烯聚合物,其区别在于,基本上线性乙烯聚合物不具有常规意义上的“线性”聚合物主链。基本上线性乙烯聚合物也明显不同于常规公知非均相支化的传统齐格勒催化剂聚合的线性乙烯共聚体(如超低密度聚乙烯,线性低密度聚乙烯或高密度聚乙烯,其如使用Anderson等在US4,076,698中公开的技术进行制备),其区别在于,基本上线性乙烯共聚体为均相支化的共聚体。基本上线性乙烯聚合物也明显不同于公知的自由基引发的高支化高压低密度乙烯均聚物和乙烯共聚体,如乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物,区别在于,基本上线性乙烯聚合物不具有相同程度的长链支化,其使用单位点催化剂体系进行制备,而不是使用自由基过氧化物催化剂体系制备。
单位点聚合催化剂(如单环戊二烯基过渡金属烯烃聚合催化剂,其由Canich描述在US5,026,798中或由Canich描述在US5,055,438中)或几何受限催化剂(如由Stevens等描述在US5,064,802中)可用来制备基本上线性乙烯聚合物,只要该催化剂与US5,272,236和US5,278,272描述的方法一致即可。如此聚合方法也描述在PCT/US92/08812(1992年10月15日申请)中。然而,该基本上线性乙烯聚合物的制备是优选使用适合的几何受限催化剂制备,特别是公开在美国专利申请No.545,403(1990年7月3日申请);美国专利US5,132,380、US5,064,802、US5,153,157、US5,470,993、US5,453,410、US5,374,696、US5,532,394、US5,494,874、US5,189,192中的几何受限催化剂。
在此使用的合适的助催化剂包括,但不限于此,如聚合的或低聚的铝氧烷,特别是甲基铝氧烷或改性的甲基铝氧烷(如由描述在US5,041,584、US4,544,762、US5,015,749和/或US5,041,585的方法制备)以及惰性、相容的、非配位、形成离子的化合物。优选的助催化剂为惰性、非配位硼化合物。
生产用于本发明的基本上线性乙烯聚合物的聚合条件优选那些用于连续溶液聚合工艺中的条件,尽管本发明的应用并不限于此。如果使用合适的催化剂和聚合条件,也可使用连续淤浆和气相聚合工艺。为聚合用于本发明的基本上线性聚合物,可使用上述的单位点和几何受限催化剂,但对于基本上线性乙烯聚合物,应使用能确实形成基本上线性乙烯聚合物的聚合方法。即,即使当使用相同的催化剂时,也不是所有的聚合条件都能固有地制备出基本上线性乙烯聚合物。例如,在用于制备基本上线性乙烯聚合物中的聚合方法的一个实施方案中,与间歇方法不同,使用连续方法。
用于本发明的基本上线性乙烯聚合物具有如下特征:
(a)熔体流动比率,I10/I2≥5.63,
(b)分子量分布Mw/Mn,凝胶渗透色谱法测定,由下面方程确定:
(Mw/Mn)≤(I10/I2)-4.63,
(c)具有特定的气体挤出流变学,使得基本上线性乙烯聚合物出现表面熔体破裂时的临界剪切速率比一种线性乙烯聚合物出现表面熔体破裂时的临界剪切速率大至少50%,其中基本上线性乙烯聚合物和线性乙烯聚合物含有相同的共聚单体,并且该线性乙烯聚合物具有的I2和Mw/Mn在基本上线性乙烯聚合物的上下10%范围内,其中基本上线性乙烯聚合物和线性乙烯聚合物的相应临界剪切速率的测量是使用气体挤出式流变仪、在同样的熔融温度下进行。
(d)差式扫描量热法DSC测量,在-30~150℃之间具有单一的熔融峰,
(e)短链支化分布指数大于约50%。
用于本发明的基本上线性乙烯聚合物为均相支化的共聚体,基本上没有可由TREF技术测量出的“高密度”级分(即具有窄的短链分布指数和高的SCBD指数)。基本上线性乙烯聚合物一般不含有支化度小于或等于2个甲基/1000个碳的聚合物级分。“高密度聚合物级分”也可描述为支化度小于约2个甲基/1000个碳的聚合物级分。
用于本发明的基本上线性乙烯共聚体为乙烯与至少一种C3-C20α-烯烃和/或C4-C18二烯烃的共聚体。乙烯与C3-C20α-烯烃的共聚体为特别优选。在此使用的术语“共聚体”指的是共聚物或三元共聚物,其中至少一种其它共聚单体与乙烯进行聚合以制备该共聚体。
用于与乙烯聚合的合适的不饱和共聚单体包括如烯属不饱和单体、共轭或非共轭的二烯烃、多烯烃等。如此共聚单体的例子包括:C3-C20α-烯烃,如丙烯、异丁烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等。优选的共聚单体包括丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯,1-辛烯为特别优选。其它合适的单体包括苯乙烯、卤代或烷基取代的苯乙烯、四氟乙烯、乙烯基苯并环丁烷、1,4-己二烯、1,7-辛二烯,环烯烃如环戊烯、环己烯和环辛烯。
关于熔体破裂的临界剪切速率和临界剪切应力及其它流变性质如“流变加工指数”(PI)的测定是使用气体挤出式流变仪(GER)进行的。气体挤出式流变仪描述在M.Shida,R.N.Shroff和L.V.Cancio的聚合物加工科学(Po1ymer Engineering Science),17卷,No.11,770页(1977)中,和在John Dealy的“熔融塑料流变仪(Rheometerfor Molten Plastics)”,Van Nostrand Reinhold Co.出版(1982),97-99页。GER试验在约190℃温度下,氮气压力为约250-5500psig(约1.7-37.9MPa),使用约0.0754mm直径、20∶1 L/D的具有进口角度约180℃的机头进行。对于在此描述的基本上线性乙烯聚合物,PI为该材料的表观粘度(以千泊计),由GER在约2.15 x106dyne/cm2的表观剪切应力下测量。用于本发明的基本上线性乙烯聚合物为具有PI约0.01-50千泊,优选约15千泊或更少的乙烯共聚体。在此使用的基本上线性乙烯聚合物具有的PI小于或等于线性乙烯共聚体(不论是常规的齐格勒聚合的共聚体,还是Elston在US3,645,992中描述的线性均相支化的共聚体)的PI的约70%,该线性乙烯共聚体所具有的I2和Mw/Wn均在基本上线性乙烯共聚体的上下10%范围内。
表观剪切应力-表观剪切速率图用以识别熔体破裂现象,定量乙烯聚合物的临界剪切速率和临界剪切应力。按照Ramamurthy在流变学杂志(Journal of Rheology),30(2),337-357,1986,在某种临界剪切速率之上,所观察的挤出物不平整度可大致分为两种主要类型:表面熔体破裂和总体熔体破裂。
表面熔体破裂在表观稳态流动条件下发生,详细的范围从镜膜光泽的损失到更严重的“鲨鱼皮”形式。其中,使用上述GER进行测定,表面熔体破裂的出现(OSMF)以开始损失挤出物光泽为特征,其中,挤出物的表面粗糙度仅可通过40x放大率检测出。基本上线性乙烯共聚体的表面熔体破裂出现时的临界剪切速率比基本具有同样I2和Mw/Wn的线性乙烯共聚体的表面熔体破裂出现时的临界剪切速率大至少约50%。
总体熔体破裂在不稳定的挤出流动条件下发生,详细的范围从规则(交替粗糙和光滑,螺旋状等)到无规变形。为在商业上可接受和耐磨损层具有尽可能大的耐刮痕及耐磨耗性,如果不能杜绝,也应使表面缺陷最小。用于本发明的基本上线性乙烯共聚体在总体熔体破裂出现时的临界剪切应力,即具有密度小于约0.91g/cc的那些大于约4x106dynes/cm2。基于表面粗糙度的变化和由GER挤出的挤出物构型的变化,在本文中将使用表面熔体破裂出现时(OSMF)和总体熔体破裂出现时(OGMF)的临界剪切速率。优选地,在本发明中,基本上线性乙烯聚合物将由其临界剪切速率来表征,而不是用其临界剪切应力表征。
此外,基本上线性乙烯聚合物由单一聚合物组份材料构成,其由单一DSC熔融峰表征。该单一熔融峰是使用差式扫描量热仪进行测定,该仪器采用铟和去离子水校准。该方法采用如下条件:约5-7mg样品,“第一次加热”到约140℃并保持约4分钟,在约10℃/min的速率下冷却到约-30℃,在此温度下保持约3分钟,在约10℃/min的速率下“第二次加热”到约180℃。从“第二次加热”热量-温度曲线得出该单一熔融峰。由曲线下的面积计算出聚合物的总熔融热。
对于具有密度约0.875g/cc-0.91g/cc的基本上线性乙烯共聚体,基于设备的灵敏度,该单一熔融峰可在低熔融侧显示出“肩膀”或“鸵峰”,基于聚合物的总熔融热,这些峰的面积小于约12%,典型地小于约9%,更典型地小于约6%。对于其它均相支化的聚合物如EXACT树脂,也可观察到这一现象,且基于单一熔融峰通过侧峰熔融区域单调变化的斜率而辨别出。这种现象在单一熔融峰的熔点的约34℃、典型地约27℃、更典型的约20℃的范围内发生。归于此侧峰的熔融热可由热量-温度曲线下与其对应的面积的积分测定。
乙烯-α-烯烃聚合物的分子量分布的测定是使用凝胶渗透色谱法(GPC),在配有差示折射仪和三个混合孔柱的Waters 150C高温色谱装置上进行。该柱由Polymer Laboratories提供,其通常填充尺寸为103,104,105和106A。溶剂为1,2,4-三氯苯,由此溶剂制备用于注射的约0.3wt%样品溶液。流速为约1.0毫升/分钟,装置操作温度为约140℃,注射量为约100微升。
聚合物主链的分子量的测定是使用对应洗脱体积已知的窄分子量分布的聚苯乙烯标样(来自于Polymer Laboratories)。聚乙烯分子量的测定是使用适当的用于聚乙烯和聚苯乙烯的Mark-Houwink系数(Williams和Ward描述在聚合物科学杂志,聚合物通讯(Journal ofPolymer Science,Polymer Letters),6卷,621页,1968)以下述方程推导:
M聚乙烯=a*(M聚苯乙烯)b在该方程中,a=0.4316,b=1.0。重均分子量Mw以通常方式、按照下式计算:Mj=(∑wi(Mij))i;其中wi为从GPC柱洗脱的第i个具有分子量Mi的级分的重量分数,当计算Mw时,j=1;当计算Mn时,j=-1。
对于用于本发明的均相支化的乙烯共聚体,Mw/Mn优选小于约3,更优选小于约2.5,特别地为约1.5-2.5,最优选为约1.8-2.3。
公知的是,基本上线性乙烯聚合物具有优良的加工能力,尽管其具有较窄的分子量分布(即,Mw/Mn比率通常小于约3.5,优选小于约2.5,更优选小于约2)。令人惊异的是,与均相和非均相支化线性乙烯聚合物不同,基本上线性乙烯聚合物的熔体流动比率(I10/I2)的变化基本与分子量分布Mw/Mn无关。因此,优选用于本发明的乙烯-α-烯烃聚合物为基本上线性乙烯聚合物。
用于本发明的聚烯烃聚合物的密度(按照ASTM D-792测量)通常大于约0.850g/cc,特别是约0.860g/cc-0.930g/cc,更优选为约0.880-0.920g/cc,最优选为约0.880-0.910g/cc。当用作或用于泡沫体层中时,聚烯烃聚合物的优选聚合物密度为小于或等于约0.915g/cc,特别是小于或等于约0.9g/cc。当用作或用于外部耐磨损层和印刷层中时,聚烯烃聚合物的优选聚合物密度为大于或等于约0.91g/cc,特别是大于或等于约0.92g/cc。
聚烯烃聚合物的分子量方便地使用根据ASTM D-1238、条件190℃/2.16Kg(以前称作“条件E”,也称作I2)测量的熔体指数表示。熔体指数与聚合物的分子量成反比。这样,分子量越高,熔体指数就越低,尽管它们不是线性关系。在此使用的聚烯烃聚合物的熔体指数通常为约0.01-200g/10min,优选约0.01g/75min-10g/10min,特别是约0.1-20g/10min,最优选的是约1-10g/10min。然而,相对于泡沫体层,对于外部耐磨损层和印刷层,通常较低的熔体指数将是优选的。
用于表征基本上线性乙烯共聚体和均聚物的分子量的其它量度包括在更高载荷量下的熔体指数,如ASTM D-1238、条件190℃/10Kg(以前称作“条件N”,也称作I10)。更高载荷量下的熔体指数的测定值与较低载荷量下的熔体指数的测定值之比称作熔体流动比率,对于测量的I10和I2熔体指数值,熔体流动比率方便地表示为I10/I2。对于用于制备本发明薄膜的基本上线性乙烯聚合物,熔体流动比率表示出长链支化程度,例如,I10/I2熔体流动比率越高,聚合物中的长链支化就越多。基本上线性乙烯聚合物的I10/I2比率优选至少约7,特别是至少约9。
添加剂如抗氧剂(如位阻酚类(如Irganox1010或Irganox1076),亚磷酸酯(如Irgafos168),和PEPQTM(SandozChemical的商标,据信其主要组分为亚膦酸二苯基酯)及FR添加剂(如锑、镁氢氧化物和三水合铝(ATH)),颜料,着色剂,填料(如CaCO3)等也可包含在聚烯烃聚合物中,它们的用量以不妨碍本发明所需的任意用途、透明度或泡沫体性质为准。然而,对于抗氧剂和稳定剂,为成功熔融加工用于本发明中的优选的聚烯烃聚合物,通常需要以常规量使用,如100-2500ppm。
预制的各层、如用于压层操作的各层也可含有添加剂以改进操作性、抗粘连和摩擦系数,其包括但并不限于:未处理和处理的二氧化硅,滑石,碳酸钙和粘土,以及伯和仲脂肪酰胺,硅氧烷涂料等。其它添加剂如季铵化合物单独或与乙烯-丙烯酸(EAA)共聚体或其它官能聚合物一起使用,商品抗静电添加剂(如由Hoechst Celanese可得的HOSTASTAT,由Ciba Geigy可得的IRGASTAT和由ICI可得的ATMER),疏水性填料如滑石也可加入到聚烯烃聚合物中,以满足表面和体积电阻率标准。
同时,各种油也可混合到聚烯烃聚合物中,以降低配制的费用、增强灵活性和填料的可接受性和/或降低配混期间起灰。合适的油包括如石蜡和氢化的油(如由Sun Oil Company可得的SUNPAR和由Witco可得的MEDINOL),但环烷烃和芳烃油也可使用。通常地,当油的粘度降低和/或聚烯烃聚合物的结晶度降低时,在不招致不相容性如渗出的迹象下,可成功加入的油量将增加。
用于本发明的聚烯烃聚合物可为至少一种聚烯烃聚合物与至少一种其它的聚合物的共混物或混合物,其中该共混物或混合物由任何方便的方法制得,包括干态共混各自的聚合物、然后在混合机中熔融混合,或直接在混合机中将聚合物一起混合(如班伯里混合机,哈克混合机,布拉本德密炼机,或单或双螺杆挤出机,包括在共聚工艺下游直接使用的配混挤出机和侧臂挤出机)。
共混物或混合物也可在现场形成,其通过串联或并联的多反应器共聚而成。例如,乙烯与所期望的α-烯烃在至少一个反应器中使用几何受限催化剂,和在至少另一个反应器中使用几何受限催化剂或齐格勒型催化剂进行共聚。一个现场共聚方法的示范例公开在PCT专利申请94/01052中。
要求保护的多层弹性地板和墙壁覆盖制品及其制备方法通过下面实施例进行更详细的描述,但并不限于该实施例所示的内容。用于以下实施例中的均相支化基本上线性乙烯聚合物是按照US5,272,236和5,278,272中所描述的步骤和工艺进行制备的。实施例
在对通过使用聚烯烃聚合物(实施例1A)制备泡沫体衬背的评价中,将基本上线性乙烯/1-辛烯共聚物(其具有的密度约为0.902g/cc,ASTM D-1238、条件190℃/3.0Kg I2熔体指数约3g/10min,由Dow Chmical Company以AFFINITY FW 1650商品名出售)在30mm共旋转、30∶1L/D Werner-Pflieder双螺杆挤出机上与3.0份/100份(pph)SAFOAM FPE-50进行熔融混合,该SAFOAM FPE-50为偶氮二羧酰胺发泡剂,其由Reedy International Corporation提供。挤出机连接于与常规齿轮泵相连的传送管线,然后该齿轮泵连接到8英寸流延片材机头上,由该机头制备出泡沫体片材。生成的泡沫体片材具有厚度约1mm,泡沫体密度约为439克/升(g/L)。平均泡孔尺寸为约55微米,该泡沫体的特征在于,依据EN433压痕试验,其具有约87%的原始厚度的恢复率。然后,该聚烯烃聚合物泡沫体衬背层加热层压到如下制备的合适的顶层结构上。
另一种评价基本上重复上述实施例1A,不同的是,聚烯烃聚合物与发泡剂的熔融配混组合物转移到1英寸吹塑膜设备上,以此替代流延片材机头。在这种评价中,生成的泡沫体片材(实施例1B)具有厚度约0.58mm,泡沫体密度约为631g/L,平均泡孔尺寸为约41微米,该泡沫体的特征在于,依据EN433压痕试验,原始厚度的恢复率约91%。
对于其它熔融加工的泡沫体衬背层评价,下面的表1给出了熔融加工的泡沫体衬背实施例1A和1B,以及实施例1C-1I,类似地,表2给出了1C-1G相应的熔体加工数据,表3给出了它们相应的性能数据(如压痕百分恢复率,尺寸稳定性百分数和抗弯性)。
表1
实施例 | 熔体加工设备 | 树脂密度g/cc | 树脂I2g/10min | 发泡剂FPE-50,pph | 其它添加剂pph | 泡沫体密度g/L | 泡沫体厚度mm | 泡孔尺寸,微米 | 泡孔尺寸范围,微米 |
1A | 8″(203mm)流延片材机头 | 0.902 | 3.0 | 3.0 | 无 | 439 | 0.99 | 55 | 18-164 |
1B | 1″(25mm)吹塑膜管线 | 0.902 | 3.0 | 3.0 | 无 | 631 | 0.58 | 41 | 14-68 |
1C | 8″(203mm)流延片材机头 | 0.87 | 5.0 | 3.0 | 无 | 479 | 1.07 | 53 | 9-89 |
1D | 8″(203mm)流延片材机头 | 0.87 | 5.0 | 3.0 | 0.5二枯基过氧化物 | 607 | 1.02 | 69 | 17-86 |
1E | 流延片材辊 | 0.87 | 5.0 | 3.0 | 0.5二枯基过氧化物 | 607 | 0.76 | 18 | 5-37 |
1F | 8″(203mm)流延片材机头 | 0.935 | 2.5 | 3.0 | 无 | 604 | 0.99 | 68 | 54-81 |
1G | 8″(203mm)流延片材机头 | 0.908 | 0.7 | 3.0 | 无 | 472 | 0.89 | 194 | 97-290 |
1H | 1″(25mm)吹塑膜管线 | 0.87 | 5.0 | 3.0 | 0.5氧化锌 | 540 | 1.02 | 203 | 14-365 |
1I | 1″(25mm)吹塑膜管线 | 0.87 | 5.0 | 3.0 | 无 | 620 | 1.09 | 365 | 68-500 |
表2
实施例 | 进料速率Kg/hr | 挤出机熔体温度℃ | 挤出机压力psl(MPa) | 转移管线温度℃ | 机头压力psl(MPa) | 发泡温度℃ | 流延辊进口温度℃ |
1A | 5.2 | 178 | 1,500(10.3) | 116 | 1,950(13.4) | 141 | 16 |
1B | 5.2 | 199 | 1,750(12.1) | 143 | - | 147 | 10 |
1C | 5.2 | 159 | 1,700(11.7) | 107 | 1,970(13.6) | 139 | 10 |
1D | 5.2 | 165 | 1,750(12.1) | 116 | 2,100(14.5) | 176 | 10 |
1E | 5.2 | 185 | 1,750(12.1) | 116 | 2,100(14.5) | 176 | 10 |
1F | 5.2 | 219 | 1,300(9.0) | 160 | 1,300(9.0) | 209 | 10 |
1G | 3.2 | 189 | 1,600(11.0) | 132 | 2,050(14.1) | 143 | 16 |
1H | 5.2 | 193 | 1,100(7.6) | 138 | - | 135 | 10 |
1I | 5.2 | 191 | 1,400(9.7) | 135 | - | 135 | 10 |
表3
实施例 | %原始厚度的恢复率 | 尺寸稳定性,%变化MD CD | 抗弯性,mNMD CD | ||
测试方法 | PrEN 433 12/90 | PrEN 433 12/90 | ISO 2493 | ||
1A | 87.1 | 0.0 | 0.0 | 179 | 120 |
1B | 90.7 | 0.0 | 0.0 | 120 | 120 |
1C | 73.4 | -0.8 | 0.8 | 120 | 119 |
1D | 77.1 | -6.3 | 0.7 | 120 | 120 |
1E | 80.1 | -10.8 | 5.7 | 120 | 120 |
1F | 97.5 | 0.0 | 0.0 | 298 | 239 |
1G | 90.0 | 0.0 | 0.0 | 239 | 239 |
1H | 83.6 | 0.0 | 0.0 | 120 | 120 |
1I | 81.0 | 0.0 | -2.3 | 119 | - |
在另一评价中,使用水性胶乳组合物制备泡沫体衬背(实施例1J)。在此评估中,将约100干重量份羧酸化的苯乙烯-丁二烯胶乳(由Dow Chmical Company以XZ 92160商品名提供)与约4.6干重量份磺基琥珀酰亚胺钠(作为泡沫稳定剂)、约8干重量份石蜡(作为防粘剂,防止泡孔壁黏着)、约100干重量份高密度聚乙烯粉末[其具有约40目(小于约150微米)的粒径,作为增强填料以提高弹性和强度]以及约8干重量份环氧固化树脂进行混合。配制的水分散体的固含量为约75wt%,使用Viscalex HV-30,将其粘度调节到约3,000厘泊(cps),Viscalex HV-30为可从Allied Colloids Ltd得到的聚丙烯酸酯增稠剂。该配制的水分散体使用空气注射和剧烈搅拌进行机械发泡以降低泡沫体密度,将其涂敷到合适顶层结构的背部,然后在140℃的空气强制炉中干燥约20分钟以完成固化。
在另一种制备基于胶乳组合物的泡沫体衬背(实施例1K)的评估中,将约100干重量份的、在实施例1J中使用的同样羧酸化的苯乙烯-丁二烯胶乳与约4干重量份磺基琥珀酰亚胺钠、约20干重量份Expancel微球(其含有异丁烷,由Nobel Industries Sweden提供)、约50干重量份研磨到40目(小于约150微米)的高密度聚乙烯树脂粉末以及8干重量份环氧固化树脂进行混合。配制的水分散体的固含量为约65wt%,使用Viscalex HV-30将其粘度调节到约3,000cps。将该配制的胶乳组合物刮刀涂敷到合适顶层结构的背部,然后置于140℃的空气强制炉中约20分钟,其中该异丁烷发泡剂被释放出来,引起发泡,最后,将该发泡的衬背进行固化。
其它的评价是羧酸化的胶乳组合物对于纺织品和聚烯烃基质的性能改进的测定。使用且配混下表4和5中的材料。使用的材料环氧树脂RTC-7-15445-9A 来自于Dow Chmical Company
的试验环氧树脂水分散体催化剂 乙基三苯基鏻的酸性乙酸盐Latex-XZ92160 来自于Dow Chmical Company
的32wt%苯乙烯、65wt%
丁二烯和3wt%丙烯酸的共聚
物Impermax 888/2 来自于Govi N.V.的石蜡Empimen MKB 来自于Albright and Wilson(UK)
的磺基琥珀酰亚胺钠HDPE 来自于如Dow Chmical Company
的高密度聚乙烯BL 200 来自于Omya的CaCO3填料ViscalexTMHV-30 来自于Allied Colloids LTD的
丙烯酸增稠剂Emulsion L 来自于Great Lakes的抗氧剂
分散体Viscalex HV-30 来自于Allied Colloids LTD的
聚丙烯酸酯增稠剂
表4
对于聚烯烃聚合物基质层的配方(I)
组分 | 干份数 | 湿份数 |
胶乳XZ 92160 | 100 | 196 |
乳液′L′抗氧剂 | 1.5 | 2.6 |
催化剂 | 0.75 | 2.5 |
环氧树脂9A | 8 | 17.8 |
Empimin MKB | 4.6 | 3.1 |
Impermax 888/2 | 8.0 | 13.3 |
HDPE | 50 | 50 |
固含量 | ~68% | |
pH | ~8 | |
使用Viscalex HV-30调节的粘度(Brookfield,RVT4@20rpm) | ~6,000cps |
表5
对于纺织品基质层的配方(II)
组分 | 干份数 | 湿份数 |
胶乳XZ 92160 | 100 | 196 |
乳液′L′抗氧剂 | 1.5 | 2.6 |
催化剂 | 0.75 | 2.5 |
环氧树脂9A | 8 | 17.8 |
Empimin MKB | 4.6 | 13.1 |
Impermax 888/2 | 8 | 13.3 |
碳酸钙 | 180 | 180 |
固含量 | ~72% | |
pH | ~8 | |
粘度(Brookfield,RVT4@20rpm) | ~6,000cps |
这些组分如上述顺序在搅拌下进行混合。该混合物通过一种连续发泡机,产生密度为350g/L的泡沫。将该泡沫以约3.5mm的厚度刮涂到预涂敷的植绒地毯上。然后将该泡沫体在强制空气循环炉中于约120℃下进行干燥和固化。
在冷却和在23℃/50%RH条件下调理24小时之后,从该地毯切开该泡沫体,测量其性能。对于压痕回收率,按照EN433进行测试,对于百分伸长率,按照DIN53455进行,对于拉伸强度,按照DIN53571进行。
使用落球回弹方法测定弹性。为测定泡沫体衬背的百分弹性,测量钢球从45.7cm的高处落下后回弹的高度。在该弹性测试中,所提供的样品尺寸与用于泡沫体密度测定的尺寸相同。测试设备(显示在图1中)由保持试样上方的球的电磁铁组成。球的直径为1.588厘米,其重为16.3克。将该球释放到有百分刻度的垂直的透明塑料管上。将该塑料管在100±10克的力置于样品上,其中,通过使用置于设备的固定的竖直支架上的平衡组件,视需要调整所需的力。为读出回弹的百分数,记录球在回弹时的最高点。这样,在该测试中,1.588cm的高度作为0%回弹(弹性),45.7cm高度作为100%回弹(弹性)。对于每一试样,均测量和报告两个数值。第一个值(较低)为第一次落下的记录,第二个记录值通过在同一点落球、直到达到最大值(平衡)而获得,其需要5-10次落下。测试结果显示在表6中。
表6
性能 | 配方I聚烯烃聚合物 | 配方II纺织品 | 单位 |
泡沫体干密度拉伸强度伸长率非老化/老化的尺寸保持率压痕恢复率弹性 | 0.4000.094170101/989727 | 0.2430.063185103/92.89022 | g.cm-3N.mm-2%%%% |
表6中的结果表明,羧酸酯化的泡沫体衬背的聚烯烃聚合物基质层制品和羧酸化的泡沫体衬背纺织品基质层制品均满足或超过非均相地板的市场产品的性能标准。
在通过使用聚烯烃聚合物制备印刷层(实施例1L)的评价中,将约97.5重量份的基本上线性乙烯/1-辛烯共聚物(其具有的密度约0.87g/cc,ASTM 1238 I2熔融指数约为1g/10min,由Dow ChmicalCompany以ENGAGE DSH 8501.00商品名提供)与约2.5重量份Genitron AZ2和约1.0重量份氧化锌进行干混,Genitron AZ2为偶氮二羧酰胺化学发泡剂,由Bayer Chemical AG提供。将该混合物在约120℃(即,低于发泡剂的分解温度)、按照ISO1163/2熔融加工约5分钟,制成片材,并将其冷却到室温。然后使用传送带炉在约190℃且传送速度约20mm/min下将该片材进行发泡,其中发泡在约850秒之后开始,在约1,160秒后达到最大的泡沫膨胀。
在另一种制备发泡的印刷层(实施例1M)的评价中,将约100干重量份的基本上线性/1-辛烯共聚物的水分散体(其固含量为约53干重%)与约1干重量份Gelogen AZNP和约1干重量份氧化锌进行混合,该Gelogen AZNP为偶氮二羧酰胺化学发泡剂,由Uniroyal ChemicalCompany提供。该共聚物由Dow Chmical Company以XU 58000.52商品名提供,且通过使用在US5,539,021以及申请号为08/463,160、08/630,187、08/702,824的共同未决的申请中描述的连续方法和步骤,将该共聚体制成水分散体。然后将该配混的聚烯烃聚合物分散体流延到Mylar膜上,在约68℃下干燥约12小时。生成的膜具有约7.3MPa的模量,约1,300%的断裂应变。通过将其引入到在约210℃下的空气强制炉设备中几分钟,该干燥的膜能方便地进行发泡。
在制备透明外部耐磨损层(实施例1N)的评价中,将基本上线性乙烯/1-辛烯共聚物(其具有的密度约0.903g/cc,ASTM D-1238、190℃/2.16Kg I2熔融指数约为1.0g/10min,由Dow Chmical Company以AFFINITY PL 1880商品名提供)在双辊塑炼机上于160-190℃下熔融加工约10分钟,获得一种透明的片材。生成的片材具有按照DIN-53516测定的耐磨耗约15mm3,按照ASTM-D1003-61测定的1mm处的光雾度约为68%,按照ISO-4586.2目测的耐刮痕性约为0.1,刮痕的宽度约为150微米。将该熔融加工的透明外部耐磨损层进行分别加热加压层压、或者用双面粘合带粘合层压到实施例1L和实施例1M的印刷层上,将每种层压制品加热加压层压到实施例1A、1B、1J和1K泡沫体衬背层上。
类似地,将双轴拉伸的聚丙烯薄膜(实施例10)加热层压到实施例1L的印刷层上。
在另一种评价中,在实施例1N的透明外部耐磨损层上植被聚烯烃聚合物覆盖层(实施例1P),通过在其上涂敷一种水分散体而进行制备。其中约40干重%固含量且使用氢氧化铵的水分散体是基于乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物,其含有约20wt%的丙烯酸,由Michelman提供。该分散体以约400微米的湿厚度流延到透明外部耐磨损层上,然后在约140℃下、于空气强制炉设备中干燥约4分钟。生成的覆盖的透明外部耐磨损层具有的刮痕宽度为约118微米,其测量是使用0.5N的描形针负载按照ISO-4586-2第14段进行的,泰伯磨耗平均重量损失为约6.1mg,其是按照ASTM F510-93用S39轮在1千克重的负载、且21克砂石/分钟的砂石进料机情况下磨损500转数之后测定的。
在另一种覆盖层(实施例1Q)评价中,将含有1/1比率的含约20wt%丙烯酸、在190℃时约1300 I2熔体指数的乙烯-丙烯酸(EAA)共聚屋和具有密度约0.901g/cc且在190℃时约16g/10min I2熔体指数的基本上线性乙烯/1-辛烯共聚体的水分散体,通过使用氢氧化钾和常规的分散体技术进行制备,其固含量为约50干重%。将生成的钾离聚物水分散体以约400微米的湿厚度流延到实施例1N的透明外部耐磨损层上,然后在约70℃下、于空气强制炉设备中干燥约15分钟。生成的覆盖的透明外部耐磨损层具有的泰伯磨耗平均重量损失为约5.0mg,其是按照ASTM F510-93用S39轮在1千克重的负载、且21克砂石/分钟的砂石进料机情况下磨损500转数之后测定的
通过使用基于具有较高丙烯酸含量的乙烯-丙烯酸共聚物和具有较高1-辛烯含量(相对低结晶度)的基本上线性乙烯聚合物的分散体的覆盖层所获得的极好耐刮痕和耐磨耗性是非常出人意料的。即,常规的聚氨酯外涂层在相同的测试条件下,将显示出约14mg的泰伯磨耗重量损失。这些结果的出人意料之处在于,本领域技术人员将通常认为,具有低密度和/或高含量共聚单体的聚烯烃聚合物将显示过量的磨耗重量损失,其耐磨损性应比聚氨酯外涂层的耐磨损性差。
在另一种评价中,作为固体熔体加工的聚合物,几种不同的聚烯烃聚合物的组合物在本发明中用作透明外部耐磨损层。表7描述了各种聚合物组合物及其各自的性能。
表7
树脂A=APPRYL PP3050NMI,聚丙烯树脂,由Atochem提供树脂B=AFFINITY 1880,基本上线性乙烯/辛烯共聚物(1 I2M1190℃,和0.903g/cc密度),由Dow Chemical Company提供。树脂C=PRIMCOR 1410,乙烯-丙烯酸共聚物,其含有约9.5wt%丙烯酸,具有I2熔体指数约1.5g/10min,由Dow Chemical Company提供。树脂D=PRIMAOR 5990,乙烯-丙烯酸共聚物,其含有约20wt%丙烯酸,在190℃下具有I2熔体指数约1,300g/10min,由Dow ChemicalCompany提供。树脂E=SURLYN 1702,用锌盐中和的乙烯-甲基丙烯酸离聚物,由Dupont Chemical Company提供。
聚烯烃聚合物组合物测试方法 | 肖氏D硬度DIN-53505 | 聚合物密度g/cc | 2%模量MpaASTM-D638 | 刮痕宽度微米ISO-4586-2 | 刮痕目测ISO-4586-2 | 磨耗mm3DIN-53516 | %光雾度1mm处ASTM-D1000-61 |
实施例2A30%wt树脂A+70%wt树脂B实施例2B60%wt树脂A+40%wt树脂B实施例2C30%wt树脂C+70%wt树脂B实施例2D60%wt树脂A+40%wt树脂B实施例2E30%wt树脂D+70%wt树脂B实施例2F60%wt树脂D+40%wt树脂B实施例2G30%wt树脂E+70%wt树脂B实施例2H60%wt树脂E+40%wt树脂B实施例2I100%树脂E实施例2H100%树脂B实施例2I100%树脂C实施例2J100%树脂D | 54.36549.347.647.643.349.651.6584451.643 | 0.9010.9020.9130.9230.9160.9320.9160.9310.95010.9020.938ND | 197.3574.9107.4127.266.954.4116.4168.4220.4ND15722.7 | 145114156126142136144143100150123150 | 0.20.20.10.10.20.20.10.10.50.10.20.3 | 58632838338044651621549650 | 818984769276847144685648 |
Claims (20)
1、一种多层弹性缓冲泡沫地板或墙壁覆盖制品,它包含一顶层,其中该顶层包括:
(a)透明外部耐磨损层,其由至少一种熔融加工的聚烯烃聚合物或至少一种溶剂分散的聚烯烃聚合物组成,或由这两者组成,
(b)溶剂分散或熔融加工的印刷层,该印刷层由至少一种聚烯烃聚合物组成,且位于透明外部耐磨损层之下,
(c)可选的熔融加工的聚烯烃聚合物或纺织品中间增强层,其位于该印刷层之下,
其中,该透明外部耐磨损层和印刷层所具有的总厚度为50-800微米,可选的中间层厚度为5-500微米,其中顶层与泡沫体衬背层形成一体,该衬背层由胶乳组合物、至少一种聚烯烃聚合物的熔融加工的聚烯烃组合物、或一种分散至少一种聚烯烃聚合物的溶剂分散的聚烯烃组合物构成。
2、权利要求1的多层覆盖制品,其中该顶层与发泡的胶乳组合物形成一体。
3、权利要求2的多层覆盖制品,其中该发泡的胶乳组合物包含羧酸化的聚合物。
4、权利要求3的多层覆盖制品,其中该羧酸化的聚合物为苯乙烯类聚合物。
5、权利要求4的多层覆盖制品,其中该苯乙烯类聚合物为苯乙烯-丁二烯共聚物。
6、权利要求1的多层覆盖制品,其中,该顶层与发泡的胶乳组合物或发泡的溶剂分散的组合物形成一体,选定的发泡组合物包含化学发泡剂或含有挥发物的微球,或同时包含这两者。
7、权利要求6的多层覆盖制品,其中该化学发泡剂为偶氮二羧酰胺,该挥发性化合物为异丁烷。
8、权利要求2的多层覆盖制品,其中该发泡的胶乳组合物与用环氧树脂交联的。
9、权利要求2的多层覆盖制品,其中该发泡的胶乳组合物与至少一种有机或聚合物填料进行配混。
10、权利要求9的多层覆盖制品,其中该至少一种填料为高密度聚乙烯。
11、权利要求1的多层覆盖制品,其中,该透明外部耐磨损层的至少一种聚烯烃聚合物为一种基本上线性乙烯聚合物,该基本上线性乙烯聚合物具有特征如下:
(a)熔体流动比率I10/I2≥5.63,
(b)凝胶渗透色谱法测定的分子量分布Mw/Mn由下面方程确定:
(Mw/Mn)≤(I10/I2)-4.63,
(c)具有特定的气体挤出流变学,使得该基本上线性乙烯聚合物出现表面熔体破裂时的临界剪切速率比一种线性乙烯聚合物出现表面熔体破裂时的临界剪切速率大至少50%,其中该基本上线性乙烯聚合物和该线性乙烯聚合物含有相同的共聚单体,并且该线性乙烯聚合物具有的I2和Mw/Mn在该基本上线性乙烯聚合物的上下10%范围内,其中该基本上线性乙烯聚合物和该线性乙烯聚合物的相应临界剪切速率的测量是使用气体挤出式流变仪、在同样的熔融温度下进行的,
(d)差式扫描量热法DSC测量,在-30~150℃之间具有单一的熔融峰,
(e)短链支化分布指数大于约50%,或者是均相支化的线性乙烯聚合物,其具有的分子量分布小于3,且短链支化分布指数等于或大于50%。
12、权利要求11的多层覆盖制品,其中,该均相支化的线性乙烯聚合物还具有如下特征,差式扫描量热法DSC测量在-30~150℃之间具有单一的熔融峰。
13、权利要求1的多层覆盖制品,其中,透明外部耐磨损层、印刷层、可选的中间增强层和泡沫衬背层中的至少一种聚烯烃聚合物为基本上线性乙烯聚合物,该基本上线性乙烯聚合物具有特征如下:
(a)熔体流动比率I10/I2≥5.63,
(b)凝胶渗透色谱法测定的分子量分布Mw/Mn由下面方程确定:
(Mw/Mn)≤(I10/I2)-4.63,
(c)具有特定的气体挤出流变学,使得该基本上线性乙烯聚合物出现表面熔体破裂时的临界剪切速率比一种线性乙烯聚合物出现表面熔体破裂时的临界剪切速率大至少50%,其中该基本上线性乙烯聚合物和该线性乙烯聚合物含有相同的共聚单体,并且该线性乙烯聚合物具有的I2和Mw/Mn在该基本上线性乙烯聚合物的上下10%范围内,其中该基本上线性乙烯聚合物和该线性乙烯聚合物的相应临界剪切速率的测量是使用气体挤出式流变仪、在同样的熔融温度下进行的,
(d)差式扫描量热法DSC测量,在-30~150℃之间具有单一的熔融峰,
(e)短链支化分布指数大于约50%,或者是均相支化的线性乙烯聚合物,其具有的分子量分布小于3,且短链支化分布指数等于或大于50%。
14、权利要求13的多层覆盖制品,其中,该均相支化的线性乙烯聚合物还具有如下特征,用差式扫描量热法DSC测量在-30~150℃之间具有单一的熔融峰,
15、权利要求1的多层覆盖制品,其中该透明外部耐磨损层包含至少一种乙烯与至少一种含羰基的共聚单体的共聚体。
16、权利要求15的多层覆盖制品,其中,至少一种乙烯与至少一种含羰基的共聚单体的共聚体为乙烯-丙烯酸共聚物。
17、权利要求1的多层覆盖制品,其中该透明外部耐磨损层的制备是使用混合的阳离子水分散体进行的。
18、权利要求1的覆盖制品,其中,该透明外部耐磨损层包含溶剂分散的乙烯与至少一种α,β-不饱和共聚单体的共聚体与溶剂分散的基本上线性乙烯聚合物的混合物,该基本上线性乙烯聚合物具有特征如下:
(a)熔体流动比率I10/I2≥5.63,
(b)凝胶渗透色谱法测定的分子量分布Mw/Mn由下面方程确定:
(Mw/Mn)≤(I10/I2)-4.63,
(c)具有特定的气体挤出流变学,使得该基本上线性乙烯聚合物出现表面熔体破裂时的临界剪切速率比一种线性乙烯聚合物出现表面熔体破裂时的临界剪切速率大至少50%,其中该基本上线性乙烯聚合物和该线性乙烯聚合物含有相同的共聚单体,并且该线性乙烯聚合物具有的I2和Mw/Mn在该基本上线性乙烯聚合物的上下10%范围内,其中该基本上线性乙烯聚合物和该线性乙烯聚合物的相应临界剪切速率的测量是使用气体挤出式流变仪、在同样的熔融温度下进行的,
(d)差式扫描量热法DSC测量,在-30~150℃之间具有单一的熔融峰,
(e)短链支化分布指数大于50%。
19、一种制备多层地板或墙壁覆盖制品的方法,它包括:
(a)提供一种顶层,其通过
i.溶剂分散或熔融加工至少一种聚烯烃聚合物,以形成透明外部耐磨损层;
ii.溶剂分散或熔融加工至少一种聚烯烃聚合物,以形成具有衬背表面的印刷层,将形成的印刷层置于透明外部耐磨损层之下,其中该印刷层衬背表面是暴露的;
iii.可选地,熔融加工至少一种聚烯烃聚合物或提供一种纺织品材料,以形成具有衬背表面的中间增强层,将该可选的中间增强层置于印刷层之下,其中该可选的中间增强层衬背表面是暴露的;
(b)发泡胶乳组合物、含有至少一种聚烯烃聚合物的熔融加工的聚烯烃聚合物、或含有至少一种聚烯烃聚合物的溶剂分散的聚烯烃组合物,和
(c)在发泡期间或在发泡的组合物固化之后,在印刷层背表面或在可选的中间增强层背表面上将顶层与步骤(b)的组合物形成一体。
20、权利要求1的多层覆盖制品,其中该印刷层是发泡的。
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CN97180702A CN1240492A (zh) | 1996-11-06 | 1997-11-04 | 无pvc的泡沫地板和墙壁覆盖制品及其制备方法 |
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ID=5177819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN97180702A Pending CN1240492A (zh) | 1996-11-06 | 1997-11-04 | 无pvc的泡沫地板和墙壁覆盖制品及其制备方法 |
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1997
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