ПОВЕРХНОСТНОЕ ПОКРЫТИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ ПЛАСТИФИКАТОР НА ОСНОВЕ ЦИТРАТА
SURFACE COVERING COMPRISING A CITRATE-BASED PLASTICIZER

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к композиции для создания слоя поверхностного покрытия, при этом указанная композиция содержит пластификатор на основе цитрата, а также настоящее изобретение относится к способу получения поверхностного покрытия, содержащего такой слой.
Предшествующий уровень техники и методики, связанные с ним
[0002] Поверхностные покрытия, в частности ПВХ(поливинилхлорид)-содержащие поверхностные покрытия, широко используются для отделки поверхности зданий или домов. Вместе с тем ПВХ-содержащие поверхностные покрытия имеют недостаток, а именно они высвобождают ЛОВ (летучие органические вещества) из-за наличия пластификаторов, особенно пластификаторов на основе фталата.
[0003] Для решения этой проблемы было предложено заменить фталатные пластификаторы альтернативными пластификаторами. Тем не менее, эта замена негативно отражается на жесткости поверхностных покрытий, в то же время подходящая жесткость является важным требованием при создании упругих поверхностных покрытий, особенно напольных покрытий. Кроме того, эти альтернативные пластификаторы не решают проблему высвобождения ЛОВ из других ПВХ-содержащих слоев, которые входят в состав поверхностного покрытия.
[0004] Действительно, другие пластификаторы, такие как пластификаторы на основе дибензоата, термические стабилизаторы, вещества для уменьшения вязкости и другие добавки, широко используемые в композициях для поверхностного покрытия, также обладают эмиссией ЛОВ.
[0005] Также было предложено использовать барьерный слой внутри поверхностного покрытия или лаковое покрытие, как правило, на основе полиуретана (PU), нанесенное сверху на поверхностное покрытие. Вместе с тем, даже если полиуретановый слой надежно защищает от эмиссии, его трудно нанести равномерно на готовые изделия, имеющие рельефную поверхность с углублениями или острыми выступами.
Кроме того, если изделие испытывает интенсивные нагрузки в течение длительного времени, барьерный слой или полиуретановый слой могут быть изношены, что снова приводит к эмиссии.
Цели изобретения
[0006] Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить композицию для создания слоя поверхностного покрытия, поверхностное покрытие, содержащее такой слой, и способ получения такого поверхностного покрытия, не имеющего недостатков предшествующего уровня техники.
[0007) Целью настоящего изобретения также является получение слоя поверхностного покрытия и само поверхностное покрытие с подходящей степенью жесткости и очень низким уровнем эмиссии ЛОВ.
Краткое описание изобретения
[0008] Настоящее изобретение относится к ПВХ-содержащей композиции для создания слоя поверхностного покрытия, при этом вышеуказанная композиция содержит по меньшей мере одну ПВХ-смолу, по меньшей мере один нефталатный пластификатор, генерирующий ЛОВ, и/или, по меньшей мере, одну добавку, генерирующую ЛОВ, а также вышеуказанная композиция содержит, по меньшей мере, один пластификатор на основе цитрата.
[0009] Согласно одному из вариантов реализации, ПВХ-содержащая композиция может обладать одной или несколькими характеристиками, такими как:
- пластификатор на основе цитрата выбирают из группы, состоящей из триэтилцитрата (TEC), трибутилцитрата (TBC), ацетилтрибутилцитрата (ATBC), ацетилтриэтилцитрата (ATEC) и ацетилтри-2-этилгексилцитрата (ATEHC),
- доля пластификатора на основе цитрата составляет от 8 до 72 phr (parts per hundred of resin - массовых частей на 100 массовых частей смолы),
- доля нефталатного пластификатора составляет от 0 до 36 phr,
- доля добавок составляет от 0 до 15 phr,
- нефталатный пластификатор выбирают из группы, состоящей из адипатов, бензоатов, монобензотов и дибензоатов, тримеллитатов, FAME (fatty acid methyl ester - сложные метиловые эфиры жирных кислот) терефталатов и циклогексаноатов,
- добавки выбирают из группы, состоящей из жидких стабилизаторов, веществ, уменьшающих вязкость, пенообразователей, жидких эжекторов, антистатических агентов и ингибиторов возгорания,
- пластификатор на основе цитрата представляет собой ацетилтрибутилцитрат (ATBC), нефталатный пластификатор представляет собой диизонониладипат (DINA) и изононилбензоат (INB).
[0010] Доля каждого компонента приведена в phr, в процентах от массы ПВХ.
[0011] Настоящее изобретение относится к применению ПВХ-содержащей композиции по настоящему изобретению для получения поверхностного покрытия, обладающего пониженной эмиссией ЛОВ.
[0012] В предпочтительных вариантах реализации слой поверхностного покрытия представляет собой несущий слой, износостойкий слой, слой насыщения, нижний или верхний вспененные слои, входящие в состав многослойного поверхностного покрытия.
[0013] Настоящее изобретение относится к применению ПВХ-содержащей композиции по настоящему изобретению для получения поверхностного покрытия, обладающего пониженной эмиссией ЛОВ.
[0014] Настоящее изобретение относится к способу получения поверхностного покрытия, включающему стадии получения композиции по настоящему изобретению, желирования композиции при температуре, которая варьирует между 130°С и 200°С, с образованием пленки или слоя, присоединение вышеуказанной первой пленки или слоя по меньшей мере ко второму слою для получения вышеуказанного многослойного поверхностного покрытия.
[0015] Согласно предпочтительному варианту реализации способа по настоящему изобретению, по меньшей мере, один из слоев включает композицию по настоящему изобретению.
[0016] Настоящее изобретение относится к поверхностному покрытию, содержащему, по меньшей мере, один слой, который состоит из композиции по настоящему изобретению.
[0017] Согласно одному из вариантов реализации поверхностное покрытие представляет собой напольное покрытие.
Краткое описание графических материалов
[0018] На фигуре 1 представлено поверхностное покрытие согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
[0019] Поверхностное покрытие согласно настоящему изобретению является многослойным поверхностным покрытием на основе ПВХ, имеющим, по меньшей мере, один слой, содержащий композицию на основе ПВХ, в состав которой входит, по меньшей мере, одна ПВХ-смола и, по меньшей мере, один пластификатор на основе цитрата.
[0020] Эта композиция позволяет получить слой упругого поверхностного покрытия, обладающего устойчивой пониженной эмиссией ЛОВ (в соответствии с ISO 19000-9), даже если летучие пластификаторы или летучие добавки, генерирующие ЛОВ, такие как жидкие стабилизаторы или вещества, уменьшающие вязкость, используются для получения слоя с подходящими свойствами, такими, например, как жесткость.
[0021] Композиция слоя по настоящему изобретению содержит, по меньшей мере, один нефталатный пластификатор, предпочтительно, множество нефталатных пластификаторов. Эти нефталатные пластификаторы могут быть как летучими, так и нелетучими, и могут как генерировать ЛОВ, так и не генерировать ЛОВ.
[0022] "Нефталатные пластификаторы" представляют собой пластификаторы, которые не являются орто-фталатными сложными эфирами.
[0023] Нефталатные пластификаторы выбирают из группы, состоящей из адипатов, бензоатов, монобензоатов и дибензоатов, циклогексаноатов, пирролидонов, тримеллитатов, FAME (сложные метиловые эфиры жирных кислот) терефталатов и циклогексаноатов и смесей этих соединений.
[0024] Доля нефталатных пластификаторов составляет от 0 до 36 phr.
[0025] Пластификатор на основе адипата может быть диизонониладипатом (DINA), диоктиладипатом (DOA), ди-(2-этилгексил)адипатом (DEHA) или бензилоктиладипатом (BOA).
[0026] Пластификатор на основе бензоата может быть изононилбензоатом (INB) или изодецилбензоатом (Jayflex MB 10).
[0027] Пластификатор на основе цитрата представляет собой сложный эфир лимонной кислоты и первичных спиртов, включающих от двух до восьми атомов углерода.
[0028] Пластификатор на основе цитрата выбирают из группы, состоящей из триэтилцитрата (TEC), трибутилцитрата (TBC), ацетилтрибутилцитрата (ATBC), ацетилтриэтилцитрата (ATEC) и ацетилтри-2-этилгексилцитрата (ATEHC).
[0029] Концентрация пластификатора на основе цитрата составляет от 8 до 72 phr.
[0030] Предпочтительно, доля пластификатора на основе цитрата составляет, по меньшей мере, 20 масс. % от общего количества пластификаторов в составе композиции, а доля нефталатного пластификатора составляет максимум 80 масс. % от общего количества пластификаторов в составе композиции.
[0031] В предпочтительном варианте реализации композиция включает от 20 до 30 phr диизонониладипата (DINA) и от 20 до 30 phr ацетилтрибутилцитрата (ATBC).
[0032] В предпочтительном варианте реализации композиция включает от 13 до 17 phr диизонониладипата (DINA), от 8 до 13 phr ацетилтрибутилцитрата (ATBC), и от 13 до 17 изононилбензоата (INB).
[0033] Композиция может также состоять из одной или нескольких добавок, таких как жидкий стабилизатор, вещество, уменьшающее вязкость, пенообразователь, жидкий эжектор, антистатическое вещество, ингибитор возгорания, или смесь этих соединений. Эти добавки могут быть как летучими, так и нелетучими и могут как генерировать ЛОВ, так и не генерировать ЛОВ.
[0034] Доля добавок может составлять от 0 до 15 phr.
[0035] Жидкий стабилизатор может быть, например, Ca/Zn стабилизатором или Ba/Zn стабилизатором.
[0036] Вещество, уменьшающее вязкость, может быть, например, как линейным, так и разветвленным парафином, или сложным метиловым эфиром жирных кислот.
[0037] Пенообразователь может быть изготовлен, например, на основе азодикарбонамида или пищевой соды.
[0038] Жидкие эжекторы могут быть, например, смешанным металлическим мылом на основе, например, калия или цинка.
[0039] Антистатическое вещество может быть изготовлено на основе полиэтиленгликолевого эфира, например Markstat фирмы Artek Surfin Chemicals.
[0040] Покрытие по настоящему изобретению получено из композиции по настоящему изобретению путем желирования композиции при температуре от 130°C до 200°C с использованием барабанов для гелеобразования или печи.
[0041] Покрытие по настоящему изобретению может быть пленкой или пеной.
[0042] В случае покрытия из пены согласно одному из вариантов реализации композиция включает оксид цинка в качестве катализатора вспенивания, при этом происходит увеличение вязкости, которое может быть сбалансировано с помощью пластификаторов на основе адипата и пластификаторов на основе цитрата. При использовании этого подхода степень вспенивания и структура ячеек не изменяется по сравнению с покрытием, состоящим из пластификаторов на основе фталата.
[0043] Покрытие может применяться в качестве несущего слоя, износостойкого слоя, слоя насыщения, слоя пены на задней и передней поверхности многослойного поверхностного покрытия.
[0044] В целом, эмиссия ЛОВ определяется как сумма WOC (very volatile organic compound - очень летучие органические соединения), TVOC (total volatile organic compound - все летучие органические соединения) и SVOC (semi volatile organic compound - полулетучие органические соединения). Измерения проводились на 3 сутки в соответствии с методом, основанном на ISO 16000, и выполнялись компанией Eurofins с использованием микрокамеры, или на 28 сутки в соответствии с ISO 16000-9 или ISO 16000-10.
3
[0045] При использовании композиции по настоящему изобретению эмиссия ЛОВ из слоя и из поверхностного покрытия, содержащего этот слой, составляет менее 10 мкг/м.
[0046] Очень низкий уровень эмиссии ЛОВ из слоя, содержащего летучий материал, или материал, генерирующий ЛОВ, обеспечивали за счет применения пластификатора на основе цитрата, который позволяет производить поверхностное покрытие с определенной гелеобразной структурой.
[0047] Кроме того, использование ПВХ-содержащей композиции, включающей пластификатор на основе цитрата, позволило получить слой и поверхностное покрытие, которые соответствуют основным требованиям традиционных ПВХ-содержащих напольных покрытий, включающих пластификаторы на основе фталата, таких как вязкость, старение ПВХ-паст, эксудация, термическая стабильность, старение.
[0048] Поверхностное покрытие по настоящему изобретению является либо монослойным поверхностным покрытием, либо многослойным поверхностным покрытием (рис. 1). Для многослойного поверхностного покрытия разработан вариант реализации, предусматривающий поверхностное покрытие, которое может состоять из одного или нескольких слоев, имеющих композицию, включающую пластификатор на основе цитрата вместе с нефталатными пластификаторами и/или добавками, при этом все пластификаторы могут генерировать ЛОВ. Множество слоев может быть собрано путем каландрирования или шпредирования слой за слоем.
Примеры
Монослойные поверхностные покрытия
[0049] Сравнительные примеры (CE1 и CE2) иллюстрируют монослойные поверхностные покрытия, изготовленные из композиции, содержащей пластификатор на основе фталата.
[0050] Состав композиций CE1 и CE2 приведен в таблице 1.
[0051] В качестве ПВХ используют Lacovyl PB 1704H фирмы Arkema или Vestolit В6021 Ultra фирмы Vestolit. В качестве наполнителя используют Omya BL 20 фирмы Omya. В качестве пластификатора на основе фталата используют DINP, например Vestinol 9 фирмы Evonik. В качестве пластификатора на основе бензоата используют Vestinol INB фирмы Evonik или Benzoflex 9-88 фирмы Eastman. В качестве вещества, уменьшающего вязкость, используют сложный метиловый эфир жирных кислот, например Byk-LP R 21151 фирмы Byk-Chemie. В качестве стабилизатора используют Lankromark LZC 393 фирмы Akcros.
[0052] Состав композиций поверхностных покрытий проиллюстрирован в примерах по настоящему изобретению (S1-S3), которые приведены в таблице 2.
[0053] В качестве ПВХ используют Lacovyl PB 1704H фирмы Arkema или Vestolit В6021 Ultra фирмы Vestolit. В качестве наполнителя используют Omya BL 20 фирмы Omya. В качестве пластификатора на основе цитрата используют ATBC, например Pacizer 6412 фирмы Patech. В качестве пластификатора на основе адипата используют DOA, например Plastomoll DOA фирмы BASF, или DINA, например Plastomoll DNA фирмы BASF. В качестве стабилизатора используют Lankromark LZC 393 фирмы Akcros.
[0054] Уровень эмиссии ЛОВ из сравнительных образцов и образцов по настоящему изобретению приведен в таблице 3. Измерения ЛОВ проводят на 3 сутки согласно методу, основанному на ISO 16000, компанией Eurofins с использованием микрокамеры. Образцы S3 и S4 анализируют в соответствии с ISO 16000-10.
[0055] Как и ожидалось, покрытия, содержащие пластификатор на основе фталата, высвобождают большое количество ЛОВ, особенно TVOC и SVOC.
[0056] Покрытия, изготовленные из композиции, содержащей пластификатор на основе цитрата, обладают пониженной эмиссией ЛОВ.
Многослойные поверхностные покрытия
[0057] Сравнительный пример CE3 иллюстрирует поверхностное покрытие, содержащее плотный слой 1, на поверхность которого нанесен нижний вспененный слой 2, на поверхность которого нанесен слой насыщения 3, на поверхность которого нанесен верхний вспененный слой 4, на поверхность которого нанесен износостойкий слой 5. Состав каждого из слоев приведен в таблице 4 в phr единицах. Характеристики CE3 приведены в таблице 5.
[0058] Сравнительный пример CE4 иллюстрирует поверхностное покрытие, имеющее такую же структуру и состав слоев, как и CE3, за исключением того, что в качестве пластификатора используется нефталатный пластификатор, т.е. пластификатор на основе касторового масла, а также вместо DIBP используется износостойкий слой, который содержит 12 phr INB. Характеристики CE3 приведены в таблице 6.
[0059] Многослойное поверхностное покрытие по настоящему изобретению (S5) имеет ту же структуру, что и CE3 (фигура 1), однако слои имеют состав, как в таблице 7, и характеристики, как в таблице 8.
[0060] Во всех примерах (сравнительных и по настоящему изобретению) в качестве ПВХ используют либо Pevikon P682 фирмы Ineos, Vinnolit EP 6953 фирмы Vinnolit, Solvin 266 SF фирмы Solvin, Solvin 372 NA фирмы Solvin, EP 6602 С фирмы Vinnolit, Vinnolit E 80 TT или Vestolit В 7021 Ultra фирмы Vestolit, Solvin 372 NA фирмы Solvin, Vinnolit E 68 FO фирмы Vinnolit, LG PB 1202 или смесь этих соединений.
[0061] В сравнительных примерах в качестве пластификатора на основе фталата 1 используют DOP, например Eastman OK фирмы Eastman. В качестве пластификатора на основе фталата 2 используют DINP, например Vestinol 9 фирмы Evonik. В качестве пластификатора на основе фталата 3 используют DINP, например Palatinol IC фирмы BASF.
[0062] В образце по настоящему изобретению в качестве пластификатора на основе бензоата используют INB (изононилмонобензоат), например Vestinol INB фирмы Evonik. В качестве пластификатора на основе цитрата используют АТВС, например Citrofol BII фирмы Jungbunzlauer, или Pacizer 6412 фирмы Patech. В качестве касторового масла используют Soft-N-Safe фирмы Danisco.
[0063] Во всех примерах в качестве карбоната кальция используют Mikhart 40 фирмы Provencale. В качестве вещества, уменьшающего вязкость, используют Vegalon PB 0505 фирмы Vega-him или Atepas 5316 фирмы Byk-Chemie. В качестве вспенивающего вещества используют азодикарбонамид, например Unifoam VI 40 фирмы Hebron. В качестве стабилизатора используют Lankromark LZC 393 фирмы Akcros. ESBO представляет собой эпоксидное масло соевых бобов, например Drapex 39 фирмы Chemtura.
[0064] Измерения эмиссии ЛОВ сравнительных примеров и примеров по настоящему изобретению проводят в соответствии с ISO 16000-10. Результаты приведены в таблице 9.
[0065] Данные таблицы 9 свидетельствуют о том, что сравнительный пример CE3, описывающий пластификаторы на основе фталата, имеет высокий уровень эмиссии ЛОВ. Использование аналога фталата, такого как касторовое масло (CE4), уменьшает эмиссию ЛОВ, тем не менее уровень эмиссии остается по-прежнему высоким. В то же время S5 обладает низким уровнем эмиссии ЛОВ. Это уменьшение происходит не только из-за замены пластификаторов на основе фталата на нефталатные пластификаторы, поскольку уровень эмиссии CE4 не намного ниже, чем у CE3. Использование пластификатора на основе цитрата позволяет получить дополнительный эффект, поскольку S5 содержит те же добавки, что и CE3 и CE4, такие как вещества, уменьшающие вязкость, например Vegalon PB 0505, и стабилизатор Lankromark LZC 393, о которых известно, что они обладают эмиссией ЛОВ. Таким образом, можно ожидать, что S5 будет обладать средней эмиссией ЛОВ между CE4 и CE3, или же уровень эмиссии S5 будет в значительной степени совпадать с CE3, поскольку S5 содержит нефталатный пластификатор, который является летучим и может обладать эмиссией ЛОВ. Вместе с тем, следует отметить, что этого не происходит. Уровень эмиссии ЛОВ в примере S5 существенно понижен. Это может происходить благодаря структуре слоя, полученного из композиции, в состав которой входит пластификатор на основе цитрата.