НАПОЛЬНОЕ ПОКРЫТИЕ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И СИСТЕМА ЕГО СОДЕРЖАЩАЯ
FLOOR COATING, ITS PRODUCTION AND SYSTEM THAT COMPRISES IT

Область техники, к которой относится изобретение
В настоящем изобретении предлагается напольное покрытие, включающее матрицу, в основном листообразной или пластинчатой формы, полученную из эластомерного материала, при этом в матрицу включены частицы.
Уровень техники
Наиболее близкое напольное покрытие описано в патенте Германии DE 19848137 В4. В напольное покрытие, описанное в указанном патенте, включены частицы, которые придают покрытию цвет, при этом указанные частицы распределены в материале основы, которому придают форму листа. Частицы состоят из материала невулканизированного каучука. При последующей термической обработке частицы размягчаются и деформируются под действием механических сил. В результате обеспечивается гомогенное сцепление частиц.
В связи с этим описанные выше частицы невулканизированного каучука прежде всего можно использовать для окрашивания напольного покрытия. Однако указанные частицы не пригодны для придания напольному покрытию определенного рисунка, так как частицы хаотично деформируются в ходе последующей механической и термической обработки. Для придания напольному покрытию определенного рисунка частицы можно получить из материала уже вулканизированного каучука. Такие частицы сохраняют стабильные размеры даже в ходе последующих механических и термических технологических операций. Однако в связи с высокими требованиями, предъявляемыми к стабильности размеров в ходе последующих технологических операций, с одной стороны, ограничивается разнообразие форм частиц, а с другой стороны, ограничивается выбор материала для частиц.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является разработка напольного покрытия, которое включает частицы, получаемые простым способом, и которое характеризуется определенным (необходимым) рисунком.
Указанная цель достигается при использовании признаков, раскрытых ниже в формуле изобретения.
Указанная цель достигается при получении частиц из термопластичного эластомера. Термопластичные эластомеры (ТПЭ) представляют собой полимерные материалы, которые при комнатной температуре характеризуются свойствами, сравнимыми со свойствами эластомера, и которые при высоких температурах характеризуются свойствами, сравнимыми со свойствами термопластика. В результате объект, полученный из термопластичного эластомера, характеризуется при комнатной температуре относительно низкой твердостью и резиноподобной упругостью. При высоких температурах точки сшивки термопластичного эластомера обратимо разрушаются, вследствие этого материал можно обрабатывать стандартными способами, используемыми в промышленности для получения термопластиков, например, литьем под давлением или экструзией, при этом после охлаждения материала его эластомерные свойства восстанавливаются. Термопластичные эластомеры выпускают в широком диапазоне цветов и прежде всего в прозрачной форме, при этом применение прозрачного термопластичного эластомера прежде всего позволяет получать частично прозрачное напольное покрытие или в другом случае, если частицы окрашены, частично просвечивающее напольное покрытие. В данном случае преимущество прежде всего заключается в том, что можно получить прозрачный термопластичный эластомер, твердость которого в основном соответствует твердости вулканизированного эластомерного материала матрицы. Таким образом можно получить накладываемое напольное покрытие, свойства которого одинаковы на всей площади поверхности. И наоборот материал, полученный в виде прозрачного вулканизируемого эластомера, обычно характеризуется лишь низкой твердостью, в связи с этим твердость частиц ниже твердости основного материала матрицы, в результате напольное покрытие характеризуется неоднородными свойствами на всем его протяжении.
Предпочтительно частицы предварительно обрабатывают ионизирующим излучением. Ионизирующее излучение включает любой вид излучения, которое способно удалять электроны из атомов или молекул, при этом образуются ионы или остатки молекул. В ходе предварительной обработки указанные реакционно-способные частицы взаимодействуют с полимерами термопластичного эластомера и при этом образуются по крайней мере частично необратимые сшивки. Указанная сшивка осуществляется без необходимости добавления в материал сшивающего агента или вулканизирующего агента. За счет указанной по крайней мере частичной сшивки частицы сохраняют стабильные размеры даже под действием высоких температур, вместе с тем сохраняя свои эластомерные свойства. Таким образом частицы сохраняют заданную форму даже при механической нагрузке и под действием высоких температур, например, в процессе вулканизации матрицы. Таким образом, можно получить частицы в разнообразных заданных формах и добавлять в матрицу. Сшивка под действием ионизирующего излучения является прежде всего предпочтительной, так как ее проводят без воздействия давления или высоких температур, при этом частицы, добавленные для сшивки, сохраняют свою форму при облучении и стабильные размеры после сшивки.
Частицы можно получить по крайней мере частично прозрачными. Прежде всего термопластичные эластомеры выпускаются в широком диапазоне цветов, а также прежде всего в прозрачной форме, причем применение прозрачного термопластичного эластомера прежде всего позволяет получить частично прозрачное напольное покрытие или, если частицы окрашены, частично просвечивающее напольное покрытие. Более того, напольное покрытие можно получить в виде просвечивающего покрытия. В данном случае преимущество прежде всего заключается в том, что можно получить прозрачный термопластичный эластомер, твердость которого в основном соответствует твердости вулканизированного эластомерного материала матрицы. Таким образом можно получить напольное покрытие, свойства которого одинаковы на всей площади поверхности. И наоборот материал, полученный в виде прозрачного вулканизируемого эластомера, обычно характеризуется более низкой твердостью по сравнению с термопластичным материалом, в результате напольное покрытие характеризуется неоднородными свойствами на всем его протяжении.
Кроме того, в материал, полученный в виде прозрачного термопластика, можно также включать пигменты для визуальных эффектов. Эти пигменты придают напольному покрытию варианты цветового тона или глянца, зависящие от угла зрения. Их обычно получают из металлических частиц, которые характеризуются специфическими оптическими свойствами. Действие указанных пигментов отчетливо проявляется прежде всего в прозрачных материалах, при этом пигменты прежде всего жестко включены в матрицу прозрачного термопластичного материала.
Эластомерный материал матрицы можно получить из термопластичного эластомера или из каучука. Напольные покрытия, полученные из указанных материалов, характеризуются предпочтительными свойствами при применении, такими как нескользящие свойства, звукоизоляция пола и низкий электростатический заряд. Кроме того, полимеры можно выбрать с учетом факторов, которые также придают напольному покрытию предпочтительные свойства, прежде всего низкий уровень выбросов, пожаробезопасность. Предпочтительные материалы для матрицы напольного покрытия включают нитрилбутадиеновый каучук (НБК), стиролбутадиеновый каучук (СБК), бутадиеновый каучук (БК), этиленпропилендиеновый мономерный каучук (ЭПДМ), природный каучук (ПК) и изопреновый каучук (ИК).
Частицы можно получить из полуфабриката. С этой целью термопластичный эластомер формуют, затем включают в матрицу. Предпочтительные способы формования включают литье под давлением и экструзию. Указанные способы можно использовать для получения частиц в разнообразных формах. Возможные формы включают цилиндрические формы с круглыми, круговыми кольцеобразными, звездообразными или овальными поперечными сечениями. Для получения указанных частиц используют литье под давлением, при этом получают свободные формы, или в другом случае используют экструзию, при этом получают экструдированный профиль, который затем можно разрезать и получить образцы необходимой длины. Предпочтительно частицы, полученные указанным способом, сшивают под действием ионизирующего излучения, в результате они сохраняют свою форму в ходе дальнейшей обработки в матрице.
Эластомерный материал матрицы и термопластичный эластомер частиц каждый предпочтительно содержит по крайней мере один сходный мономер. Идентичные мономеры двух компонентов характеризуются высокими адгезионными свойствами в отношении друг к другу, в результате прежде всего обеспечивается высокая адгезия частиц в матрице. Адгезию можно даже в еще большей степени повысить при использовании усилителя адгезии. Предпочтительные комбинации материалов включают ТПЭ, содержащие стирол, при этом эластомерный материал матрицы аналогичным образом содержит стирол и ТПЭ, содержащий бутадиен, причем эластомерный материал матрицы аналогичным образом содержит бутадиен. ТПЭ, содержащие стирол, включают, например, блоксополимер стирола и бутадиена (БССБ), гидрированный блоксополимер стирола и бутадиена (ГБССБ), блоксополимер стирола и изопрена (БССИ), гидрированный блоксополимер стирола и изопрена (ГБССИ). При этом БССБ и ГБССБ содержат мономерный стирол, а также по крайней мере частично бутадиеновые мономеры. Таким образом частицы, полученные из указанного ТПЭ, являются также прежде всего пригодными для применения в матрице, которая содержит бутадиеновые мономеры.
При использовании термопластичного эластомера материалы матрицы и частицы предпочтительно следует подбирать друг к другу таким образом, чтобы они содержали сходные или по крайней мере химически идентичные мономеры для обеспечения максимально возможной совместимости материалов друг с другом.
Согласно способу по настоящему изобретению для получения напольного покрытия прежде всего получают частицы из термопластичного эластомера и затем их подвергают действию ионизирующего излучения, и частицы, предварительно обработанные указанным способом, добавляют в эластомерный материал, который затем дополнительно обрабатывают, при этом получают матрицу листообразной или пластинчатой формы. Ионизирующее излучение обеспечивает по крайней мере частичную сшивку термопластичного эластомера. Частицы, предварительно обработанные указанным способом, также сохраняют стабильные размеры даже при температурах выше 160°С и давлении вплоть до 200 бар. В результате частицы, добавленные в матрицу, сохраняют свою форму даже в ходе технологических операций, которые проводят в стандартных условиях для получения напольного покрытия, включая механические процессы, такие как смешивание, каландрование и экструзия, а также термические процессы, такие как предварительное нагревание и вулканизация. В результате можно получить напольные покрытия с рисунком, который определяется при формовании частиц.
Обработка ионизирующим излучением может включать β- и/или γ-лучи. Указанные лучи прежде всего являются высокоэнергетическими и глубоко проникают в материал. Было установлено, что предпочтительной является обработка в дозе излучения, равной по крайней мере 150 кГр. Указанная доза излучения обеспечивает значительную степень сшивки. Обработку проводят без воздействия давления или высоких температур.
Частицы можно получить из полуфабриката. Полуфабрикат можно получить общеизвестными способами обработки термопластичных материалов, такими как литье под давлением или экструзия. Указанный полуфабрикат затем при необходимости разрезают и сшивают при обработке излучением. Упомянутые выше способы позволяют получить полуфабрикат в разнообразных формах и таким образом можно получить напольное покрытие с различными рисунками.
Некоторые примеры осуществления напольного покрытия по настоящему изобретению описаны более подробно ниже в разделе Осуществление изобретения.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показано напольное покрытие, включающее матрицу эластомерного материала, в которую включены частицы, полученные из сшитого термопластичного эластомера. Частицы получают из полуфабриката и выпускают в разнообразных формах. Только в качестве примера, на Фиг.1 показано напольное покрытие, содержащее частицы с круговыми, кольцеобразными, месяцеобразными и звездообразными поперечными сечениями. Частицы могут отличаться от матрицы по цвету, или, в другом случае, их получают в виде прозрачных частиц и таким образом напольное покрытие является частично просвечивающим.
На Фиг.2 показано напольное покрытие, соответствующее Фиг.1, при этом в указанном варианте частицы получены в форме лент и нитей. На Фиг.2 показано также расположение частиц в форме полос и с формированием хаотического рисунка, напоминающего спагетти.
Осуществление изобретения
Пример 1
Напольное покрытие состоит из матрицы пластинчатой формы, полученной из эластомерного материала, в указанном варианте матрица получена из стиролбутадиенового каучука (СБК). В матрицу включены прозрачные частицы из термопластичного эластомера, в указанном варианте частицы получены из блоксополимера стирола и бутадиена (БССБ). Для получения указанных частиц прежде всего получали экструдированный профиль методом экструзии в виде полуфабриката, который затем разрезали и получали образцы требуемого размера. При этом получали частицы определенного профиля заданной длины. Указанные частицы подвергали действию источника ионизирующего γ-излучения в дозе излучения 150 кГр, что приводило к сшивке термопластичного эластомера. Частицы, сшитые указанным способом, добавляли в эластомерный материал, затем эластомерный материал смешивали с частицами, формовали в лист с использованием каландров и подвергали термической обработке при 160°С, при этом происходила вулканизация СБК. Мощность процесса смешивания неочищенного соединения, содержащего эластомерный материал и термопластичный эластомер, составляла 4 кВт/кг смеси. Указанная механическая энергия в конечном итоге превращалась в тепло за счет высокого сдвигового напряжения, в процессе которого частицы сохраняли свою стабильность. Преимущество методики смешивания заключается прежде всего в однородном распределении частиц в матрице и в связи с этим прежде всего в однородности свойств материала напольного покрытия.
В ходе указанной механической и термической обработки частицы сохраняли стабильные размеры. Благодаря использованию сходного мономера, а именно стирола, частицы жестко включены в матрицу напольного покрытия. В этом случае все частицы расположены близко от поверхности напольного покрытия, в результате частицы образуют заданный рисунок в напольном покрытии.
Пример 2
После стадии смешивания напольное покрытие, описанное в примере 1, формовали в лист с толщиной двух слоев и затем его разделяли с использованием циркулярного ножа на два листа одинаковой толщины. После укладки напольного покрытия поверхности, созданные при разделении, образуют внешние стороны покрытия пола. За счет разделения частицы расположены вблизи от вновь образованной поверхности, что прежде всего является преимуществом, когда частицы по крайней мере частично покрывают поверхность неразделенного листа за счет перетекания материала матрицы в процессе каландрования. Эффект просвечивания частиц в значительной степени очевиден прежде всего при применении прозрачных частиц. Указанный эффект можно даже еще в большей степени усилить при шлифовке обеих нижних сторон напольного покрытия.
Система напольного покрытия, включающая напольное покрытие по настоящему изобретению с прозрачными частицами и просвечивающим клеем, предпочтительно акрилатным клеем, прежде всего цианоакрилатным клеем, создает особенно привлекательный эффект в сочетании с подсветкой, исходящей от пола, т.е. с нижней стороны.
Пример 3
Напольное покрытие состоит из матрицы пластинчатой формы, полученной из эластомерного материала, в указанном варианте матрица получена из нитрилбутадиенового каучука (НБК). В матрицу включены частицы различных цветов, полученные из термопластичного эластомера, в указанном варианте частицы получены из блоксополимера стирола и бутадиена (БССБ). Для получения указанных частиц прежде всего получали плоский слой в виде полуфабриката, который затем измельчали, при этом получали частицы. Указанные частицы подвергали действию источника ионизирующего γ-излучения в дозе излучения 150 кГр, что приводило к сшивке термопластичного эластомера. Для получения матрицы эластомерный материал смешивали и формовали в лист с использованием каландров. Частицы распределяли в сформованном таким образом листе и затем лист с распределенными в нем частицами вулканизировали. На стадии распределения преимущество заключается в том, что для получения поверхности с привлекательным внешним видом требуется относительно небольшое количество частиц. Затем лист подвергали термической обработке при 160°С, при этом происходит вулканизация НБК. В ходе механической и термической обработки частицы сохраняли стабильные размеры. Благодаря использованию сходного мономера, а именно стирола, частицы жестко включены в матрицу напольного покрытия. В этом случае все частицы расположены близко от поверхности напольного покрытия, в результате частицы образуют заданный рисунок в напольном покрытии.
В нижепредставленной таблице раскрываются комбинации материалов по настоящему изобретению, полученные из эластомерных материалов и термопластичных эластомеров, для получения напольного покрытия по настоящему изобретению.
Нитрилбутадиеновый каучук (НБК)
БССБ (блоксополимер стирола и бутадиена)
Стиролбутадиеновый каучук (СБК)
БССБ
СБК
ГБССБ (гидрированный БССБ)
СБК
БССИ (блоксополимер стирола и изопрена)
СБК
ГБССБ
Бутадиеновый каучук (БК)
БССБ
Этиленпропилендиеновый мономерный каучук (ЭПДМ)
ГБССБ
Природный каучук (ПК)
БССИ
Изопреновый каучук (ИК)
БССИ
Если в качестве матрицы выбран термопластичный эластомер, то комбинации материалов по настоящему изобретению аналогичным образом предпочтительно содержат сходные мономеры.