МНОГОСЛОЙНЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
MULTILAYERED POLYMER MATERIAL FOR COATINGS  AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE

Область техники
Изобретение относится к области неорганической и полимерной химии, а именно к звуко-, тепло- и гидроизоляционным полимерным материалам, и может быть использовано, в частности, в качестве подложки в облицовке стен и в покрытиях полов из ламината и паркетной доски «плавающим способом». В жилых и коммерческих строениях. Данный материал может быть также использован в качестве рулонного кровельного материала для изоляции крыш.
Уровень техники
Известен слоистый материал, который не подвергают окончательному скреплению связующим, включающий, по меньшей мере, один мат нетканого материала, содержащего штапельное стекловолокно, предварительно скрепленный смолой, и, по меньшей мере, один слой нетканого материала из синтетических волокон, где слои синтетического нетканого материала и предварительно скрепленный мат нетканого материала, содержащего стекловолокно, соединяют вместе прошиванием так, что часть волокон верхнего слоя синтетического нетканого материала проходит через слой нетканого материала, содержащего стекловолокно, возможно через лежащий в основе слой синтетического нетканого материала, и где синтетические волокна подвергнуты термической усадке и слоистый материал не подвергают окончательному скреплению связующим (см., например, патент RU 2248884 C2, 27.03.2005, B32B 5/02).
Известна подложка для пола, содержащего основание с размещенными на нем последовательно утепляющем и упрочняющем слоями, выполненными в виде единой композитной двухслойной панели, уложенной на основание вниз слоем утеплителя из пенополистирола и прикрепленной к основанию (см., например, патент RU 81982 U1, 10.04.2009, E04F 15/04).
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному техническому решению является слоистая полимерная звуко-, гидроизоляционная подложка для покрытий, выполненная в виде трехслойной структуры, нижний слой которой выполнен из перфорированного полиэтилена низкого давления, средний слой из гранул пенополистирола, а верхний слой из полиэтилена высокого давления с перехлестом, при этом слои соединены друг с другом посредством ламинирования (методом расплава) (см., например, патент RU 107232 U1, 10.08.2011, E04F 15/02).
Раскрытие изобретения
Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение состоит в возможности обеспечения улучшенной постоянной циркуляции воздуха внутри материала.
Поставленная техническая проблема в части объекта «способ» решается за счет того, что способ производства многослойного полимерного звуко-, гидро-, теплоизоляционного материала для покрытий согласно изобретению включает в себя образование многослойной структуры, нижний слой которой представляет собой многослойную полиэтиленовую соэкструзионную пленку, в которой образовывают сквозные отверстия диаметром 6÷8 мм, которые располагают в один ряд по ширине пленки с повторением рядов через каждые 200÷250 мм, после чего на одну из сторон нижнего слоя со скоростью 100÷150 м/мин наносят слой клеевой композиции толщиной 15÷20 мкм в виде сополимера акрилового мономера, полученного эмульсионным методом, после чего указанный нижний слой с нанесенным на него клеевым слоем подвергают ИК-облучению, после чего подают в бункер с гранулами пенополистирола с последующим налипанием гранул на клеевой слой и образованием промежуточного слоя, далее при помощи вентилятора удаляют неприлипшие гранулы, после чего образованную слоистую структуру подают в вальцовочный механизм с одновременной подачей в него верхнего слоя в виде однослойной пленки высокого давления с нанесенным на сторону, обращенную к промежуточному слою, слоем клеевой композиции толщиной 10÷15 мкм в виде сополимера акрилового мономера, полученного эмульсионным методом, и далее с помощью нажимного устройства производят ламинирование указанной многослойной структуры в единое полотно.
Предпочтительно, что слой клеевой композиции наносят на сторону нижнего слоя, обращенную к промежуточному слою.
Нижний слой выполняют в виде многослойной полиэтиленовой соэкструзионной пленки высокого давления (ПЭНП) или многослойной полиэтиленовой соэкструзионной пленки низкого давления (ПЭВП).
Предпочтительно, что ИК-облучение производят при помощи ИК средневолнового излучателя с длиной волны 2,5÷50 мкм, наиболее предпочтительно 20 мкм, мощностью 2 кВт при скорости подачи нижнего слоя с нанесенным на него клеевым слоем через излучатель 0,01÷0,30 м/с.
Диаметр гранул пенополистирола предпочтительно составляет 3-4 мм.
Слой клеевой композиции представляет собой акриловую дисперсию АКРЭМОС-306.
В другом варианте изобретения, клеевой слой содержит композицию чувствительного к давлению клея на основе эмульсии, содержащую чувствительный к давлению клеящий акриловый сополимер, состоящий из множества сополимеризуемых мономеров, включающих по меньшей мере одну ненасыщенную карбоновую кислоту с этиленовыми связями, и гидроксифункциональный амин; причем чувствительный к давлению клеящий акриловый сополимер нейтрализован с помощью по меньшей мере одного гидроксифункционального амина до значения pH более чем 4,5.
Поставленная техническая проблема в части другого объекта решается за счет того, что многослойный полимерный звуко-, гидро-, теплоизоляционный материал для покрытий, изготовленный описанным выше способом, согласно изобретению включает нижний слой в виде многослойной полиэтиленовой соэкструзионной пленки со сквозными отверстиями диаметром 6÷8 мм, расположенными в один ряд по ширине пленки с повторением рядов через каждые 200÷250 мм, с нанесенным на одну из сторон слоем клеевой композиции толщиной 15÷20 мкм, промежуточный слой в виде гранул пенополистирола диаметром 3-4 мм и верхний слой в виде однослойной пленки высокого давления с нанесенным на сторону, обращенную к промежуточному слою, слоем клеевой композиции толщиной 10÷15 мкм с образованием ламинированной многослойной структуры.
Нижний слой выполнен в виде многослойной полиэтиленовой соэкструзионной пленки высокого давления (ПЭНП) или многослойной полиэтиленовой соэкструзионной пленки низкого давления (ПЭВП).
Клеевая композиция представляет собой акриловую дисперсию АКРЭМОС-306.
В другом варианте изобретения клеевой слой содержит композицию чувствительного к давлению клея на основе эмульсии, содержащую чувствительный к давлению клеящий акриловый сополимер, состоящий из множества сополимеризуемых мономеров, включающих по меньшей мере одну ненасыщенную карбоновую кислоту с этиленовыми связями, и гидроксифункциональный амин; причем чувствительный к давлению клеящий акриловый сополимер нейтрализован с помощью по меньшей мере одного гидроксифункционального амина до значения pH более чем 4,5.
Техническим результатом изобретения является максимальное увеличение степени удаления влаги из межслойного пространства материала за счет естественной и принудительной вентиляции, за счет конструктивных особенностей, которые будут описаны ниже.
Осуществление изобретения
В данном разделе будет описан наиболее предпочтительный вариант воплощения изобретения, раскрывающий способ производства многослойной полимерной звуко-, гидро-, теплоизоляционной подложки для напольных покрытий. Приведенный вариант, как это понятно специалисту, не ограничивает объем притязаний в рамках описанного в данной заявке.
Способ производства включает в себя следующие последовательные этапы.
На первом этапе образуют любым известным способом многослойную полиэтиленовую соэкструзионную пленку, которая образует нижний слой многослойной структуры.
Указанный нижний слой выполняют в виде пленки высокого давления HDPE (ПЭНП) с добавками этил-винил-ацетата, включающий в себя, по меньшей мере, один барьерный слой EVOH (винилэтиленгликоль), слой полипропилена (РР) и бимодального полиэтилена. Кроме того, в частном варианте выполнения, в состав данной пленки вводят антифог - добавку для предотвращения образования конденсата на внутренней поверхности пленки.
После образования пленки нижнего слоя в ней образовывают сквозные отверстия (шахты, туннели) диаметром 7 мм, которые располагают в один ряд по ширине пленки с повторением рядов через каждые 200 мм.
Следует отметить, что подложка для напольных покрытий, укладывается на цементно-песчаную стяжку. При высыхании стяжки остаются элементы как влаги, так и мелких частиц песка, цемента, пыли. При циркуляции воздуха микропоры в известных решениях легко засоряются и перестают выполнять свою функцию. Кроме того, на пленку с микропорами накладывается слой клея для соединения с гранулами, который закрывает микропоры, при этом циркуляция воздуха отсутствует.
Таким образом, выполнение в пленке отверстий указанного размера позволяет решить указанную проблему, поскольку отверстия не засоряются и, следовательно, не происходит их закупоривание, что способствует лучшей циркуляции воздуха и выведению влаги. Соответственно, как показала практика, размеры меньше указанного диапазона (<6 мм) значительно снижают этот показатель, а размеры больше указанного диапазона (>8 мм) снижают эффект работы пленки нижнего слоя как помпы.
Выбор указанного шага отверстий (200 мм) (при этом шаг может быть и чаще и зависит, в частности, от свежести стяжки, на которую укладывается напольное покрытие - чем свежее стяжка, тем чаще шаг отверстий - 150 мм) в шахматном порядке обусловлен теми же условия, что и выбор диаметра отверстий, которые напрямую взаимосвязаны между собой. При таком расположении остаточная влажность выводится в межслойное пространство. Это позволяет выполнять ту же функцию - удаление паров влаги, а также вентиляцию пространства под покрытием (например, паркетным или ламинатным).
Но особенность данной конструкции в том, что гранулы пенополистирола имеют свойства сжиматься и разжиматься. При нагрузке на паркет, ламинат (при ходьбе по полу) гранулы пенополистирола сжимаются, выдавливая воздух. При снятии нагрузки гранулы расправляются, и происходит забор воздуха, т.е. происходит дополнительно к естественной принудительная вентиляция. При этом подложка выполняет роль помпы.
После образования указанной многослойной пленки нижнего слоя на одну из ее сторон, в частности на сторону, которая обращена внутрь многослойной структуры, со скоростью 130 м/мин, наносят слой клеевой композиции толщиной 15 мкм в виде сополимера акрилового мономера, полученного эмульсионным методом - АКРЭМОС-306.
АКРЭМОС-306 представляет собой молочно-белую жидкость. Массовая доля сухого вещества, %, не менее 50, pH не менее 8,0. Массовая доля остаточного мономера, %, не более 0,1. Условная вязкость по ВЗ-246, с, 15-20.
Выбор скоростного режима нанесения клея зависит от типа оборудования, с помощью которого наносится клей, диаметра сопел, через которые происходит его истечение, а также размера (поперченного) полотна, на которое наносится клей.
Опытным путем было обнаружено, что при такой скорости нанесения происходит более равномерное нанесение клея как по длине (без образования разрывов), так и по толщине. При скорости больше 150 м/мин возможно образование таких разрывов, и слой клея будет меньше запланированной толщины, что ведет к ухудшению ее адгезионных свойств. При скорости меньше 120 м/мин образуется перерасход клея, что также может ухудшить адгезионные свойства пленки, а также увеличить экономические затраты.
Из тех же соображений выбрана толщина покрытия - условие необходимости и достаточности адгезионного сцепления пленки, и которая является оптимальной для работы в тех условиях, для которых предназначена заявленная конструкция.
Далее, после нанесения на указанный нижний слой клея его подвергают инфракрасному облучению (ИК-облучению).
ИК-облучение нужно для того, чтобы пленка стала более эластичной, кроме того, чем выше температура материала, тем адгезия клеевого состава повышается и требуется меньше клея наносить на поверхность пленки. Предпочтительно, что ИК-облучение производят при помощи ИК средневолнового излучателя с длиной волны предпочтительно 20 мкм, мощностью 2 кВт при скорости подачи нижнего слоя с нанесенным на него клеевым слоем через излучатель 0,15 м/с.
После облучения пленки ее подают в бункер с гранулами пенополистирола, где происходит налипание гранул на клеевой слой, с образованием промежуточного слоя. Диаметр гранул предпочтительно 4 мм, что обусловлено наиболее оптимальным эффектом сжатия при нагрузке на них. Кроме того, при налипании гранул на пленку образуются промежутки между гранулами, что также способствует удалению влаги.
Далее, при помощи вентилятора (или системы вентиляторов, или иным приспособлением, например механическими щетками) удаляют неприлипшие гранулы, после чего образованную слоистую структуру подают в вальцовочный механизм с одновременной подачей в него верхнего слоя в виде однослойной пленки высокого давления (HDPE).
Предварительно, до подачи пленки верхнего слоя в вальцовочный механизм, на ее поверхность, обращенную к промежуточному слою, наносят слой клеевой композиции АКРЭМОС-306 толщиной 15 мкм. Условия нанесения клея аналогичны тем, которые были описаны выше для пленки нижнего слоя.
Далее, с помощью нажимного устройства производят ламинирование указанной многослойной структуры в единое полотно с образованием многослойной структуры материала подложки.
На выходе получаем слоистый материал, обладающий звуко-, тепло-, гидроизоляционными свойствами. Постоянная циркуляция воздуха не через микропоры, а через проделанные сквозные отверстия (шахты) значительно способствует удалению влаги. Влага поступает в межслойное пространство и выводится наружу. Верхняя, целостная, пленка препятствует контакту водяных паров с паркетной доской или ламинатом. Отверстия, достаточно объемные по сравнению с микропорами, в меньшей степени забиваются строительной пылью. Подложка «дышит». Это особенно актуально для новостроек, когда свежеуложенная цементно-песчаная стяжка имеет остаточную влажность.
С помощью компьютерного устройства рассчитывается необходимое количество метров пленки для скручивания в рулоны натяжным механизмом. Обладает свойством удаления остатков влаги, образовавшихся паров из подпаркетного, подламинатного пространства и естественным, и принудительным путем, защищает паркет, ламинат от разбухания и плесени.