聚(氯乙烯)基材及其制造方法技术

描述了基于聚氯乙烯的基材的制造方法和制品。所述基材可用于各种消费者应用、工业应用、运输应用、建筑和结构应用以及农业应用中，并可包含再生聚(氯乙烯)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚(氯乙烯)基材及其制造方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年5月20日提交的美国临时专利申请No.62/164,201的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
由聚(氯乙烯)化合物和再生聚(氯乙烯)化合物获得的基材的制造方法和制品。所述基材可用于各种消费者应用、工业应用、运输应用、建筑和结构应用以及农业应用中，更具体地说是用于天花板砖和休闲车应用中。背景聚(氯乙烯)(“PVC”)通常被用作消费品和工业产品的结构材料。PVC具有以下有利特征：低成本、耐用性、耐湿性、定制的刚度、尺寸稳定性和阻燃性。使用常规加工设备(例如挤出机和热压接合设备)容易将原始PVC加工成片材、管材和其他形式。报道的聚(氯乙烯)密度为1.45g/cm3。已知PVC在不存在塑化剂的情况下是刚性的，可以将塑化剂添加到PVC中，以使其更柔韧并且更适合于甚至更广泛的应用，包括但不限于诸如管道和电力电缆绝缘的应用。添加塑化剂和其它这类增韧剂会降低PVC的模量和密度。化学和物理惰性气体发泡剂的使用也可用于降低PVC基材的密度。虽然PVC的许多首次应用商业用途是具有吸引力的，但是回收和再利用PVC用于随后的未来应用的机会是有限的。再生PVC的再循环具有固有的挑战，这归因于在首次应用期间可能已经使用的各种通常未知的添加剂和填料所引起的加工困难以及再生PVC的分选和分离以产生用于未来应用中的更均匀的原料。具体而言，大量再生PVC源包含其他材料或组分(例如颜料、着色剂、填料、塑化剂等)的混合物，其限制了PVC在未来应用中的潜在再利用。回收的PVC材料引入了原料可变性，出于这个原因常规的熔体加工可能不适合，并且所述原料可变性限制了PVC的未来应用的商业效用。随着人们尝试在常规加工方法中使用高比例的回收PVC，这一挑战变得更加严峻。概述本公开涉及连续制造具有受控和期望的特征的聚(氯乙烯)化合物和再生聚(氯乙烯)化合物基材的方法。各种实施方式涉及包含聚(氯乙烯)化合物或再生聚(氯乙烯)化合物的制品以及包括连续双带压机的连续制造方法。所描述的制品和方法的某些实施方式创新地通过将再生聚(氯乙烯)化合物基材改造为具有受控和期望的特征(包括较低密度、表面着色、表面粗糙度、翘弯及其组合)来成本有效地回收和再利用大量聚(氯乙烯)化合物。此外，所描述的制品和方法的某些实施方式可用于简化工艺并降低制造聚(氯乙烯)化合物基材的成本以具有这些相同的特征及其组合。再生聚(氯乙烯)化合物和聚(氯乙烯)化合物可以非常适合形成用于消费品市场、工业市场、运输市场、建筑和结构市场、地板市场和农业市场中的各种应用中的基材。在某些实施方式中，使用加工设备(例如连续双带压机)将材料热压成期望平整度的板。在一个实施方式中，将聚(氯乙烯)化合物作为微粒散开到连续双带压机的下带上，并热压以在下游方向上形成具有期望平整度的连续板，然后分成较小的板。可以形成本公开的基材以服务于各种行业和最终用途应用。如本领域技术人员所知，可以使用各种添加剂、塑化剂、轻质填料、聚合物或不同类型再生PVC化合物的共混物。本申请中使用的以下术语定义如下：“粘合剂”是指用于连接两种基材的物质。“纤维素材料”是指由纤维素获得的天然材料或人造材料。纤维素材料包括例如：木粉、木纤维、锯末、木屑、新闻纸、纸、亚麻、大麻、谷壳、洋麻、黄麻、剑麻、坚果壳、软木或其组合。“共同散布”是指第一散布单元将聚(氯乙烯)化合物或再生聚(氯乙烯)化合物的微粒施加到连续双带压机的下带上。然后第二散布单元将聚(氯乙烯)化合物或再生聚(氯乙烯)化合物的附加微粒施加到第一散布微粒上。两次散布的微粒在组成、物理性质、美学或其组合方面可以不同。“固结的”或“固结”是指已经以受控的时间量、温度和压力加热微粒材料，以使材料流动并形成基本上不存在气隙的基材。“连续双带压机”是指热压接合过程，其包括上部连续带和下部连续带，通过控制时间、压力、温度和带分离，微粒材料在所述上部连续带和下部连续带之间形成为连续的片材。“翘弯的”(cupped)或“翘弯”(cupping)描述了这样的基材，当以上凹的方向放置在平整表面上时，当在基材的矩形或方形截面中的四个角中的每一个处测量时，其显示出基材和平整表面之间至少一(1)毫米的分离。“翘弯程度”(degreeofcupping)被报告为来自平整表面的试验样品的四个角的平均分离距离(以毫米计)除以610并通过乘以100而被转换成百分比，其中试验样品为610mm×610mm并在室温下测量。“膜”是指薄聚合物或薄纸，其任选地具有期望的颜色、设计、美学特征或耐磨特征。“原料”是指引入到工艺中的原材料，所述工艺诸如挤出机、压铸模或热压铸模、共混机、混合机或其他工艺。“首次应用”是指由原始材料制成的原始制品。“熔融的”是指已经以受控的时间量、温度和压力对微粒状材料进行加热，以使颗粒能够流动和部分固结，以至于颗粒基本上失去其原始形状，同时保持得到的基材内高达50％的气隙，所述气隙是通过计算双组分体系中每种组分的体积分数而确定的，其中组分1是密度为1.45g/cm3的PVC，组分2是密度为0的空气。“熔融”是指产生熔融的基材的方法。“轻质填料”是指比重小于0.7g/cm3的有机材料或无机材料，不包括引入空隙的发泡剂和结构要素。“天然存在的无机材料”是指在自然界中发现的无机材料，例如火山灰或碳酸钙。“非固结表面”描述了与可辨认微粒的存在有关的基材的粗糙表面，所述可辨认微粒基本上保留其微粒尺寸和形状，并与基材相连。“不均匀的颜色或着色”是指在其一个或两个表面上具有受控的颜色或装饰图案的基材，所述受控的颜色或装饰图案与表征构成基材的散状材料的颜色或图案不同。“微粒”是指可在连续双带压机上散布的粒料(pellet)、粉末、粒状物(granulate)或其组合。“聚(氯乙烯)”或“PVC”是指由氯乙烯单体衍生得的并且不含添加剂或改性剂的未加工的聚合物。“聚(氯乙烯)化合物”或“PVC化合物”是指这样的混合物，其主要包含PVC，并且任选地包含其它填料、轻质填料、添加剂、改性剂或其组合，不包含用引入空隙的化学发泡剂或结构要素。“再生聚(氯乙烯)”或“再生PVC”是指由再循环或再生过程得到的PVC材料，主要是PVC。“再生聚(氯乙烯)化合物”或“再生PVC化合物”是指这样的混合物，其主要包含回收的PVC并任选包含其他填料、轻质填料、添加剂、改性剂、聚合物、聚(氯乙烯)或其组合，其中不添加引入空隙的化学发泡剂或结构要素，例如微泡或微球。“刚性基材”是指通过ASTMD790测量的挠曲模量在1000MPa和7600MPa之间的基材。“基材”是指具有特定宽度、厚度和长度并具有上表面和下表面的物体，所述表面包括基材的大部分表面区域和四个边缘。“热压接合”是指利用热、压力和时间来形成聚合制品的聚合物加工实践，而不必要求聚合物材料完全熔化或达到完全液态。“未加工的聚合物”是指尚未形成制品或化合物的聚合物。“粘弹性特性”是指材料在变形时展示出粘性和弹性两者。“空隙”是指基材内的光学表观充气空间。以上概述并不意图描述每个公开的实施方式或每种实现方式。下面的详细描述更具体地举例说明了实施方式。附图说明图1是代表适用于实施本公开的各种实施方式的连续双带压机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，其包含由热压接合微粒状聚(氯乙烯)化合物或微粒状再生聚(氯乙烯)化合物获得的基材，所述基材具有空隙以提供小于或等于1.35g/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.20 US 62/164,2011.一种制品，其包含由热压接合微粒状聚(氯乙烯)化合物或微粒状再生聚(氯乙烯)化合物获得的基材，所述基材具有空隙以提供小于或等于1.35g/cm3的通过ASTMD792测量的密度，以及约1000MPa至约7600MPa的通过ASTMD790测量的挠曲模量。2.根据权利要求1所述的制品，其中所述基材包含大于85重量％的再生聚(氯乙烯)。3.根据权利要求1所述的制品，其中所述基材具有不均匀的颜色。4.根据权利要求1所述的制品，其中所述基材是可热成型的。5.根据权利要求1所述的制品，其中所述基材包括建筑材料、墙壁覆盖物、门覆盖物、家具材料、隔音板、天花板砖、用于休闲车壁的板或用于层压结构的基底。6.根据权利要求1所述的制品，其中所述基材具有至少0.15％且至多5％的翘弯程度。7.根据权利要求1所述的制品，其中所述微粒状聚(氯乙烯)化合物或微粒状再生聚(氯乙烯)化合物组成两个共同散布的微粒层，每个所述微粒层具有不同的热膨胀系数，并且所述基材展示出至少0.15％且至多5％的翘弯程度。8.根据权利要求1所述的制品，其还包含在所述基材的至少一个表面上的膜，其中在所述热压接合之前添加所述膜。9.根据权利要求1所述的制品，其还包含无机填料、有机填料、高纵横比填料、轻质填料、纤维素材料、改性剂、天然存在的无机材料、偶联剂、润滑剂、抗微生物剂、无机抗氧化剂、光稳定剂、纤维、抗结块剂、热稳定剂、冲击改性剂、杀生物剂、增容剂、阻燃剂、塑化剂、颜料、着色剂、加工助剂、润滑剂、颜料和其它塑料或其组合。10.一种方法，其包括：(a)提供微粒状聚(氯乙烯)化合物或微粒状再生聚(氯乙烯)化合物，(b)将所述微粒状聚(氯乙烯)化合物或所述再生聚(氯乙烯)微粒状化合物散布到双带压机的下带上，和(c)使所述微粒状聚(氯乙烯)化合物或所述微粒状再生聚(氯乙烯)化合物与双带压机上的上带接触，并热压接合所述微粒状聚(氯乙烯)化合物或微粒状再生聚(氯乙烯)化合物以形成具有空隙的基材，以提供小于1.35g/cm3的通过ASTMD792测量的密度，以及通过约1000MPa至约7600MPa的根据ASTMD790测量的挠曲模量展示的刚度。11.根据权利要求10所述的方法，其还包括：在(c)之前，共同散布第二微粒状聚(氯乙烯)化合物或第二微粒状再生聚(氯乙烯)化合物。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二微粒状聚(氯乙烯)化合物或第二微粒状再生聚(氯乙烯)具有与(b)不同的热膨胀系数，并且所述基材展示出至少0.15％且至多5％的翘弯程度。13.根据权利要求10所述的方法，其还包括：(i)在(b)之前，向所述下带上施加膜；或(ii)在(c)之前，在所述散布的微粒状聚(氯乙烯)化合物或微粒状再生聚(氯乙烯)化合物上施加膜；或(i)和(ii)两者，以形成多层的基材。14.根据权利要求10所述的方法，其还包括：在热压接合期间冷却所述基材，其中所述冷却包括冷却压板，并且所述冷却压板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛雷果利·S·班尼特，万斯·沃伦·泽恩斯，托德·理查德·萨恩斯特罗姆，克里斯多夫·乔恩·克鲁格，丹尼尔·李·斯洛恩，
申请(专利权)人：岩浆地板有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US