[发明专利]用于奢华乙烯基板以提高硬度和刚度的改性剂

说明书

用于乙烯基地板应用的改性剂减少或消除了在需要增加的硬度或刚度的应用中对传统通用增塑剂的需求。加入到LVT配方中的高溶剂化、快速熔合改性剂，如二苯甲酸酯，出乎意料地提供增加的挠曲强度、硬度、抗压痕性和挠度，这是迄今为止在乙烯基板配方中未知或从未认识到的。

技术领域

本发明涉及用于奢华乙烯基板应用的改性剂，尤其涉及用于提高硬度、强度或刚度的改性剂。本发明还涉及通过使用全部或部分替代目前使用的工业标准增塑剂的改性剂组分来改性高填充奢华乙烯基板的某些性能的方法。

背景技术

乙烯基地板系统在本领域中是众所周知的。乙烯基地板系统可以卷、砖和平板(plank)获得。某些乙烯基地板系统与标准乙烯基地板的区别在于它们能够模仿天然材料(例如木材或石材)的外观的感觉的能力。这些乙烯基地板系统被称为奢华乙烯基板(luxury vinyl tile，“LVT”)。LVT具有逼真的形象以及类似于真实材料的纹理。通常，这通过在许多其它层上使用表面层来实现。LVT板在可见表面上具有装饰图案以提供有美感的外观，其它层用于强度、耐用性、耐磨性和防水性。

虽然LVT比标准乙烯基板更昂贵，但与木材，石材和瓷砖选项相比，它具有时常(但并非总是)便宜的优点。LVT越来越多地用于高端地板应用中。这种地板趋于比其它地板材料更轻，更易于安装，并且更耐刮擦和防污。

奢华乙烯基地板在外观上也不同于传统乙烯树脂。LVT通常采用两种形式之一。它模拟石材(板岩、石灰华、大理石等)，或模拟木材(柚木、枫木、橡木、胡桃木、松木等)。传统的乙烯基地板有时会模仿天然材料，有时不会。区分奢华乙烯基板(LVT)的另一情形是单块的形状。传统的乙烯基薄片地板具有房间宽度或一定长度，以最少化甚至消除接缝。普通的乙烯基板通常是正方形的，例如12”×12”。由于LVT通常模仿实木地板，因此采用平板形状。在这方面，LVT和强化地板相同。大小各不相同，但总体形状为长且窄。典型的尺寸是7”宽、48”长。

传统的和奢华的乙烯基板通常都具有四层，包括防止轻微划擦的聚氨酯顶层，防止撕裂的透明膜层，设计层(即石头或木材的印制花样)以及提供结构和坚固性的背层。可包括其它层用于降低噪声、增强刚度或使板板互锁。

通常认为奢华乙烯树脂是完全由乙烯树脂、填料和为了性能需要的其它添加剂(例如增塑剂和热稳定剂)制成的“软”地板。通常所知的是，增塑剂除了降低制造过程中的熔体粘度外，还使乙烯基聚合物更柔软，更易加工。传统上，由PVC制造LVT需要使用增塑剂。

多种增塑剂是本领域已知的。特别是对于乙烯基地板，传统上使用通用增塑剂，并且在该组中，邻苯二甲酸酯或更常见的对苯二甲酸酯是使用最广泛的增塑剂。在PVC中添加邻苯二甲酸酯会使硬质塑料更加柔软和耐用，并且还通过降低熔体粘度使制造容易。由于更新、更高效的LVT加工设备，由更高的溶剂化(solvating)提供的更低的温度加工条件，通常不需要更昂贵的增塑剂。

对于PVC产品，通常包含高达50重量％的增塑剂，且通常包括邻苯二甲酸酯作为通用增塑剂。在地板等一些应用中使用的量较低。常见的一种对苯二甲酸酯，对苯二甲酸二辛酯(dioctyl terephthalate，DOTP)是行业标准。DOTP可从多家供应商处获得，且与其它可得的用于地板应用的增塑剂相比，价格便宜。邻苯二甲酸二异壬酯(Diisononylphthalate，DINP)是一种也可以使用的价格便宜的邻苯二甲酸酯。

然而，使用邻苯二甲酸酯增塑剂并非没有缺点。一些邻苯二甲酸酯已被确定为生殖和发育的毒素。增塑剂没有化学键合到PVC上，因此，随着时间的流逝，增塑剂可能会发生浸出或迁移，这会改变LVT的性能，并可能增加对健康或室内空气质量的担忧。

用于地板应用的非邻苯二甲酸酯增塑剂也是已知的。非邻苯二甲酸酯增塑剂的一个例子是如美国专利公开号2017/0145186中描述的环己烷二羧酸二异壬酯(diisononylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)(可以获得)。