Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:ПВХ-линолеум. Классификация, способы производства, анализ рынка, рецептуры, свойства. Монография
.pdf
Министерство образования и науки России
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Казанский национальный исследовательский
технологический университет»
Е. М. Готлиб, Р. В. Кожевников, Д. Ф. Садыкова
ПВХ-ЛИНОЛЕУМ: КЛАССИФИКАЦИЯ,
СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА, АНАЛИЗ
РЫНКА, РЕЦЕПТУРЫ, СВОЙСТВА
Монография
Казань
Издательство КНИТУ
2015
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. каф. материаловедения,
сварки и производственной безопасности
КНИТУ им. А. Н. Туполева Э. Р. Галимов
канд. хим. наук, доц. каф. энергообеспечения
предприятий и энергоресурсосберегающих
технологий КГЭУ А. В. Ахмеров
ISBN 978-5-7882-1858-8
©
Готлиб Е. М., Кожевников Р. В.,
Садыкова Д. Ф., 2015
©
Казанский национальный исследовательский
технологический университет, 2015
УДК 541.64
ББК 35.719
Готлиб Е. М.
ПВХ-линолеум: классификация, способы производства, анализ
рынка, рецептуры, свойства : монография / Е. М. Готлиб, Р. В. Кожевников, Д. Ф. Садыкова; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед.
технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2015. – 136 с.
ISBN 978-5-7882-1858-8
Рассмотрены классификация типов линолеума, способы его
производства. Проведен анализ отечественного рынка, рецептур и
свойств ПВХ-линолеума, модификации композиций для его получения циклокарбонатами и волластонитом.
Предназначена для бакалавров и магистров, обучающихся по
направлению подготовки 18.03.01, 18.04.01 «Химическая технология»,
профиль «Технология и переработка полимеров»; 27.03.05 «Инноватика», профиль «Управление инновациями», а также для аспирантов и
научных работников, занимающихся отделочными ПВХ-материалами.
Подготовлена на кафедре технологии синтетического каучука.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета
2
Введение
5
Историческая справка
6
Классификация синтетических линолеумов
8
Способы производства поливинилхлоридного линолеума и его группы
12
Российский рынок ПВХ-линолеума
16
Сырье для ПВХ-линолеумов
25
Модификация рецептур ПВХ-композиций для изготовления линолеума
31
ЭДОС как эффективный пластификатор ПВХкомпозиций для линолеума
54
Мигрция пластификаторов из ПВХ-композиций
75
Циклокарбонатные модификаторы пластифицированных ЭДОС ПВХ-композиций для линолеума
80
Модификация ПВХ-композиций для линолеума волластонитом
97
Стабилизация пластифицированных ЭДОС ПВХкомпозиций для линолеума
116
Заключение
126
Оглавление
3
Список условных обозначений и сокращений
ПВХ – поливинилхлорид
ДОФ – диоктилфталат
ДБФ – дибутилфталат
КОЮ – кубовый остаток фурфурилового спирта
ПТР – показатель текучести расплава
ФЗ – фактор замещения
ПАВ – поверхностно-активные вещества
ПУ – продукт утилизации нефтемасел
ПАУ – полиароматические углеводороды
ЦКЭРМ – циклокарбонаты эпоксидированных растительных
масел
ЦКЭСМ – циклокарбонаты эпоксидированного соевого масла
ЭСМ – эпоксидированное соевое масло
ДМА – динамический механический анализ
ДФП – дифенилолпропан
ТЭС – термически обработанная зола тепловых электростанций
ТМА – ангидрид тримеллитовой кислоты
ФЭСО – фенольный экстракт селективной очистки нефтяных
масел
ТВК – термовакуумная камера
ПХДД – дибензо-п-диоксины
ПХДФ – дибензофураны
ПХУ – полихлорированные углеводороды
ПАУ – полиароматические углеводороды
СЖК – синтетические жирные кислоты
ДЭ – диоксановый эквивалент
4
ВВЕДЕНИЕ
ПВХ-линолеум занимает в течение последних десятилетий
устойчивую нишу на рынке отечественных напольных покрытий. Его
ассортимент довольно широк и представлен как российскими, так и
зарубежными предприятиями. Лидерами по объему производства
ПВХ-линолеума на российском рынке являются ЗАО «Таркетт»
(г. Отрадный) и ООО «Комитекс Лин» (г.Сыктывкар).
Самая слабая конкуренция имеет место между производителями
полукоммерческого ПВХ-линолеума и его специальных видов (антистатического, бактерицидного, трудногорючего и др.). Коммерческий
ПВХ-линолеум в России производится в очень ограниченных количествах и в основном поставляется по импорту.
В связи с востребованностью на рынке этих видов материалов
разработка методов модификации ПВХ-композиций для направленного регулирования эксплуатационных, санитарно-гигиенических и экономических характеристик линолеума является актуальной задачей.
В литературе предложены различные модифицирующие добавки для ПВХ-линолеумных композиций: пластификаторы, наполнители, стабилизаторы, фунгициды, антипирены и т.д. В составе ПВХкомпозиций как пластификатор в последнее время часто применяется
ЭДОС, отличающийся от традиционных пластификаторов – эфиров
фталевой кислоты более низкой стоимостью и токсичностью. В то же
время эффективное использование этого пластификатора в связи с его
меньшей термостабильностью и большей летучестью требует введения в рецептуру специальных стабилизирующих и антимиграционных
добавок. Научно обоснованный выбор их для ПВХ-линолеумных
композиций представляет как научный, так и практический интерес.
5
Историческая справка
Линолеум является классикой напольных покрытий, которые
производятся более 100 лет. Предшественница линолеума – клеенка –
была изобретена еще в 1627 г. Это было полотно ткани, пропитанное
смесью воска, смолы и льняного масла, которая придавала материалу
дополнительную прочность и водонепроницаемость.
В 1763 г. Натан Смит получил патент на изобретение покрытия,
которое стало применяться в качестве напольного. В патенте было
написано: «На ткани находится покрывающая ее масса из смеси
смолы, живицы, коричневого испанского красителя, пчелиного воска
и льняного масла, которая наносится в горячем состоянии».
В 1843 году впервые упоминается использование природного
каучука и молотой пробки при производстве полотна. Так появился
камптуликон («кампто» в переводе с греческого языка означает
гнуть, сгибать). Камптуликон был уже прямым предшественником
линолеума. Этот материал быстро обрёл популярность. Фамилия его
изобретателя в истории не сохранилась.
Однако 10 июня 1846 года Томсоном была запатентована первая
в мире автомобильная шина, что вызвало скачок цен на натуральный
каучук, который применялся для производства камптуликона. Производители линолеума нашли замену подорожавшему сырью и стали
использовать льяное масло и льняную олифу (которую позднее заменил линоксин).
19 декабря 1863 года англичанин Фредерик Уолтон получил
патент на производство линолеума. Это был аналог камптуликона, но
в его рецептуре уже не было каучука. Позднее шотландец Майкл Нэйн
значительно усовершенствовал технологию производства этого
напольного покрытия.
Линолеум в переводе с латинского языка (linum - лен, полотно,
oleum – масло) означает «промасленная ткань».
Технология производства линолеума была следующей: из масла и
смолы варилась смесь, в нее добавлялись пробка, древесная мука и
мел. Уолтон заменил дорогостоящие связующие (масла растительного
происхождения) льняным маслом, затем олифой и, наконец,
оксидированным льняным маслом, или линоксином. Как основа
Уолтоном применялась джутовая ткань (мешковина), на которую
наносилось связующее. В результате получался плотный, с низкой
6
степенью истирания материал, который создавал «теплое», однако
недостаточно эластичное покрытие. Поученный Уолтоном линолеум
был трудновоспламеняемым и очень прочным, не продавливался
мебелью и каблуками. В то же время недостатком этого натурального
линолеума, по сравнению с современными напольными материалами
была одноцветность.
Промышленное производство линолеума впервые было начато
компанией Walton, Taylor and Co. в 1864 г. в Англии, близ Лондона.
Технология производства натурального линолеума была не трудоемкой, а потребность в нем как в отделочном материале высокой. В связи с этим в конце XIX века в странах Европы это напольное покрытие
достаточно широко производилось и применялось [1].
Слово «линолеум» используется в современном языке для обозначения рулонного напольного материала. Строго говоря, это термин
применим только к напольному покрытию, которое производится из
натурального сырья, где в качестве связующего компонента используется льняное масло, давшее название этому материалу. Однако в
настоящее время так называют и синтетические рулонные напольные
покрытия, которые широко используется в гражданском и промышленном строительстве. В то же время синтетический поливинилхлоридный линолеум правильнее называть «ПВХ-покрытием» или «виниловым покрытием».
Современный натуральный линолеум – это покрытие, которое
состоит в основном из натурального сырья и включает льняное масло,
живицу, сухие вещества, древесную, пробковую и линолеумную муку,
порошок известняка, цветные и белые пигменты, джутовую ткань.
Минимальное содержание связующих в этом напольном покрытии
30%, их полимеризация происходит за счет присоединения кислорода
при высыхании масел.
Одно из достоинств натурального линолеума состоит в том, что
входящее в его состав льняное масло обладает антимикробными свойствами. Поэтому санитарные службы рекомендуют использовать это
напольное покрытие в больницах, детских садах и школах. Применение линолеумов позволяет ликвидировать многослойность междуэтажных перекрытий, сократить трудоемкость устройства полов и
сроки отделочных работ, а также экономить высококачественную древесину.
7
Современные достижения в области химии и химической технологии позволяют создавать покрытия из искусственных материалов,
которые обладают основными свойствами натуральных. Линолеум в
числе первых был усовершенствован в промышленном масштабе. Несмотря на то, что покрытия на основе полимеров унаследовали используемое годами традиционное название, правильнее их именовать
«искусственными линолеумами» [1,2].
В наши дни линолеум переживает второе рождение. Он выпускается в двух основных видах: натуральный и синтетический.
Натуральный линолеум, который производится начиная с 19 века, стоек к истиранию и продавливанию и безупречен экологически,
имеет срок службы более 40 лет, однако является относительно дорогостоящим. В настоящее время натуральный линолеум по классической технологии выпускают всего три предприятия в мире: Forbo,
Sommer, DLW. Эти же производители предлагают коммерческий и
бытовой синтетический линолеум.
Как натуральные, так и синтетические линолеумы относятся к
группе эластичных напольных материалов в соответствии с европейскими нормами.
Классификация синтетических линолеумов
По типу связующего искусственный линолеум можно разделить
на следующие основные виды [2]:
Поливинилхлоридный (ПВХ) линолеум – самый
распространенный вид линолеума. Для его изготовления
используются: поливинилхлорид, применяемый в качестве
связующего, пластификаторы, наполнители, стабилизаторы,
пигменты, растворители и некоторые технологические добавки
(катализаторы, порообразователи, антивспениватели, антипирены,
антистатики).
Модифицирующие добавки вводятся для облегчения процессов
переработки ПВХ, повышения термостабильности перерабатываемых
смесей, придания линолеуму специальных свойств и требуемых
декоративных качеств. Основным недостатком ПВХ-линолеума
является потеря гибкости при низких температурах. Однако так как он
используется преимущественно в отапливаемых помещениях, это не
играет существенной роли.
8
Линолеум-релин (резиновый линолеум) – двухслойное покры-
тие. Его нижний, подкладочный, слой изготавливается из бывшей в
употреблении дробленой резины с битумом. Верхний слой – из смеси
синтетического каучука с наполнителем и пигментом. Этот линолеум
имеет высокие показатели пластичности и водостойкости.
Глифталевый (алкидный) линолеум изготавливается из алкидных смол, наполнителей и пигментов на подоснове из тканых материалов. Может быть одно - и многоцветным, а также с печатным рисунком. По сравнению с поливинилхлоридным, этот линолеум обладает
повышенными тепло- и звукоизоляционными качествами. Однако он
более хрупок и в большей степени склонен к изломам и трещинам.
Коллоксилиновый линолеум изготавливается на основе нитро-
целлюлозы. Выпускается безосновным, имеет характерный блеск, достаточно гибок, влагоустойчив, но в большей мере, чем другие виды
искусственного линолеума, пожароопасен.
По наличию основания выделяют линолеумы: безосновный, с
подосновой, на вспененной основе.
Безосновный линолеум. Может иметь один, два и более слоев.
Этот линолеум бывает одно- и многоцветным, с печатным рисунком и
шероховатой поверхностью. Он используется преимущественно для
изготовления плиток. На всю толщину слоя (до 3 мм), его структура
однородна (гомогенна), а, значит, и физические свойства одинаковы
во всех направлениях.
Практическая ценность такого линолеума в том, что при исти-
рании ни цвет, ни фактура его не изменяются. Высокая износостойкость позволяет применять его в помещениях, где бывает много людей. Отдельные виды линолеума имеют толщину верхнего износостойкого слоя до 0,55 мм.
Это качество, в совокупности с огнестойкостью, высоким электрическим сопротивлением и особой шероховатостью, необходимо в
местах с повышенной влажностью и загрязненностью (сауны, бассейны, душевые, туалеты). Кроме того, шероховатость поверхности маскирует неровности и другие изъяны пола. Этот вид линолеума условно можно отнести к коммерческим напольным покрытиям.
Существуют виды линолеума с усиленными антистатическими
свойствами. В них вкрапливаются нити углерода для снятия статиче-
ского электричества, и используются они в операционных залах банков, компьютерных центров и в других помещениях с электронной
9
техникой. Линолеум с антисептической пропиткой необходим в лечебных учреждениях.
Шумопоглощающие виды линолеума – с подложкой не менее 2
мм из вспененного ПВХ и поглощением звука (шума) не менее 20 дБ
(100 кратное снижение мощности звука) – создают особый комфорт
при ходьбе, уменьшая нагрузку на ноги и спину.
Линолеумы с подосновой. Выпускают на тканевой, синтетиче-
ской нетканой и теплозвукоизолирующей подосновах (волокнистой,
иглопробивной, пористой). Изготавливают такой линолеум, путем
нанесения линолеумной массы из ПВХ на подоснову (контактнопромазной способ производства линолеума) в один или несколько
слоев. В качестве верхнего слоя используют прозрачную или с печатным рисунком поливинилхлоридную пленку с высоким сопротивлением истиранию.
Данный тип линолеума эластичен и хорошо укладывается на
любые основания. Преимуществами такого линолеума являются: стабильность линейных размеров в процессе эксплуатации (малая усадка), хорошая эластичность, восстанавливаемость вмятин от действия
нагрузок, долговечность.
Линолеум на вспененной основе. Полугибкое рулонное покры-
тие толщиной от 2 до 3,5 мм. Этот линолеум долговечен, возможности
по созданию расцветок и нанесению рисунков для него неограниченны. Применяется в основном в жилых помещениях, независимо от
степени влажности.
Использование подложки из вспененного ПВХ удобно тем, что
ее температурное расширение будет таким же, как у верхних слоев и
не приведет к деформации при нагревании линолеума.
Существуют химические и механические способы нанесения
подложки. При химическом способе структура ячеек подложки получается замкнутой. И если на такой линолеум поставить тяжелый
предмет, структура нарушается и на поверхности остается вмятина.
При механическом способе образуются ячейки, сообщающиеся между
собой. Воздействие нагрузки только выдавит воздух из одних ячеек в
другие, что позволит покрытию после снятия нагрузки восстановить
прежний объем. Таким образом, механический способ получения
вспененного линолеума является предпочтительным.
По фактуре лицевой поверхности линолеум бывает гладкий и
тисненый.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]