專利名稱：：地毯底布組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及含乙烯基酯基乳液粘合劑的地毯涂布組合物。
背景技術(shù)：
：大多數(shù)常規(guī)地毯包含第一層底布(primarybacking),其中紗線簇以割開或未割開的環(huán)的形式從底布向上延伸以形成絨面。在簇絨地毯的情況下，紗線被簇絨針插入第一層底布中，然后向其涂覆預(yù)涂層或粘合劑。在非簇絨地毯或粘絨地毯的情況下，纖維被嵌入并且實(shí)際上被粘合劑組合物固定在位置上。在這兩種情況下，地毯結(jié)構(gòu)通常還包括粘合到第一層底布上的第二層底布。第二層底布可以向地毯提供額外的襯墊(padding)、吸收噪音、增加尺寸穩(wěn)定性并且經(jīng)常起到絕熱體的作用。第二層底布，典型地為泡沫塑料板或織物，通過涂覆于簇絨撮(tuft-lock)涂布的第一層底布的粘合劑或膠粘劑層被層壓到第一層底布上。類似的技術(shù)被用于制備闊幅地毯以及小方地毯中。粘合劑的物理性質(zhì)對(duì)作為地毯底布涂層的成功使用是重要的。在這方面，存在這種涂層必須滿足的許多重要要求。必須能夠使用地毯工業(yè)中常規(guī)使用的方法和設(shè)備將涂層涂覆到地毯上并且干燥。在簇絨和非簇絨結(jié)構(gòu)中，涂層都必須提供對(duì)絨頭纖維優(yōu)異的粘附性，以將它們牢固地固定到底布上。涂層必須還具有低煙霧濃度值和高阻燃性，并且必須接受常規(guī)填充劑如碳酸鈣、三水合鋁、重晶石和長(zhǎng)石的高負(fù)載。此外，涂層即使具有高填充劑負(fù)荷或在低溫下也必須保持充分的軟性和撓性，從而使得地毯，如果以寬幅形式生產(chǎn)，在安裝過程中可以被容易地巻起和展開。軟性和撓性性質(zhì)取決于地毯的形式而變化，但是，在所有情況下，重要的是地毯將平放而不表現(xiàn)出巻曲或鼓起的趨勢(shì)。持續(xù)地希望將再循環(huán)的內(nèi)容物結(jié)合到寬幅地毯和小方地毪中。有許多環(huán)境驅(qū)動(dòng)并且推進(jìn)在建筑產(chǎn)品中使用再循環(huán)的內(nèi)容物的倡導(dǎo)者，比如美國綠色建筑委員會(huì)在能量和環(huán)境設(shè)計(jì)方面的領(lǐng)導(dǎo)(USGreenBuildingCouncil'sLeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign(LEED))。再循環(huán)材料正被評(píng)價(jià)用于在底布和正面這兩者中的纖維，以及用于在地毯底布混合物(compound)中的填充物以代替碳酸鈣。CFA是已多年被評(píng)價(jià)為地毯底布中的再循環(huán)填充物的填充物。盡管將CFA結(jié)合到某些底布體系如PVC或聚氨酯基系統(tǒng)中已獲得了一些成功，但是膠乳基系統(tǒng)以兩種方式表現(xiàn)出了對(duì)CFA的不穩(wěn)定性。首先是當(dāng)將CFA結(jié)合到含膠乳的地毯混合物中時(shí)，粘度不切實(shí)際地升高，通常至凝膠點(diǎn)。這種凝膠化通常在生產(chǎn)后的第一個(gè)24小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)。第二種方式是通過將底布混合物的膜暴露于熱老化測(cè)試而表現(xiàn)出的。當(dāng)將含CFA的膜暴露于熱時(shí)，其會(huì)在48小時(shí)內(nèi)并且通常在24小時(shí)內(nèi)變得非常脆。地毯混合物的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是其必須保持撓性4天，而大多數(shù)保持撓性6至8天。一些地毯應(yīng)用需要高度的抗水性，一種可以通過使用塑料溶膠或通過向第一層和/或第二層底布中加入熱的熔融膠粘劑滿足的要求。塑料溶膠的使用對(duì)在第一涂層中使用的粘合劑提出另外的要求，即粘合劑必須具有對(duì)塑料溶膠良好的粘附性。此外，塑料溶膠含有可以緩慢地遷移到干燥的地毯涂層混合物中的增塑劑，比如鄰苯二甲酸二辛酯。增塑劑遷移導(dǎo)致地毯物理性質(zhì)隨時(shí)間劣化。目前，乙酸乙烯酯乙烯(vinylacetateethylene,VAE)膠乳被用于涂布PVC作底布(backed)的地毯和小方地毯，但是VAE膠乳對(duì)CFA不穩(wěn)定。適宜的是獲得用于生產(chǎn)地毯和小方地毯的涂布組合物，使得涂布組合物表現(xiàn)出對(duì)再循環(huán)的填充物優(yōu)異的穩(wěn)定性，所述再循環(huán)的填充物尤其是CFA。理想地，穩(wěn)定性表現(xiàn)在對(duì)地毯混合物的粘度隨時(shí)間的測(cè)量和通過對(duì)同一混合物的熱老化穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)。還適宜的是獲得這樣的地毯混合物，其表現(xiàn)出優(yōu)異的對(duì)PVC塑料溶膠的粘附性和優(yōu)異的抗增塑劑遷移性，并且其還可以結(jié)合再循環(huán)填充劑如煤飄塵和磨砂玻璃。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明包括地毯底布組合物，其包含.-(1)粘合量的共聚物粘合劑，所述共聚物粘合劑由單體混合物聚合而成，所述單體混合物包含10至50重量份的第一低Tg單體(A)，其包含丙烯酸烷基酯單體，并且任選地包含另外的低Tg共聚單體；50至90重量份的第二高Tg單體(B)，其包含乙酸乙烯酯，并且任選地包含另外的高Tg共聚單體；并且任選地包含至多5份的羧酸單體(C);其中A、B和C的總和為IOO重量份單體；以及(2)填充物；條件是單體混合物基本上不含乙烯。本發(fā)明的另一方面包括使用本發(fā)明的地毯底布組合物制作的地毯產(chǎn)品。令人驚奇的是，本發(fā)明的組合物表現(xiàn)出以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)對(duì)煤飄塵的良好穩(wěn)定性、對(duì)PVC塑料溶膠的良好粘附性、和/或?qū)υ鏊軇腜VC塑料溶膠遷移的抵抗力。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的涂布組合物包含填充劑和粘合劑。對(duì)于本發(fā)明而言，術(shù)語"干"表示基本上不存在水，而術(shù)語"干基重(drybasis)"是指干材料的重量。對(duì)于本發(fā)明而言，術(shù)語"phr"是本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的表示百份橡膠的份數(shù)feartsperhundredrubber)并且表示干份數(shù)/百干份膠乳粘合劑。對(duì)于本發(fā)明而言，術(shù)語"共聚物"表示由至少兩種單體形成的聚合物。對(duì)于本發(fā)明而言，術(shù)語"低Tg單體"表示當(dāng)均聚時(shí)產(chǎn)生Tg低于l(TC的均聚物的單體，并且包括這些單體的混合物。類似地，術(shù)語"高Tg單體"表示當(dāng)均聚時(shí)產(chǎn)生Tg至少為10。C的均聚物的單體，并且包括這些單體的混合物。對(duì)于本發(fā)明而言，術(shù)語"(甲基)"表明甲基取代的化合物包括在由該術(shù)語修飾的化合物種類中。例如，術(shù)語(甲基)丙烯酸表示丙烯酸和甲基丙烯5酸。有利地，在底布混合物配方中使用的粘合劑包含合成膠乳。如所熟知的，合成膠乳是通過一種或多種單體的乳液聚合制備的聚合物顆粒的水性分散體。對(duì)于本發(fā)明而言，使用膠乳，從而使得粘合劑具有足以用在地毯產(chǎn)品的制造中的粘附性。在膠乳的制備中使用的單體組合物包含約10至50pphm的第一單體(A)、約50至90pphm的第二單體(B)和0至約5pphm的羧酸單體(C)，其中單體A、B和C的總和為100重量份單體。如在此所使用的，術(shù)語"pphm"表示每百份單體的份數(shù)(partsperhundredmonomer),—種本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的術(shù)語。因此，基于重量，使用的單體的總份數(shù)為100份單體。粘合劑的Tg不是特別關(guān)鍵，并且可以基于涉及的具體應(yīng)用而變化。有利地，粘合劑的Tg為約-20至3(TC，優(yōu)選約-10至約2(TC，并且更優(yōu)選約-5至約l(TC。第一單體(A)是包括丙烯酸烷基酯的低Tg單體。優(yōu)選地，丙烯酸垸基酯在垸基部分中含1至10個(gè)碳原子。可以使用第一單體的混合物，例如，第一單體(A)可以是丙烯酸烷基酯的混合物，或一種或多種丙烯酸垸基酯與一種或多種低Tg共聚單體的混合物。丙烯酸焼基酯和低Tg共聚單體的實(shí)例包括Tg低于l(TC的單體，它們是丙烯酸的CVC,o烷基酯、a，(3_烯鍵式不飽和C4-C6單羧酸的CVC,。烷基酯、a，(3-烯鍵式不飽和C4-Cs二羧酸的Crdo二烷基酯，和羧酸的乙烯基酯，包括而不限于異丁酸乙烯酯、乙烯基-2-乙基-己酸酯、異辛酸乙烯酯、支鏈垸烴羧酸乙烯酯(vinylversatate，新癸酸乙烯酯)，以及支化乙烯基酯的混合物，比如可商購的VeoVa11和EXXARNeo-12。優(yōu)選地，低Tg單體選自(甲基)丙烯酸的C,-C,o垸基酯，即(甲基)丙烯酸烷基酯，以及馬來酸、衣康酸和富馬酸的C4-Cs二垸基酯。優(yōu)選地，使用丙烯酸C2-Cs垸基酯中的至少一種。特別優(yōu)選的低Tg單體包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸(2-乙基己基)酯、丙烯酸癸酯、馬來酸二丁酯和馬來酸二辛酯，其中丙烯酸丁酯是最優(yōu)選的。有利地，以約10pphm至約50pphm，優(yōu)選15pphm至40pphm的量使用第一單體(A)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，丙烯酸烷基酯的量大于任選的低Tg單體的量。有利地，基于單體(A)的總重量，使用的任選的低Tg單體的量為約0至約10重量％。第二單體(B)是包括乙酸乙烯酯的高Tg單體?？梢允褂玫诙误w的混合物，例如，第二單體(B)可以是乙酸乙烯酯與一種或多種高Tg共聚單體的混合物。任選地，在此用于制備粘合劑的乙酸乙烯酯的一部分可以被至多20pphm的一種或多種高Tg共聚單體代替，所述高Tg共聚單體的Tg高于1CTC，例如羧酸的乙烯基酯，所述酸含2至約13個(gè)碳原子。代表性的任選使用的高Tg共聚單體包括甲基丙烯酸甲酯、馬來酸二甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸叔丁基異冰片基酯(t-butylisobornylacrylate)、甲基丙烯酸苯酯、丙烯腈和Tg至少為l(TC的羧酸乙烯基酯。這種乙烯基酯的實(shí)例包括新戊酸乙烯酯、新壬酸乙烯酯和丙酸乙烯酯。當(dāng)使用任選地高Tg共聚單體時(shí)，其優(yōu)選以小于15pphm并且更優(yōu)選小于10pphm存在。有利地，第二單體(B)以約50pphm至約90pphm，優(yōu)選60pphm至85pphm的量使用。粘合劑聚合物基本上沒有聚合的乙烯?？赡苓€適宜的是在粘合劑聚合物中結(jié)合較少量的一種或多種官能共聚單體(C)。合適的可共聚的共聚單體(C)包括例如羧酸類單體比如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富馬酸，以及馬來酸的半酯如馬來酸單乙酯、馬來酸單丁酯或馬來酸單辛酯；丙烯酰胺；叔辛基丙烯酰胺；N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺；N-乙烯基吡咯烷酮；己二酸二烯丙酯；氰脲酸三烯丙酯；二丙烯酸丁二醇酯；甲基丙烯酸烯丙酯；等；以及C2-C3羥烷基酯，比如丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯和相應(yīng)的甲基丙烯酸酯。取決于具體的共聚單體的性質(zhì)，共聚單體(C)通常在小于5pphm，優(yōu)選小于2.5pphm并且更優(yōu)選小于lpphm的水平使用?？梢允褂霉簿蹎误w(C)的混合物。此外，有助于粘合劑的穩(wěn)定性的一些可共聚的單體如乙烯磺酸、乙烯磺酸鈉、苯乙烯磺酸鈉、烯丙醚硫酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基-丙烷磺酸鈉(AMPS)、甲基丙烯酸(2-磺乙基)酉旨和甲基丙烯酸(2-磺丙基)酯可以用作乳液穩(wěn)定劑。如果使用，則這些任選的單體以0.1pphm至約2pphm的極低的量加入。用于制備合成膠乳的方法在本領(lǐng)域是眾所周知的，并且可以被使用這些方法中的任何一種。合適的自由基聚合引發(fā)劑是對(duì)于促進(jìn)乳液聚合已知的引發(fā)劑，并且包括水溶性氧化劑，比如有機(jī)過氧化物(例如，過氧化氫叔丁基、氫過氧化枯烯等)、無機(jī)氧化劑(例如，過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨等)和在水相中被水溶性還原劑活化的那些引發(fā)劑。這種引發(fā)劑以足以導(dǎo)致聚合的量使用。通常，足夠的量為約0.1至約5pphm。作為選擇，可以使用氧化還原引發(fā)劑，特別是當(dāng)聚合在低溫進(jìn)行時(shí)。例如，除了上述的過硫酸鹽和過氧化物引發(fā)劑以外，還可以使用還原劑。典型地還原劑包括但不限于堿金屬的亞硫酸氫鹽、次硫酸鹽、硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、還原性糖如葡萄糖、山梨糖、抗壞血酸、異抗壞血酸等。通常，還原劑在約0.01pphm至約5pphm的水平使用。乳化劑是通常用在乳液聚合中的那些。乳化劑可以是陰離子、陽離子、表面活性化合物或它們的混合物。合適的非離子型乳化劑包括聚氧乙烯縮合物?？梢允褂玫木垩跻蚁┛s合物實(shí)例包括聚氧乙烯脂族醚，比如聚氧乙烯月桂基醚和聚氧乙烯油烯基醚；聚氧乙烯烷芳基醚，比如聚氧乙烯壬基酚醚和聚氧乙烯辛基酚醚；高級(jí)脂肪酸的聚氧乙烯酯，比如聚氧乙烯月桂酸酯和聚氧乙烯油酸酯，以及環(huán)氧乙垸與樹脂酸和松裝油酸的縮合物；聚氧乙烯酰胺和胺縮合物比如N-聚氧乙烯月桂酰胺和N-月桂基-N-聚氧乙烯胺等；和聚氧乙烯硫醚，比如聚氧乙烯正十二垸基硫醚?？梢允褂玫姆请x子型乳化劑還包括可獲自BASF的商品名為PLURONIC和TETRONIC的一系列表面活性劑。此外，由AirProducts商售的商品名為SURFYNOL的一系列炔屬二元醇的環(huán)氧乙烷加合物也適于作為非離子型乳化劑。代表性的陰離子型乳化劑包括烷基芳基磺酸鹽、烷基硫酸堿金屬鹽、磺化垸基酯和脂肪酸皂(fattyacidsoaps)。具體實(shí)例包括十二烷基苯磺酸鈉、丁基萘磺酸鈉、月桂基硫酸鈉、十二烷基二苯基醚二磺酸二鈉(disodiumdodecyldiphenyletherdisulfonate)、N-十八垸基磺基丁二酸鹽和二辛基磺基丁二酸鈉。乳化劑以對(duì)于獲得聚合物在水相中的充分乳化并且提供所需粒度和粒度分布有效的量使用。在本領(lǐng)域已知的出于各種特定目的可用于乳液聚合中的其它成分，比如酸、鹽、鏈轉(zhuǎn)移劑、螯合劑、緩沖劑、中和劑、消泡劑和增塑劑也可以8用于所述聚合物的制備中。例如，如果可聚合的組分包括單烯鍵式不飽和羧酸單體，則優(yōu)選在酸性條件(pH2至7，優(yōu)選2至5)下聚合。在這種情況下，水性介質(zhì)可以包含通常用于提供處于所需pH范圍的緩沖體系的那些已知的弱酸及其鹽。還可以使用各種保護(hù)性膠體代替上述乳化劑，或除上述乳化劑外還使用各種保護(hù)性膠體。合適的膠體包括如在乳液聚合技術(shù)的領(lǐng)域內(nèi)己知的，酪蛋白、羥乙基淀粉、羧乙基纖維素(carboxyxethylcellulose)、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、阿拉伯樹膠、藻酸鹽、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯類、聚甲基丙烯酸酯類、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、聚乙烯吡咯烷酮類、聚丙烯酰胺類、聚醚類等。通常，當(dāng)使用時(shí)，基于反應(yīng)器內(nèi)容物的總重量，在0.05至10重量％的水平使用這些膠體。將聚合反應(yīng)成分混合的方式可以是通過各種已知的單體進(jìn)料方法，比如連續(xù)的單體添加、遞增的單體添加或在一次進(jìn)料中加入全部量的單體。水性介質(zhì)與聚合反應(yīng)添加劑的總量可以在引入單體之前就存在于聚合反應(yīng)容器內(nèi)，或作為選擇，水性介質(zhì)或其一部分可以在聚合反應(yīng)的過程中連續(xù)地或遞增地加入。在聚合反應(yīng)之后，可以通過加入水或通過蒸餾移除水，將產(chǎn)生的水性聚合物粘合劑分散體的固體含量調(diào)節(jié)到所需水平。通常，基于粘合劑的總重量，粘合劑固體內(nèi)容物的所需水平為約40重量％至約75重量％，更優(yōu)選約50重量％至約70重量％。所使用的填充劑基本上可以是任何適用于地毯制作的填充劑。這種填充劑是廣泛可商購的。礦物填充劑或顏料的實(shí)例包括飄塵和磨砂玻璃以及本領(lǐng)域中已知的那些，比如碳酸鈣、粘土、高嶺土、滑石、重晶石、長(zhǎng)石、二氧化鈦、藥鋁顏料(calciumaluminumpigments)、緞光白、合成聚合物顏料、氧化鋅、硫酸鋇、石膏、硅石、三水合氧化鋁、云母、空心聚合物顏料(hollowpolymerpigments)和硅藻土?？梢允褂锰畛鋭┑幕旌衔?。盡管使用的填充劑不是特別關(guān)鍵，本發(fā)明的粘合劑的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其令人驚奇地表現(xiàn)出與煤飄塵的良好相容性。在本發(fā)明中使用的煤飄塵是眾所周知的材料并且通?？梢宰鳛榇笠?guī)模燃煤發(fā)電廠的廢棄副產(chǎn)物而得到。煤飄塵的化學(xué)成分取決于煤源、煤是如何燃燒的以及收集方法。煤飄塵的化學(xué)組成通常包括大部分的Si02、Al2O^PFe203以及小部分的CaO、MgO、Na20、K20、S03和Ti02。在本發(fā)明中使用的優(yōu)選煤飄塵材料根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)C618-05歸類為"F級(jí)"飄塵。這種飄塵通常是從燃燒滿足C618-05中給出的對(duì)F級(jí)飄塵的適當(dāng)要求的無煙煤或煙煤而產(chǎn)生的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，填充劑基本上不含C級(jí)飄塵。使用的填充劑的量可以根據(jù)填充劑密度和所需的涂布性能而變化。有利地，在本發(fā)明的組合物中使用的填充劑的量為約50至約800phr，并且優(yōu)選為約100至約600phr。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，部分或全部填充劑可以是煤飄塵。當(dāng)使用小于約350phr的填充劑時(shí)，填充劑可以全部是煤飄塵。有利地，填充劑包含約100至約600phr煤飄塵，并且優(yōu)選為約150至約350phr煤飄塵。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，基于粘合劑和填充劑的總重量，地毯涂布組合物可以包含11至67重量％的粘合劑和33至89重量％的填充劑。優(yōu)選地，地毯涂布組合物包含14至50重量％的粘合劑和50至86重量％的填充劑。如果需要，可以將常規(guī)填充劑結(jié)合到本發(fā)明的地毯底布混合物中以改變其性能。這些添加劑的實(shí)例包括增稠劑、催化劑、分散劑、著色劑、殺生物劑、消泡劑等。本發(fā)明的涂布組合物可以有利地用于生產(chǎn)常規(guī)簇絨地毯、非簇絨地毯和針刺地毯，并且可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的設(shè)備，如在地毯工廠中使用的設(shè)備使其千燥。因此，所述涂布組合物可以用于制備包含第一層底布的絨頭地毯，其中絨頭紗線從第一層底布延伸從而形成絨頭簇絨；以及非簇絨地毯，其中纖維嵌入已被涂布到編織或非編織地毯底層上的粘合劑組合物中。根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)將涂布組合物用在地毯的制造中。從其出眾的抗增塑劑遷移性考慮，所述涂布組合物被有利地用于制造PVC作底布的小方地毯。在簇絨地毯的制備中，將紗線簇絨(tuft)或針刺(needle)到第一層底布中，所述第一層底布通常為非編織聚丙烯、聚乙烯或聚酯，或編織的黃麻或聚丙烯。如果使用第二層底布，則其通常由與在第一層底布中使用的那些類似的編織或非編織材料形成，并且在干燥步驟之前直接涂覆于濕的預(yù)涂布的第一層底布，或與單獨(dú)的添加劑一起涂覆于干的預(yù)涂布的第一層底布。這種第二層底布為地毯提供尺寸穩(wěn)定性。所述第二層底布可以是泡沫聚合物或共聚物的形式。合適的泡沫組合物包括聚氨酯聚合物、氯乙烯的聚合物和共聚物、以及乙烯、丙烯和異丁烯的聚合物和共聚物。當(dāng)使用泡沫第二層底布時(shí)，其可以被預(yù)發(fā)泡，然后層壓到第一層底布上，或所述組合物可以包含可熱活化的發(fā)泡劑，并且在層壓之前或?qū)訅褐罂梢粤⒖瘫话l(fā)泡。此外，第二層底布可以表現(xiàn)出其自身的熱塑性粘合性，并且第二層底布可以在層壓前被預(yù)熱以使其表面具有粘性。作為選擇，第二層底布可以包含熱熔體、一種或多種融合的PVC塑料溶膠層或?yàn)r青，它們通常與纖維玻璃稀松織物(scrim)或其它己知的稀松織物結(jié)合以提供尺寸穩(wěn)定性。還預(yù)期本發(fā)明所公開的用作第一層底布的涂布組合物可以被用作第二層底布。在非簇絨地毯的形成中，地毯涂布組合物通常被增稠至約2,000至75，000cP的粘度，并且涂覆到稀松織物表面上。然后利用常規(guī)技術(shù)將纖維直接嵌入到濕的涂層中，然后干燥。此外，適宜地使用與上述類似的第二涂層。本發(fā)明的涂布組合物比需要昂貴和復(fù)雜的涂覆涂層用設(shè)備以及方法的熱熔體熱塑性膠粘劑更易于涂覆于地毯上，并且涂層還穿透地毯紗線的纖維從而獲得更好的粘附性、纖維束完整性和抗起毛性能。術(shù)語"絨頭聯(lián)結(jié)能力"表示地毯涂層將絨頭紗線簇絨固定和穩(wěn)固在第一層底布上的能力，并且是按下文的描述所確定的。絨頭聯(lián)結(jié)能力還用于包括在非簇絨涂層中所需的優(yōu)良特性，其中纖維絨頭的粘附性僅通過底布獲得。合適的絨頭聯(lián)結(jié)性能可以通過涂覆在約10盎司/平方碼至約40盎司/平方碼(千基)范圍內(nèi)的量的涂布組合物獲得，這導(dǎo)致地毯具有至少IO磅力的絨頭聯(lián)結(jié)值，而在很多情況下15磅力或更大的絨頭聯(lián)結(jié)值。本發(fā)明還提供制備絨頭地毯或簇絨地毯的方法，該方法包括以下步驟.'a)將紗線簇絨或針刺到編織或非編織底布中；b)將本發(fā)明的地毯涂布組合物涂覆到底布的背面，使得紗線嵌入地毯涂層中；以及C)干燥所得到的地毯結(jié)構(gòu)。在這種簇絨地毯的制備中，還適宜的是根據(jù)使用的底布的類型，在干燥地毯涂層之前或之后向第一層底布涂覆第二層底布。也可以通過包括以下步驟的方法使用本發(fā)明的地毯涂布組合物制備非簇絨地毯a)將本發(fā)明的組合物涂布到地毯底層上；b)將地毯纖維嵌入地毯底層中；以及C)干燥所得到的地毯結(jié)構(gòu)。有利地，還可以利用第二層底布制備這些非簇絨地毯，以提供額外的尺寸穩(wěn)定性。有利地，使用本發(fā)明的底布組合物制造的地毯可以包含再循環(huán)的內(nèi)容物，從而導(dǎo)致更環(huán)境友好的產(chǎn)品。這種環(huán)境友好的地毯使得專業(yè)人員(specifier)和建筑師更容易符合在各種環(huán)境上關(guān)注的購買標(biāo)準(zhǔn)，比如美國綠色建筑委員會(huì)的LEED項(xiàng)目中所提出的要求。由于所述地毯底布混合物優(yōu)異的抗增塑劑遷移性，本發(fā)明還允許PVC作底布的小方地毯或PVC作底布的寬幅地毯的撓性用途。本發(fā)明的具體實(shí)施方案給出以下實(shí)施例以舉例說明本發(fā)明，而所述的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被理解為是對(duì)范圍的限制。除非另外說明，否則所有的份數(shù)和百分比是按重量計(jì)的。以下材料被用于涂布組合物中填充劑(A):干碳酸鈣，其具有允許65%通過200目篩的粒度(65-200，可獲自美國喬治亞州Dalton的DuvallChemicals)。填充劑(B):F級(jí)煤飄塵(PV14A，可獲自澳大利亞悉尼的BoralIndustries)。膠乳(A):羧基化苯乙烯-丁二烯膠乳(LXC8476NA，可獲自美國密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司)，在水中52%的固體。膠乳(B):羧基化乙烯基丙烯酸膠乳(carboxylatedvinylacryliclatex)(UCAR162，可獲自美國密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司)，在水中1255%的固體。膠乳(C):乙酸乙烯酯乙烯膠乳(TX848，可獲自NationalStarch)在水中63%的固體。膠乳(D):羧基化苯乙烯-丁二烯膠乳(LXC811NA，可獲自美國密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司)，在水中56%的固體。發(fā)泡助劑(frothaid)(A):包含月桂基硫酸鈉和月桂醇的專有共混發(fā)泡助劑(STANFAX561，可獲自美國南卡羅來納州Simpsonville的ParaChem)。發(fā)泡助劑(B):包含月桂基硫酸鈉和月桂醇的專用共混發(fā)泡助劑(CHEMFROTH2209，可獲自美國北卡羅來納州夏洛特的ChemTex)。滲透劑(A):專有滲透劑(CHEMWET1396B,來自美國北卡羅來納州夏洛特的ChemTe)。增稠劑(A):專有聚丙烯酸鈉增稠劑(CHEMTHIC102，美國北卡羅來納州夏洛特的ChemTex)。地毯樣品制備為了制備地毯樣品，根據(jù)可使用的材料的量和所需的測(cè)試樣品，將地毯原坯樣品切割成合適的尺寸。18英寸長(zhǎng)xl3K英寸寬的地毯原坯片是典型的。還切割同等尺寸的第二層底布片。然后將待涂布的地毯原坯面朝下放置在剛性墊板上，并且將樣品的底部邊緣放置在垃圾箱上方的實(shí)驗(yàn)臺(tái)邊緣附近，從而使得多余的涂布混合物可以滴入到垃圾箱中。將砝碼放置在樣品的頂部邊緣上，并且在底部上安置夾具以在涂布過程中將樣品固定在位置上。然后使用霍巴特(Hobart)混合器，使測(cè)試混合物發(fā)泡至適當(dāng)?shù)目諝馀c混合物的比率，典型地在0%至70%空氣的范圍內(nèi)。使用11/8英寸直徑xll英寸長(zhǎng)、配備有金屬擋板(dam)并且重量為約1510克的自由轉(zhuǎn)動(dòng)金屬涂覆器(刮刀)輥。將涂覆器輥安置在原坯樣品的頂部邊緣，并且將發(fā)泡或未發(fā)泡的混合物傾倒在輥正下方。在不增加任何額外的向下的力并且在均勻速率的情況下，將涂布機(jī)/輥組件向前拉(向樣品的底部邊緣)以將混合物均勻地沿樣品的長(zhǎng)度分布。然后將涂布機(jī)/輥反轉(zhuǎn)，并且將多余的混合物輥壓到樣品的頂部。將涂布機(jī)/輥再次反轉(zhuǎn)，移除底部夾具，然后將輥沿樣品向下拖拉(以不使輥轉(zhuǎn)動(dòng)的相同的力)，從而使多余的涂布組合物落到垃圾箱中。使用30密耳涂膜涂布器(drawdownbar)，將涂布混合物涂覆到玻璃板上。將稀松織物有絨頭的一側(cè)向下放置到濕的表面上。以一次通過將重量約3400克的金屬合布輥筒(marriageroll)(L75英寸直徑xll英寸長(zhǎng))應(yīng)用到稀松織物上。將稀松織物從玻璃板上提起并且立刻排列到原坯料的濕(剛涂布的)區(qū)域的上方并且放置在位于樣品頂部邊緣的壓具砝碼的下方。將合布輥筒放置在樣品的頂部邊緣，并且在沒有額外的向下的力的情況下，以一次通過在單一的方向上以均勻速率沿樣品的長(zhǎng)度向下滾動(dòng)。立刻將地毯樣品以樣品的簇絨側(cè)向下在270-275。F(132-135。C)的烘箱內(nèi)放置8分鐘。為了避免在涂布處理過程中以及將樣品運(yùn)送到干燥烘箱的過程中地毯樣品的過早彎曲，將待涂布的樣品放置在剛性載體板(玻璃)上，在樣品被放置到烘箱中之后將所述剛性載體板移走。測(cè)試方法以下測(cè)試程序用于評(píng)價(jià)本發(fā)明的地毯涂布組合物。布氏粘度-該粘度是在室溫下使用布氏RVT粘度計(jì)(可獲自美國馬薩諸塞州Stoughton的BrookfieldEngineeringLaboratories,Inc.)湖!j定的。速度和錠子(spindle)類型與相應(yīng)的數(shù)據(jù)一起示出。絨頭聯(lián)結(jié)能力-測(cè)定絨頭聯(lián)結(jié)能力以確定紗線保持在簇絨地毯的第一層(primary)中有多好，并且除了實(shí)驗(yàn)室制備的測(cè)試樣品為3in^9in(7.6cmx22.9cm)并且是從9inx9in(22.9cmx22.9cm)的涂布樣品切割的以外，該測(cè)試是根據(jù)ASTMD1335進(jìn)行的。從每個(gè)涂布樣品切割三個(gè)測(cè)試樣品，并且從每個(gè)測(cè)試樣品上拔出3撮簇絨，對(duì)每個(gè)涂布樣品總共9次拔出。千分層強(qiáng)度-測(cè)定分層強(qiáng)度以確定膠乳化合物與第二層底布之間以及膠乳化合物與地毯原坯料之間的粘合強(qiáng)度。除了實(shí)驗(yàn)室制備的測(cè)試樣品為3inx9in(7.6cmx22.9cm)并且是從9inx9in(22.9cmx22.9cm)的涂布樣品切割的以外，本方法是根據(jù)ASTMD3936進(jìn)行的。由于該測(cè)試進(jìn)行三次，所以將原始樣品中的整個(gè)9inx9in切割并且使用，而沒有依照離邊緣至少總寬度的5%切割樣品的ASTM要求。濕分層強(qiáng)度-測(cè)量濕分層強(qiáng)度以確定地毯在被再次濕潤(rùn)后保持其分層強(qiáng)度有多好。將地毯浸入水中20分鐘、控干、用紙巾吸干，并且根據(jù)上述干分層強(qiáng)度測(cè)試的方法拉扯以分層。漢德力(Hand)-本測(cè)試通過測(cè)定將地毯樣品偏轉(zhuǎn)0.5英寸(1.3cm)所需的力的磅數(shù)測(cè)量成品地毯樣品的撓性。允許地毪樣品(9x9-英寸(22.9cmx22.9cm)或9xl2-英寸(22.9cmx30.5cm))在所需的測(cè)試條件下平衡至少2小時(shí)。"正常，，條件是50Q/。(士5。/。)相對(duì)濕度和72。F(士5。F)(22.2。C)溫度。該測(cè)試通過將地毯樣品面朝上放置在安裝在英斯特朗張力試驗(yàn)儀(Instmn)的底部夾具內(nèi)的5.5英寸(13.97cm)內(nèi)徑的空心圓柱體上進(jìn)行。將安裝在上部夾頭(topjaw)內(nèi)的2.25英寸(5.71cm)外徑的實(shí)心底部(foot)降低到地毯的面上，直至施加的力記錄到0.05至0.10-lbs的偏轉(zhuǎn)力，并且這是開始位置。英斯特朗張力試驗(yàn)儀構(gòu)造有移動(dòng)0.65-英寸并且移動(dòng)速度-12.0in/min的十字頭，并且底部被推進(jìn)到地毯樣品中。測(cè)量將地毯樣品偏轉(zhuǎn)0.5英寸所需的力。然后將樣品翻轉(zhuǎn)使得地毯的正面向下。再次將底部降低并且進(jìn)行另一次測(cè)量。重復(fù)此過程直至記錄4次測(cè)量。將這些測(cè)量平均并且將平均值報(bào)告為地毯的漢德力。熱老化-對(duì)地毯涂布混合物進(jìn)行熱老化測(cè)試以顯示氧化對(duì)干燥混合物脆化的影響。通過使用高溫和增加空氣流動(dòng)，使聚合物氧化速率加速，并且通過顏色變化和撓性測(cè)試監(jiān)測(cè)聚合物氧化速率。通過將玻璃板放置在桌上，其中板的邊緣在桌的邊緣上方，測(cè)試地毯涂布混合物。然后將容器放置在玻璃板的邊緣下方，以接住多余的膠乳化合物。在涂布特氟隆的板的頂部放置40密耳涂膜涂布器。然后將膠乳化合物在涂膜涂布器前面注入，使用足夠的化合物以在涂布器前覆蓋1英尺寬。然后將涂布器緩慢地沿板的長(zhǎng)度下拉，并且將多余的化合物擦去。將涂布的板放入通風(fēng)箱內(nèi)風(fēng)干過夜。一旦樣品干燥，就將其從板上移除，并且從樣品切割1英寸條作為對(duì)照或"0天"樣品。將每個(gè)樣品在頂部用兩個(gè)壓舌板(一邊一個(gè))和夾板夾(binderclip)固定，并且將它們從傳送帶懸掛在設(shè)定為135士2。C(275土3.5下)的對(duì)流爐中。將傳送帶開啟到低速。每隔24小時(shí)關(guān)閉傳送帶，并且移除樣品并且從膜切割1英寸(2.54cm)的條。將條標(biāo)記上樣品號(hào)和暴露的天數(shù)。在樣品處于室溫的情況下，輕輕地將其彎曲以確定其是否己經(jīng)到達(dá)脆性斷裂點(diǎn)。當(dāng)樣品如炸土豆片一樣折斷時(shí)，或不能在不斷裂的情況下被彎曲時(shí)，其已經(jīng)失效(fail)。報(bào)告膜通過該測(cè)試的天數(shù)。在地毯工業(yè)中目前通常認(rèn)為4天是熱老化的最低可接受性能。增塑絨頭聯(lián)結(jié)能力-測(cè)量增塑絨頭聯(lián)結(jié)能力以確定在接觸增塑劑如鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二異壬酯后，絨頭聯(lián)結(jié)能力強(qiáng)度保持有多好。這些增塑劑存在于塑料溶膠比如PVC塑料溶膠中，并且易于遷移到干燥的地毯混合物中。該測(cè)試通過用涂布混合物涂布9英寸x9英寸(22.9cmx22.9cm)地毯樣品并使其干燥而迸行。將該樣品對(duì)半切開產(chǎn)生9英寸x4.5英寸(22.9cmxl1.4cm)的兩片。將這些片中的一片用作對(duì)照。對(duì)另一片，向涂布的原坯的背面涂覆3.1盎司/平方碼(105.2g/m勺的鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)，并且在180。F(82.2。C)的烘箱內(nèi)放置2小時(shí)。使用4英寸絲絨輥涂機(jī)(velourpaintroller)和盤涂覆DINP。將9英寸x4.5英寸的涂布的原坯放置在Mettler天平上，并且將DINP均勻地輥壓到地毯的背面，直至天平顯示己經(jīng)涂覆了3.5克。然后將地毯復(fù)原(reconditioned)并且使用如上所述的絨頭聯(lián)結(jié)能力測(cè)試方法測(cè)試以確定絨頭聯(lián)結(jié)能力值。將用DINP處理之前(對(duì)照)與用DINP處理之后的絨頭聯(lián)結(jié)能力值對(duì)比。報(bào)告絨頭聯(lián)結(jié)能力值。涂布混合物制備將粘合劑配制到表1中表示的地毯涂布配方中，并且標(biāo)記為Fl、F2和F3。制備地毯樣品并且如在表2-5中所標(biāo)記的，對(duì)每種涂層根據(jù)最終性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。來自各個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)表標(biāo)明了在每個(gè)樣品中使用的是哪種粘合劑和哪種填充劑，以及增稠劑水平和混合物(compound)粘度。表l:地毯涂層配方(表示為phr(干份數(shù)/百干份膠乳粘合劑》<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>粘度增加(buiW)表示地毯底布混合物的粘度隨時(shí)間的增加。在表2中可以找到粘度增加數(shù)據(jù)與使用#5和#6錠子在20rpm在RV型布氏粘度計(jì)上的初始粘度。在地毯工廠中混合物典型地是用#5錠子進(jìn)行的，但是粘度增加是用#6錠子測(cè)量的，以解決粘度隨時(shí)間增加到高于20,000cP的問題，因?yàn)?0,000cP對(duì)于弁5錠子是100V。的比例。由于這個(gè)原因，使用#6錠子產(chǎn)生初始粘度有助于與增加數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>與對(duì)照混合物相當(dāng)?shù)牡靥何锢頂?shù)據(jù)，所述對(duì)照混合物是用膠乳A，即苯乙烯丁二烯(SB)膠乳制備的。表3中的數(shù)據(jù)表明用VA和CFA或CaC03制備的混合物適合于用作地毯底布混合物。當(dāng)與相同填充劑負(fù)荷的使用S/B膠乳和CaC03的對(duì)照混合物對(duì)比時(shí)，用CFA制備的混合物實(shí)際上顯示出改善的分層強(qiáng)度。實(shí)施例2此實(shí)施例表明VA共聚物的抗熱老化性。除粘度穩(wěn)定性以外，過去阻礙CFA與膠乳基化合物在地毯中使用的另一個(gè)問題是熱老化。盡管難以用CFA復(fù)合S/B膠乳，但是可以產(chǎn)生在低負(fù)荷下長(zhǎng)得足以制備用于熱老化測(cè)試的膜的混合物。使用混合物配方F2進(jìn)行研究，以將地毯混合物中的典型S/B膠乳與CFA的熱老化穩(wěn)定性與地毯混合物中的VA(膠乳B)與CFA的熱老化穩(wěn)定性進(jìn)行對(duì)比。制備F2的兩種方案，并且標(biāo)記為F2-1和F2-2:<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>下面在表4中顯示熱老化測(cè)試的結(jié)果。在IO天后停止對(duì)VA樣品的測(cè)試。表4:熱老化結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表4中的數(shù)據(jù)表明即使在CFA填充劑的存在下，VA聚合物也有優(yōu)異的抗熱老化性。實(shí)施例3-抗增塑劑遷移性制備F3的兩種方案并且標(biāo)記為F3-l和F3-2:混合物#F3-lF3-2膠乳BC填充劑AA增稠劑(phr)0.020.02如上所述制備地毯樣品，不同之處在于，在沒有涂覆底布的情況下，將它們作為整體制備。表5中的數(shù)據(jù)顯示本研究的結(jié)果。表5:185負(fù)荷小方地毯預(yù)涂結(jié)果對(duì)比VAE膠乳樣品說明絨頭聯(lián)結(jié)能力濕TB增塑TB增塑TB的保留e/。F3-l:VA10.04.96.262F3-2:VAE(對(duì)照)9.54.63.740此實(shí)施例中的結(jié)果顯示與用VAE膠乳(F3-2)制備的對(duì)照相比，樣品F3-l具有優(yōu)異的抗增塑劑性。VAE膠乳由于它們的增塑劑遷移性質(zhì)，目前是用于PVC底布的小方和寬幅地毯的商品標(biāo)準(zhǔn)。20權(quán)利要求1.一種地毯底布組合物，其包含(1)粘合量的共聚物粘合劑，所述共聚物粘合劑由單體混合物聚合而成，所述單體混合物包含10至50重量份的第一低Tg單體(A)，其包含丙烯酸烷基酯單體，并且任選地包含另外的低Tg共聚單體；50至90重量份的第二高Tg單體(B)，其包含乙酸乙烯酯，并且任選地包含另外的高Tg共聚單體；并且任選地包含至多5份的羧酸單體(C)；其中A、B和C的總和為100重量份單體；以及(2)填充物；條件是單體混合物基本上不含乙烯。2.權(quán)利要求1所述的組合物，其包含100干重量份粘合劑和約100至約600干重量份填充劑。3.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述丙烯酸烷基酯單體具有低于(TC的Tg。4.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述單體混合物包含丙烯酸丁酯和乙酸乙烯酯。5.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述羧酸單體的量為0.1至5份。6.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述填充劑包含F(xiàn)級(jí)飄塵。7.權(quán)利要求l所述的組合物，其中所述填充劑包含磨砂玻璃。8.—種使用權(quán)利要求1所述的底布組合物制備的地毯產(chǎn)品。9.一種地毯涂布組合物，其包含(l)粘合量的共聚物，所述共聚物具有-20至3CTC的Tg;以及(2)作為填充劑的F級(jí)飄塵。全文摘要一種地毯底布組合物，其包含(1)粘合量的共聚物粘合劑，所述共聚物粘合劑由單體混合物聚合而成，所述單體混合物包含10至50重量份的第一低Tg單體(A)，其包含丙烯酸烷基酯單體，并且任選地包含另外的低Tg共聚單體；50至90重量份的第二高Tg單體(B)，其包含乙酸乙烯酯，并且任選地包含另外的高Tg共聚單體；并且任選地包含至多5份的羧酸單體(C)；其中A、B和C的總和為100重量份單體；以及(2)填充物；條件是單體混合物基本上不含乙烯。文檔編號(hào)C08F220/18GK101528790SQ200780040512公開日2009年9月9日申請(qǐng)日期2007年10月5日優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日發(fā)明者約翰·E·科沃特,羅家稹,羅格·W·貝格曼,賈森·K·哈伍德申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司