Реферат: Полимерные напольные покрытия

Полимерные материалы находят широкое применение для покрытия полов. Они устойчивы против истирания, малотеплопроводны, имеют небольшое водопоглощение, не набухают при увлажнении, достаточно тверды и прочны, отличаются высокими лакокрасочными качествами, т. е. отвечают всем требованиям, предъявляемым к полам.
Материалы для полов делят на три группы: рулонные (линолеумы), плиточные и материалы для устройства бесшовных полов.
РУЛОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Рулонные материалы для покрытия полов изготовляют на основе различных полимеров и наполнителей. В их состав вводят также пластификаторы, пигменты и технологические добавки. В зависимости от вида применяемого полимера различают глифталевые (полиэфирные), поливинилхлоридные, коллоксилино-вые, резиновые (релин) и другие для покрытия полов; по структуре — безосновные и с упрочняющей основой или тепло- и звукоизолирующей основой, однослойные, многослойные и ковровые покрытия с гладкой, рифленой и ворсистой поверхностью, одно- и многоцветные.
Алкидный линолеум изготовляют на основе модифицированного глифталевого полимера с введением в него наполнителей (пробковой или древесной муки), пигментов и других добавок. Его выпускают в рулонах длиной 20 м, шириной 1,8...2,0 м и толщиной 2,5...3 мм. Технологический процесс изготовления алкидного линолеума слагается из следующих основных операций: 1) окисления и полимеризации (оксиполимеризация) растительных масел в линоксиновых аппаратах под действием кислорода воздуха и температуры 60...90°С; 2) приготовления линолеумного цемента (придания ему достаточной жесткости и эластичности); 3) приготовления линолеумной массы на смесительных машинах, где цемент смешивают с наполнителями и красителями 4) формования линолеума — линолеумная масса наносится на джутовую основу с помощью каландра слоем заданной толщины после чего полученная лента следует на вторую пару вальцов для полирования; 5) грунтовки основы и вызревания — изготовленная лента линолеума направляется для грунтовки основы масляной краской или эмульсией в целях предохранения джутовой ткани от гниения, а затем направляется в сушильные камеры для окончательного вызревания; в процессе вызревания при температуре 65...80°С в течение 5 сут линолеум приобретает необходимые свойства — упругость, эластичность и стойкость на истирание; 6) обрезки кромок, разрезки на куски и упаковки. Глифталевый линолеум выпускают с одно- или многоцветным рисунком. При производстве печатного линолеума вводятся дополнительные процессы: приготовление красок, нанесение узора на поверхность и вторичная сушка линолеума. Укладывают глифталевый линолеум на холодную битумную, резинобитумную типа изол, канифольную или казеиноцементную мастику и клей бустилат. Глифталевый линолеум обеспечивает получение малотеплопроводных полов без специальных дополнительных теплоизолирующих прослоек. Применяют глифталевый линолеум для покрытия полов жилых и гражданских зданий.
Поливинилхлоридный линолеум изготовляют из поливинил-хлорида, наполнителей, пластификаторов, пигментов и других добавок. Выпускают его на тканевой основе и безосновный. Безосновный линолеум может быть одно-, двух- или многослойным. Его выпускают в рулонах длиной не менее 12 м, шириной 1200...2400 мм, толщиной 1,5...2,1 мм. Многослойный линолеум выпускают с лицевым слоем из прозрачной поливинилхлоридной пленки с печатным рисунком, одноцветный или мраморовидный, а однослойный — одноцветный или мраморовидный. Кроме того, выпускают тепло- и звукоизоляционный линолеум на войлочной или пористой основе. Поливинилхлоридный линолеум имеет большую прочность, хорошую сопротивляемость, не подвержен гниению, имеет малую теплопроводность и гигиеничен.
Поливинилхлоридный линолеум производят обычно двумя способами: вальцево-каландровым (безосновный линолеум) и промазным. Для изготовления поливинилхлоридного линолеума в качестве связующего применяют поливинилхлорид. В качестве пластификатора используют дибутилфталат, наполнителями могут быть тальк, барит (тяжелый шпат), каолин, асбест; для придания линолеуму цвета применяют минеральные краски: мумию, сурик железный, охру, крон свинцовый, крон цинковый, ультрамарин, сажу газовую, белила цинковые и литопон. В состав композиции вводят также стабилизатор, трансформаторное масло в качестве разбавителя композиционной массы и стеарат кальция для уменьшения прилипания к вальцам в сырьевой массе. В качестве основы применяют кордельную, полукордельную, джутовую и джутово-кенайную ткань. Тепло- и звукоизоляционные линолеумы выпускают на специальной войлочной или пористой основе.
Вальцево-каландровый способ производства безоснбвного линолеума состоит из следующих основных операций: приготовления композиционной массы, вальцевания и каландрирования.
Приготовление композиционной массы осуществляется в смесителе, куда при работающем смесителе последовательно загружают дибутилфталат, трансформаторное масло, краситель, стеарат кальция, поливинилхлорид, стабилизатор и наполнитель. Смесь перемешивают в течение 2 ч при температуре 80°С, после чего выдерживают для набухания и созревания в емкостях при нормальной температуре в течение 24 ч. Подготовленную массу далее обрабатывают на смесительных вальцах при температуре 130...165°С до получения пластика с гладкой поверхностью. Затем материал срезают с вращающегося валка и направляют на обогреваемые паром каландры. Каландрирование производят при температуре 150...165°С. При этом происходит формование непрерывной ленты линолеума необходимой толщины и ширины, уплотнение массы и удаление из нее воздуха. С каландров лента поступает на холодильные барабаны, а оттуда на разбраковоч-ный стол для обрезки кромок и разрезки полотна на куски определенной длины, сортировки и упаковки. Примерный состав линолеумной массы однослойного безосновного линолеума (% по массе) следующий: поливинилхлорид — 30...40, наполнитель (асбест) —50. ..60, пластификатор (дибутилфталат) — 10... 15, технологические добавки — 1...2 и краситель — 1...2.
Изготовление линолеума на тканевой основе промазным способом можно разделить на следующие основные операции: подготовку сырья и материалов; приготовление линолеумной массы; нанесение линолеумной массы на тканевую или войлочную основу; теплообработку; охлаждение; обрезку, сортировку и упаковку. Сначала приготовляют пасту из поливинилхлорида — 60%, пластификатора (дибутилфталата) и разбавителя (минерального масла) — 40%. Затем готовят линолеумную массу, состоящую из поливинилхлоридной пасты — 45%, порошка поливинилхлорида — 9%, пигмента, тертого на пластификаторе,— 3% и наполнителя (барит) — 43%. Эти компоненты сначала перемешивают в течение 2 ч в смесителе, а затем направляют в краскотерку для лучшего смешения компонентов. Полученная масса поступает в грунтовальный агрегат для одноразового нанесения слоя или для нанесения 6...7 тонких слоев на ткань с тепловой обработкой каждого слоя в сушильно-желировочной камере при 160...190°С, где происходит образование пленки на поверхности линолеумной массы, а затем на вальцах с температурой 140...145°С. После этого линолеум поступает на холодильные валки с температурой до 25°С, где он постепенно охлаждается. Заключительными процессами являются продольная обрезка кромок, поперечная разрезка полотна, разбраковка, сматывание в рулоны и упаковка их в бумагу или ткань.
Для приклеивания линолеума применяют следующие мастики: кумаронокаучуковую, битумную, резинобитумную — изол, канифольную, казеиноцементную и клей бустилат. Поливинилхлоридный теплозвукоизоляционный линолеум на волокнистой основе представляет собой двухслойный отделочный материал: верхний слой — поливинилхлоридная пленка, ниже ний — антисептированная неткановолокнистая подкладка. При меняют его для покрытия полов в жилых зданиях, больницах и детских учреждениях, а также в производственных учреждениях, где требуются теплые полы. Укладывают в виде сварных ковров «на комнату» непосредственно на железобетонные перекрытия не приклеивая к ним, а укрепляя по периметру плинтусом.
Поливинилхлоридную пленку изготовляют из поливинилхлоридной смолы, пластификаторов и технологических добавок. Неткановолокнистую основу изготовляют из лубяных волокон (вытряска из-под чесальных машин—100%) вязально-прошивочным способом.
Производство поливинилхлоридного теплозвукоизоляционного линолеума на волокнистой основе ведут двумя способами: прощазным (путем намазки массы на основу) и вальцево-каландровым (дублирование поливинилхлоридной пленки с основой). Технология производства линолеума на волокнистой основе промазным способом аналогична рассмотренной выше, отличается лишь применением волокнистой основы взамен тканевой. При вальцево-каландровом способе производства волокнистая основа дублируется на барабанном прессе с одной или несколькими поливинилхлоридными пленками, образующими лицевой слой. Линолеум на волокнистой основе выпускают на двух технологических линиях: на одной изготовляют поливинил-хлоридные пленки, на другой ведут дублирование пленок с волокнистой основой. Для лучшего сцепления войлочной основы и поливинилхлоридной пленки перед дублированием на основу наносят клеящую поливинилхлоридную пасту слоем 0,2 мм. Линолеум на волокнистой основе производят в рулонах длиной 25...30 м, шириной 1600...1700 мм, толщиной 3,0...3,5 мм, плотностью 800...900 кг/м3, истираемостью 0,03 г/см2, пределом прочности при растяжении 13... 15 МПа, звукоизоляцией от ударного звука до 2 дБ.
Ворсолин — теплозвукоизоляционное покрытие полов — представляет собой нетканый двухслойный материал: верхний слой — петельный ворс (или беспетлевой) из синтетической пряжи одно- или многоцветной (смеси капрона с медно-аммиачными волокнами в соотношении 1:1) и нижний — поливинилхлоридная пленочная основа. Ворсолин изготовляют в виде рулонов длиной 12...20 м и шириной 1,0 м. Его применяют для покрытия полов непосредственно по железобетонному или несущему основанию размером «на комнату» в жилых и общественных зданиях с повышенными акустическими и теплотехническими требованиями.
Коллоксилиновый (нитроцеллюлозный) линолеум изготовляют на основе коллоксилина (нитроцеллюлозы), пластификаторов (дибутилфталата, трикреозотилфосфата), наполнителей (гипса, глинозема, асбеста, пиритных огарков) и красителей. Для придания коллоксилину негорючести в состав линолеума вводят анти-пиренборную кислоту, а для стабилизации свойств — стабилизаторы (центролит № 1 и 2, представляющий собой производные мочевины или замещенные уретаны). Его выпускают в рулонах длиной не менее 12 м, шириной 1000... 1200 мм и толщиной 2...4 мм. Коллоксилиновый линолеум укладывают на твердое гладкое основание на кумаронокаучуковую или коллоксилиновую мастику. Коллоксилиновый линолеум запрещается применять для театрально-зрелищных предприятий и детских учреждений.
Резиновый линолеум — релин — представляет собой двух или трехслойный рулонный материал с износостойким декоративным верхним слоем. В качестве основного сырья для производства релина применяют дробленую старую резину и нефтяной битум или близкий к нефтяному битуму продукт — руброкс и асбест 7-го сорта. Из них изготовляют нижний подкладочный слой. В состав нижнего слоя вводят также серу (для вулканизации резины), ускорители процесса вулканизации совместно с оксидом цинка, парафином (для облегчения переработки массы). Верхний декоративный слой изготовляют из синтетического каучука с добавкой серы, ускорителей, красителей и наполнителя. В качестве наполнителей применяют белую сажу (силикагель), каолин и древесную муку.
Технологический процесс производства релина состоит из дробления старой резины; изготовления битумно-резиновой смеси для нижнего слоя; каландрирования битумно-резиновой смеси в полотно; изготовления цветной резиновой смеси для верхнего слоя; каландрирования цветной резиновой смеси в полотно; дублирования двух слоев и вулканизации материалов; охлаждения, вылеживания, раскроя, отбраковки и упаковки. Релин выпускают в рулонах длиной не менее 9 м, шириной 1000... 1400 мм и толщиной (3±0,2) мм, одно-и многоцветным (мраморовидным). Цветостойкость релина высокая, он водостоек, имеет повышенную износоустойчивость, существенно не меняет своих свойств при колебаниях температуры от —25 до +85°С, обладает малой звукопроницаемостью, химической стойкостью и высокими диэлектрическими свойствами. Релин предназначается для покрытия полов в жилых, общественных и промышленных зданиях с повышенной влажностью.
ПЛИТОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
В настоящее время для покрытия полов используют плиточные материалы, изготовленные на основе полимеров, пластификаторов, наполнителей и пигментов. Полы из этих плиток обладают малой истираемостью, долговечностью и химической стойкостью. Плитки приклеивают на хорошо выровненное бетонное, асфальтовое или ксилолитовое основание специальными клеями или мастиками.
В зависимости от вида используемого сырья плиточные материалы для покрытия полов делят на поливинилхлоридные, кума-ронополивинилхлоридные, кумароновые, битумные, резиновые и фенолитовые плитки, древесноволокнистые и древесностружечные плиты, в которых в качестве связующего используют карбамидные и фенольные полимеры, а наполнителя — древесину.
Плитки для полов по форме бывают квадратные, прямоугольные и фигурные; по конструкции — одно- и многослойные, с прямоугольными гранями и со шпунтом и гребнем; по цвету — одно- и многоцветные, а по фактуре лицевой поверхности — с гладкой или рифленой поверхностью. Использование плиток для полов позволяет получать самые разнообразные полы по рисунку и цветам. Поврежденные участки пола из плиток легко поддаются ремонту.
Однако полы из плиток не индустриальны, содержат большое количество швов; долговечность и гигиеничность плиточных полов ниже линолеумных. Плиточные материалы для полов применяют в жилых, общественных и промышленных зданиях. Стружечные и волокнистые плиты запрещается использовать в помещениях с повышенной влажностью. Их кладут по стяжкам, имеющим влажность не более 10%. Применение битумных плиток для полов в жилых домах запрещается. Плиточные полы экономичнее, чем дощатые, хотя укладка их более трудоемка. Поливинилхлоридные плитки изготовляют на основе поливинилхлорида с использованием в качестве пластификатора дибутилфталата, наполнителя — древесной муки и талька. Для придания необходимого цвета вводят пигменты. Технологический процесс изготовления плиток состоит из подготовки и дозирования сырья, тщательного смешения компонентов в смесителе, вальцевания смеси, каландрирования, вырубки плиток на прессе, разбраковки и упаковки готовых плиток. Поливинилхлоридные плитки выпускают следующих размеров: 150X150, 200X200, 300X300 мм, толщиной 2 и 3 мм и различных цветов, в том числе и мраморовидные. Поливинилхлоридные плитки используют не только для полов, но и для облицовки стен. В этом случае плитки изготовляют толщиной 1,2 мм. Кумаронополивинилхлоридные плитки производят из поливинилхлоридного и кумаронового полимера. В качестве пластификатора добавляют дибутилфталат, а в качестве наполнителя древесную муку, тальк. Для окраски в массу вводят пигменты Плитки выпускают следующих размеров: 150X150, 200X200 и 300X300 мм. Кумаронополивинилхлоридные плитки гигиеничны химически стойки, поэтому их применяют в местах с повышенной влажностью.
Кумароновые плитки изготовляют из связующего кумароно вого полимера, пластификатора — льняного масла, иногда вводят добавку технического стеарина. Наполнителями для кумароновой плитки являются асбест, древесная мука и тальк. Для окраски плиток можно использовать как минеральные, так и органические пигменты. Кроме того, при приготовлении линолеумной массы для получения хорошего внешнего вида вводят воск, а для лучшей обрабатываемости массы на вальцах — до 3% канифоли (от массы смеси). Технологическую схему производства кумароновых плиток можно разбить на следующие основные операции: подготовку и дозирование сырья, приготовление связующего и плиточной массы, вальцевание и каландрирование массы, вырубку плиток на прессе, разбраковку плиток. Плитки выпускают размером 150X150 и 200X200 мм, толщиной 3 мм. Кумароновые плитки обладают высокой твердостью — не более 0,1 мм, истираемостью не более 0,08 г/см2, водопоглощением за 24 ч не более 1 %, упругостью не менее 40%. Укладку кумароновых плиток ведут при температуре не ниже 15°С на холодных битумных мастиках или на кумароно- каучуковой мастике. Полы из кумароновых плиток износоустойчивы, гигиеничны, хорошо моются, водостойки, огнестойки. Их рекомендуется применять в помещениях, рассчитанных на посещение большого количества людей (больницы, школы, кафе, рестораны и т. д.).
Фенолитовые плитки изготовляют из новолачного фенолоформальдегидного полимера, отвердителя и порошкообразных наполнителей минерального или органического происхождения (каолина, талька, слюды, древесной муки и др.). Подготовленный пресс-материал в виде порошка прессуют в многоместных пресс-формах при температуре 160...170°С под давлением 20... 25 МПа в течение 5...6 мин, после чего пресс-форму разгружают и извлекают готовые плитки. Фенолитовые плитки для полов изготовляют размером 150X150 мм и толщиной 4...6 мм, а для облицовки стен — 100X100X1,5 и 150X150XU5 мм. Фенолитовые плитки обладают высокой механической прочностю, теплоустойчивостью, кислотостойкостью и малым водопоглощением; потеря в массе при истирании не превышает 0,03 г/см2, а водопоглощение через 24 ч не более - 0,1 %. Фенолитовые плитки применяют не только для настилки полов, но и для облицовки стен некоторых производственных и культурно-бытовых помещений.
Резиновые плитки изготовляют из отходов резины. Они обладают повышенной износоустойчивостью, химической стойкостью и хорошими диэлектрическими показателями. Имеют высокие прочностные показатели не только на изгиб, но и на удар, что весьма важно при эксплуатации полов в промышленных зданиях. Резиновые плитки производят размером 150X150 200X200 и 300X300 мм, толщиной 3 и 5 мм. Резиновые плитки применяют для устройства полов в цехах химических заводов лабораториях, электростанциях и т. д.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ УСТРОЙСТВА БЕСШОВНЫХ ПОЛОВ
Монолитные бесшовные полы, изготовляемые на основе полимерных материалов, являются наиболее гигиеничными и удобными в эксплуатации, обладают высокой прочностью на истирание.
Составы для устройства бесшовных полов изготовляют на основе полимеров, наполнителей и цемента (для полимерцементных составов). В зависимости от исходного сырья бесшовные полы делят на три вида: поливинилацетатные, полимерцементные и полимербетон. По консистенции составы могут быть пластичные, которые укладывают с помощью укладочных машин или виброприспособлений, и наливные, которые наносят распылением или разливом; по назначению — для лицевого слоя, стяжки и шпаклевочного слоя. Составы всех видов монолитных полов должны обеспечивать возможность получения ровной, без стыков, наплывов, раковин и шероховатостей поверхности по всей площади, с однородным цветом. Покрытие не должно отслаиваться от основания, трескаться и шелушиться при эксплуатации.
Бесшовные покрытия для полов из поливинилацетатных мастик и полимерцементных составов применяют для жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений. Поливинилацетатные составы в помещениях с повышенной влажностью, а также в промышленных зданиях с возможными ударными нагрузками или транспортом на жестком ходу не применяют. В строительной практике наибольшее использование находят поливинилацетатные мастики и полимерцементные составы. Из поливинилацетатной мастики бесшовные полы могут быть устроены одно- и двухслойными. Однослойное наливное покрытие устраивают на хорошо подготовленной ровной поверхности толщиной 1,5...2 мм. В зависимости от интенсивности движения и условий эксплуатации пола толщина лицевого слоя может быть увеличена до 4 мм. При неудовлетворительном состоянии основания применяют двухслойные покрытия толщиной 3...4 мм.
Поливинилацетатные дисперсии приготовляют из связующего, наполнителя, красителя и воды. В качестве связующего применяют поливинилацетатную эмульсию заводского изготовления, содержащую 50% сухого поливинилацетата и 7,5% пластифи-катора — дибутилфталата. Наполнителями мастики являются мелкодисперсный кварцевый песок и естественный маршаллит крупностью 0,2...0,04 мм, для устройства светлых полов применяют молотый известняк и мелкий мрамор. Для придания мастике различного цвета используют кислото- и светоустойчивые минеральные пигменты — мумию, охру, ультрамарин, сурик железный и др. В целях повышения водостойкости мастичных составов поливинилацетатную эмульсию необходимо обработать раствором формалина и соляной кислоты при температуре 50°С в течение 1 ч. Для сокращения сроков твердения и повышения прочности пленки в мастику вводят карбамидные полимеры с отвердителем — фторофосфорной кислотой.
Полимерцементные составы для устройства бесшовных полов изготовляют из поливинилацетатной эмульсии или эмульсии дивинилстирольного каучука (латекса), портландцемента, песка, мраморной или гранитной крошки и минеральных пигментов. Примерный состав полимерцементных мастик для одноцветного объемного покрытия: портландцемента М400—17,5%, поливинилацетатной эмульсии 50%-ной 7,3%, наполнителя — 70% и пигмента — 5,2%; для полимерцементной стяжки: портландцемента М400— 13,5%, поливинилацетатной эмульсии 50%-ной — 5,5% и наполнителя — 80% (по массе). Для придания мастике удобоукладываемой консистенции вводят 45...55% воды от массы цемента. Полимерцементные полы устраивают одно- и двухслойными, одно- и многоцветными. Полимерцементные составы обладают высокими адгезионными свойствами. Они обеспечивают прочное сцепление с основанием и имеют высокую механическую прочность.