Термопластичные мембраны, содержащие полимер с функциональной группой, реагирующей с изоцианатом - RU2650156C2
Код документа: RU2650156C2
Чертежи
Описание
Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США №61/668783, поданной 6 июля 2012 г, содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Область техники
Варианты реализации настоящего изобретения направлены на термопластичные мембраны, содержащие полимер с функциональной группой, реагирующей с изоцианатом, и к применению указанных мембран в кровельных системах, в которых применяют полиуретановые клеи.
Уровень техники
Плоские кровли или кровли с малым уклоном часто покрывают полимерными мембранами. Общеупотребительными мембранами, обладающими механическими свойствами, необходимыми для технологического применения, являются термореактивные мембраны, полученные с использованием каучука EPDM, или термопластичные мембраны, полученные с использованием сополимеров, полученные посредством реакции этилена и пропилена, или смесей полиэтилена и полипропилена. Указанные мембраны обычно содержат технический углерод и/или минеральные наполнители, придающие мембранам преимущественные механические свойства.
В патенте США №4996812 описана конструкция кровли из композиционного материала, включающая слой клеевого материала, такого как вспененный ячеистый полиуретановый клей, вместе с гибкой каучуковой или термопластичной мембраной, включающей ворсистый слой мата, прикрепленный к нижней стороне указанной мембраны. Клей обычно распыляют на субстрат кровли, к которому, до отверждения клея, прижимают мембрану на ворсистой подкладке, таким образом, что мат оказывается погруженным в клей.
Для упрощения монтажа и для минимизации расходов, связанных с полимерными мембранами, существует потребность в неворсистом листе мембраны, который можно непосредственно приклеивать к субстрату кровли. Поскольку в промышленности привыкли применять вспененные клеи полиуретанового типа, было бы весьма желательно в этом отношении применять полиуретановый клей.
Краткое описание изобретения
Согласно вариантам реализации настоящего изобретения предложена термопластичная мембрана, содержащая по меньшей мере один слой, причем указанный по меньшей мере один слой содержит первый термопластичный полимер и второй полимер, содержащий по меньшей мере один заместитель, реагирующий с изоцианатной группой, диспергированный в указанном первом термопластичном полимере.
Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения предложен способ приклеивания термопластичной мембраны к субстрату кровли, включающий нанесение полиуретанового клея на субстрат кровли и нанесение термопластичной мембраны на полиуретановый клей, причем указанная термопластичная мембрана содержит по меньшей мере один слой, причем указанный по меньшей мере один слой содержит первый термопластичный полимер и второй полимер, содержащий по меньшей мере один заместитель, реагирующий с изоцианатной группой, диспергированный в указанном первом термопластичном полимере, причем указанная мембрана лишена ворсистой подкладки.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1А представляет собой вид в перспективе многослойной мембраны, содержащей два ламинированных слоя согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
Фиг. 1В представляет собой вид в перспективе многослойной мембраны, показанной в разобранном виде, включающей два ламинированных слоя согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе многослойной мембраны, содержащей совместно экструдированные ламинированные слои согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе поперечного разреза конструкции кровли согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
Подробное описание иллюстративных вариантов реализации
Варианты реализации настоящего изобретения основаны, по меньшей мере частично, на обнаружении термопластичной кровельной мембраны, содержащей по меньшей мере один слой, содержащий полимер с функциональной группой, активной по отношению к изоцианатной группе, который также можно называть полимером с реагирующей с изоцианатом функциональной группой. Было обнаружено, что указанные мембраны можно преимущественно наклеивать на поверхность кровли при помощи клея полиуретанового типа без использования дополнительного механизма крепления, такого как ворсистая подкладка, прикрепленная к мембране. Полагают, что реагирующая с изоцианатом функциональная группа в полимере реагирует или взаимодействует с изоцианатным компонентом полиуретанового клея и таким образом увеличивает сродство между клеем и поверхностью мембраны. Действительно, полагают, что в том случае, когда реагирующая с изоцианатом функциональная группа реагирует с изоцианатным компонентом клея, между мембраной и клеевой системой присутствует химическая связь. Кроме того, преимущественно было обнаружено, что полимер, содержащий реагирующую с изоцианатом функциональную группу, можно вводить в термопластичные мембраны, не оказывая неблагоприятного воздействия на другие функциональные свойства мембраны.
Конструкция мембраны
В одном или более вариантах реализации мембраны согласно настоящему изобретению содержат два слоя, ламинированных один к другому с необязательной сеткой, расположенной между слоями. В одном или более вариантах реализации оба слоя содержат реагирующий с изоцианатом полимер, диспергированный в термопластичном полиолефине, согласно настоящему изобретению. В других вариантах реализации один слой двухслойной ламинированной мембраны содержит реагирующий с изоцианатом полимер, диспергированный в термопластичном полиолефине, согласно настоящему изобретению. В одном или более вариантах реализации указанный один слой двухслойной ламинированной мембраны, содержащий реагирующий с изоцианатом полимер, представляет собой нижний слой или подстилающий слой мембраны, который представляет собой слой, находящийся в контакте с субстратом кровли; т.е. сторона, противоположная поверхности мембраны, подвергающейся воздействию окружающей среды. Пример двухслойной ламинированной мембраны показан на фиг. 1А и 1В, на которых показана мембрана 10, содержащая первый или нижний слой 12, содержащий реагирующий с изоцианатом полимер, второй или верхний слой 14, который может не содержать или по существу не содержать реагирующего с изоцианатом полимера, и необязательную сетку 16, расположенную между указанными слоями. Указание на по существу не содержащий включает такое количество или меньшее количество, определенного компонента (например, реагирующего с изоцианатом полимера), которое не оказывает заметного воздействия на слой или мембрану. Благодаря присутствию реагирующего с изоцианатом полимера в нижнем слое 12, мембрана может быть прикреплена к субстрату кровли при помощи применения полиуретанового клея, который, как полагают, реагирует или взаимодействует с реагирующим с изоцианатом полимером.
В одном или более вариантах реализации мембраны согласно настоящему изобретению представляют собой многослойные мембраны, содержащие один или более совместно экструдированных слоев. В связи с этим заявки на патент США №№2009/0137168, 2009/0181216, 2009/0269565, 2007/0193167 и 2007/0194482 включены в настоящую заявку посредством ссылок. В одном или более вариантах реализации по меньшей мере один из совместно экструдированных слоев содержит реагирующий с изоцианатом полимер согласно одному или более аспектам настоящего изобретения. Например, как можно видеть на фиг. 2, нижний или подстилающий слой 12 включает совместно экструдированные слои 24 и 26, и верхний слой, необязательно, включает совместно экструдированные слои 28 и 30. Нижний слой 12 и верхний слой 14 могут быть ламинированы один к другому, с необязательной сеткой 16, расположенной между указанными слоями. Совместно экструдированный слой 26, который можно называть нижним совместно экструдированным слоем 26, содержит реагирующий с изоцианатом полимер согласно настоящему изобретению. Благодаря присутствию реагирующего с изоцианатом полимера в нижнем совместно экструдированном слое 26, мембрана может быть прикреплена к субстрату кровли с помощью полиуретанового клея, который, как полагают, реагирует или взаимодействует с реагирующим с изоцианатом полимером. В одном или более вариантах реализации верхний слой 14 может содержать реагирующий с изоцианатом полимер, например, верхний слой 30 может содержать реагирующий с изоцианатом полимер. В результате указанной конфигурации соседние мембраны можно соединять внахлест при помощи полиуретанового клея.
В одном или более вариантах реализации толщина совместно экструдированных слоев 24 и 26 может быть одинаковой или по существу аналогичной. В других вариантах реализации толщина нижнего совместно экструдированного слоя 26 может быть меньше, чем толщина верхнего совместно экструдированного слоя 24, что будет обеспечивать экономическую выгоду благодаря уменьшению количества реагирующего с изоцианатом полимера в мембране в целом, при этом все еще обеспечивая реагирующий с изоцианатом полимер в том месте, которое позволит ему обеспечивать соответствующее связывание с клеем.
В одном или более вариантах реализации остальные слои многослойной мембраны могут содержать реагирующий с изоцианатом полимер. В других вариантах реализации остальные слои многослойной мембраны могут не содержать реагирующего с изоцианатом полимера. Например, совместно экструдированный верхний слой 14 может не содержать реагирующего с изоцианатом полимера. Также один или более необязательных совместно экструдированных слоев верхнего слоя (например, совместно экструдированный слой 24 слоя 12) могут не содержать реагирующего с изоцианатом полимера.
В одном или более вариантах реализации общая толщина мембран согласно настоящему изобретению может составлять примерно от 20 мил примерно до 100 мил, и в некоторых вариантах реализации примерно от 30 мил примерно до 80 мил. Каждый из слоев (например, слои 12 и 14) может составлять примерно половину от общей толщины (например, примерно от 10 мил примерно до 40 мил), и небольшую долю общей толщины (например, примерно 5 мил) обуславливает наличие сетки. Если мембрана содержит один или более совместно экструдированных слоев, нижний слой 26 может, в некоторых вариантах реализации, иметь толщину примерно от 2 мил примерно до 20 мил, или в других вариантах реализации примерно от 4 мил примерно до 12 мил.
В одном или более вариантах реализации мембраны согласно настоящему изобретению также можно изготавливать путем ламинирования тонкого листа полимера с диспергированным в нем реагирующим с изоцианатом полимером, на один или более листов термопластичной мембраны. Например, тонкую пленку полимера, содержащего диспергированный реагирующий с изоцианатом полимер, можно ламинировать на обычную термопластичную мембрану или на компонент (т.е. нижний слой) традиционной термопластичной мембраны. Тонкий слой с диспергированным в нем реагирующим с изоцианатом полимером может иметь толщину примерно от 2 мил примерно до 20 мил или в других вариантах реализации примерно от 4 мил примерно до 12 мил.
В одном или более вариантах реализации сетка может включать традиционную сетку. Например, можно применять сетки из сложного полиэфира. В указанных или других вариантах реализации можно применять сетки из сложного полиэфира с армированием из стекловолокна.
Термопластичный компонент
В одном или более вариантах реализации, независимо от числа слоев или совместно экструдированных слоев мембран, каждый слой или совместно экструдированный слой содержит термопластичный полимер (без какой-либо армирующей сетки). Любые другие ингредиенты или компоненты каждого слоя диспергированы в термопластичном полимере и, следовательно, можно сказать, что термопластичный компонент образует матрицу, в которой диспергированы другие составляющие. Как указано выше, по меньшей мере один слой мембраны содержит реагирующий с изоцианатом полимер, который аналогично диспергирован в термопластичном компоненте или матрице. Поскольку реагирующий с изоцианатом полимер может также являться термопластичным полимером, можно ссылаться на первый и второй термопластичные полимеры. Например, термопластичный полимер, образующий матрицу, который составляет большую часть по объему любого заданного слоя, можно назвать первым термопластичным полимером, при этом если реагирующий с изоцианатом полимер также является термопластичным полимером, его можно назвать вторым термопластичным полимером, содержащим реагирующую с изоцианатом функциональность или группу.
В одном или более вариантах реализации термопластичный компонент включает термопластичный олефиновый полимер, содержащий оно или более повторяющихся звеньев, полученных из олефинового мономера. Также можно применять смеси полимеров. Указанные смеси включают физические смеси, а также реакторные смеси (полученные посредством реакции). В одном или более вариантах реализации термопластичный олефиновый полимер может быть получен из повторно переработанных термопластичных олефиновых мембран, как описано в находящейся на одновременном рассмотрении заявке на патент №11/724768, содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки.
В одном или более вариантах реализации термопластичный олефиновый полимер может включать олефиновый реакторный сополимер, который также можно называть внутриреакторным сополимером. Реакторные сополимеры широко известны в данной области техники и могут включать смеси олефиновых полимеров, получаемые в результате полимеризации этилена и α-олефинов (например, пропилена) под действием различных каталитических систем. В одном или более вариантах реализации указанные смеси получают при помощи внутриреакторной последовательной полимеризации. Реакторные сополимеры, подходящие для одного или более вариантов реализации, включают сополимеры, описанные в патенте США №6451897, включенном в настоящую заявку посредством ссылки. Реакторные сополимеры, также называемые смолами ТПО, коммерчески доступны под торговым наименованием HIFAXТМ (Lyondellbassel); полагают, что указанные материалы включают внутриреакторные смеси этилен-пропиленового каучука и полипропилена или сополимеров полипропилена. В одном или более вариантах реализации внутриреакторные сополимеры могут быть физически смешаны с другими полиолефинами. Например, внутриреакторные сополимеры могут быть смешаны с линейным полиэтиленом низкой плотности.
В других вариантах реализации термопластичный компонент может включать физическую смесь химически различных олефиновых полимеров. В одном или более вариантах реализации можно применять смеси термопластичного полимера на основе полипропилена, пластомера и/или полиэтилена низкой плотности. В других вариантах реализации термопластичный олефиновый компонент представляет собой смесь линейного полиэтилена низкой плотности и пластика на основе пропилена.
В одном или более вариантах реализации полимер на основе пропилена может включать гомополимер полипропилена или сополимеры пропилена и сомономера, причем указанный сополимер содержит, в мольном отношении, большую часть повторяющихся звеньев, полученных из пропилена. В одном или более вариантах реализации сополимеры на основе пропилена могут содержать примерно от 2 примерно до 6 мольных процентов и в других вариантах реализации примерно от 3 примерно до 5 мольных процентов повторяющихся звеньев, полученных из сомономера, и остальную часть повторяющихся звеньев составляют звенья, полученные из пропилена. В одном или более вариантах реализации сомономер включает по меньшей мере один из этилена и α-олефина. α-олефины могут включать бутен-1, пентен-1, гексен-1, октен-1 или 4-метилпентен-1. В одном или более вариантах реализации сополимеры пропилена и сомономера могут включать статистические сополимеры. Статистические сополимеры могут включать сополимеры на основе пропилена, в которых сомономер случайным образом распределен в основной цепи полимера.
Полимеры на основе пропилена, применяемые в одном или более вариантах реализации настоящего изобретения, могут характеризоваться скоростью течения расплава примерно от 0,5 примерно до 15 дг/мин, в других вариантах реализации примерно от 0,7 примерно до 12 дг/мин, в других вариантах реализации примерно от 1 примерно до 10 дг/мин, и в других вариантах реализации примерно от 1,5 примерно до 3 дг/мин согласно ASTM D-1238 при 230°C и нагрузке 2,16 кг. В этих или других вариантах реализации полимеры на основе пропилена могут иметь среднемассовую молекулярную массу (Mw) примерно от 1×105 примерно до 5×105 г/моль, в других вариантах реализации примерно от 2×105 примерно до 4×105 г/моль и в других вариантах реализации примерно от 3×105 примерно до 4×105 г/моль по данным ГПХ с полистирольными стандартами. Молекулярно-массовое распределение указанного сополимера на основе пропилена может составлять примерно от 2,5 примерно до 4, в других вариантах реализации примерно от 2,7 примерно до 3,5, и в других вариантах реализации примерно от 2,8 примерно до 3,2.
В одном или более вариантах реализации полимеры на основе пропилена могут характеризоваться температурой плавления (Тпл) примерно от 165°C примерно до 130°C, в других вариантах реализации примерно от 160 примерно до 140°C, и в других вариантах реализации примерно от 155°C примерно до 140°C. В одном или более вариантах реализации, особенно если полимер на основе пропилена представляет собой сополимер пропилена и мономера, температура плавления может быть ниже 160°C, в других вариантах реализации ниже 155°C, в других вариантах реализации ниже 150°C и в других вариантах реализации ниже 145°C. В одном или более вариантах реализации указанные полимеры могут иметь температуру кристаллизации (Тк) по меньшей мере примерно 90°C, в других вариантах реализации по меньшей мере примерно 95°C, и в других вариантах реализации по меньшей мере примерно 100°C, в одном из вариантов реализации в диапазоне от 105°C до 115°C.
Также полимеры на основе пропилена могут характеризоваться теплотой плавления по меньшей мере 25 Дж/г, в других вариантах реализации свыше 50 Дж/г, в других вариантах реализации свыше 100 Дж/г и в других вариантах реализации свыше 140 Дж/г.
В одном или более вариантах реализации полимеры на основе пропилена могут характеризоваться модулем упругости при изгибе, который можно также называть 1% секущим модулем, свыше 827 МПа (120000 psi), в других вариантах реализации свыше 862 МПа (125000 psi), в других вариантах реализации свыше 896 МПа (130000 psi), в других вариантах реализации свыше 917 МПа (133000 psi), в других вариантах реализации свыше 931 МПа (135000 psi), и в других вариантах реализации свыше 945 МПа (137000 psi), согласно ASTM D-790.
Подходящие полимеры на основе пропилена включают коммерчески доступные полимеры. Например, полимеры на основе пропилена можно получить под торговым наименованием PP7620Zтм (Fina), PP33BF01тм (Equistar), или под торговым наименованием TR3020тм (Sunoco).
В одном или более вариантах реализации термопластичный полимер может включать смесь олефиновых полимеров. Подходящие смеси включают смеси, описанные в международной заявке на патент № PCT/US06/033522, содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки. Например, конкретная смесь может содержать (i) пластомер, (ii) полиэтилен низкой плотности и (iii) полимер на основе пропилена.
В одном или более вариантах реализации пластомер включает сополимер этилена и α-олефина. Пластомер, применяемый в одном или более вариантах реализации настоящего изобретения, включает пластомеры, описанные в патентах США №№6207754, 6506842, 5226392 и 5747592, включенных в настоящую заявку посредством ссылок. Указанный сополимер может содержать примерно от 1,0 примерно до 15 мольных процентов, в других вариантах реализации примерно от 2 примерно до 12, в других вариантах реализации примерно от 3 примерно до 9 мольных процентов, и в других вариантах реализации примерно от 3,5 примерно до 8 мольных процентов повторяющихся звеньев, полученных из α-олефинов, и остальную часть составляют повторяющиеся звенья, полученные из этилена, α-олефин, применяемый при получении пластомера согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения, может включать бутен-1, пентен-1, гексен-1, октен-1 или 4-метилпентен-1.
Пластомер согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения может характеризоваться плотностью примерно от 0,865 г/см3 примерно до 0,900 г/см3, в других вариантах реализации примерно от 0,870 примерно до 0,890 г/см3, и в других вариантах реализации примерно от 0,875 примерно до 0,880 г/см3 согласно ASTM D-792. В этих или других вариантах реализации плотность пластомеров может составлять менее 0,900 г/см3, в других вариантах реализации менее 0,890 г/см3, в других вариантах реализации менее 0,880 г/см3 и в других вариантах реализации менее 0,875 г/см3.
В одном или более вариантах реализации пластомер может характеризоваться среднемассовой молекулярной массой примерно от 7×104 до 13×104 г/моль, в других вариантах реализации примерно от 8×104 примерно до 12×104 г/моль и в других вариантах реализации примерно от 9×104 примерно до 11×104 г/моль по данным ГПХ с использованием полистирольных стандартов. В этих или других вариантах реализации пластомер может характеризоваться среднемассовой молекулярной массой свыше 5×104 г/моль, в других вариантах реализации свыше 6×104 г/моль, в других вариантах реализации свыше 7×104 г/моль и в других вариантах реализации свыше 9×104 г/моль. В этих или других вариантах реализации пластомер может характеризоваться индексом полидисперсности (Мw/Мn) примерно от 1,5 до 2,8, в других вариантах реализации примерно от 1,7 до 2,4 и в других вариантах реализации примерно от 2 до 2,3.
В этих или других вариантах реализации пластомер может характеризоваться показателем текучести расплава примерно от 0,1 примерно до 8, в других вариантах реализации примерно от 0,3 примерно до 7, и в других вариантах реализации примерно от 0,5 примерно до 5 согласно ASTM D-1238 при 190°C и нагрузке 2,16 кг.
Однородность распределения сомономера в пластомере, в одном или более вариантах реализации, выраженная как величина индекса ширины распределения сомономера (CDBI), предусматривает CDBI свыше 60, в других вариантах реализации, свыше 80 и в других вариантах реализации свыше 90.
В одном или более вариантах реализации пластомер может характеризоваться кривой температуры плавления по данным ДСК, демонстрирующей наличие единственного перегиба температуры плавления, наблюдающегося в области от 50 до 110°C.
Пластомер согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения можно получить при помощи катализатора с единым центром координации, включая металлоценовый катализатор, которые хорошо известны в данной области техники.
Подходящие пластомеры включают коммерчески доступные пластомеры. Например, пластомер может быть получен под торговым наименованием ЕХХАСТтм 8201 (ExxonMobil); или плод торговым наименованием ENGAGEтм 8180 (Dow DuPont).
В одном или более вариантах реализации полиэтилен низкой плотности включает сополимер этилена и α-олефина. В одном или более вариантах реализации полиэтилен низкой плотности включает линейный полиэтилен низкой плотности. Линейный полиэтилен низкой плотности, применяемый в одном или более вариантах реализации настоящего изобретения, может быть аналогичным полимеру, описанному в патенте США №5266392, содержание которого включено в настоящую заявку посредством ссылки. Указанный сополимер может содержать примерно от 2,5 примерно до 13 мольных процентов, и в других вариантах реализации примерно от 3,5 примерно до 10 мольных процентов повторяющихся звеньев, полученных из α-олефинов, при этом остальные повторяющиеся звенья получены из этилена. α-олефин, включаемый в линейный полиэтилен низкой плотности согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения, может включать бутен-1, пентен-1, гексен-1, октен-1 или 4-метилпентен-1. В одном или более вариантах реализации линейный полиэтилен низкой плотности не содержит или по существу не содержит пропиленовых повторяющихся звеньев (т.е. звеньев, полученных из пропилена). По существу не содержащий относится к такому количеству или меньшему количеству пропиленовых повторяющихся звеньев, которое, при наличии, оказывало бы заметное воздействие на сополимер или композиции согласно настоящему изобретению.
Линейный полиэтилен низкой плотности согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения может характеризоваться плотностью примерно от 0,885 г/см3 примерно до 0,930 г/см3, в других вариантах реализации примерно от 0,900 г/см3 примерно до 0,920 г/см3 и в других вариантах реализации примерно от 0,900 г/см3 примерно до 0,910 г/см3 согласно ASTM D-792.
В одном или более вариантах реализации линейный полиэтилен низкой плотности может характеризоваться среднемассовой молекулярной массой примерно от 1×105 примерно до 5×105 г/моль, в других вариантах реализации примерно от 2×105 примерно до 10×105 г/моль, в других вариантах реализации примерно от 5×105 примерно до 8×105 г/моль и в других вариантах реализации примерно от 6×105 примерно до 7×105 г/моль по данным ПГХ с полистирольными стандартами. В этих или других вариантах реализации линейный полиэтилен низкой плотности может характеризоваться индексом полидисперсности (Mw/Mn) примерно от 2,5 примерно до 25, в других вариантах реализации примерно от 3 примерно до 20 и в других вариантах реализации примерно от 3,5 примерно до 10. В этих или других вариантах реализации линейный полиэтилен низкой плотности может характеризоваться скоростью течения расплава примерно от 0,2 примерно до 10 дг/мин, в других вариантах реализации примерно от 0,4 примерно до 5 дг/мин и в других вариантах реализации примерно от 0,6 примерно до 2 дг/мин согласно ASTM D-1238 при 230°C и нагрузке 2,16 кг.
Линейный полиэтилен низкой плотности согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения может быть получен с использованием традиционной координационной каталитический системы Циглера-Натта.
Подходящий линейный полиэтилен низкой плотности включает коммерчески доступные полимеры. Например, линейный полиэтилен низкой плотности может быть получен под торговым наименованием Dowlexтм 2267G (Dow); или под торговым наименованием DFDA-1010 NT7 (Dow); или под торговым наименованием GA502023 (Lyondell).
Полимер, реагирующий с изоцианатом
Как указано выше, термопластичные мембраны согласно настоящему изобретению содержат полимер, содержащий реагирующую с изоцианатом функциональную группу, который можно также называть полимером, реагирующим с изоцианатом. В одном или более вариантах реализации одна или более реагирующих с изоцианатом функциональных групп в полимере могут быть расположены на терминальных концах линейного полимера. В этих или других вариантах реализации одна или более реагирующих с изоцианатом функциональных групп могут быть расположены вдоль главной цепи полимера. В конкретных вариантах реализации полимер содержит множество реагирующих с изоцианатом функциональных групп.
В одном или более вариантах реализации реагирующие с изоцианатом функциональные группы включают те заместители (которые также можно называть группами), которые будут реагировать с изоцианатным заместителем. Как известно в данной области техники, гидроксильные группы будут реагировать с изоцианатными функциональными группами в реакции полиуретанового типа. Поскольку реакции между гидроксильными группами и изоцианатными группами хорошо известны, можно упомянуть полимеры, содержащие гидроксильные группы (хотя следует понимать, что концепцию настоящего изобретения можно распространить на другие реагирующие с изоцианатом полимеры). В других вариантах реализации реагирующие с изоцианатом функциональные группы включают аминогруппы.
В одном или более вариантах реализации полимеры, содержащие гидроксильные группы, содержат по меньшей мере 0,05 массовых процентов, в других вариантах реализации по меньшей мере 0,5 массовых процентов, в других вариантах реализации по меньшей мере примерно 1 массовый процент и в других вариантах реализации по меньшей мере примерно 3 массовых процента гидроксильной функциональной группы (т.е. массы гидроксильных функциональных групп) от общей массы полимера. В этих или других вариантах реализации полимер, содержащий гидроксильные группы, содержит по большей мере 15 массовых процентов, в других вариантах реализации по большей мере 7 массовых процентов и в других вариантах реализации по большей мере примерно 5 массовых процентов гидроксильной функциональной группы от общей массы полимера. В одном или более вариантах реализации полимер, содержащий гидроксильные группы, содержит примерно от 0,05 примерно до 15 массовых процентов, в других вариантах реализации примерно от 0,5 примерно до 7 массовых процентов, и в других вариантах реализации примерно от 1 примерно до 5 массовых процентов гидроксильной функциональной группы от общей массы полимера.
Не будучи связанными конкретной теорией, полагают, что реагирующий с изоцианатом полимер переплетается с термопластичным полимером, образующим матрицу мембраны. Таким образом, в одном или более вариантах реализации, реагирующий с изоцианатом полимер имеет достаточную молекулярную массу (молекулярную массу, обеспечивающую достаточную длину) для переплетения. В одном или более вариантах реализации реагирующий с изоцианатом полимер имеет длину, составляющую по меньшей мере 1-кратную длину переплетения полимера, в других вариантах реализации по меньшей мере 1,2-кратную длину переплетения полимера, в других вариантах реализации по меньшей мере 1,5-кратную длину переплетения полимера и в других вариантах реализации по меньшей мере 2-кратную длину переплетения полимера.
В одном или более вариантах реализации реагирующий с изоцианатом полимер имеет среднечисленную молекулярную массу по меньшей мере 50 кг/моль, в других вариантах реализации по меньшей мере 75 кг/моль и в других вариантах реализации по меньшей мере 100 кг/моль. В этих или других вариантах реализации реагирующий с изоцианатом полимер имеет среднечисленную молекулярную массу по большей мере 500 кг/моль, в других вариантах реализации по большей мере 300 кг/моль и в других вариантах реализации по большей мере 200 кг/моль. В одном или более вариантах реализации реагирующий с изоцианатом полимер имеет среднечисленную молекулярную массу примерно от 50 кг/моль примерно до 500, в других вариантах реализации примерно от 75 примерно до 300 кг/моль и в других вариантах реализации примерно от 100 примерно до 250 кг/моль.
В одном или более вариантах реализации главная цепь реагирующего с изоцианатом полимера способна смешиваться с термопластичной матрицей мембраны. Другими словами, главная цепь реагирующего с изоцианатом полимера не подвергается фазовому разделению с полимером матрицы. В других вариантах реализации части главной цепи реагирующего с изоцианатом полимера подвергаются фазовому разделению с термопластичной матрицей. Например, если главная цепь включает блок-сополимер, один или более участков блок-сополимера могут подвергаться фазовому разделению с термопластичной матрицей. В этих или других вариантах реализации по меньшей мере один или более участков главной цепи блок-сополимера могут быть способны смешиваться с термопластичной фазой.
В одном или более вариантах реализации реагирующий с изоцианатом полимер представляет собой блок-сополимер, содержащий по меньшей мере один жесткий участок или блок и по меньшей мере один мягкий участок или блок.
В одном или более вариантах реализации мягкие блоки блок-сополимера могут характеризоваться температурой стеклования (Тс) менее 25°C, в других вариантах реализации менее 0°C и в других вариантах реализации менее -20°C.
В одном или более вариантах реализации мягкий блок может содержать звено или звенья, полученные из сопряженных диеновых мономеров и, необязательно, винилароматических мономеров. Подходящие диеновые мономеры включают 1,3-бутадиен, изопрен, пиперилен, фенилбутадиен и смеси указанных мономеров. Указанные звенья, полученные из сопряженных диеновых мономеров, могут, необязательно, быть гидрированными. Подходящие винилароматические мономеры включают стирол, алкилзамещенные стиролы, такие как пара-метилстирол и α-метилстирол, a также смеси указанных мономеров.
В одном или более вариантах реализации жесткие блоки блок-сополимера могут характеризоваться температурой стеклования (Тс) более 25°C, в других вариантах реализации более 50°C и в других вариантах реализации более 75°C.
В одном или более вариантах реализации жесткий блок может содержать полимерные звенья, полученные из винилароматических мономеров. Подходящие винилароматические соединения включают стирол, алкилзамещенные стиролы, такие как пара-метилстирол и α-метилстирол, a также смеси указанных мономеров.
В одном или более вариантах реализации примеры подходящих главных цепей блок-сополимера включают, но не ограничиваются ими, бутадиен-стирольный каучук (SBR), изопрен-стирольный каучук (SIR), бутадиен-изопрен-стирольный каучук (SIBR), стирол-бутадиен-стирольный блок-сополимер (SBS), гидрированный стирол-бутадиен-стирольный блок-сополимер (SEBS (который также можно называть сополимером полистирол-b-поли(этилен/бутилены)-b-полистирол)), гидрированный бутадиен-стирольный блок-сополимер (SEB), стирол-изопрен-стирольный блок-сополимер (SIS), изопрен-стирольный блок-сополимер (SI), гидрированный изопрен-стирольный блок-сополимер (SEP (который также можно называть сополимером полистирол-b-поли(этилен/пропилен)), гидрированный стирол-изопрен-стирольный блок-сополимер (SEPS (который также можно называть сополимером полистирол-b-поли(этилен/пропилен)-b-полистирол)), стирол-этилен/бутилен-этилен блок-сополимер (SEBE), стирол-этилен-стирольный блок-сополимер (SES), этилен-этилен/бутиленовый блок-сополимер (ЕЕВ), этилен-этилен/бутилен/стирольный блок-сополимер (гидрированный блок-сополимер BR-SBR), стирол-этилен/бутилен-этилен блок-сополимер (SEBE), полистирол-b-поли(этилен-этилен/пропилен)-b-полистирол (SEEPS), этилен-этилен/бутилен-этилен блок-сополимер (ЕЕВЕ), и смеси указанных полимеров.
В одном или более вариантах реализации блок-сополимеры включают блок-сополимеры, описанные в патентах США №№6177517 В1 и 6369160 В1, включенных в настоящую заявку посредством ссылок, а также в международных заявках на патенты WO 96/20249 и WO 96/23823, включенных в настоящую заявку посредством ссылок.
Практическая реализация настоящего изобретения не обязательно ограничена способом получения реагирующего с изоцианатом полимера. Многие полимеры, содержащие гидроксильные группы, которые можно применять при практической реализации настоящего изобретения, коммерчески доступны. Например, подходящие функционализированные блок-сополимеры коммерчески доступны от любой из компаний KRATON Polymer. Примерами являются KRATON® G1652, KRATON® G1657, KRATON® G1726, KRATON® FG1901 и KRATON® FG1924. Другие подходящие полимеры доступны от Kuraray под торговым наименованием SEPTON. Пример включает полистирол-b-поли(этилен-этилен/пропилен)-b-полистирол с гидроксильными концевыми группами, доступный под торговым наименованием SEPTON HG 252, HG 8004 и HG 8006. Другие блок-сополимеры с блоком термопластичного эластомера включают блок-сополимеры гидрированного блок-сополимера стирола (например, SEPS или SEBS) и термопластичного полиуретана. Указанные сополимеры коммерчески доступны под торговым наименованием S 5865 (Septon).
Другие ингредиенты
Термопластичные мембраны согласно настоящему изобретению также могут содержать другие ингредиенты, такие как ингредиенты, обычно применяемые в термопластичных мембранах. Например, другие подходящие добавки или компоненты могут включать антипирены, стабилизаторы, пигменты и наполнители.
В одном или более вариантах реализации подходящие антипирены включают и соединения, которые будут увеличивать стойкость к горению, в частности к распространению пламени, при испытании согласно UL 94 и/или UL 790 ламинатов согласно настоящему изобретению. Подходящие антипирены включают антипирены, действующие благодаря образованию слоя угля на поверхности образца при воздействии пламени. Другие антипирены включают антипирены, действующие благодаря выделению воды при термическом разложении соединения антипирена. Подходящие антипирены можно также разделить на галогенированные антипирены и негалогенированные антипирены.
Примеры негалогенированных антипиренов включают гидроксид магния, тригидрат алюминия, борат цинка, полифосфат аммония, полифосфат меламина и оксид сурьмы (Sb2O3). Гидроксид магния (Mg(OH)2) коммерчески доступен под торговым наименованием Vertexтм 60, полифосфат аммония коммерчески доступен под торговым наименованием Exoliteтм АР 760 (Clarian), который продают вместе в виде концентрата полиола, полифосфат меламина коммерчески доступен под торговым наименованием Buditтм 3141 (Budenheim), и оксид сурьмы (Sb2O3) коммерчески доступен под торговым наименованием Fireshieldтм. Полагают, что из приведенного списка указанные антипирены, действующие благодаря образованию слоя угля, включают полифосфат аммония и полифосфат меламина.
В одном или более вариантах реализации можно применять обработанный или функционализированный гидроксид магния. Например, можно применять оксид магния, обработанный или подвергнутый взаимодействию с карбоновой кислотой или ангидридом. В одном из вариантов реализации гидроксид магния можно обрабатывать или осуществлять реакцию со стеариновой кислотой. В других вариантах реализации гидроксид магния можно обрабатывать или подвергать взаимодействию с некоторыми кремнийсодержащими соединениями. Кремнийсодержащие соединения могут включать силаны, полисилоксаны, содержащие силановые реакционно-способные группы. В других вариантах реализации гидроксид магния можно обрабатывать малеиновым ангидридом. Обработанный гидроксид магния коммерчески доступен. Например, Zerogenтм 50.
Примеры галогенированных антипиренов могут включать галогенированные органические соединения или углеводороды, такие как гексабромциклододекан или Ν,Ν'-этилен-бис-(тетрабромфталимид). Гексабромциклододекан коммерчески доступен под торговым наименованием CD-75Pтм (ChemTura). N,N'-этилен-бис-(тетрабромфталимид) коммерчески доступен под торговым наименованием Saytexтм ВТ-93 (Albemarle).
В одном или более вариантах реализации применение антипиренов, вызывающих образование слоя угля (например, полифосфата аммония и полифосфата меламина), неожиданно показало преимущественные результаты при применении совместно с наноглиной в верхнем слое ламинатов согласно настоящему изобретению. Полагают, что может наблюдаться синергетический эффект при присутствии указанных соединений в верхнем слое. В результате верхний слой ламинатов согласно настоящему изобретению не содержит или по существу не содержит галогенированных антипиренов и/или антипиренов, выделяющих воду при термическом разложении. Указание на по существу не содержащий включает такое количество или меньшее количество, которое не оказывает заметного воздействия на ламинаты, верхний слой и/или огнестойкость многослойных конструкций.
В одном или более вариантах реализации мембраны согласно настоящему изобретению могут содержать стабилизаторы. Стабилизаторы могут включать один или более агентов, выбранных из УФ-стабилизатора, антиокислителя и агента, защищающего от действия озона. УФ-стабилизаторы включают Tinuvinтм 622. Антиокислители включают Irganoxтм 1010.
Количества
В одном или более вариантах реализации мембраны согласно настоящему изобретению содержат по меньшей мере 3 массовых процента, в других вариантах реализации по меньшей мере 5 массовых процентов и в других вариантах реализации по меньшей мере 7 массовых процентов реагирующего с изоцианатом полимера (например, полимера, содержащего гидроксильную группу) от общей массы мембраны (за исключением какой-либо армирующей сетки). В одном или более вариантах реализации мембраны согласно настоящему изобретению содержат по большей мере 50 массовых процентов, в других вариантах реализации по большей мере 25 массовых процентов и в других вариантах реализации по большей мере 15 массовых процентов реагирующего с изоцианатом полимера от общей массы мембраны (за исключением какой-либо армирующей сетки). В одном или более вариантах реализации термопластичные мембраны содержат примерно от 3 примерно до 50, в других вариантах реализации примерно от 5 примерно до 25 и в других вариантах реализации примерно от 7 примерно до 15 массовых процентов реагирующего с изоцианатом полимера от общей массы мембраны (за исключением какой-либо армирующей сетки).
Способ изготовления
В одном или более вариантах реализации композиции и мембраны согласно настоящему изобретению можно получать с использованием традиционных методик. Например, различные ингредиенты можно по отдельности подавать в реакционный экструдер и гранулировать или непосредственно экструдировать в виде мембраны или многослойного листа. В других вариантах реализации различные ингредиенты можно комбинировать и смешивать в смесительном устройстве, таком как закрытый смеситель, и затем формировать листы мембран или ламинаты.
В одном или более вариантах реализации мембраны согласно настоящему изобретению могут быть получены путем экструзии полимерной композиции в виде листа. Можно экструдировать множество листов и соединить их с образованием ламината. Мембрану, содержащую армирующий слой, можно получить путем экструзии по меньшей мере одного листа на и/или под армированием (например, сеткой). В других вариантах реализации полимерный слой можно получить в виде отдельных листов, и указанные листы можно затем каландрировать с расположенной между ними сеткой для получения ламината. В одном или более вариантах реализации мембраны согласно настоящему изобретению получают при помощи технологии совместной экструзии. Подходящие методики включают методики, описанные в находящихся на одновременном рассмотрении заявках на патенты США №№11/708898 и 11/708,903, включенных в настоящую заявку посредством ссылок.
После экструзии и после необязательного соединения одного или более полимерных слоев, или необязательного соединения одного или более полимерных слоев вместе с армированием, можно изготовить мембрану требуемой толщины. Это можно осуществить пропуская мембрану через ряд обжимных валков, установленных с требуемой толщиной. Затем можно оставить мембрану охладиться и/или свернуть в рулон для транспортировки и/или хранения.
Полимерная композиция, которая может быть экструдирована с образованием полимерного листа, может содержать ингредиенты или компоненты, описанные в настоящей заявке. Например, полимерная композиция может содержать термопластичный полиолефин и реагирующие с изоцианатом полимеры согласно настоящему описанию. Ингредиенты можно смешивать между собой при помощи традиционных методик и оборудования для смешивания полимеров. В одном или более вариантах реализации для смешивания ингредиентов можно применять экструдер. Например, можно применять одношнековый или двухшнековый экструдеры.
Промышленная применимость
Мембраны согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения подходят для ряда применений. В одном из вариантов реализации мембраны можно применять в качестве кровельных мембран, подходящих для покрытия плоских кровель или кровель с малым уклоном. В других вариантах реализации мембраны можно применять в качестве геомембран. Геомембраны включают мембраны, применяемые для выстилки водоемов, водонепроницаемых перемычек, выстилки емкостей для обработки животноводческих отходов и крышек водоемов.
Как описано выше, мембраны согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения можно применять в качестве кровельных мембран. Указанные мембраны включают термопластичные кровельные мембраны, включая мембраны, соответствующие требованиям стандарта ASTM D-6878-03. Указанные мембраны можно применять для покрытия плоских кровель или кровель с малым уклоном. Указанные кровли широко известны в данной области техники, как описано в патентах США №№60/586424 и 11/343466 и международной заявке на патент № PCT/US2005/024232, включенных в настоящую заявку посредством ссылок. Как показано на фиг. 3, конструкция плоской кровли или кровли с малым уклоном 40 может включать настил кровли 82 и необязательный слой изоляции 84, и мембрану 10 согласно настоящему изобретению.
Преимущественно, мембраны согласно настоящему изобретению можно применять для получения наклеиваемых кровельных систем, включая полностью наклеиваемые кровельные системы и частично наклеиваемые кровельные системы. В одном или более вариантах реализации мембраны применяют совместно с клеями полиуретанового типа. В целом, полиуретановый клей можно наносить на субстрат кровли с образованием слоя клея, а затем можно осуществлять контакт мембраны согласно настоящему изобретению, не содержащей никакой ворсистой подкладки, с нанесенным на субстрат слоем клея. Преимущественно, указанный способ можно применять для создания кровельной системы, соответствующей стандартам UL и Factory Mutual в отношении поднятия ветром, без ворсистого или иного материала подкладки, нанесенного на мембрану.
Субстрат, на который наносят полиуретановую клеевую композицию, может включать настил кровли, который может включать сталь, бетон и/или дерево. В других вариантах реализации полиуретановую клеевую композицию можно наносить на изоляционные материалы, такие как изоляционные панели и панели крыши. Как понятно специалисту в данной области техники, изоляционные панели и панели крыши могут содержать ряд облицовочных материалов, включая, но не ограничиваясь ими, бумажные облицовки, армированные стекловолокном бумажные облицовки, стекловолоконные облицовки, стекловолоконные облицовки с покрытием, металлические облицовки, такие как алюминиевые облицовки, и твердые облицовки, такие как дерево. В других вариантах реализации полиуретановую клеевую композицию можно наносить на существующие мембраны. Указанные существующие мембраны могут включать вулканизованные каучуковые системы, такие как мембраны EPDM, термопластичные полимерные системы, такие как мембраны ТПО, или системы на основе асфальта, такие как модифицированные асфальтовые мембраны и/или строительные кровельные системы. Преимущественно, практическая реализация настоящего изобретения обеспечивает адгезию к субстрату на основе асфальта благодаря наличию достаточной маслостойкости, которая необходима для сохранения достаточной адгезии к асфальтовым системам.
В одном или более вариантах реализации полиуретановый клей, который наносят на настил кровли, как и способы и методики нанесения клея на субстрат, включают полиуретановые клеи, обычно применяемые в данной области техники. В этом отношении патент США №4996812 включен в настоящую заявку посредством ссылки. Как известно в данной области техники, в одном из типов полиуретановой клеевой системы применяют компонент изоцианата и компонент полиола, смешивая указанные два компонента в смесительном устройстве, таком как распылительная форсунка. Указанные системы обычно называют двухкомпонентными полиуретановыми клеями. В других вариантах реализации применяют изоцианатный форполимер, и отверждение указанного форполимера происходит под действием влаги воздуха, а не благодаря применению полиола. Указанные системы обычно называют однокомпонентными полиуретановыми клеевыми системами.
В одном или более вариантах реализации подходящие изоцианаты включают, но не ограничиваются ими, ароматические полиизоцианаты, такие как дифенилметандиизоцианат в виде его 2,4'-, 2,2'- и 4,4'-изомеров и смесей указанных изомеров, смеси дифенилметандиизоцианата (MDI) и олигомеров указанного соединения, известные в данной области техники как «сырой» или полимерный MDI, с изоцианатной функциональностью более 2, толуолдиизоцианат в виде его 2,4' и 2,6'-изомеров и смесей указанных изомеров, 1,5-нафталиндиизоцианат и 1,4'-диизоцианатобензол. Примеры изоцианатных компонентов включают полимерный Rubinate 1850 (Huntsmen Polyurethanes), полимерный Lupranate M70R (BASF), и полимерный Mondur 489N (Bayer).
В одном или более вариантах реализации подходящие полиолы включают диолы, полиолы и гликоли, которые могут содержать воду, как в целом известно в данной области техники. Подходят первичные и вторичные амины, а также простые полиэфирполиолы и сложные полиэфирполиолы. Подходящие сложные полиэфирполиолы включают полиол на основе фталевого ангидрида PS-2352 (Stepen), полиол на основе фталевого ангидрида PS-2412 (Stepen), полиол на терефталевой основе 3522 (Kosa), и смешанный полиол TR 564 (Oxid). Подходящие простые полиэфирполиолы включают полиолы на основе сахарозы, глицерина и толуолдиамина. Примеры гликолей включают диэтиленгликоль, дипропиленгликоль и этиленгликоль. Подходящие первичные и вторичные амины включают, но не ограничиваются ими, этилендиамин и диэтаноламин. В одном из вариантов реализации применяют сложный полиэфирполиол. В одном или более вариантах реализации изобретение можно практически осуществлять настоящее в отсутствие какого-либо простого полиэфирполиола. В некоторых вариантах реализации ингредиенты не содержат простых полиэфирполиолов.
Кроме изоцианата и полиола клеевая система может также включать антипирены, катализаторы, эмульгаторы/солюбилизаторы, поверхностно-активные вещества, вспенивающие агенты, наполнители, фунгициды, антистатические вещества, пеногасители, воду и другие ингредиенты, обычные для данной области техники.
Полагают, что катализаторы инициируют реакцию полимеризации между изоцианатом и полиолом, а также реакцию тримеризации свободных изоцианатных групп, если желательна полиизоциануратная пена. Хотя некоторые катализаторы действуют на обе указанные реакции, можно применять два или более катализаторов для проведения обеих реакций. Подходящие катализаторы включают соли щелочных металлов и карбоновых кислот или фенолов, такие как, например, октоат калия; моноядерные или полиядерные основания Манниха конденсируемых фенолов, оксо-соединения и вторичные амины, необязательно замещенные алкильными группами, арильными группами или аралкильными группами; третичные амины, такие как пентаметилтриэтилендиамин (PMDETA), 2,4,6-трис[(диметиламино)метил]фенол, триэтиламин, трибутиламин, N-метилморфолин и N-этилморфолин; основные соединения азота, такие как гидроксиды тетраалкиламмония, гидроксиды щелочных металлов, феноляты щелочных металлов и алкоголяты щелочных металлов; и металлоорганические соединения, такие как соединения олова(IV) и свинецорганические соединения, такие как нафталинат свинца и октоат свинца.
Примеры поверхностно-активных веществ включают кремниевые сополимеры или органические полимеры, связанные с кремниевым полимером. Хотя поверхностно-активные вещества могут выполнять обе функции, более экономически выгодным способом гарантировать эмульгирование/солюбилизацию является применение достаточного количества эмульгаторов/солюбилизаторов и минимального количества поверхностно-активного вещества для получения хорошего образования ячеек и стабилизации ячеек. Примеры поверхностно-активных веществ включают поверхностно-активное вещество Pelron 9920, поверхностно-активное вещество Goldschmidt В8522 и GE 6912. Патенты США №№5686499 и 5837742 включены в настоящую заявку посредством ссылок, чтобы показать различные подходящие поверхностно-активные вещества.
Подходящие эмульгаторы/стабилизаторы включают DABCO Kitane 20AS (Air Products) и Tergitol NP-9 (нонилфенол + 9 моль этиленоксида).
В одном или более вариантах реализации эквивалентное отношение изоцианатных групп к группам, реагирующим с изоцианатом (т.е. функциональным группам полиола), вводимым для получения развивающейся пены, составляет по меньшей мере 2,7:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 2,85:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 3,0:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 3,15:1, и в других вариантах реализации по меньшей мере 3,25:1. В этих или других вариантах реализации эквивалентное отношение изоцианатных групп к группам, реагирующим с изоцианатом, составляет менее 3,6:1, в других вариантах реализации менее 3,5:1 и в других вариантах реализации менее 3,4:1. Как будет понятно специалисту в данной области техники, эквивалентное отношение относится к отношению числа моль изоцианатных групп в данной массе изоцианатного реагента к числу моль групп, реагирующих с изоцианатом, в данной массе реагента, реагирующего с изоцианатом.
В одном или более вариантах реализации допустимо некоторое время между нанесением клеевой композиции и нанесением мембранной панели. Указанное время обеспечивает возможность взаимодействия компонентов пены и начала развития достаточного «крема», а затем подъема. В целом, мембрану наносят во время старта или во время подъема, но до времени потери липкости, которое представляет собой время, за которое клей теряет достаточную когезионную прочность. В одном или более вариантах реализации предусматривают указанное время менее 1 часа, в других вариантах реализации менее 30 минут, в других вариантах реализации менее 10 минут и в других вариантах реализации менее 3 минут.
В одном или более вариантах реализации нанесение клеевой композиции на субстрат можно осуществлять путем полного покрытия субстрата клеем. В других вариантах реализации субстрат можно покрывать частично. В одном или более вариантах реализации клей наносят на субстрат кровли в виде шариков, которые могут иметь диаметр или толщину примерно от ¼ примерно до 1 дюйма. Затем клей оставляют вспениться и подняться, что может привести к увеличению размера шариков до толщины или диаметра 2-3 дюйма. Затем можно раскатать или иным образом нанести мембрану на субстрат, благодаря чему вспененный клей будет дополнительно распределен. В одном или более вариантах реализации указанные шарики можно наносить рядами на расстоянии примерно от 1 фута примерно до 3 футов (или даже до 5 футов) один от другого. Расстояние между рядами можно регулировать для получения желаемых показателей ветрового подъема кровли.
В одном или более вариантах реализации панель мембраны можно наносить на слой клея при помощи нескольких известных методик. Например, панель мембраны можно раскатывать поверх слоя клея.
Практическая реализация настоящего изобретения не ограничена выбором конкретного настила кровли. Следовательно, кровельные системы согласно настоящему изобретению могут включать различные настилы кровли. Примеры настилов кровли включают бетонные плиты, стальные листы, деревянные балки и пенобетонные плиты.
Аналогично, практическая реализация настоящего изобретения не ограничена выбором конкретной изоляционной панели. Кроме того, изоляционные панели не являются обязательными. Можно применять несколько изоляционных материалов, включая полиуретановые или полиизоциануратные ячеистые материалы. Указанные плиты известны и описаны в патентах США №№6117375, 6044604, 5891563, 5573092, заявках на патент США №№2004/01099832003/0082365, 2003/0153656, 2003/0032351 и 2002/0013379, а также США №№10/640895, 10/925654, и 10/632,343, включенных в настоящую заявку посредством ссылок.
В других вариантах реализации указанные мембраны можно применять для покрытия плоской кровли или кровли с малым уклоном в случае перенастила кровли. В одном или более вариантах реализации мембраны можно применять для перенастила кровли, как описано в заявке на патент США №2006/0179749, включенной в настоящую заявку посредством ссылок.
Чтобы показать практическую реализацию настоящего изобретения, были подготовлены и испытаны следующие примеры. Тем не менее, указанные примеры не следует рассматривать как ограничивающие объем настоящего изобретения. Для определения изобретения служит формула изобретения.
Примеры
Чтобы привести пример практической реализации настоящего изобретения, были проведены следующие эксперименты. В целом, получали мембраны в лабораторном масштабе с использованием набора полимеров, показанного в таблице 1 ниже, где указаны количества в массовых процентах от общей массы объединенных полимеров. Слой полиуретанового клея (двухкомпонентного, предварительно смешанного перед нанесением) наносили на одну сторону мембраны и оставляли отверждаться примерно на 24 часа. После отверждения удаляли полиуретановый слой при помощи «щипкового теста», при котором полиуретановый слой удаляли или пытались удалить с мембраны при помощи пальцев. Применяемый термопластичный полиолефин (ТПО) получали под торговым наименованием HIFAX СА 10 A (Lyondel Basell), и полимер, содержащий реагирующие с изоцианатом функциональные группы, получали под торговым наименованием Septon HG-252 (Kuraray). Композиции, применяемые для получения мембран, также включали набор антиоксидантов, постоянный для каждой мембраны. Никаких других компонентов, таких как наполнители, в композиции мембран не включали.
Как можно видеть из результатов, приведенных в таблице, полиуретановый клей адекватного приклеивался к мембране, полученной исключительно из реагирующего с изоцианатом полимера, как показано в примере 5. Вид разрушения был когезионным, что отражало тот факт, что разрушался сам клей, а не адгезия между клеем и мембраной. Аналогичные результаты были получены при загрузке реагирующего с изоцианатом полимера 8 массовых процентов и более, как показано в примере 3. При 5 массовых процентах реагирующего с изоцианатом полимера наблюдался некоторый уровень адгезии с когезионным разрушением клея, но на некоторых поверхностях мембраны адгезия отсутствовала. Если образец мембраны не содержал реагирующего с изоцианатом полимера, адгезия к мембране не наблюдалась. Полагают, что результаты, полученные в указанных испытаниях, демонстрируют полезность изобретения, но также полагают, что более низкие загрузки были бы технологически применимы при применении в мембранах других традиционных ингредиентов, таких как наполнители.
Специалистам в данной области техники будут очевидны различные модификации и изменения, не выходящие за рамки объема и сущности настоящего изобретения. Настоящее изобретение не следует ограничивать иллюстративными вариантами реализации, изложенными в настоящей заявке.
Реферат
Изобретение относится к области полимерных материалов и касается термопластичной кровельной мембраны. Мембрана включает верхний слой, ламинированный на нижний слой, и армирующую сетку, расположенную между верхним и нижним слоями, причем по меньшей мере часть нижнего слоя содержит первый термопластичный полимер и второй термопластичный полимер, содержащий по меньшей мере один реагирующий с изоцианатом заместитель, диспергированный в первом термопластичном полимере. Изобретение обеспечивает создание полимерной мембраны, которую можно непосредственно приклеивать к субстрату кровли. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 1 пр.
