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具有粘合密封层的自粘性密封装置

摘要

本发明涉及一种密封装置(1),其包含防水膜(2)、粘合密封层(3)和任选地离型膜(4),其中粘合密封层(3)包含至少一种弹性体、至少一种在25℃下为液体的聚烯烃树脂和至少一种惰性矿物填料。本发明还涉及用于制备密封装置的方法,用于使基底防水的方法,完全粘结的屋顶系统和粘合密封组合物用于提供自愈合屋顶膜的用途。

著录项

  • 公开/公告号CN112313074A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-02-02

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 SIKA技术股份公司;

    申请/专利号CN201980042743.6

  • 申请日2019-07-12

  • 分类号B32B5/02(20060101);B32B25/08(20060101);B32B27/08(20060101);B32B27/12(20060101);B32B27/20(20060101);B32B27/22(20060101);B32B27/30(20060101);B32B27/32(20060101);B32B27/34(20060101);B32B27/36(20060101);E04B1/66(20060101);

  • 代理机构11038 中国贸促会专利商标事务所有限公司;

  • 代理人冯奕

  • 地址 瑞士巴尔

  • 入库时间 2023-06-19 09:44:49

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用自粘性密封装置对地下和地上建筑结构防水的领域。特别地,本发明涉及自粘性屋顶膜,其可以用于提供完全粘附的屋顶系统。

发明背景

在建筑领域,通常被称作膜或面板的聚合物片材被用于保护地下和地上建筑,例如地下室、隧道以及平坦和低倾斜的屋顶,以防止水渗透。例如,施用防水膜以防止水通过裂缝侵入,该裂缝由于建筑物沉降、负载偏移或混凝土收缩而产生在混凝土结构中。用于平坦和低倾斜屋顶结构防水的屋顶膜通常作为单层或多层膜系统提供。在单层系统中,屋顶基底使用由单个阻隔层组成的屋顶膜覆盖,其可以使用增强层(通常为纤维材料层)来机械稳定。在多层系统中,使用由不同或相似材料的多个层组成的屋顶膜。与多层膜相比,单层屋顶膜具有降低生产成本的优点,但是它们对由尖锐物体的穿刺引起的机械损坏的抵抗力也较小。

用于防水和屋顶膜的常用材料包括塑料,特别是热塑性塑料,例如增塑的聚氯乙烯(p-PVC)、热塑性烯烃(TPE-O,TPO),和弹性体例如乙烯-丙烯二烯单体(EPDM)。该膜通常以卷的形式输送到建筑现场,转移到安装地点,展开并粘附到待防水的基底。其上粘附有该膜的基底取决于安装地点可由多种材料构成。基底可以例如为混凝土、金属或木质甲板,或者它可以包括绝缘板或回收板(recover board)和/或已有的膜。

屋顶膜必须牢固地固定在屋顶基底上以提供足够的机械强度来抵抗由于高风荷载而施加在其上的剪切力。屋顶系统通常根据用于将屋顶膜固定到屋顶基底的方式分为两类。在机械连接的屋顶系统中,屋顶膜通过使用螺钉和/或带钩的板固定到屋顶基底上。机械固定能够实现高强度结合,但它仅在机械紧固件将膜固定到表面的位置处提供与屋顶基底的直接连接,这使得机械连接的膜易于颤动。在完全粘附的屋顶系统中,通常使用粘合剂组合物间接地将膜粘附到屋顶基底上。

屋顶膜可通过使用多种技术粘附到屋顶基底上,包括接触结合和使用自粘性膜。在接触结合中,首先用溶剂或水基的接触粘合剂涂覆膜和屋顶基底的表面,然后使膜与基底表面接触。接触粘合剂的挥发性组分被“闪蒸掉”,以在膜与基底接触之前提供部分干燥的粘合剂膜。完全粘附的屋顶系统也可以通过使用自粘性屋顶膜制备,所述自粘性屋顶膜具有涂覆在膜的外表面之一上的预先施加的粘合剂组合物层。通常,经预先施加的粘合剂层用离型膜覆盖,以防止过早的不希望的粘附并保护粘合剂层免受水分、污垢和其他环境因素的影响。在使用时,移除离型膜并将屋顶膜固定到基底上而不使用额外的粘合剂。具有由离型膜覆盖的预先施加的粘合剂层的屋顶膜也称为“剥离粘贴膜”。

为了在屋顶基底的表面上产生连续的防水密封,相邻屋顶膜的边缘重叠以形成可密封的接缝。然后可以通过将重叠边缘的底表面结合到另一个重叠边缘的顶表面上或通过使用桥接两个重叠边缘的顶表面之间的间隙的密封带来密封这些接缝。用于结合相邻膜的重叠表面的技术的选择取决于膜的类型。在由热塑性或非交联弹性体材料构成的膜的情况下,相邻膜的重叠部分可通过热焊接彼此结合。在自粘性膜的情况下,靠近膜的纵向边缘的区域通常不含粘合剂,以便能够通过热焊接连接重叠边缘。相邻膜的重叠部分也可以通过使用粘合剂彼此粘附。

现有技术的自粘性单层屋顶膜通常在阻隔层和粘合剂层之间包含分离层,以确保粘合剂层和阻隔层足够的机械稳定性和长期相容性。额外的分离层的存在增加了膜的制造成本。此外,相邻膜的重叠边缘之间的接缝通常通过热焊接或通过使用特殊的密封带来密封,这两者都增加了安装时间并最终增加了安装成本。

因此,仍然需要一种自粘性密封装置,该自粘性密封装置与现有技术的自粘性屋顶膜相比可以以较低的成本生产,并且能够以减少的安装时间和成本来提供完全粘附的屋顶系统。

发明概述

本发明的目的在于提供一种自粘性密封装置,其可以用于密封地下和地上建筑,特别是屋顶基底,防止渗水。

本发明的另一个目的是提供一种自粘性密封装置,该自粘性密封装置可用于提供完全粘附的屋顶系统,其中相邻的密封装置的重叠边缘之间的接缝可以彼此粘合连接。

本发明的主题是如权利要求1所定义的密封装置。

令人惊讶地发现,具有权利要求1中定义的组成的包含防水膜和粘合密封层的密封装置能够解决或至少减轻现有技术自粘性屋顶膜的问题。特别地,令人惊讶地发现,可以提供这样的密封装置而在防水膜和粘合剂层之间没有分隔层。

本发明的密封装置的优点之一是,与现有技术的解决方案相比,它能够提供具有较低生产和安装成本的完全粘合的屋顶系统。

本发明的密封装置的另一个优点是能够提供完全粘合的屋顶系统,其中相邻的密封装置的重叠边缘之间的接缝使用与用于将密封装置粘合至屋顶基底的表面相同的粘合剂彼此粘合连接。

本发明的密封装置的另一个优点在于,它能够提供完全粘合的屋顶系统,该屋顶系统在紧靠防水膜下方并与防水膜紧密接触的位置包含导电层。在防水膜和屋顶基底的表面之间存在这样的导电层使得能够使用高压和低压电方法检测破损。

本发明的其它方面在其它独立权利要求中呈现。本发明优选的方面在从属权利要求中呈现。

附图简要说明

图1显示了包含防水膜(2)、粘合密封层(3)和覆盖粘合密封层(3)的外部主表面的离型膜(4)的密封装置(1)的横截面。

图2显示了包含防水膜(2)、粘合密封层(3)和覆盖粘合密封层(3)的外部主表面的离型膜(4)的密封装置(1)的横截面,其中防水膜(2)由阻隔层(5)和纤维材料层(6)组成。

图3显示了包含屋顶基底(7)和密封装置(1)的完全粘合屋顶系统,密封装置(1)由防水膜(2)和粘合密封层(3)组成,其中密封装置经由粘合密封层(3)直接粘合至屋顶基底(7)的表面。

发明详述

本发明的主题为一种密封装置(1),优选自粘性密封装置,其包含:

i.具有第一和第二主外表面的防水膜(2),

ii.覆盖防水膜(2)的第二主外表面的至少部分的粘合密封层(3),和

iii.任选地离型膜(4),其中粘合密封层(3)由第一组合物组成,其包含

a)至少一种弹性体,

b)至少一种在25℃下为液体的聚烯烃树脂,和

c)至少一种惰性矿物填料。

以“聚(多)”开头的物质名称表示形式上每个分子含有两个或更多个在其名称中出现的官能团的物质。例如,多元醇是指具有至少两个羟基的化合物。聚醚是指具有至少两个醚基的化合物。

术语“聚合物”是指由聚合反应(加聚、聚加成、缩聚)产生的化学上均一的大分子的集合,其中大分子在它们的聚合度、分子量和链长方面不同。该术语还包括由聚合反应产生的所述大分子集合的衍生物,即通过预定大分子中的官能团的反应(例如加成或取代)获得的化合物,并且其可以是化学上均一或化学上不均一的。

术语“弹性体”是指能够从大的变形中恢复的任何聚合物或聚合物的组合,并且可以或已经被修饰成其在沸腾溶剂中基本上不溶(但可以溶胀)的状态。典型的弹性体在外部施加的力下能够伸长或变形至其原始尺寸的至少200%,并且在外部力释放后,将基本上恢复原始尺寸,仅维持很小的永久变形(通常不超过约20%)。如本文所使用的,术语“弹性体”可以与术语“橡胶”互换使用。

术语“分子量”是指分子或分子的一部分(也被称为“部分(moiety)”)的摩尔质量(g/mol)。术语“平均分子量”是指分子或部分的低聚或聚合混合物的数均分子量(Mn)。分子量可通过凝胶渗透色谱法测定。

术语“软化点”是指化合物软化成橡胶状态的温度,或者化合物中的结晶部分熔化的温度。软化点可通过根据DIN EN 1238标准进行的环球法测量来确定。

术语“熔融温度”是指通过差示扫描量热法(DSC),使用ISO 11357标准中定义的方法,使用2℃/min的加热速率测定的结晶熔点(Tm)。可以使用Mettler Toledo DSC 3+装置进行测量,并且可以在DSC软件的帮助下从测量的DSC曲线确定Tm值。

术语“玻璃化转变温度”(Tg)表示温度高于该温度时聚合物组分变得柔软和柔韧,并且低于该温度时它变得坚硬和玻璃状。玻璃化转变温度优选通过根据ISO 11357标准的差示扫描量热法(DSC),使用2℃/min的加热速率测定。该测量可以使用Mettler ToledoDSC 3+设备进行并且T

组合物中“至少一种组分X的量或含量”,例如“至少一种热塑性聚合物的量”是指组合物中含有的所有热塑性聚合物的各个量的总和。此外,在组合物包含20wt%的至少一种热塑性聚合物的情况下,组合物中包含的所有热塑性聚合物的总量等于20wt%。

术语“室温”表示23℃的温度。

防水膜优选是具有第一和第二主外表面的片状元件。在本文中,术语“片状元件”是指其长度和宽度比元件的厚度大至少25倍,优选地至少50倍,更优选地至少150倍的元件。术语“防水膜的主外表面”是指防水膜的最外表面。例如,在防水膜包含在其相对的主表面上彼此粘附的两个阻隔层的情况下,背离第一阻隔层的第二阻隔层的外部外表面形成了防水膜的第二主外表面,而背离第二防水膜的第一防水膜的外部外表面形成了防水膜的第一主外表面。

可以优选的是粘合密封层覆盖防水膜的第二主外表面的面积的至少50%,更优选至少65%,最优选至少75%。此外可能优选的是,粘合密封层和防水膜具有基本上相同的宽度和长度,并且粘合密封层基本上覆盖防水膜的第二主外表面的整个区域。术语“基本上整个面积”应理解为是指防水膜的第二主外表面的面积的至少85%,优选至少90%,更优选至少95%,最优选至少97.5%。此外,例如由于生产技术上的原因,优选在防水膜的第二主外表面上靠近纵向边缘且宽度为1-2mm的窄段不被粘合密封层覆盖。

优选地,粘合密封层为由第一组合物组成的连续层的形式。术语“连续层”在本文件中是指由涂覆有相应组合物的一个单一区域组成的层。相反地,“不连续层”被认为由涂覆有相应组合物的一个以上区域组成,这些区域不彼此连接形成单个连续层。

优选地,该防水膜包括具有第一和第二主表面的阻隔层。术语“主表面”是指层的平面,其限定了所述层之间的厚度。

阻隔层和粘合密封层可以在它们相对的表面的至少一部分上直接或间接地彼此连接。在本发明的上下文中,表述“直接连接”应理解为是指在各层之间不存在其他层或物质,并且各层的相对表面彼此直接结合或彼此粘附。在两层之间的过渡区域处,各层的材料也可以彼此混合存在。阻隔层和粘合密封层可以例如经由连接层例如粘合剂层或纤维材料层或其组合而间接地彼此连接。在多孔连接层例如敞开的编织织物的情况下,粘合密封层可以部分地直接连接和部分地间接连接到阻隔层。

阻隔层的组成没有特别限制。然而,应选择阻隔层的组成,以使密封装置满足用于提供完全粘附的屋顶系统的屋顶膜的一般要求,特别是DIN 20000-201:2015-08标准中定义的一般要求。

例如,可以优选如此选择阻隔层的组成,使得密封装置显示出根据EN 12691:2005标准测定的200-1500mm的耐冲击性和/或根据DIN ISO 527-3标准在23℃的温度下测定的至少5MPa的纵向和横向拉伸强度和/或根据DIN ISO 527-3标准在23℃的温度下测定的至少300%的纵向和横向断裂伸长率和/或根据EN 1928 B标准测得的0.6巴的24小时耐水性,和/或根据EN 12310-2标准测得的至少为100N的最大抗撕裂强度。

根据一个或多个实施方案,所述阻隔层由包含至少一种热塑性聚合物的第二组合物组成,优选选自乙烯–醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯–丙烯酸酯共聚物、乙烯–α-烯烃共聚物、乙烯–丙烯共聚物、丙烯共聚物、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、氯磺化聚乙烯(CSPE)、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)和聚异丁烯(PIB)。根据一个或多个实施方案,至少一种热塑性聚合物选自低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯共聚物、丙烯共聚物和聚丙烯(PP)。

根据一个或多个实施方案,至少一种热塑性聚合物包含至少一种热塑性聚烯烃(TPO)。表述“至少一种热塑性聚合物包括至少一种热塑性聚烯烃”应理解为是指阻隔层包括一种或多种热塑性聚烯烃作为至少一种热塑性聚合物的代表。

热塑性聚烯烃(TPO),也称为热塑性烯烃弹性体(TPE-O),是含有高结晶度基础聚烯烃和低结晶度或无定形聚烯烃改性剂的多相聚烯烃组合物。多相相形态由主要由基础聚烯烃组成的基质相和主要由聚烯烃改性剂组成的分散相组成。可商购的TPO包括基础聚烯烃和聚烯烃改性剂的反应器共混物,也称为“原位TPO”或“原位抗冲共聚物(ICP)”,以及上述组分的物理共混物。在反应器共混物型TPO的情况下,通常是在顺序聚合过程中生产这些组分,其中基质相的组分是在第一个反应器中生产并转移到第二个反应器中的,在第二个反应器中制备分散相的组分并且将其作为畴域(domain)掺入到基质相中。通过将基础聚烯烃与聚烯烃改性剂熔融混合来制备物理共混物型的TPO,其每一种均在组分共混之前分别形成。

包含聚丙烯作为基础聚合物的反应器共混物型TPO通常被称为“多相丙烯共聚物”,而包含聚丙烯无规共聚物作为基础聚合物的反应器共混物型TPO通常被称为“多相丙烯无规共聚物”。取决于聚烯烃改性剂的量,可商购获得的多相丙烯共聚物通常被表征为聚丙烯“原位抗冲共聚物”(ICP)或“反应器-TPO”或“软-TPO”。这些类型的TPO之间的主要区别在于,ICP中的聚烯烃改性剂的量通常低于反应器-TPO和软-TPO中的聚烯烃改性剂的量,例如不超过40wt%,特别是不超过35wt%。因此,与反应器-TPO和软-TPO相比,典型的ICP往往具有较低的根据ISO 16152 2005标准确定的二甲苯冷可溶物(XCS)含量以及根据ISO 178:2010标准确定的较高的挠曲模量。

合适的TPO是可商购获得的,例如以商品名

可以优选的是至少一种热塑性聚合物在第二组合物中以至少15wt%,更优选至少25wt%,最优选至少35wt%的量存在,基于第二组合物的总重量计。根据一个或多个实施方案,至少一种热塑性聚合物在第二组合物中以至少50wt%,优选至少60wt%,更优选至少70wt%,最优选至少85%的量存在,基于第二组合物的总重量计。

除至少一种热塑性聚合物外,阻隔层还可包含辅助组分,例如紫外线和热稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、阻燃剂、填料、染料、颜料(如二氧化钛和炭黑)、消光剂、抗静电剂、抗冲改性剂、杀生物剂和加工助剂,例如润滑剂、增滑剂、抗粘连剂和脱胶助剂(denest aids)。基于第二组合物的总重量计,这些辅助成分的总量优选不超过45wt%,更优选不超过35wt%,最优选不超过25wt%。

可能有利的是,防水膜还包括顶涂层,该顶涂层涂覆在面向粘合密封层的阻隔层的第一主表面的至少一部分上。该顶涂层可以包含紫外线吸收剂和/或热稳定剂,以保护阻隔层免受阳光的破坏性影响。顶涂层也可以包含彩色颜料,以便为阻隔层提供所需的颜色。

阻隔层的厚度没有特别的限制。可以优选的是阻隔层具有通过使用如在DIN EN1849-2标准中定义的测量方法测量的0.2-5.0mm,优选0.4-2.5mm,甚至更优选0.5-2.0mm,最优选0.5-1.5mm的厚度。

根据一个或多个实施方案,防水膜还包含一层纤维材料,该纤维材料层覆盖阻隔层的第二主表面的至少一部分,即位于阻隔层和粘合密封层之间。当密封装置暴露于变化的环境条件,特别是大的温度波动时,纤维材料层可以用于确保阻隔层的机械稳定性。在这些实施方案中,背离阻隔层的纤维材料层的外部外表面优选形成防水膜的第二主外表面。

术语“纤维材料”在本文中表示由包含例如有机、无机或合成有机材料或由例如有机、无机或合成有机材料组成的纤维组成的材料。有机纤维的实例包括例如纤维素纤维、棉纤维和蛋白质纤维。特别合适的合成有机材料包括例如聚酯、乙烯和/或丙烯的均聚物和共聚物、纤维胶(viscose)、尼龙和聚酰胺。由无机纤维组成的纤维材料也是合适的,特别是由金属纤维或矿物纤维组成的那些,例如玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石纤维和碳纤维。已经例如用硅烷进行表面处理的无机纤维也可以是合适的。纤维材料可包括短纤维、长纤维、短纤维(纱线)或长丝。纤维可以是取向的或拉伸的纤维。纤维材料由在几何形状和组成方面而言不同类型的纤维组成也可能是有利的。

优选地,该纤维材料层选自无纺布、经织的织物和无纺稀松布(scrims)。

术语“无纺布”在本文中表示由纤维组成的材料,所述纤维通过使用化学、机械或热结合方式结合在一起,并且其既不是经纺织的也不是经编织的。无纺布可以例如通过使用梳理或针刺工艺生产,其中纤维被机械缠结以获得无纺布。在化学结合中,使用化学粘结剂如粘合剂材料将纤维保持在无纺布中。

术语“无纺稀松布”在本文中表示由纱线组成的网状无纺产品,它们彼此叠置并且彼此化学结合。用于无纺稀松布的典型材料包括金属、玻璃纤维和塑料,特别是聚酯、聚丙烯、聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

根据一个或多个实施方案,该纤维材料的层是无纺布,优选每单位重量的质量不大于200g/m

优选地,该无纺布包含合成的有机和/或无机的纤维。用于无纺布的合适的合成有机纤维包括例如聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、尼龙纤维和聚酰胺纤维。用于无纺布的合适的无机纤维包括例如玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石纤维和碳纤维。

根据一个或多个实施方案,无纺布由合成有机纤维组成,优选地选自聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、尼龙纤维和聚酰胺纤维。根据一个或多个另外的实施方案,无纺布由无机纤维组成,优选地选自玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石纤维和碳纤维,更优选地玻璃纤维。

可以优选的是纤维材料层覆盖阻隔层的第二主表面至少50%,更优选至少65%,最优选至少75%的区域。根据一个或多个实施方案,纤维材料层基本上覆盖阻隔层的第二主表面的整个区域。此外,可以优选的是例如由于制备技术上的原因,在阻隔层的纵向边缘附近且宽度为1-2mm的窄段不被纤维材料层覆盖。

纤维材料层可以直接或间接结合至阻隔层的第二主表面上。阻隔层和纤维材料层的相对表面可以例如通过热粘合直接地彼此粘合,或者例如经由粘合剂层间接地彼此粘合。

根据一个或多个实施方案,纤维材料层在其表面的至少一部分上通过热粘合直接粘结到阻隔层的第二主表面。此外,可能优选的是,纤维材料层部分地包埋入阻隔层中。表述“部分包埋”应理解为是指包含在纤维材料层中的部分纤维被包埋入阻隔层,即被阻隔层的基质覆盖,而纤维的其他部分未被包埋入阻隔层。

根据一个或多个另外的实施方案,纤维材料层在其表面的至少一部分上经由粘合剂层间接地结合至阻隔层的第二主表面。用于将纤维材料层结合至阻隔层的粘合剂的类型没有特别限制。合适的粘合剂包括例如反应性1-和2-组分反应性粘合剂、热熔粘合剂以及基于溶剂和水的粘合剂。

防水膜可以进一步包含完全包埋至阻隔层中的增强层。然而还可以或甚至优选的是防水膜不含有任何完全包埋至阻隔层中的增强层。表述“完全包埋”是指该增强层完全被阻隔层的基质的覆盖。

如果使用,增强层的类型则没有特别限制。例如,可以使用通常用于改善热塑性屋顶膜的尺寸稳定性的增强层。优选的增强层包括无纺布、经织的织物和无纺稀松布及其组合。

防水膜可以是单层或多层膜。术语“单层膜”在本文中是指包括一个单个阻隔层的膜,并且术语“多层屋顶膜”是指包括具有相同或不同组成的一个以上阻隔层的膜。单层和多层膜是本领域技术人员已知的,并且它们可以通过任何常规方式来生产,例如通过挤出或共挤出,压延或通过分布涂覆。根据一个或多个实施方案,防水膜是包含恰好一个阻隔层的单层膜。

根据一个或多个其它的实施方案,所述防水膜是包含至少两个阻隔层的多层膜。在这些实施方案中,防水膜还包含具有第一和第二主表面的第二阻隔层,其中第二阻隔层的第二主表面直接或间接粘附至阻隔层的第一主表面的至少一部分。

根据一个或多个实施方案,第二阻隔层由包含至少一种热塑性聚合物的第三组合物组成,所述热塑性聚合物优选选自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯共聚物、丙烯共聚物、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、氯磺化聚乙烯(CSPE)、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)和聚异丁烯(PIB)。

第二阻隔层可以进一步包含增强层,该增强层完全包埋入第二阻隔层中。然而,还可以或甚至优选的是第二阻隔层不含有任何完全包埋入第二阻隔层中的增强层。

根据一个或多个实施方案,密封装置还包含离型膜,该离型膜覆盖背离防水膜的第二主外表面的粘合密封层的外部主表面的至少一部分。优选地,粘合密封层和离型膜在它们相对的主表面的至少一部分上直接彼此连接。离型膜可用于防止过早的不希望的粘结,并保护粘合密封层不受水分、结垢和其他环境因素的影响。在以辊的形式提供密封装置的情况下,离型膜能够使得容易地展开,而不会将粘合剂密封剂粘附到密封装置的背面。可以将离型膜切成多个部分,以允许离型膜从粘合密封层中部分分离出来。

用于离型膜的合适材料包括牛皮纸、聚乙烯涂布纸、硅酮涂布纸以及聚合物膜,例如涂有选自硅酮、硅脲、聚氨酯、蜡和长链丙烯酸烷基酯脱模剂的聚乙烯、聚丙烯和聚酯膜。

用于本发明的粘合密封层由第一组合物组成,其包含:

a)至少一种弹性体,

b)至少一种在25℃下为液体的聚烯烃树脂,和

c)至少一种惰性矿物填料.

粘合密封组合物中含有的至少一种弹性体的类型没有特别限制。优选地,至少一种弹性体选自乙丙橡胶(EPR)、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)、天然橡胶、氯丁二烯橡胶、合成的1,4-顺式-聚异戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、异戊二烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-异戊二烯共聚物、丙烯腈-异戊二烯共聚物和丙烯腈-丁二烯共聚物。在本公开中,术语“乙烯-丙烯橡胶(EPR)”表示乙烯和丙烯的弹性体共聚物,而术语“乙烯-丙烯二烯(EPDM)橡胶”是指包含15-70wt%、优选20-45wt%的丙烯,20-80wt%的乙烯和2-15wt%的二烯如1,4-己二烯、降冰片二烯、亚乙基-降冰片烯、二环戊二烯、丁二烯或异戊二烯的弹性体三元共聚物。

根据一个或多个实施方案,至少一种弹性体选自乙烯-丙烯橡胶(EPR)、丁基橡胶、合成的1,4-顺式聚异戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、异戊二烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-异戊二烯共聚物、丙烯腈-异戊二烯共聚物和丙烯腈-丁二烯共聚物,优选选自乙烯丙烯橡胶(EPR)、丁基橡胶、合成的1,4-顺式聚异戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、异戊二烯-丁二烯共聚物和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶,更优选选自乙烯-丙烯橡胶(EPR)、丁基橡胶、合成的1,4-顺式聚异戊二烯和聚丁二烯。

此外优选至少一种弹性体不化学交联。术语“化学交联的”应理解为是指形成弹性体的聚合物链通过多个机械和热稳定的共价键相互连接。

根据一个或多个实施方案,至少一种弹性体在第一组合物中以1-30wt%,优选5-25wt%,更优选10-25wt%,甚至更优选15-25wt%,仍然更优选17.5-25wt%的量存在,基于第一组合物的总重量计。

已经发现以以上引用范围的量含有至少一种弹性体的粘合密封层使得能够提供具有自愈效果的密封装置。术语“自愈效果”是指在遭受机械损坏导致密封装置完整性丧失之后,密封装置恢复其水密性的能力。根据密封装置的应用领域,例如在屋顶系统的建造或检查阶段期间或由于冰雹冲击,可能发生这种损坏。即使在防水膜上有很小的裂口,也可以使大量的水通过密封装置,从而对密封装置所覆盖的基底(例如建筑结构)造成随后的损坏。已经发现,由于粘合密封层的特定组成,本发明的密封装置在机械损坏后可以恢复其水密性。此外,在粘合密封层中至少一种弹性体的量在以上引用的范围内的情况下,已经发现防水膜中的破损和孔在该膜已经破损后在小于50小时的时间段内被密封。

优选地,至少一种在25℃下为液体的聚烯烃树脂选自在25℃下为液体的聚丁烯和聚异丁烯。术语“在25℃下为液体的聚丁烯”在本文中是指包含异丁烯和/或1-丁烯和/或2-丁烯的低分子量烯烃低聚物。C

合适的可商购获得的在25℃下为液体的聚丁烯和聚异丁烯例如包括

根据一个或多个实施方案,至少一种在25℃下为液体的聚烯烃树脂为在25℃下为液体的聚异丁烯,优选具有不超过5000g/mol、更优选不超过3000g/mol、甚至更优选不超过2500g/mol的平均分子量(M

根据一个或多个实施方案,至少一种在25℃下为液体的聚烯烃树脂在第一组合物中以10-60wt%,优选15-50wt%,更优选25-50wt%,甚至更优选30-45wt%的量的存在,基于第一组合物的总重量计。

术语“惰性矿物填料”在本文中表示矿物填料,与矿物粘合剂不同,其在水的存在下不经受水合反应。

优选地,至少一种惰性矿物填料选自砂、花岗岩、碳酸钙、粘土、膨胀粘土、硅藻土、浮石、云母、高岭土、滑石、白云石、硬硅钙石、珍珠岩、蛭石、硅灰石、重晶石、碳酸镁、氢氧化钙、铝酸钙、二氧化硅、气相二氧化硅、熔融二氧化硅、气凝胶、玻璃珠、空心玻璃球、陶瓷球、铝土矿、粉碎混凝土和沸石。

术语“砂”在本文中是指矿物碎屑沉积物(碎屑岩),它们是圆形或有角小颗粒的松散砾岩(松散沉积物),其在机械和化学降解过程中从原始颗粒结构分离并被运输到它们的沉积点,所述沉积物的SiO

根据一个或多个实施方案,所述至少一种矿物填料在第一组合物中以5-60wt%、优选25-55wt%、更优选35-45wt%的量存在,基于第一组合物的总重量计。

根据一个或多个实施方案,第一组合物包含小于基于第一组合物的总重量计20wt%,更优选小于15wt%,甚至更优选小于10wt%,最优选小于5wt%的水溶胀性矿物填料。在本公开中,术语“水溶胀性矿物填料”是指与水接触时能够溶胀的矿物填料,即在水的存在下溶胀的矿物填料。水溶胀性矿物填料的实例特别包括水溶胀性粘土,例如蒙脱土,例如钙蒙脱土、钠蒙脱土、钙膨润土和钠膨润土。

通常,粘土是含有晶体结构的层状含水层状铝硅酸盐,该晶体结构由夹在两个Si-O四面体片之间的Al-OH或Fe-OH或Mg-OH八面体层和可交换的层间阳离子组成。可交换层间阳离子的性质决定了粘土的特性。在水溶胀性粘土的情况下,当粘土与水接触时,可交换阳离子是可水合的。当可交换阳离子水合并且水分子能够进入结构层之间的空间时,两层之间的距离和体积会增加,从而导致粘土的溶胀。

根据一个或多个实施方案,第一组合物包含基于第一组合物总重量计的小于20wt%,优选小于15wt%,更优选小于10wt%,甚至更优选小于5wt%,仍然更优选小于2.5wt%的蒙脱土,其选自钙膨润土和钠膨润土。根据一个或多个进一步的实施方案,第一组合物包含基于第一组合物总重量计的小于20wt%,优选小于15wt%,更优选小于10wt%,甚至更优选小于5wt%,仍然更优选小于2.5wt%的蒙脱土,其选自钙蒙脱土、钠蒙脱土、钙膨润土和钠膨润土。

根据一个或多个另外的实施方案,第一组合物基本上不含水溶胀性粘土。术语“基本上不含”应理解为是指水溶胀性粘土的量不超过2.5wt%,优选不超过1.5wt%,更优选不超过1.0wt%,甚至更优选不超过0.5wt%,基于第一组合物的总重量计。根据一个或多个实施方案,第一组合物基本上不含蒙脱土,该蒙脱土选自钙膨润土和钠膨润土,优选选自钙蒙脱土、钠蒙脱土、钙膨润土和钠膨润土。

第一组合物可进一步包含至少一种烃树脂。用于粘合密封层的合适的烃树脂包括合成树脂、天然树脂和化学改性的天然树脂。优选地,该至少一种烃树脂具有根据DIN EN1238的环球法测量的65-200℃、更优选75-160℃、甚至更优选75-150℃、最优选85-140℃的软化点和/或根据ISO 11357标准以2℃/min的加热速率通过差示扫描量热法(DSC)测量的0℃或更高、更优选15℃或更高、甚至更优选30℃或更高、仍然更优选45℃或更高的玻璃化转变温度(T

可以优选的是该至少一种烃树脂在第一组合物中以不超过20wt%,更优选不超过15wt%的量存在,基于第一组合物的总重量计。根据一个或多个实施方案,该至少一种烃树脂在第一组合物中以0.5-20wt%,优选1-15wt%,更优选1-10wt%,甚至更优选1-7.5wt%的量存在,基于第一组合物的总重量计。

合适的天然树脂和化学改性的天然树脂的实例包括松香、松香酯、酚醛改性的松香酯和萜烯树脂。术语“松香”应理解为包括松香、木松香、妥尔油松香、蒸馏松香和改性松香,例如这些松香中任何一种的二聚、氢化、马来化和/或聚合形式。

合适的萜烯树脂包括天然萜烯的共聚物和三元共聚物,例如苯乙烯/萜烯和α-甲基苯乙烯/萜烯树脂;在温和低温下在Friedel-Crafts催化剂的存在下,可由萜烯烃类聚合得到的多萜烯树脂,例如称为蒎烯的双环单萜烯;氢化多萜烯树脂;和包括其氢化衍生物的酚改性萜烯树脂。

在本文中,术语“合成树脂”是指由受控化学反应(例如明确定义的反应物之间的加聚或缩聚反应)获得的化合物,这些反应物本身不具有树脂的特性。可以聚合以合成合成树脂的单体可以包括脂族单体、脂环族单体、芳族单体及其混合物。脂族单体可包括C

特别地,合适的合成树脂包括通过使不饱和单体的混合物聚合而制得的合成烃树脂,所述不饱和单体的混合物作为天然气液体、瓦斯油或石油石脑油裂化的副产物获得。由石油基原料获得的合成烃树脂在本文中称为“石油烃树脂”。这些还包括纯单体芳族树脂,它们是通过聚合已纯化以消除造成颜色的污染物并精确控制产品组成的芳族单体原料制备的。石油烃树脂通常具有相对较低的平均分子量(M

可以优选的是该至少一种烃树脂是石油烃树脂,优选选自C5脂族石油烃树脂、混合的C5/C9脂族/芳族石油烃树脂、芳族改性的C5脂族石油烃树脂、脂环族石油烃树脂、混合的C5脂族/脂环族石油烃树脂、混合的C9芳族/脂环族石油烃树脂、混合的C5脂族/脂环族/C9芳族石油烃树脂、芳族改性的脂环族石油烃树脂,以及C9芳烃石油烃树脂以及上述树脂的氢化形式。标记“C5”和“C9”表示由其制备树脂的单体分别主要是具有4-6和8-10个碳原子的烃。术语“氢化的”包括完全、基本上和至少部分氢化的树脂。部分氢化的树脂可以具有例如50%,70%或90%的氢化水平。根据一个或多个实施方案,该至少一种烃树脂是脂族C5/C9石油烃树脂。

根据一个或多个实施方案,第一组合物包含:

a)1–30wt%,优选5–25wt%,更优选10–25wt%,甚至更优选15–25wt%,仍然更优选17.5–25wt%的至少一种弹性体,优选选自乙烯-丙烯橡胶(EPR)、丁基橡胶、合成1,4-顺式聚异戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、异戊二烯-丁二烯共聚物和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶,更优选选自乙烯-丙烯橡胶(EPR)、丁基橡胶、合成1,4-顺式聚异戊二烯和聚丁二烯,

b)10–50wt%,优选15–50wt%,更优选25–50wt%,甚至更优选30–45wt%的至少一种在25℃下为液体的聚烯烃树脂,优选在25℃下为液体的聚异丁烯,优选具有不超过5000g/mol,更优选不超过3000g/mol,甚至更优选不超过2500g/mol的平均分子量(M

c)5-60wt%,优选25-55wt%,更优选35-45wt%的至少一种惰性矿物填料,优选选自砂、花岗岩、碳酸钙、粘土、膨胀黏土、硅藻土、浮石、云母、高岭土、滑石、白云石、硬硅钙石、珍珠岩、蛭石、硅灰石、重晶石、碳酸镁、氢氧化钙、铝酸钙、二氧化硅、气相二氧化硅、熔融二氧化硅、气凝胶、玻璃珠、空心玻璃球、陶瓷球、铝土矿、粉碎的混凝土和沸石,更优选选自碳酸钙、云母、滑石、碳酸镁和二氧化硅,所有比例均基于第一组合物的总重量计。

根据一个或多个实施方案,第一组合物进一步包含至少一种导电填料,其选自碳纤维、钢纤维、炭黑颗粒、碳纳米管和石墨颗粒。

该至少一种导电填料的颗粒优选分布在粘合密封层的整个体积中。术语“分布在整个体积中”应理解为是指至少一种导电填料(例如碳纤维)的颗粒基本上存在于粘合密封层的所有部分中,但这并不一定意味着它们在整个粘合密封层中分布均匀。然而,可能优选的是,至少一种导电填料的颗粒均匀地分布在粘合密封层的整个体积中。对于本领域技术人员显而易见的是,即使至少一种导电填料的颗粒均匀地分布,在粘结密封层中也可能存在一些区域,相比于其它区域其具有略微更高的该至少一种导电填料的颗粒的浓度,并且100%均匀分布通常是不可实现的。

优选地,基于第一组合物的总重量,该至少一种导电填料在第一组合物中以0.5-15wt%,优选1-10wt%的量存在。已经发现,可以以上述量将导电填料加入到粘合密封层的组合物中,而对密封装置的粘合性能没有显著的负面影响,例如粘合强度和热稳定性。另一方面,已经发现上述导电填料的量足以将粘合密封层的电阻降低到一定水平,这使得能够基于低压方法检测泄漏。

在用于检测泄漏的低压检测方法中,首先将密封装置背向防水基底的外表面用薄水层浸湿。然后,在放置在密封装置的外表面上的导体与包埋入在粘合密封层中的另一导体之间产生低电位差。在完整的防水膜的情况下,由于阻隔层的高电阻,电流不会在导体之间流动。因此,检测到的电流清楚地表明了阻隔层的破损,水已经渗透通过并到达了粘合密封层。高压泄漏检测方法与低压检测方法的不同之处在于,在密封装置的干燥外表面上进行测量。

第一组合物可进一步包含一种或多种选自紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、荧光增白剂、颜料、染料和杀生物剂的辅助添加剂。如果使用的话,辅助添加剂优选占第一组合物总重量的不超过20wt%,更优选不超过10wt%,最优选不超过5wt%。

粘合密封层的厚度没有特别限制。根据一个或多个实施方案,粘合密封层具有通过使用如DIN EN 1849-2标准中定义的测量方法测得的0.1–5.0mm,优选0.5–3.0mm,更优选0.5–2.5mm,甚至更优选0.75–2.0mm,任然更优选1.0–2.0mm的厚度。

优选地,该密封装置具有使用如EN DIN 1372标准定义的方法测量的至少20N/50mm,更优选至少30N/50mm,最优选至少35N/50mm的从金属上的剥离强度。

本发明的密封装置通常以预制膜制品的形式提供,该预制膜制品被输送到施工现场并从卷上解开,以提供宽度为1-5m且长度为宽度的几倍的片材。然而,密封装置也可以以宽度通常为1–20cm的条状形式使用,例如用以密封两个相邻膜片之间的接头。此外,密封装置也可以以平面体的形式提供,该平面体用于修复现有的粘附的防水或屋顶系统中的受损位置。

除非另有说明,否则以上给出的关于防水膜、阻隔层、纤维材料层、粘合密封层和离型膜的优选选择同样适用于本发明的所有方面。

本发明的另一个主题是用于制备根据本发明密封装置的方法,该方法包含以下步骤:

i)提供具有第一和第二主外表面的防水膜,

ii)加热粘合密封层的第一组合物以允许组合物流动,和

iii)将加热的组合物涂覆在防水膜的第二主外表面上。

可以使用任何常规手段,例如通过模头涂布、挤出涂布、辊涂、粉末分散或通过喷雾层压技术,将加热的粘合密封层的组合物施加在防水膜的第二主外表面上。在步骤ii)中将组合物加热到什么温度取决于密封装置的实施方案。可以优选的是将组合物加热至50-150℃,例如75-125℃,特别是80-120℃的温度。

用于制造密封装置的方法的更多细节取决于密封装置的实施方案。

根据一个或多个实施方案,该防水膜包含具有第一和第二主表面和纤维材料层的阻隔层,其中步骤i)包含:

i')通过在纤维材料层的表面上的模头挤出和/或压延阻隔层的组合物以形成背衬纤维层的阻隔层,

ii')任选地使用间隔开的压延机冷却辊,通过其拉伸在步骤i')中获得的背衬纤维层的阻隔层。

在挤出步骤中,首先在挤出机中熔融加工阻隔层的组合物以产生均质的熔体,然后将其通过挤出机模头挤出。包含至少一个挤出机和挤出机模头的合适的挤出设备是本领域技术人员众所周知的。可以使用任何常规的挤出机,例如柱塞式挤出机、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。优选地,挤出机为螺杆挤出机,更优选为双螺杆挤出机。

本发明的另一个主题是用于使基底防水的方法,该方法包含以下步骤:

I)提供一个或多个根据本发明的密封装置,

II)在要防水的基底表面上施加密封装置,使得粘合密封层的外主表面的至少一部分直接与基底表面接触,

III)用足以影响密封装置和基底之间的粘合剂结合的压力将密封装置压靠在基底的表面上。

术语“粘合密封层的外表面”在这里是指粘合密封层的表面,该表面背对防水膜的第二主外表面。

根据一个或多个实施方案,用于使基底防水的方法包含以下步骤:

I')提供至少两个根据本发明的密封装置,

II')在要防水的基底表面上施加密封装置,以使每个密封装置的粘合密封层的外主表面的至少一部分直接与基底表面接触,并使相邻密封装置的边缘重叠形成搭接接头,

III')用足以影响密封装置与基底表面之间以及在重叠区域中的相邻密封装置的边缘之间的粘合剂粘结的压力将密封装置压靠在基底的表面上。

本发明的另一个主题是一种完全粘合的屋顶系统,其包含屋顶基底和根据本发明的密封装置,所述密封装置经由粘合密封层直接粘附到屋顶基底的表面。表述“直接粘附”应理解为是指在粘合密封层和屋顶基底之间不存在其他层。

结合有密封装置的屋顶基底优选地选自绝缘板、盖板和已有的屋顶膜。

根据一个或多个实施方案,防水膜的第二主外表面的至少50%,优选至少75%,最优选至少85%的区域经由粘合密封层粘附到屋顶基底的表面上。根据一个或多个实施方案,阻隔层的第二主外表面的基本上整个区域经由粘合密封层粘附到屋顶基底的表面上。

本发明再一个主题是粘合密封组合物用于提供自愈合屋顶膜的用途,所述自愈合屋顶膜包含具有第一和第二主外表面的防水膜和覆盖防水膜的第二主外表面的至少一部分的粘合密封组合物层,其中粘合密封组合物包含:

a)至少一种弹性体,

b)至少一种在25℃下为液体的聚烯烃树脂,和

c)至少一种惰性矿物填料。

根据一个或多个实施方案,粘合密封组合物的层覆盖防水膜的第二主外表面的至少50%,更优选至少65%,最优选至少75%的区域。

根据一个或多个实施方案,粘合密封组合物为如上所述的本发明的密封装置的第一组合物。

附图详细说明

图1显示了密封装置(1)的横截面,所述密封装置(1)包含防水膜(2)、粘合密封层(3)和覆盖粘合密封层(3)的外主表面的离型膜(4)。在该实施方案中,粘合密封层(3)覆盖了防水膜(2)的第二主外表面的几乎整个面积和离型膜(4)覆盖了背对防水膜(2)的第二主外表面的粘合密封层(3)的几乎整个外主表面。

图2显示了根据图1中展示的密封装置的一个实施方案的密封装置(1)的横截面。在该实施方案中,防水膜(2)包含阻隔层(5)和几乎覆盖阻隔层(5)的第二主表面的整个面积的纤维材料(6)的层,其在该实施方案中形成了防水膜的第二主外表面。

图3显示了包含屋顶基底(7)和密封装置(1)的完全粘合的屋顶系统的横截面,其经由粘合密封剂(3)直接粘合至屋顶基底(7)的表面上。在该实施方案中,防水膜(2)的第二主外表面的几乎整个面积经由粘合密封层(3)粘合到屋顶基底(7)的表面上。此外,防水膜(2)由具有第一和第二主表面的阻隔层组成,其形成了防水膜(2)的第二主外表面。

实施例

表1中所示的原料用于制备用于粘合密封层的示例性组合物。

表1

通过将示例性的粘合密封组合物涂覆在具有约1.5mm涂层厚度的基于TPO的柔性防水膜的背面上来制备密封装置。表2中示出了被测试的粘合密封组合物的成分。粘合密封组合物是通过使用常规的间歇式混合器将各成分彼此混合而制备的,并在升高的温度下被施加到基于TPO的柔性防水膜的背面上。

根据公开的专利申请WO2019/025584A1的“实施例”部分中公开的方法,制备用于提供示例性密封装置的基于TPO的柔性防水膜。基于TPO的柔性防水膜由单个阻隔层组成,其厚度约为0.8mm,并且阻隔层的组成和制备步骤对应于如WO 2019/025584 A1的第33页上的表2中所示的Ex-2的示例性片材的那些。

制备的密封装置的自愈性能是通过在密封装置上打孔后,在40℃的温度下测量密封装置恢复其水密性所需的时间来确定的。

为了测量自愈合性能,将密封装置放置在厚度为约10cm的聚异氰脲酸酯(PIR)板上,粘合密封层面向PIR板表面。随后使用十字螺丝刀在被测密封装置的两层上冲出直径约为5mm的孔。随后将密封装置存储在40℃的温度下以测量自愈时间。根据EN 12691标准测定密封装置的水密性,并且将密封装置恢复其水密性所需的时间长度记录为下表2中所示的“自愈合时间”。

表2

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