САМОКЛЕЯЩЕЕСЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СО СЛОЕМ КЛЕЯЩЕГО ГЕРМЕТИКА
SELF-ADHESIVE SEALING APPARATUS WITH A LAYER OF AN ADHESIVE SEALING AGENT

Область техники
Изобретение относится к области гидроизоляции подземных и надземных строительных сооружений с применением самоклеящихся герметизирующих устройств. В частности, изобретение относится к самоклеящимся кровельным мембранам, которые можно применять для обеспечения полностью склеенных кровельных систем.
Уровень техники
В области строительства полимерные листы, которые часто называют мембранами или панелями, применяют для защиты подземных и надземных сооружений, таких как подвалы, тоннели и плоские и пологие крыши, от проникновения воды. Гидроизоляционные мембраны применяют, например, для предотвращения попадания воды через трещины, которые образуются в структуре бетона вследствие осадки здания, прогиба под нагрузкой или усадки бетона. Кровельные мембраны, применяемые для гидроизоляции плоских и пологих кровельных конструкций, как правило, обеспечены в виде однослойных или многослойных мембранных систем. В однослойной системе основание кровли покрывают кровельной мембраной, состоящей из одного защитного слоя, который может быть механически стабилизирован армирующим слоем, как правило, слоем волокнистого материала. В многослойных системах применяют кровельную мембрану, состоящую из нескольких слоев разных или схожих материалов. Однослойные кровельные мембраны обладают преимуществом, заключающимся в более низких затратах на производство по сравнению с многослойными мембранами, но они также менее устойчивы к механическим повреждениям, вызванным проколами острыми предметами.
Материалы, обычно применяемые в качестве гидроизоляции и кровельных мембран, включают пластмассы, в частности термопластики, такие как пластифицированный поливинилхлорид (p-PVC), термопластичные олефины (TPE-O, TPO), и эластомеры, такие как каучук из этилен-пропилендиенового мономера (EPDM). Мембраны, как правило, доставляют на строительную площадку в виде рулонов, переносят к месту установки, разворачивают и приклеивают к основанию, для которого требуется гидроизоляция. Основание, к которому приклеивают мембрану, может содержать разные материалы в зависимости от места установки. Основание может представлять собой, например, бетонный, металлический или деревянный настил или может включать изоляционную плиту или плиту для повторного покрытия и/или существующую мембрану.
Кровельные мембраны должны быть надежно прикреплены к основанию кровли, чтобы обеспечивать достаточную механическую прочность, позволяющую противостоять сдвиговым усилиям, прилагаемым вследствие высоких ветровых нагрузок. Кровельные системы, как правило, делят на две категории в зависимости от средств, применяемых для крепления кровельной мембраны к основанию кровли. В механически закрепленной кровельной системе кровельная мембрана крепится к основанию кровли при помощи шурупов и/или "заершенных" пластин. Механическое крепление способствует высокопрочному соединению, но обеспечивает прямое крепление к основанию кровли только в тех местах, где механическое крепежное устройство прикрепляет мембрану к поверхности, что делает механически прикрепленные мембраны восприимчивыми к колебаниям. В полностью приклеенных кровельных системах мембрана, как правило, приклеена к основанию кровли опосредованно с применением адгезивной композиции.
Кровельные мембраны могут быть приклеены к основанию кровли разными способами, включая контактное соединение и применение самоклеящихся мембран. При контактном соединении сначала и мембрану, и поверхность основания кровли покрывают контактным клеем на основе растворителя или воды, после чего приводят мембрану в контакт с поверхностью основания. Летучие компоненты контактного клея «испаряются», обеспечивая частично высушенную пленку клея перед приведением мембраны в контакт с основанием. Полностью приклеенная кровельная система также может быть создана с применением самоклеящихся кровельных мембран со слоем клеящей композиции, предварительно нанесенным на одну из внешних поверхностей мембраны. Как правило, предварительно нанесенный клеящий слой покрывают антиадгезионной пленкой для предотвращения преждевременного нежелательного приклеивания и защиты клеящего слоя от влаги, загрязнения и других факторов окружающей среды. Во время применения удаляют антиадгезионную пленку и прикрепляют кровельную мембрану к основанию без использования дополнительных клеев. Кровельные мембраны с предварительно нанесенным клеящим слоем с покрытием антиадгезионной пленки также называют «самоклеящимися мембранами».
Для создания сплошного гидроизоляционного уплотнения на поверхности основания кровли края смежных кровельных мембран накладывают друг на друга с образованием герметизируемых стыков. Затем эти стыки могут быть герметизированы путем приклеивания нижней поверхности перекрывающейся кромки к верхней поверхности другой перекрывающейся кромки или с помощью герметизирующих лент, перекрывающих зазор между верхними поверхностями обеих перекрывающихся кромок. Выбор способа, применяемого для соединения перекрывающихся поверхностей соседних мембран, зависит от типа мембран. В случае мембран, состоящих из термопластичных или несшитых эластомерных материалов, перекрывающиеся части соседних мембран могут быть соединены друг с другом термической сваркой. В случае самоклеящихся мембран на область поблизости от продольных краев мембраны, как правило, клей не наносят, что позволяет соединять перекрывающиеся края термической сваркой. Перекрывающиеся части соседних мембран также можно приклеивать друг к другу с применением клея.
Известные из уровня техники самоклеящиеся однослойные кровельные мембраны, как правило, содержат разделительный слой между защитным слоем и слоем клея для обеспечения достаточной механической стабильности и долговременной совместимости клея и защитного слоя. Наличие дополнительного разделительного слоя увеличивает затраты на производство мембраны. Кроме того, швы между перекрывающимися краями соседних мембран, как правило, герметизируют термической сваркой или с применением специальных герметизирующих лент, и в обоих случаях увеличивается время установки и, в конечном итоге, затраты на установку.
Таким образом, остается потребность в самоклеящемся герметизирующем устройстве, которое могло бы быть произведено с меньшими затратами по сравнению с известными из уровня техники самоклеящимися кровельными мембранами и которое может обеспечивать полностью проклеенные кровельные системы при пониженном времени установки и затратах на установку.
Краткое описание изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение самоклеящегося герметизирующего устройства, которое можно применять для герметизации подземных и наземных сооружений, в частности, оснований кровли, для предотвращения проникновения воды.
Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение самоклеящегося герметизирующего устройства, которое можно применять для обеспечения полностью проклеенных кровельных систем, в которых швы между перекрывающимися краями соседних герметизирующих устройств могут быть адгезивно соединены друг с другом.
Объектом изобретения является герметизирующее устройство, такое как определено по п. 1 формулы изобретения.
Неожиданно было обнаружено, что герметизирующее устройство, содержащее гидроизоляционную мембрану и слой клеящего герметика, имеющее состав, такой как определено по п. 1 формулы изобретения, может решать или по меньшей мере снижать проблемы известных из уровня техники самоклеящихся кровельных мембран. В частности, неожиданно было обнаружено, что указанные герметизирующие устройства могут быть обеспечены без разделительного слоя, расположенного между гидроизоляционной мембраной и слоем клея.
Одно из преимуществ герметизирующего устройства согласно настоящему изобретению заключается в том, что оно может обеспечивать полностью проклеенные кровельные системы с меньшими затратами на производство и установку по сравнению с решениями, известными из уровня техники.
Другое преимущество герметизирующего устройства согласно настоящему изобретению заключается в том, что оно может обеспечивать полностью проклеенные кровельные системы, в которых швы между перекрывающимися краями соседних герметизирующих устройств склеиваются друг с другом с применением того же клея, который применяют для соединения герметизирующего устройства с поверхностью основания кровли.
Еще одно преимущество герметизирующего устройства согласно настоящему изобретению заключается в том, что оно может обеспечивать полностью проклеенные кровельные системы, содержащие электропроводящий слой, который расположен непосредственно под гидроизоляционной мембраной и находится с ней в плотном контакте. Наличие указанного электропроводящего слоя между гидроизоляционной мембраной и поверхностью основания кровли позволяет обнаруживать разрывы электрометрическими способами как высокого, так и низкого напряжения.
Другие аспекты настоящего изобретения предложены в других независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные аспекты изобретения предложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано поперечное сечение герметизирующего устройства (1), содержащего гидроизоляционную мембрану (2), слой клеящего герметика (3) и антиадгезионную пленку (4), покрывающую основную внешнюю поверхность слоя клеящего герметика (3).
На фиг. 2 показано поперечное сечение герметизирующего устройства (1), содержащего гидроизоляционную мембрану (2), слой клеящего герметика (3) и антиадгезионную пленку (4), покрывающую основную внешнюю поверхность слоя клеящего герметика (3), где гидроизоляционная мембрана (2) состоит из защитного слоя (5) и слоя волокнистого материала (6).
На фиг. 3 показано поперечное сечение полностью проклеенной кровельной системы, содержащей основание кровли (7) и герметизирующее устройство (1), состоящее из гидроизоляционной мембраны (2) и слоя клеящего герметика (3), где герметизирующее устройство непосредственно соединено с поверхностью основания кровли (7) слоем клеящего герметика (3).
Подробное описание изобретения
Объектом настоящего изобретения является герметизирующее устройство (1), предпочтительно самоклеящееся герметизирующее устройство, содержащее:
i. Гидроизоляционную мембрану (2), имеющую первую и вторую основные внешние поверхности,
ii. Слой клеящего герметика (3), покрывающий по меньшей мере часть второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны (2), и
iii. Необязательно антиадгезионную пленку (4), где слой клеящего герметика (3) состоит из первой композиции, содержащей:
а) по меньшей мере один эластомер,
b) по меньшей мере один полиолефиновый полимер, который является жидким при 25°C, и
c) по меньшей мере один инертный минеральный наполнитель.
Названия веществ, начинающиеся с «поли-», обозначают вещества, молекулы которых формально содержат две или более функциональных групп, указанных в их названиях. Например, полиол относится к соединению, содержащему по меньшей мере две гидроксильные группы. Простой полиэфир относится к соединению, содержащему по меньшей мере две простые эфирные группы.
Термин «полимер» обозначает совокупность химически однородных макромолекул, полученных в результате полиреакции (полимеризация, полиприсоединение, поликонденсация), где макромолекулы различаются по степени полимеризации, молекулярной массе и длине цепи. Термин также включает производные указанной совокупности макромолекул, полученные в результате полиреакций, то есть соединения, которые получены в реакциях, таких как, например, реакции присоединения или замещения функциональных групп в предварительно определенных макромолекулах, которые могут быть химически однородными или химически неоднородными.
Термин «эластомер» относится к любому полимеру или комбинации полимеров, который(-е) может(-гут) восстанавливаться после больших деформаций и который(-е) может(-гут) быть или фактически модифицирован(-ы) до состояния, в котором он(-и) практически нерастворим(-ы) (но может(-гут) набухать) в кипящем растворителе. Типичные эластомеры могут удлиняться или деформироваться по меньшей мере на 200% относительно первоначального размера под действием приложенной извне силы и по существу возвращаются к исходным размерам, сохраняя лишь небольшую остаточную деформацию (как правило, не более чем примерно 20%) после снятия внешней силы. В настоящем документе термин «эластомер» может использоваться взаимозаменяемой с термином «каучук».
n
Термин «молекулярная масса» относится к молярной массе (г/моль) молекулы или части молекулы, также называемой «фрагментом». Термин «средняя молекулярная масса» относится к среднечисловой молекулярной массе (M) смеси олигомерных или полимерных молекул или фрагментов. Молекулярная масса может быть определена путем гель-проникающей хроматографии.
Термин «температура размягчения» относится к температуре, при которой соединение размягчается до каучукоподобного состояния, или к температуре, при которой плавится кристаллическая часть соединения. Температуру размягчения можно определять способом кольца и шара, проводимым в соответствии со стандартом DIN EN 1238.
пл
пл
Термин «температура плавления» относится к температуре плавления кристаллов (Т), определенной путем дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) способом, таким как определено в стандарте ISO 11357, при скорости нагрева 2°C/мин. Измерения можно проводить на устройстве Mettler Toledo DSC 3+, и значения Т могут быть определены по измеренной кривой ДСК при помощи программного обеспечения ДСК.
ст
ст
Термин «температура стеклования» (Т) обозначает температуру, сверх которой полимерный компонент становится мягким и пластичным, а ниже которой он становится твердым и стекловидным. Температуру стеклования предпочтительно определяют способом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) согласно стандарту ISO 11357 при скорости нагрева 2°C/мин. Измерения можно проводить на устройстве Mettler Toledo DSC 3+, и значения Т могут быть определены по измеренной кривой ДСК при помощи программного обеспечения ДСК.
«Количество или содержание по меньшей мере одного компонента X» в композиции, например, «количество по меньшей мере одного термопластичного полимера» относится к сумме отдельных количеств всех термопластичных полимеров, содержащихся в композиции. Кроме того, в случае если композиция содержит 20 масс. % по меньшей мере одного термопластичного полимера, сумма количеств всех термопластичных полимеров, содержащихся в композиции, составляет 20 масс. %.
Термин «комнатная температура» обозначает температуру 23°C.
Гидроизоляционная мембрана предпочтительно представляет собой листообразный элемент, имеющий первую и вторую основные внешние поверхности. Термин «листообразный элемент» в настоящем документе относится к элементам, имеющим длину и ширину, которые по меньшей мере в 25 раз, предпочтительно по меньшей мере в 50 раз, более предпочтительно по меньшей мере в 150 раз превышают толщину элемента. Термин «основная внешняя поверхность гидроизоляционной мембраны» относится к самым внешним поверхностям гидроизоляционной мембраны. Например, в случае если гидроизоляционная мембрана содержит два защитных слоя, приклеенных друг к другу через расположенные друг напротив друга основные поверхности, наружная внешняя поверхность второго защитного слоя, обращенная по направлению от первого защитного слоя, образует вторую основную внешнюю поверхность гидроизоляционной мембраны, тогда как наружная внешняя поверхность первой гидроизоляционной мембраны, обращенная по направлению от второй гидроизоляционной мембраны, образует первую основную внешнюю поверхность гидроизоляционной мембраны.
Предпочтительно слой клеящего герметика должен покрывать по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 65%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 75% площади второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны. Кроме того, слой клеящего герметика и гидроизоляционная мембрана предпочтительно должны иметь по существу одинаковую ширину и длину, и слой клеящего герметика должен покрывать по существу всю площадь второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны. Под термином «по существу вся площадь» понимают по меньшей мере 85%, предпочтительно по меньшей мере 90%, более предпочтительно по меньшей мере 95%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 97,5% площади второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны. Кроме того, например, по техническим причинам, касающимся производства, узкие сегменты на второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны поблизости от продольных краев, имеющие ширину 1-2 мм, предпочтительно не должны содержать слой клеящего герметика.
Предпочтительно слой клеящего герметика имеет форму сплошного слоя, состоящего из первой композиции. Термин «сплошной слой» в настоящем документе относится к слоям, состоящим из одной области, покрытой соответствующей композицией. В противоположность этому, «прерывистый слой» рассматривают как состоящий из более чем одной области, покрытой соответствующей композицией, причем указанные области не соединены друг с другом с образованием единого сплошного слоя.
Предпочтительно, гидроизоляционная мембрана содержит защитный слой, имеющий первую и вторую основные поверхности. Термин «основная поверхность» относится к плоским поверхностям слоя, определяющим толщину указанного слоя между ними.
Защитный слой и слой клеящего герметика могут быть соединены друг с другом напрямую или опосредованно по меньшей мере через часть их расположенных друг напротив друга поверхностей. Следует понимать, что выражение «соединен напрямую» в контексте настоящего изобретения означает, что между слоями отсутствует какой-либо дополнительный слой или вещество, и что расположенные друг напротив друга поверхности слоев напрямую соединены друг с другом или приклеены друг к другу. В переходной зоне между двумя слоями материалы слоев также могут быть перемешаны друг с другом. Защитный слой и слой клеящего герметика могут быть соединены друг с другом опосредованно, например, соединительным слоем, таким как слой клея или слой волокнистого материала, или их комбинацией. В случае пористого соединительного слоя, такого как ткань редкого плетения, часть слоя клеящего герметика может быть соединена с защитным слоем напрямую, а часть может быть соединена опосредованно.
Состав защитного слоя не ограничен каким-либо конкретным образом. Тем не менее, состав защитного слоя следует выбирать таким образом, чтобы герметизирующее устройство удовлетворяло общим требованиям к кровельным мембранам, применяемым для обеспечения полностью проклеенных кровельных систем, в частности, общим требованиям, таким как определено в стандарте DIN 20000-201:2015-08.
Например, состав защитного слоя предпочтительно выбирают таким образом, чтобы герметизирующее устройство имело ударную прочность, измеренную согласно стандарту EN 12691: 2005, в диапазоне 200-1500 мм и/или прочность на разрыв в продольном и поперечном направлении, измеренную при температуре 23°C согласно стандарту DIN ISO 527-3, по меньшей мере 5 МПа и/или удлинение при разрыве в продольном и поперечном направлении, измеренное при температуре 23°C согласно стандарту DIN ISO 527-3, по меньшей мере 300% и/или водостойкость, измеренную согласно стандарту EN 1928 B, 0,6 бар в течение 24 часов и/или максимальное сопротивление разрыву, измеренное согласно стандарту EN 12310-2, по меньшей мере 100 Н.
Согласно одному или более вариантам реализации защитный слой состоит из второй композиции, содержащей по меньшей мере один термопластичный полимер, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из сополимера этилена - винилацетата (EVA), сополимеров этилена - сложного эфира акриловой кислоты, сополимеров этилена - α-олефина, сополимеров этилена - пропилена, сополимеров пропилена, полипропилена (ПП), полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), полистирола (ПС), полиамидов (ПА), хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ), этиленпропилендиенового каучука (EPDM) и полиизобутилена (ПИБ). Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере один термопластичный полимер выбран из группы, состоящей из полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, полиэтилена высокой плотности, сополимера этилена - винилацетата (EVA), сополимеров этилена - сложного эфира акриловой кислоты, сополимеров этилена - α-олефина, сополимеров этилена - пропилена, сополимеров пропилена и полипропилена (ПП).
Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере один термопластичный полимер включает по меньшей мере один термопластичный полиолефин (TPO). Следует понимать, что выражение «по меньшей мере один термопластичный полимер включает по меньшей мере один термопластичный полиолефин» означает, что защитный слой содержит один или более термопластичных полиолефинов в качестве примера(-ов) по меньшей мере одного термопластичного полимера.
Термопластичные полиолефины (TPO), которые также называют термопластичными олефиновыми эластомерами (TPE-O), представляют собой гетерофазные полиолефиновые композиции, содержащие высококристаллический основной полиолефин и низкокристаллический или аморфный полиолефиновый модификатор. По своей морфологии гетерофазная структура состоит из матричной фазы, состоящей, главным образом, из основного полиолефина, и диспергированной фазы, состоящей, главным образом, из полиолефинового модификатора. Коммерчески доступные TPO включают реакторные смеси основного полиолефина и полиолефинового модификатора, также называемые «TPO in-situ» или «ударопрочные сополимеры in-situ (ICP)», а также физические смеси вышеуказанных компонентов. В случае TPO по типу реакторной смеси компоненты, как правило, получают в процессе последовательной полимеризации, где компоненты матричной фазы получают в первом реакторе и переносят во второй реактор, в котором получают компоненты диспергированной фазы, которые встраиваются в виде доменов в матричную фазу. TPO по типу физической смеси получают смешением в расплаве основного полиолефина с полиолефиновым модификатором, каждый из которых был получен по отдельности перед смешением компонентов.
TPO по типу реакторной смеси, содержащие полипропилен в качестве основного полимера, часто называют «гетерофазными пропиленовыми сополимерами», тогда как TPO по типу реакторной смеси, содержащие полипропиленовый статистический сополимер в качестве основного полимера, часто называют «гетерофазными статистическими пропиленовыми сополимерами». В зависимости от количества полиолефинового модификатора коммерчески доступные гетерофазные пропиленовые сополимеры, как правило, характеризуют как полипропиленовые «ударопрочные сополимеры in-situ» (ICP), или «реакторные TPO», или «мягкие TPO». Основное различие между указанными типами TPO заключается в том, что количество полиолефинового модификатора в ICP, как правило, ниже чем в реакторных TPO и мягких TPO, например, составляет не более 40 масс. %, в частности, не более 35 масс. %. Следовательно, для типичных ICP наблюдается тенденция к снижению содержания веществ, растворимых в холодном ксилоле (XCS), определенного согласно стандарту ISO 16152 2005, а также к повышению модуля упругости при изгибе, определенного согласно стандарту ISO 178:2010, по сравнению с реакторными TPO и мягкими TPO.
Подходящие TPO коммерчески доступны, например, под торговыми марками Hifax, Adflex и Adsyl (все производства Lyondell Basell), такими как Hifax CA 10A, Hifax CA 12A и Hifax CA 212 A, и под торговыми марками. название Borsoft (производства Borealis Polymers), такими как Borsoft SD233 CF.
По меньшей мере один термопластичный полимер предпочтительно может присутствовать во второй композиции в количестве по меньшей мере 15 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 25 масс. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 35 масс. % в пересчете на общую массу второй композиции. Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере один термопластичный полимер присутствует во второй композиции в количестве по меньшей мере 50 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 60 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 70 масс. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 85 масс. % в пересчете на общую массу второй композиции.
Защитный слой может содержать, помимо по меньшей мере одного термопластичного полимера, вспомогательные компоненты, например, УФ- и термостабилизаторы, антиокислители, пластификаторы, огнеупорные материалы, наполнители, красители, пигменты, такие как диоксид титана и сажа, матирующие материалы, антистатики, модификаторы ударной вязкости, биоциды и технологические добавки, такие как смазывающие материалы, материалы, снижающие трение, материалы, препятствующие слипанию, и добавки, облегчающие удаление из формы. Общее количество указанных вспомогательных компонентов предпочтительно составляет не более 45 масс. %, более предпочтительно не более 35 масс. %, наиболее предпочтительно не более 25 масс. % в пересчете на общую массу второй композиции.
Гидроизоляционная мембрана предпочтительно может дополнительно содержать верхнее покрытие, нанесенное по меньшей мере на часть первой основной поверхности защитного слоя, обращенную по направлению от слоя клеящего герметика. Верхнее покрытие может содержать поглотители УФ-излучения и/или термостабилизаторы для защиты защитного слоя от разрушающего воздействия солнечного света. Верхнее покрытие также может содержать цветные пигменты для придания желаемого цвета защитному слою.
Толщина защитного слоя не ограничена каким-либо конкретным образом. Защитный слой предпочтительно может иметь толщину, определенную способом, таким как определено в стандарте DIN EN 1849-2, 0,2-5,0 мм, предпочтительно 0,4-2,5 мм, еще более предпочтительно 0,5-2,0 мм, наиболее предпочтительно 0,5-1,5 мм.
Согласно одному или более вариантам реализации гидроизоляционная мембрана дополнительно содержит слой волокнистого материала, покрывающий по меньшей мере часть второй основной поверхности защитного слоя, т.е. расположенный между защитным слоем и слоем клеящего герметика. Слой волокнистого материала можно применять для обеспечения механической стабильности защитного слоя при воздействии на герметизирующее устройство в изменяющихся условиях окружающей среды, в частности, при больших колебаниях температуры. В указанных вариантах реализации наружная внешняя поверхность слоя волокнистого материала, обращенная по направлению от защитного слоя, предпочтительно образует вторую основную внешнюю поверхность гидроизоляционной мембраны.
Термин «волокнистый материал» в настоящем документе обозначает материалы, состоящие из волокон, содержащих или состоящих, например, из органических, неорганических или синтетических органических материалов. Примеры органических волокон включают, например, целлюлозные волокна, хлопковые волокна и белковые волокна. Особенно подходящие синтетические органические материалы включают, например, сложный полиэфир, гомополимеры и сополимеры этилена и/или пропилена, вискозу, нейлон и полиамиды. Также подходят волокнистые материалы, состоящие из неорганических волокон, в частности, материалы, состоящие из металлических волокон или минеральных волокон, такие как стекловолокно, арамидное волокно, волластонитовое волокно и углеродное волокно. Также могут подходить неорганические волокна с поверхностью, обработанной, например, силанами. Волокнистый материал может содержать короткие волокна, длинные волокна, пряденные волокна (пучки) или нити. Волокна могут представлять собой выровненные или вытянутые волокна. Волокнистый материал также предпочтительно может состоять из разных типов волокон с точки зрения как геометрии, так и состава.
Предпочтительно слой волокнистого материала выбран из группы, состоящей из нетканых полотен, тканых полотен и нетканых сеток.
Термин «нетканое полотно» в настоящем документе обозначает материалы, состоящие из волокон, которые соединены с использованием химических, механических или термических связывающих средств и которые не являются ни ткаными, ни вязаными. Нетканые полотна могут быть изготовлены, например, способом прочесывания или иглопробивки, при котором волокна механически переплетают для получения нетканого полотна. При химическом соединении химические связывающие вещества, такие как клеящие материалы, применяют для удерживания волокон в нетканом полотне.
Термин «нетканая сетка» обозначает в настоящем документе сетчатые нетканые изделия, состоящие из пучков, которые наложены друг на друга и химические соединены друг с другом. Типичные материалы для нетканых сеток включают металлы, стекловолокно и пластмассы, в частности, сложный полиэфир, полипропилен, полиэтилен и полиэтилентерефталат (ПЭТ).
2
2
2
2
2
2
Согласно одному или более вариантам реализации слой волокнистого материала представляет собой нетканое полотно, предпочтительно нетканое полотно, имеющее массу на единицу площади не более 200 г/м, более предпочтительно не более 150 г/м. Такие нетканые полотна обеспечивают частичное проникновение слоя клеящего герметика в слой волокнистого материала и образование клеевого соединения с защитным слоем. Согласно одному или более вариантам реализации слой волокнистого материала представляет собой нетканое полотно, имеющее массу на единицу площади 15-150 г/м, предпочтительно 25-100 г/м, более предпочтительно 35-75 г/м, наиболее предпочтительно 45-65 г/м.
Предпочтительно нетканое полотно содержит синтетические органические и/или неорганические волокна. Подходящие синтетические органические волокна для нетканого полотна включают, например, сложные полиэфирные волокна, полипропиленовые волокна, полиэтиленовые волокна, нейлоновые волокна и полиамидные волокна. Подходящие неорганические волокна для нетканого полотна включают, например, стекловолокно, арамидные волокна, волластонитовые волокна и углеродные волокна.
Согласно одному или более вариантам реализации нетканое полотно состоит из синтетических органических волокон, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из сложных полиэфирных волокон, полипропиленовых волокон, полиэтиленовых волокон, нейлоновых волокон и полиамидных волокон. Согласно одному или более дополнительным вариантам реализации нетканое полотно состоит из неорганических волокон, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из стекловолокна, арамидных волокон, волластонитовых волокон и углеродных волокон, более предпочтительно стекловолокна.
Слой волокнистого материала предпочтительно может покрывать по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 65%, наиболее предпочтительно 75% площади второй основной поверхности защитного слоя. Согласно одному или более вариантам реализации слой волокнистого материала покрывает по существу всю площадь второй основной поверхности защитного слоя. Кроме того, например, по техническим причинам, касающимся производства, узкие сегменты поблизости от продольных краев защитного слоя, имеющие ширину 1-2 мм, предпочтительно не должны содержать слой волокнистого материала.
Слой волокнистого материала может быть напрямую или опосредованно соединен со второй основной поверхностью защитного слоя. Лежащие друг напротив друга поверхности защитного слоя и слоя волокнистого материала могут быть соединены друг с другом напрямую, например, путем термического соединения, или опосредованно, например, через слой клея.
Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере часть поверхности слоя волокнистого материала напрямую соединена со второй основной поверхностью защитного слоя путем термического соединения. Кроме того, слой волокнистого материала предпочтительно может быть частично встроен в защитный слой. Под выражением «частично встроен» понимают, что часть волокон, содержащихся в слое волокнистого материала, встроены в защитный слой, т.е. покрыты матрицей защитного слоя, тогда как другая часть волокон не встроена в защитный слой.
Согласно одному или более дополнительным вариантам реализации по меньшей мере часть поверхности слоя волокнистого материала опосредованно соединена со второй основной поверхностью защитного слоя через слой клея. Тип клея, применяемого для соединения слоя волокнистого материала и защитного слоя, не ограничен каким-либо конкретным образом. Подходящие клеи включают, например, реактивные 1- и 2-компонентные клеи, термоплавкие клеи и клеи на основе растворителей и воды.
Гидроизоляционная мембрана может дополнительно содержать армирующий слой, который полностью встроен в защитный слой. Тем не менее, допускается, что гидроизоляционная мембрана может не содержать каких-либо армирующих слоев, которые полностью встроены в защитный слой, и этот вариант является даже более предпочтительным. Под выражением «полностью встроенный» понимают, что армирующий слой полностью покрыт матрицей защитного слоя.
Тип армирующего слоя, если его применяют, не ограничен каким-либо конкретным образом. Например, можно применять армирующие слои, обычно используемые для улучшения размерной стабильности термопластичных кровельных мембран. Предпочтительные армирующие слои включают нетканые полотна, тканые полотна и нетканые сетки, и их комбинации.
Гидроизоляционная мембрана может представлять собой одно- или многослойную мембрану. Термин «однослойная мембрана» обозначает в настоящем документе мембраны, содержащие один защитный слой, а термин «многослойная кровельная мембрана» относится к мембранам, содержащим более одного защитного слоя, которые имеют схожие или разные составы. Одно- и многослойные мембраны известны специалистам в данной области техники, и они могут быть получены любыми традиционными способами, такими как экструзия или совместная экструзии, каландрирование или шпредирование. Согласно одному или более вариантам реализации гидроизоляционная мембрана представляет собой однослойную мембрану, содержащую ровно один защитный слой.
Согласно одному или более дополнительным вариантам реализации гидроизоляционная мембрана представляет собой многослойную мембрану, содержащую по меньшей мере два защитных слоя. В указанных вариантах реализации гидроизоляционная мембрана дополнительно содержит второй защитный слой, имеющий первую и вторую основные поверхности, где вторая основная поверхность второго защитного слоя напрямую или опосредованно приклеена по меньшей мере к части первой основной поверхности защитного слоя.
Согласно одному или более вариантам реализации второй защитный слой состоит из третьей композиции, содержащей по меньшей мере один термопластичный полимер, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из сополимера этилена - винилацетата (EVA), сополимеров этилена - сложного эфира акриловой кислоты, сополимеров этилена - α-олефина, сополимеров этилена - пропилена, сополимеров пропилена, полипропилена (ПП), полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), полистирола (ПС), полиамидов (ПА), хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ), этиленпропилендиенового каучука (EPDM) и полиизобутилена (ПИБ).
Второй защитный слой может дополнительно содержать армирующий слой, который полностью встроен во второй защитный слой. Тем не менее, допускается, что второй защитный слой может не содержать каких-либо армирующих слоев, которые полностью встроены во второй защитный слой, и этот вариант является даже более предпочтительным.
Согласно одному или более вариантам реализации герметизирующее устройство дополнительно содержит антиадгезионную пленку, покрывающую по меньшей мере часть внешней основной поверхности слоя клеящего герметика, обращенную по направлению от второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны. Предпочтительно слой клеящего герметика и антиадгезионная пленка напрямую соединены друг с другом по меньшей мере на части расположенных друг напротив друга основных поверхностей. Антиадгезионную пленку можно применять для предотвращения преждевременного нежелательного приклеивания и защиты слоя клеящего герметика от влаги, загрязнения и других факторов окружающей среды. В случае, если герметизирующее устройство обеспечено в виде рулонов, антиадгезионная пленка обеспечивает легкость разматывания без налипания клеящего герметика на заднюю сторону герметизирующего устройства. Антиадгезионная пленка может быть нарезана на несколько фрагментов для того, чтобы пленку можно было удалять со слоя клеящего герметика по частям.
Подходящие материалы для антиадгезионной пленки включают крафт-бумагу, бумагу с полиэтиленовым покрытием, бумагу с силиконовым покрытием, а также полимерные пленки, например полиэтиленовые, полипропиленовые и сложные полиэфирные пленки с покрытием полимерных антиадгезионных агентов, выбранных из силикона, сополимера силикона и мочевины, уретанов, восков и длинноцепочечных алкилакрилатных антиадгезионных агентов.
Слой клеящего герметика, применяемый в настоящем изобретении, состоит из первой композиции, содержащей:
а) по меньшей мере один эластомер,
b) по меньшей мере один полиолефиновый полимер, который является жидким при 25°C, и
c) по меньшей мере один инертный минеральный наполнитель.
Тип по меньшей мере одного эластомера, содержащегося в композиции клеящего герметика, не ограничен каким-либо конкретным образом. Предпочтительно, по меньшей мере один эластомер выбран из группы, состоящей из этилен-пропиленового каучука (EPR), бутилового каучука, галогенированного бутилового каучука, этилен-пропилендиенового каучука (EPDM), натурального каучука, хлоропренового каучука, синтетического 1,4-цис-полиизопрена, полибутадиена, сополимера стирола-бутадиена, сополимера изопрена-бутадиена, стирол-изопрен-бутадиенового каучука, сополимера метилметакрилата-бутадиена, сополимера метилметакрилата-изопрена, сополимера акрилонитрила-изопрена и сополимера акрилонитрила-бутадиена. Термин «этилен-пропиленовый каучук (EPR)» обозначает в настоящем документе эластомерные сополимеры этилена и пропилена, при этом термин «этилен-пропилендиеновый (EPDM) каучук» относится к эластомерным терполимерам, содержащим 15-70 масс. %, предпочтительно 20-45. масс. % пропилена, 20-80 масс. % этилена и 2-15 масс. % диена, например 1,4-гексадиена, норборнадиена, этилиден-норборнена, дициклопентадиена, бутадиена или изопрена.
Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере один эластомер выбран из группы, состоящей из этилен-пропиленового каучука (EPR), бутилового каучука, синтетического 1,4-цис-полиизопрена, полибутадиена, сополимера стирола-бутадиена, сополимера изопрена-бутадиена, стирол-изопрен-бутадиенового каучука, сополимера метилметакрилата-бутадиена, сополимера метилметакрилата-изопрена, сополимера акрилонитрила-изопрена и сополимера акрилонитрила-бутадиена, предпочтительно из группы, состоящей из этилен-пропиленового каучука (EPR), бутилового каучука, синтетического 1,4-цис-полиизопрена, полибутадиена, сополимера стирола-бутадиена, сополимера изопрена-бутадиена и стирол-изопрен-бутадиенового каучука, более предпочтительно из группы, состоящей из этилен-пропиленового каучука (EPR), бутилового каучука, синтетического 1,4-цис-полиизопрена и полибутадиена.
Кроме того, по меньшей мере один эластомер предпочтительно не должен быть химически сшитым. Под термином «химически сшитый» понимают, что полимерные цепи, образующие эластомер, связаны друг с другом совокупностью ковалентных связей, которые являются механически и термически стабильными.
Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере один эластомер присутствует в первой композиции в количестве 1-30 масс. %, предпочтительно 5-25 масс. %, более предпочтительно 10-25 масс. %, еще более предпочтительно 15-25 масс. %, еще более предпочтительно 17,5-25 масс. % в пересчете на общую массу первой композиции.
Было обнаружено, что слои клеящего герметика, содержащие по меньшей мере один эластомер в количестве в пределах указанных выше диапазонов, позволяют обеспечивать герметизирующее устройство с эффектом самовосстановления. Термин «эффект самовосстановления» относится к способности герметизирующего устройства восстанавливать свою водонепроницаемость после механических повреждений, приводящих к потере целостности герметизирующего устройства. В зависимости от области применения герметизирующего устройства указанные повреждения могут возникать, например, на этапах строительства или проверки кровельной системы или в результате попадания града. Даже небольшой разрыв гидроизоляционной мембраны может приводить к попаданию значительного количества воды через герметизирующее устройство и последующему повреждению основания, такого как строительная конструкция, покрытая герметизирующим устройством. Было обнаружено, что герметизирующее устройство согласно настоящему изобретению может восстанавливать свою водонепроницаемость после механического повреждения благодаря специфическому составу слоя клеящего герметика. Кроме того, было обнаружено, что разрывы и отверстия в гидроизоляционной мембране герметизируются в течение менее чем 50 часов после повреждения мембраны в случае, если количество по меньшей мере одного эластомера в слое клеящего герметика находится в пределах указанных выше диапазонов.
4
n
Предпочтительно, по меньшей мере один жидкий при 25°C полиолефиновый полимер выбран из группы, состоящей из жидких при 25°C полибутена и полиизобутилена. Термин «жидкий при 25°C полибутен» относится в настоящем документе к низкомолекулярным олефиновым олигомерам, содержащим изобутилен и/или 1-бутен, и/или 2-бутен. Отношение C-олефиновых изомеров может быть разным в зависимости от производителя и класса. Если в качестве C4-олефина применяют исключительно 1-бутен, то материал называют «поли-н-бутеном» или «PNB». Термин «жидкий при 25°C полиизобутилен» относится к настоящем документе в низкомолекулярным полиолефинам и олефиновым олигомерам изобутилена, предпочтительно содержащим по меньшей мере 75%, более предпочтительно по меньшей мере 85% повторяющихся звеньев изобутилена. Особенно подходящие жидкие при 25°C полибутены и полиизобутилены имеют среднюю молекулярную массу (M) не более 15000 г/моль, предпочтительно не более 5000 г/моль, еще более предпочтительно не более 3000 г/моль, еще более предпочтительно не более 2500 г/моль, например, не более 1000 г/моль.
Подходящие коммерчески доступные жидкие при 25°C полибутены и полиизобутилены включают, например, Indopol H-300, Indopol H-1200 и Indopol H-1500 (производства Ineos); Glissopal V230, Glissopal V500, Glissopal V700 и Glissopal V1500 (производства BASF); Dynapak poly 230 (производства Univar GmbH, Германия); и Daelim PB 950 (производства Daelim Industrial).
n
w
n
Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере один жидкий при 25°C полиолефиновый полимер представляет собой жидкий при 25°C полиизобутилен, предпочтительно имеющий среднюю молекулярную массу (M) не более 5000 г/моль, более предпочтительно не более 3000 г/моль, еще более предпочтительно не более 2500 г/моль, и/или коэффициент полидисперсности (M/M), определенный путем ГПХ, не более 5, предпочтительно в диапазоне 0,5-5.0, более предпочтительно 1,0-4,5, еще более предпочтительно 1,0-3,5, еще более предпочтительно 1,25-2,5.
Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере один жидкий при 25°C полиолефиновый полимер присутствует в первой композиции в количестве 10-60 масс. %, предпочтительно 15-50 масс. %, более предпочтительно 25-50 масс. %, еще более предпочтительно 30-45 масс. %, в пересчете на общую массу первой композиции.
Термин «инертный минеральный наполнитель» обозначает в настоящем документе минеральные наполнители, которые, в отличие от минеральных связующих материалов, не вступают в реакцию гидратации в присутствии воды.
Предпочтительно, по меньшей мере один инертный минеральный наполнитель выбран из группы, состоящей из песка, гранита, карбоната кальция, глины, вспученной глины, диатомитовой земли, пемзы, слюды, каолина, талька, доломита, ксонотлита, перлита, вермикулита, волластонита, барита, карбоната магния, гидроксида кальция, алюминатов кальция, диоксида кремния, коллоидного диоксида кремния, плавленого диоксида кремния, аэрогелей, стеклянной дроби, полых стеклянных сфер, керамических сфер, боксита, измельченного бетона и цеолитов.
2
Термин «песок» относится в настоящем документе к минеральным обломочным отложениям (обломочным горным породам), которые представляют собой рыхлые конгломераты (рыхлые отложения) круглых или угловатых мелких зерен, которые были отделены от исходной зернистой структуры в результате механической и химической деградации и перенесены места отложения, где указанные отложения имеют содержание SiO более 50 масс. %, в частности, более 75 масс. %, особенно предпочтительно более 85 масс. %. Термин «карбонат кальция» в отношении инертного минерального наполнителя в настоящем документе относится к кальцитовым наполнителям, полученным из мела, известняка или мрамора измельчением и/или осаждением.
Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере один инертный минеральный наполнитель присутствует в первой композиции в количестве 5-60 масс. %, предпочтительно 25-55 масс. %, более предпочтительно 35-45 масс. % в пересчете на общую массу первой композиции.
Согласно одному или более вариантам реализации первая композиция содержит менее 20 масс. %, более предпочтительно менее 15 масс. %, еще более предпочтительно менее 10 масс. %, наиболее предпочтительно менее 5 масс. % набухающих в воде минеральным наполнителей в пересчете на общую массу первой композиции. Термин «набухающий в воде минеральный наполнитель» относится в настоящем документе к минеральным наполнителям, которые могут набухать при контакте с водой, т.е. к минеральным наполнителям, которые набухают в присутствии воды. Примеры набухающих в воде минеральных наполнителей включают, в частности, набухающие в воде глины, такие как монтмориллонитовые глины, например, монтмориллонит кальция, монтмориллонит натрия, бентонит кальция и бентонит натрия.
Глины, в общем случае, представляют собой слоистые водные филлосиликаты алюминия, содержащие кристаллическую структуру, состоящую из октаэдрического слоя Al-OH или Fe-OH, или Mg-OH, расположенного между двумя тетраэдрическими слоями Si-O, и обменных межслойных катионов. Природа обменных межслойных катионов определяет характеристики глины. В случае набухающей в воде глины обменные катионы могут гидратироваться при контакте глины с водой. Когда обменные катионы гидратируются, и молекулы воды могут проникать в пространство между слоями структуры, расстояние и объем между двумя слоями увеличиваются, что приводит к набуханию глины.
Согласно одному или более вариантам реализации первая композиция содержит менее 20 масс. %, предпочтительно менее 15 масс. %, более предпочтительно менее 10 масс. %, еще более предпочтительно менее 5 масс. %, еще более предпочтительно менее 2,5 масс. % монтмориллонитовых глин, выбранных из группы, состоящей из бентонита кальция и бентонита натрия, в пересчете на общую массу первой композиции. Согласно одному или более дополнительным вариантам реализации первая композиция содержит менее 20 масс. %, предпочтительно менее 15 масс. %, более предпочтительно менее 10 масс. %, еще более предпочтительно менее 5 масс. %, еще более предпочтительно менее 2,5 масс. % монтмориллонитовых глин, выбранных из группы, состоящей из монтмориллонита кальция, монтмориллонита натрия, бентонита кальция и бентонита натрия, в пересчете на общую массу первой композиции.
Согласно одному или более дополнительным вариантам реализации первая композиция по существу не содержит набухающие в воде глины. Под термином «по существу не содержит» понимают, что количество набухающих в воде глин составляет на более 2,5 масс. %, предпочтительно не более 1,5 масс. %, более предпочтительно не более 1,0 масс. %, еще более предпочтительно 0,5 масс. % в пересчете на общую массу первой композиции. Согласно одному или более вариантам реализации первая композиция по существу не содержит монтмориллонитовые глины, выбранные из группы, состоящей из бентонита кальция и бентонита натрия, предпочтительно выбранные из группы, состоящей из монтмориллонита кальция, монтмориллонита натрия, бентонита кальция и бентонита натрия.
ст
Первая композиция может дополнительно содержать по меньшей мере одну углеводородную смолу. Подходящие углеводородные смолы для применения в слое клеящего герметика включают синтетические смолы, натуральные смолы и химически модифицированные натуральные смолы. Предпочтительно по меньшей мере одна углеводородная смола имеет температуру размягчения, измеренную способом кольца и шара согласно DIN EN 1238 в диапазоне 65-200°C, более предпочтительно 75-160°C, еще более предпочтительно 75-150°C, наиболее предпочтительно 85-140°C, и/или температуру стеклования (Т), определенную путем дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) согласно стандарту ISO 11357 при скорости нагрева 2°C/мин, 0°C или более, более предпочтительно 15°C или более, еще более предпочтительно 30°C или более, еще более предпочтительно 45°C или более.
По меньшей мере одна углеводородная смола предпочтительно может присутствовать в первой композиции в количестве не более чем 20 масс. %, более предпочтительно не более чем 15 масс. % в пересчете на общую массу первой композиции. Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере одна углеводородная смола присутствует в первой композиции в количестве 0,5-20 масс. %, предпочтительно 1-15 масс. %, более предпочтительно 1-10 масс. %, еще более предпочтительно 1-7,5 масс. % в пересчете на общую массу первой композиции.
Примеры подходящих натуральных смол и химически модифицированных натуральных смол включают канифоли, сложные эфиры канифоли, модифицированные фенолом сложные эфиры канифоли и терпеновые смолы. Следует понимать, что термин «канифоль» включает живичную канифоль, древесную канифоль, канифоль таллового масла, перегнанную канифоль и модифицированные канифоли, например димеризованные, гидрированные, малеинизированные и/или полимеризованные формы любой из указанных канифолей.
Подходящие терпеновые смолы включают сополимеры и терполимеры природных терпенов, такие как стирол/терпеновые и альфа-метилстирол/терпеновые смолы; политерпеновые смолы, получаемые полимеризацией терпеновых углеводородов, таких как бициклический монотерпен, называемый пиненом, в присутствии катализаторов Фриделя-Крафтса при умеренно низких температурах; гидрированные политерпеновые смолы; и модифицированные фенолом терпеновые смолы, включая их гидрированные производные.
4
5
6
8
9
10
Термин «синтетическая смола» относится в настоящем документе к соединениям, полученным в результате контролируемых химических реакций, таких как полиприсоединение или поликонденсация с применением точно определенных реагентов, которые сами по себе не обладают характеристиками смол. Мономеры, которые могут быть полимеризованы для синтеза синтетических смол, могут включать алифатический мономер, циклоалифатический мономер, ароматический мономер и их смеси. Алифатические мономеры могут включать C, C и C парафины, олефины и сопряженные диолефины. Примеры алифатических мономеров или циклоалифатических мономеров включают бутадиен, изобутилен, 1,3-пентадиен, 1,4-пентадиен, циклопентан, 1-пентен, 2-пентен, 2-метил-1-пентен, 2-метил-2-бутен, 2-метил-2-пентен, изопрен, циклогексан, 1,3-гексадиен, 1,4-гексадиен, циклопентадиен и дициклопентадиен. Ароматические мономеры могут включать C, C и C ароматические мономеры, такие как стирол, индол, производные стирола, производные индола, кумарон и их комбинации.
n
ст
В частности, подходящие синтетические смолы включают синтетические углеводородные смолы, полученные полимеризацией смесей ненасыщенных мономеров, которые получают в качестве побочных продуктов крекинга жидких углеводородов природного газа, газойля или нафты. Синтетические углеводородные смолы, полученные из сырья на нефтяной основе, называют в настоящем документе «нефтяными углеводородными смолами». Они также включают чистые мономерные ароматические смолы, которые получают полимеризацией ароматического мономерного сырья, очищенного для удаления окрашивающих примесей и для точного контролирования состава продукта. Нефтяные углеводородные смолы, как правило, имеют относительно низкую среднюю молекулярную массу (M), например, в диапазоне 250-5000 г/моль, и температуру стеклования (Т) более 0°C, предпочтительно составляющую 15°C или более, более предпочтительно составляющую 30°C или более.
По меньшей мере одна углеводородная смола предпочтительно может представлять собой нефтяную углеводородную смолу, предпочтительно выбранную из группы, состоящей из C5 алифатических нефтяных углеводородных смол, смешанных C5/C9 алифатических/ароматических нефтяных углеводородных смол, модифицированных ароматическими группами C5 алифатических нефтяных углеводородных смол, циклоалифатических нефтяных углеводородных смол, смешанных C5 алифатических/циклоалифатических нефтяных углеводородных смол, смешанных C9 ароматических/циклоалифатических нефтяных углеводородных смол, смешанных C5 алифатических/циклоалифатических/C9 ароматических нефтяных углеводородных смол, модифицированных ароматическими группами циклоалифатических нефтяных углеводородных смол и C9 ароматических нефтяных углеводородных смол, а также гидрированных форм указанных выше смол. Обозначения «С5» и «С9» указывают на то, что мономеры, из которых получены смолы, представляют собой преимущественно углеводороды, содержащие 4-6 и 8-10 атомов углерода, соответственно. Термин «гидрированный» включает полностью, по существу и по меньшей мере частично гидрированные смолы. Частично гидрированные смолы могут иметь степень гидрирования, например, 50%, 70% или 90%. Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере одна углеводородная смола представляет собой алифатическую C5/C9 нефтяную углеводородную смолу.
Согласно одному или более вариантам реализации первая композиция содержит:
a) 1-30 масс. %, предпочтительно 5-25 масс. %, более предпочтительно 10-25 масс. %, еще более предпочтительно 15-25 масс. %, еще более предпочтительно 17,5-25 масс. % по меньшей мере одного эластомера, предпочтительно выбранного из группы, состоящей из этилен-пропиленового каучука (EPR), бутилового каучука, синтетического 1,4-цис-полиизопрена, полибутадиена, сополимера стирола-бутадиена, сополимера изопрена-бутадиена и стирол-изопрен-бутадиенового каучука, более предпочтительно выбранного из группы, состоящей из этилен-пропиленового каучука (EPR), бутилового каучука, синтетического 1,4-цис-полиизопрена и полибутадиена,
n
b) 10-50 масс. %, предпочтительно 15-50 масс. %, более предпочтительно 25-50 масс. %, еще более предпочтительно 30-45 масс. % по меньшей мере одного жидкого при 25°C полиолефинового полимера, предпочтительно жидкого при 25°C полиизобутилена, предпочтительно имеющего среднюю молекулярную массу (M) не более чем 5000 г/моль, более предпочтительно не более чем 3000 г/моль, еще более предпочтительно не более чем 2500 г/моль, и/или коэффициент полидисперсности (Mw/Mn), определенный путем ГПХ, не более чем 5, предпочтительно в диапазоне 0,5-5,0, более предпочтительно 1,0-4,5, еще более предпочтительно 1,0-3,5, еще более предпочтительно 1,25-2,5, и
c) 5-60 масс. %, предпочтительно 25-55 масс. %, более предпочтительно 35-45 масс. % по меньшей мере одного инертного минерального наполнителя, предпочтительно выбранного из группы, состоящей из песка, гранита, карбоната кальция, глины, вспученной глины, диатомитовой земли, пемзы, слюды, каолина, талька, доломита, ксонотлита, перлита, вермикулита, волластонита, барита, карбоната магния, гидроксида кальция, алюминатов кальция, диоксида кремния, коллоидного диоксида кремния, плавленого диоксида кремния, аэрогелей, стеклянной дроби, полых стеклянных сфер, керамических сфер, боксита, измельченного бетона и цеолитов, более предпочтительно выбранного из группы, состоящей из карбоната кальция, слюды, талька, карбоната магния и диоксида кремния, где все относительные количества указаны в пересчете на общую массу первой композиции.
Согласно одному или более вариантам реализации первая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один электропроводящий наполнитель, выбранный из группы, состоящей из углеродных волокон, стальных волокон, частиц сажи, углеродных нанотрубок и частиц графита.
Частицы по меньшей мере одного электропроводящего наполнителя предпочтительно распределены по всему объему слоя клеящего герметика. Под термином «распределен по всему объему» понимают, что частицы по меньшей мере одного электропроводящего наполнителя, например углеродных волокон, присутствуют практически во всех частях слоя клеящего герметика, но это не обязательно подразумевает, что они распределены равномерно по слою клеящего герметика. Тем не менее, частицы по меньшей мере одного электропроводящего наполнителя предпочтительно могут быть равномерно распределены по всему объему слоя клеящего герметика. Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что даже если частицы по меньшей мере одного электропроводящего наполнителя распределены равномерно, в слое клеящего герметика могут присутствовать области, в которых концентрация частиц по меньшей мере одного электропроводящего наполнителя незначительно выше по сравнению с другими областями, и что в общем случае добиться на 100% равномерного распределения невозможно.
Предпочтительно по меньшей мере один электропроводящий наполнитель присутствует в первой композиции в количестве 0,5-15 масс. %, предпочтительно 1-10 масс. % в пересчете на общую массу первой композиции. Было обнаружено, что электропроводящий наполнитель можно включать в состав слоя клеящего герметика в указанных выше количествах в отсутствие значительного отрицательного воздействия на клеящие свойства герметизирующего устройства, такие как прочность склеивания и термическая стабильность. С другой стороны, было обнаружено, что указанные выше количества электропроводящего наполнителя являются достаточными для снижения сопротивления слоя клеящего герметика до уровня, который позволяет обнаруживать утечки на основе способов низкого напряжения.
В способе низкого напряжения для обнаружения утечек сначала внешнюю поверхность герметизирующего устройства, обращенную по направлению от гидроизолируемого основания, смачивают тонким слоем воды. Затем создают низкую разность потенциалов между проводником, размещенным на внешней поверхности герметизирующего устройства, и другим проводником, встроенным в слой клеящего герметика. В случае неповрежденной гидроизоляционной мембраны ток не может протекать между проводниками вследствие высокого сопротивления защитного(-ых) слоя(-ев). Таким образом, обнаружение тока является явным признаком того, что вода проникла через разрыв в защитном(-ых) слоя(-ях) и достигла слоя клеящего герметика. Способ высокого напряжения для обнаружения утечек отличается от способа низкого напряжения тем, что измерение проводят на сухой внешней поверхности герметизирующего устройства.
Первая композиция может дополнительно содержать одну или более вспомогательных добавок, выбранных из поглотителей УФ-излучения, УФ-стабилизаторов, термостабилизаторов, антиокислителей, огнеупорных материалов, оптических отбеливателей, пигментов, красителей и биоцидов. Вспомогательные добавки, если их вообще применяют, предпочтительно составляют не более 20 масс. %, более предпочтительно не более 10 масс. %, наиболее предпочтительно не более 5 масс. % в пересчете на общую массу первой композиции.
Толщина слоя клеящего герметика не ограничена каким-либо конкретным образом. Согласно одному или более вариантам реализации слой клеящего герметика имеет толщину, измеренную способом, таким как определено в стандарте DIN EN 1849-2, 0,1-5,0 мм, предпочтительно 0,5-3,0 мм, более предпочтительно 0,5-2,5 мм, еще более предпочтительно 0,75-2,0 мм, еще более предпочтительно 1,0-2,0 мм.
Предпочтительно герметизирующее устройство имеет сопротивление отслаиванию от металла, измеренное способом, таким как определено в стандарте EN DIN 1372, по меньшей мере 20 Н/50 мм, более предпочтительно по меньшей мере 30 Н/50 мм, наиболее предпочтительно по меньшей мере 35 Н/50 мм.
Герметизирующее устройство согласно настоящему изобретению, как правило, обеспечено в виде предварительно изготовленного мембранного изделия, которое доставляют на строительную площадку и разматывают из рулонов для получения листов шириной 1-5 м и длиной, в несколько раз превышающей ширину. Тем не менее, герметизирующее устройство также можно применять в виде полос шириной, как правило, 1-20 см, например, для герметизации стыков между двумя соседними мембранами. Кроме того, герметизирующее устройство также может быть обеспечено в виде плоского полотна, которое применяют для ремонта поврежденных участков в существующих приклеенных гидроизоляционных или кровельных системах.
Приведенные выше предпочтительные аспекты гидроизоляционной мембраны, защитного(-ых) слоя(-ев), слоя волокнистого материала, слоя клеящего герметика и антиадгезионной пленки в равной степени применимы ко всем аспектам настоящего изобретения, если не указано иное.
Другим объектом настоящего изобретения является способ изготовления герметизирующего устройства согласно настоящему изобретению, включающий стадии:
i) Обеспечения гидроизоляционной мембраны, имеющей первую и вторую основные внешние поверхности,
ii) Нагревания первой композиции слоя клеящего герметика для обеспечения растекания композиции, и
iii) Нанесения нагретой композиции на вторую основную внешнюю поверхность гидроизоляционной мембраны.
Нагретую композицию слоя клеящего герметика можно наносить на вторую основную внешнюю поверхность гидроизоляционной мембраны с применением любых традиционных средств, таких как нанесение покрытия штамповкой, нанесение покрытия экструзией, нанесение покрытия валиком, диспергирование порошка или способы ламинирования распылением. Температура, до которой нагревают композицию на стадии ii), зависит от варианта реализации герметизирующего устройства. Композицию предпочтительно можно нагревать до температуры в диапазоне 50-150°C, такой как 75-125°C, в частности, 80-120°C.
Дополнительные детали способа изготовления герметизирующего устройства зависят от варианта реализации герметизирующего устройства.
Согласно одному или более вариантам реализации гидроизоляционная мембрана содержит защитный слой, имеющий первую и вторую основные поверхности, и слой волокнистого материала, где стадия i) включает:
i') Экструзию и/или каландрование композиции защитного слоя через головку экструдера на поверхность слоя волокнистого материала для образования защитного слоя на подложке волокнистого слоя,
ii') Необязательно применение расположенных на расстоянии друг от друга охлаждающих валков каландра, через которые протягивают защитный слой на подложке волокнистого слоя, полученный на стадии i').
На стадии экструзии сначала композицию защитного слоя обрабатывают в экструдере для получения гомогенизированного расплава, который затем экструдируют через головку экструдера. Подходящие экструзионные устройства, содержащие по меньшей мере один экструдер и головку экструдера, хорошо известны специалистам в данной области техники. Можно применять любые традиционные экструдеры, например, поршневой экструдер, одношнековый экструдер или двухшнековый экструдер. Предпочтительно экструдер представляет собой шнековый экструдер, более предпочтительно двухшнековый экструдер.
Другим объектом настоящего изобретения является способ гидроизоляции основания, включающий стадии:
I) Обеспечения одного или более герметизирующих устройств согласно настоящему изобретению,
II) Нанесения герметизирующего(-их) устройства(-ств) на поверхность гидроизолируемого основания таким образом, чтобы по меньшей мере часть внешней основной поверхности слоя клеящего герметика находилась в непосредственном контакте с поверхностью основания,
III) Прижима герметизирующего(-их) устройства(-ств) к поверхности основания под давлением, достаточным для образования клеевого соединения между герметизирующим(-и) устройством(-ами) и основанием.
Термин «внешняя поверхность слоя клеящего герметика» относится в данном случае к поверхности слоя клеящего герметика, которая обращена по направлению от второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны.
Согласно одному или более вариантам реализации способ гидроизоляции основания включает стадии:
I') Обеспечения по меньшей мере двух герметизирующих устройств согласно настоящему изобретению,
II') Нанесения герметизирующих устройств на поверхность гидроизолируемого основания таким образом, чтобы по меньшей мере часть внешней основной поверхности слоя клеящего герметика каждого герметизирующего устройства находилась в непосредственном контакте с поверхностью основания и чтобы края соседних герметизирующих устройств перекрывались с образованием стыков внахлест,
III') Прижима герметизирующих устройств к поверхности основания под давлением, достаточным для образования клеевого соединения между герметизирующими устройствами и поверхностью основания и между краями соседних герметизирующих устройств в перекрывающихся участках.
Другим объектом настоящего изобретения является полностью проклеенная кровельная система, содержащая основание кровли и герметизирующее устройство согласно настоящему изобретению, непосредственно приклеенное к поверхности основания кровли слоем клеящего герметика. Под выражением «непосредственно приклеенный» понимают отсутствие дополнительных слоев между слоем клеящего герметика и основанием кровли.
Основание кровли, к которому прикреплено герметизирующее устройство, предпочтительно выбрано из группы, состоящей из изоляционной плиты, покровной плиты и существующей кровельной мембраны.
Согласно одному или более вариантам реализации по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 75%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 85% площади второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны приклеено к поверхности основания кровли слоем клеящего герметика. Согласно одному или более вариантам реализации по существу вся площадь второй основной внешней поверхности защитного слоя приклеена к поверхности основания кровли слоем клеящего герметика.
Еще одним объектом настоящего изобретения является применение композиции клеящего герметика для обеспечения самовосстанавливающейся кровельной мембраны, содержащей гидроизоляционную мембрану, имеющую первую и вторую основные внешние поверхности, и слой композиции клеящего герметика, покрывающий по меньшей мере часть второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны, где композиция клеящего герметика содержит:
а) по меньшей мере один эластомер,
b) по меньшей мере один полиолефиновый полимер, который является жидким при 25°C, и
c) по меньшей мере один инертный минеральный наполнитель.
Согласно одному или более вариантам реализации слой композиции клеящего герметика покрывает по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 65%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 75% площади второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны.
Согласно одному или более вариантам реализации композиция клеящего герметика представляет собой первую композицию в герметизирующем устройстве согласно настоящему изобретению, как описано выше.
Подробное описание чертежей
На фиг. 1 показано поперечное сечение герметизирующего устройства (1), содержащего гидроизоляционную мембрану (2), слой клеящего герметика (3) и антиадгезионную пленку (4), покрывающую основную внешнюю поверхность слоя клеящего герметика (3). В указанном варианте реализации слой клеящего герметика (3) покрывает по существу всю площадь второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны (2), а антиадгезионная пленка (4) покрывает по существу всю внешнюю основную поверхность слоя клеящего герметика (3), обращенную по направлению от второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны (2).
На фиг. 2 показано поперечное сечение герметизирующего устройства (1) согласно одному из вариантов реализации герметизирующего устройства, представленному на фиг. 1. В указанном варианте реализации гидроизоляционная мембрана (2) содержит защитный слой (5) и слой волокнистого материала (6), покрывающий по существу всю площадь второй основной поверхности защитного слоя (5), который в указанном варианте реализации образует вторую основную внешнюю поверхность гидроизоляционной мембраны.
На фиг. 3 показано поперечное сечение полностью проклеенной кровельной системы, содержащей основание кровли (7) и герметизирующее устройство (1), которое непосредственно приклеено к поверхности основания кровли (7) слоем клеящего герметика (3). В указанном варианте реализации по существу вся площадь второй основной внешней поверхности гидроизоляционной мембраны (2) приклеена к поверхности основания кровли (7) слоем клеящего герметика (3). Кроме того, гидроизоляционная мембрана (2) состоит из защитного слоя, имеющего первую и вторую основные поверхности, который образует вторую основную внешнюю поверхность гидроизоляционной мембраны (2).
Примеры
Исходные материалы, приведенные в таблице 1, использовали для получения предложенных композиций, применяемых в слоях клеящего герметика.
Таблица 1
Эластомер
Сополимерный каучук этилена и пропилена (EPR); вязкость по Муни (ML 1 +4, 125°C) 15-35 MU, определенная согласно ASTM D1646
Жидкий полиолефиновый полимер
Жидкий при 25°C полиизобутилен, средняя молекулярная масса (M<sub>n</sub>) 1500-2500 г/моль
Минеральный наполнитель
Тальк, d<sub>50</sub> размер частиц < 20 мкм
Углеводородная смола
Углеводородная смола, температура размягчения 85-120°C
Пакет добавок
Содержит пигменты, антиокислители и консерванты
Изготовление герметизирующих устройств
Герметизирующие покрытия изготавливали нанесением покрытия предложенных композиций клеящих герметиков на заднюю поверхность гибкой гидроизоляционной мембраны на основе TPO при толщине покрытия примерно 1,5 мм. Ингредиенты испытываемых композиций клеящих герметиков показаны в таблице 2. Композиции клеящих герметиков получали смешением ингредиентов друг с другом с использованием стандартного смесителя периодического действия и наносили на заднюю поверхность гибкой гидроизоляционной мембраны на основе TPO при повышенной температуре.
Гибкую гидроизоляционную мембрану на основе TPO, применяемую для обеспечения предложенных герметизирующих устройств, изготавливали согласно способу, описанному в разделе «Примеры» в опубликованной заявке на патент WO 2019/025584 A1. Гибкая гидроизоляционная мембрана на основе TPO состояла из одного защитного слоя толщиной примерно 0,8 мм, и композиция и способ изготовления защитного слоя соответствовали тем, что описаны для примера листа согласно Пр.2, приведенному в таблице 2 на стр. 33 публикации WO 2019/025584 A1.
Свойства самовосстановления герметизирующих устройств
Свойства самовосстановления изготовленных герметизирующих устройств определяли путем измерения периода времени, необходимого для восстановления водонепроницаемости герметизирующего устройства при температуре 40°C после пробития отверстия в герметизирующем устройстве.
Для измерения свойств самовосстановления герметизирующие устройства укладывали на плиту из полиизоцианурата (PIR), имеющую толщину примерно 10 см, где слой клеящего герметика был обращен по направлению к поверхности плиты PIR. Затем при помощи шуруповерта Philips пробивали отверстие диаметром примерно 5 мм через оба слоя испытываемого герметизирующего устройства. Затем хранили герметизирующее устройство при температуре 40°C для измерения времени самовосстановления. Водонепроницаемость герметизирующего устройства определяли согласно стандарту EN 12691, а продолжительность периода времени, необходимую для восстановления водонепроницаемости герметизирующего устройства, указывали как «продолжительность самовосстановления», показанную ниже в таблице 2.
Таблица 2
Состав, [масс. %]
Пр. 1
Пр. 2
Пр. 3
Пр. 4
Эластомер
12,60
15,27
17,78
22,38
Жидкий полиолефиновый полимер
38,06
36,90
35,80
33,80
Минеральный наполнитель
45,01
43,64
42,34
39,97
Углеводородная смола
3,60
3,49
3,39
3,20
Пакет добавок
0,73
0,71
0,69
0,65
Всего
100,00
100,00
100,00
100,00
Свойства
Продолжительность самовосстановления [часы]
48
48
24
36