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具有矿物粘结剂组分的防

阅读:315发布:2024-02-17

专利汇可以提供具有矿物粘结剂组分的防专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于防 水 、 屋顶 和隧道应用的膜,该膜包含含有热塑性 聚合物 组分P1的阻隔层S和与阻隔层S1至少一部分直接结合的 接触 层S2,所述接触层S2包含矿物粘结剂组分B、热塑性聚合物组分P2和 表面活性剂 组分SF的混合物。本发明还涉及制备该膜的方法,用于使基材防水的方法,防水的结构,用于密封基材防止水渗透的方法以及用于密封基材防止水渗透的密封结构。,下面是具有矿物粘结剂组分的防专利的具体信息内容。

1.一种膜,包含具有第一和第二相对表面的阻隔层S1和具有第一和第二相对表面的接触层S2,其中阻隔层S1的第一表面的至少一部分和接触层S2的第二表面彼此直接粘结,和其中阻隔层S1包含热塑性聚合物组分P1和接触层S2包含矿物粘结剂组分B、热塑性聚合物组分P2和表面活性剂组分SF的混合物,和其中矿物粘结剂组分B的量为10.0-90.0wt%,基于接触层S2的总重量计。
2.根据权利要求1的膜,其中该接触层S2包含不超过3.0wt%、优选不超过1.5wt%、更优选不超过1.0wt%、最优选不超过0.5wt%的合的矿物粘结剂,基于接触层S2的总重量计。
3.根据前述权利要求任一项的膜,其中矿物粘结剂组分B的量为20.0-85.0wt%、优选
25.0-80.0wt%、最优选30.0-75.0wt%,基于接触层S2的总重量计。
4.根据前述权利要求任一项的膜,其中该膜具有通过在说明书中引用的方法测定的至少5N/50mm、更优选至少10N/50mm、甚至更优选至少15N/50mm、最优选至少20N/50mm的混凝土粘合强度。
5.根据前述权利要求任一项的膜,其中矿物粘结剂组分B包含至少一种选自水硬性粘结剂、非水硬性粘结剂、潜在水硬性粘结剂和火山灰型粘结剂的矿物粘结剂以及其混合物。
6.根据前述权利要求任一项的膜,其中表面活性剂组分SF包含至少一种选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂和聚合物表面活性剂的表面活性剂,和其混合物。
7.权利要求6的膜,其中该至少一种表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、聚羧酸酯醚、聚醚改性的聚烷、聚环氧烷硅氧烷、羟乙基胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酰胺、金属烷磺酸盐、烷基芳基磺酸盐及其混合物。
8.根据前述权利要求任一项的膜,其中表面活性剂组分SF的量为0.1-15.0wt%、特别是0.5-15wt%、优选1.0-10.0wt%、更优选1.5-5.0wt%,基于接触层S2的总重量计。
9.根据前述权利要求任一项的膜,其中热塑性聚合物组分P2的量为20.0–85.0wt%、优选30.0–80.0wt%、更优选35.0–75.0wt%、最优选40.0–70.0wt%,基于接触层S2的总重量计,和其中热塑性聚合物组分P2包含选自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-α-烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(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)、聚异丁烯(PIB)以及它们的混合物的至少一种聚合物。
10.根据前述权利要求任一项的膜,其中热塑性聚合物组分P1与热塑性聚合物组分P2是可混溶的,更优选与热塑性聚合物组分P2是可焊接的。
11.根据前述权利要求任一项的膜,其中接触层S2具有0.1-50.0mm、优选0.2-10.0mm、更优选0.3-5.0mm、最优选0.4-2.0mm的厚度。
12.根据前述权利要求任一项的膜,其中该膜进一步包含具有第一表面和第二相对表面的第二接触层S2',和其中阻隔层S1的第二表面的至少一部分和接触层S2'的第一表面直接彼此粘结,和其中第二接触层S2'包含矿物粘结剂组分B'、热塑性聚合物组分P2'和表面活性剂组分SF'的混合物。
13.制备根据权利要求1-12任一项的膜的方法,包含挤出和/或压延和/或共挤出包含阻隔层S1的组分的均化熔体,包含接触层S2的组分的均化熔体和任选的包含第二接触层S2'的组分的均化熔体。
14.使基材防水的方法,该方法包含以下步骤:
-将根据权利要求1-12任一项的膜施加到基材的表面使得阻隔层S1的第二表面朝向该基材的表面,
-在接触层S2的第一表面上浇注新鲜的水泥基组合物,和
-固化该新鲜的水泥基组合物。
15.一种防水结构,其包含混凝土层和在基材表面和混凝土层之间设置的根据权利要求1-12任一项的膜,使得阻隔层S1的第二表面朝向基材的表面和接触层S2的第一表面完全粘结到混凝土层上。
16.用于密封基材防止水渗透的方法,该方法包含以下步骤:
-将粘合剂层施加到基材的表面,
-用根据权利要求1-12任一项的膜覆盖粘合剂的层使得第一接触层S2的第一表面或第二接触层S2'的第二表面与粘合剂层接触,和
-固化该粘合剂层。
17.根据权利要求16的方法,其中粘合剂是新鲜的水泥基组合物或合成树脂组合物,优选新鲜水泥基组合物,更优选新鲜混凝土组合物或新鲜喷射混凝土组合物。
18.一种密封的结构,其包含根据权利要求1-12任一项的膜和设置在基材表面和膜之间的粘结剂层使得第一接触层S2的第一表面或第二接触层S2'的第二表面用粘合剂层粘结到基材的表面。

说明书全文

具有矿物粘结剂组分的防

技术领域

[0001] 本发明涉及用于建筑行业中的防水膜,例如用于地下室、屋顶和隧道应用以保护混凝土结构防止水渗透。

背景技术

[0002] 防水膜通常用于建筑行业,用于密封地基、地下表面或建筑物以防止水渗透。
[0003] 现有技术的防水膜是包含基于聚合物的阻隔层作为主要层的多层系统以提供水密性。在阻隔层中使用的典型聚合物包括热塑性材料例如增塑聚氯乙烯(p-PVC)和热塑性聚烯(TPO)或弹性体例如乙烯-丙烯二烯单体(EPDM)和交联的氯磺化聚乙烯(CSPE)。基于聚合物的阻隔层的缺点之一是它们差的结合性能;它们通常对建筑业中常用的粘合剂(例如环粘合剂、聚酯粘合剂和水泥基组合物)显示低的结合强度。因此,通常使用接触层(例如绒毛衬垫(fleece backing))来提供基于聚合物的阻隔层和要被防水的结构的充分结合。
[0004] 在防水应用中,膜通常后施加到已有的混凝土结构上。在这种情况下,该膜使用粘合剂或密封胶经由其接触层与待防水的混凝土结构表面连结。然而,在预先施加的防水应用中,在待防水的混凝土结构被建造之前,布置该膜。在这种情况下,该膜与其阻隔层被置于底层结构或框架上并且随后将新鲜的混凝土浇筑到接触层的表面上,从而完全并且永久地使膜与固化的混凝土表面粘结。
[0005] 在预先施加的防水应用中,通常使用粘合剂以将阻隔层与接触层以及与浇筑在接触层上的新鲜混凝土粘结。粘合剂还应使新鲜混凝土在固化前能够深深渗透到接触层,以提供高的防水渗透性。
[0006] 与多层防水膜相关的主要挑战之一是在阻隔层发生渗漏的情况下确保渗透后的水密性。渗透后的水密性一般意味着密封结构应该能够防止渗入的水渗入膜和防水表面之间的空间。阻隔层中的泄漏可能是向内生长的树根、材料失效或指向膜的拉伸或剪切的结果。如果渗透后水密性丧失,水可以横向流到膜下方并侵入建筑结构的内部。在这种情况下,阻隔层泄漏的确切位置也难以检测到。
[0007] US8793862B2描述了一种防水膜,其包含阻隔层、设置在阻隔层一侧上的复合层和在阻隔层和复合层之间的密封剂网络。据称该密封剂网络限制了阻隔层内漏水情况下渗透水影响的面积大小。在防水应用中,将膜以这样的方式施加在下表面,使得阻隔层对准混凝土基底并且复合层面向膜上浇注的混凝土。在固化期间,复合层通过液体混凝土渗透,与固化的混凝土形成良好的结合。
[0008] US2015/0231863A1公开了一种防水膜,其包括阻隔层和包括热塑性聚合物的功能层,其在高性介质和粘合剂的影响下改变稠度。一旦功能层与液体混凝土接触,则热塑性聚合物溶解并且允许粘合剂与浇筑混凝土结合。该功能层可以额外地包含其它热塑性聚合物、填料或混凝土成分。据称功能层的构造使得能够在不利的气候条件下使用膜来工作而不降低膜的粘合能力。
[0009] 现有技术多层防水膜的一个缺点与使用粘合剂相关,这增加了膜构建的复杂性并且因此增加了这种膜的生产成本。该粘合剂必须提供与阻隔层中的低表面能聚合物的良好粘结,与接触层和新鲜混凝土形成牢固的粘结,并且对变化的温度范围、UV辐射和氧化具有良好的耐受性。如果可用的话,满足所有要求的粘结剂是昂贵的,并因此使这种膜的生产成本大大增加。
[0010] 现有技术多层防水膜的另一个缺点涉及使用绒毛衬垫作为接触层,以在膜和要被防水的基材之间提供足够结合。在防水和屋顶应用中,相邻的膜片必须以可靠的方式彼此均匀地连接以确保密封结构的水密性。具有绒毛衬垫的膜不能通过热焊接接合,而是必须用粘合剂或用粘附在接缝顶部和/或接缝下面的密封带将膜的边缘粘结在一起。使用粘合剂或密封带来连接相邻的膜片会使安装过程复杂化并增加应用成本。
[0011] 发明概述
[0012] 本发明的目的是提供一种简化的膜,其可以用于保护表面防止水渗透,例如在地下室防水、屋顶和隧道应用中,并且其在固化后完全并且永久地粘结到浇注到该膜上的混凝土和其他水泥基组合物,以及建筑行业中常用的粘合剂上。
[0013] 本发明的另一个目的是提供一种膜,其在渗透阻隔层的情况下在渗透后保持水密性。
[0014] 本发明的另一个目的是提供一种膜,其具有良好的热焊接性能和良好的机械应力稳定性
[0015] 根据本发明,前述目的使用根据权利要求1的膜实现。
[0016] 本发明的主要构思在于膜包含热塑性阻隔层和与阻隔层的至少一部分粘结的接触层,其中接触层包含矿物粘结剂组分、热塑性聚合物组分和表面活性剂组分的混合物。
[0017] 接触层的性能使得膜能够在固化后完全粘结到水泥基组合物以及建筑行业中常用的粘合剂上。本发明的发明人已经发现在接触层中存在表面活性剂组分增加了粘合强度,通过该粘合强度接触层与水泥基组合物粘结。
[0018] 不被任何理论所束缚,据信在接触层中存在表面活性剂缓解了通过聚合物基质中被渗滤的粘结剂空腔的“水流”,这使得接触层中的粘结剂颗粒部分水合并且通过矿物粘结剂组分的固化形成粘合。
[0019] 该膜的优点之一是其构造简单,与现有技术的膜相比能够降低生产成本,同时仍然提供与水泥基组合物完全并且永久的粘结以及渗透后的水密性。
[0020] 本发明的另一个优点是该膜具有良好的热焊接特性,这意味着相邻的膜可以通过热焊接均匀地接合,而不是使用粘合剂或密封带来粘合重叠的膜片。
[0021] 在本发明的另一个方面,提供了一种用于制造本发明的膜的方法,用于使基材防水的方法,防水结构,用于密封基材的方法和密封装置。
[0022] 附图简要说明
[0023] 图1显示了具有阻隔层和接触层的膜的横截面
[0024] 图2显示了本发明的具有阻隔层和两个接触层的膜的横截面
[0025] 发明详述
[0026] 术语“聚合物”是指一组通过聚合反应(聚加成、加聚、缩聚)制备的化学均匀的大分子的集合,其中大分子的不同在于它们的聚合度、分子量和链长。该术语还包含由聚合反应得到的大分子的所述集合的衍生物,即通过例如加成或取代预定大分子中官能团的反应获得的化合物,并且其可以是化学上均匀或化学上不均匀的。
[0027] 术语“聚合物组分”是指包含一种或多种聚合物的聚合物组合物。
[0028] 术语“熔点”是指根据ISO 11357标准通过动态差示量热法(DSC)测量的曲线的最大值。在熔点处,材料经受由固态至液态的转变。该测量可以使用Mettler Toledo 822e装置以2摄氏度/分钟的加热速率进行。熔点值可以在DSC软件的帮助下由测量的DSC曲线确定。
[0029] 术语“表面活性剂”是指降低表面张力的物质。表面活性剂通常是含有疏水和亲水基团二者的有机化合物。基于亲水基团的电荷,表面活性剂被分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂。
[0030] 作为矿物填料的在本文中被理解为通过研磨和/或沉淀由白垩、石灰石或大理石制备的方解石填料。
[0031] 术语“砂”是指矿物碎屑沉积物(碎屑岩),它们是圆形或有棱的小颗粒的松散的砾岩(松散的沉积物),其在机械和化学降解过程中从原始颗粒结构分离并运输至其沉积点,所述沉积物具有大于50wt%、特别是大于75wt%、特别优选大于85wt%的SiO2含量。
[0032] 术语“矿物粘结剂”表示在水存在下在水合反应中反应形成固体水合物或水合物相的粘结剂。特别地,术语“矿物粘结剂”是指非水合矿物粘结剂,即未与水混合并在水合反应中反应的矿物粘结剂。
[0033] 术语“水硬性粘结剂”是指由于与水发生化学反应而固化(“水合反应”)并产生不溶于水的水合物的物质。特别地,水硬性粘结剂的水合反应基本不取决于水含量进行。这意味着水硬性粘结剂即使暴露于水,例如在水中或在高湿度条件下也能固化并保持其强度。水硬性粘结剂的实例包括水泥、水泥熟料和水硬性石灰。相反,诸如空气熟石灰(非水硬性石灰)和石膏的“非水硬性粘结剂”至少部分是水溶性的并且必须保持干燥以保持其强度。
[0034] 术语“石膏”是指任何已知形式的石膏,特别是二水合硫酸钙、α-半水合硫酸钙、β-半水合硫酸钙或无水硫酸钙或其混合物。
[0035] 术语“潜在水硬性粘结剂”是指根据DIN EN 206-1:2000的具有潜在水硬特性的特定II型混凝土添加剂。这些材料是不能直接固化或当与水混合时固化太慢的酸钙。在碱性活化剂的存在下,固化过程被加速,该碱性活化剂破坏了粘合剂的无定形(或玻璃质)相中的化学键并促进离子物质的溶解以及硅铝酸钙水合物相的形成。潜在水硬性粘结剂的实例包括粒状高炉矿渣。
[0036] 术语“火山灰型粘结剂”特别是指根据DIN EN 206-1:2000的具有火山灰特性的II型混凝土添加剂。这些材料是与水和氢氧化钙反应形成硫酸钙水合物或硅铝酸钙水合物相的硅质或铝硅酸盐化合物。火山灰型粘结剂包括天然火山灰,如粗面凝灰岩和人造火山灰,如飞灰和硅灰。
[0037] 术语“水泥”指经研磨的水硬性粘结剂,除水硬性粘结剂作为主要成分外,其通常含有少量硫酸钙(石膏和/或半水合物和/或硬石膏),以及任选的次要组分和/或水泥添加剂如研磨助剂。其主要成分含量超过5wt%。该主要成分可以是波特兰水泥熟料(也被称作熟料或水泥熟料)、矿渣砂、天然或人造火山灰、飞灰,例如硅质或钙质飞灰、燃烧页岩、石灰石和/或硅灰。作为次要成分,该水泥可以含有高达5wt%的精细粉碎的无机、矿物物质,其源自熟料制备。
[0038] 术语“水泥基的组合物”是指混凝土、喷射混凝土、水泥浆、砂浆、糊或其组合。术语“糊”、“砂浆”、“混凝土”、“喷射混凝土”和“水泥浆”是现有技术众所周知的术语。糊是包含可水合的水泥粘结剂(通常是波特兰水泥、砖石水泥或砂浆水泥)的混合物。砂浆是额外地包括细集料例如砂子的糊。混凝土是额外地包括粗集料,例如碎石子或石头的砂浆。喷射混凝土是通过软管输送并以高速气动注射到表面上的混凝土(或有时是砂浆)。水泥浆是一种特别可流动形式的用于填补空隙的混凝土。水泥基的组合物可以通过混合所需量的某些组分来形成,所述组分例如为可水合的水泥、水和细集料和/或粗集料,以制备特定的水泥基组合物。
[0039] 术语“新鲜的水泥基组合物”或“液体水泥基组合物”是指在固化前,特别是在硬化之前的水泥基组合物。
[0040] 在第一个方面,本发明涉及包含具有第一和第二相对表面的阻隔层S1和具有第一和第二相对表面的接触层S2的膜,其中阻隔层S1的第一表面的至少一部分和接触层S2的第二表面直接彼此粘结,和其中阻隔层S1包含热塑性聚合物组分P1和接触层S2包含矿物粘结剂组分B、热塑性聚合物组分P2和表面活性剂组分SF的混合物。
[0041] 阻隔层S1和接触层S2通常是具有由外围边缘限定的第一和第二表面的片状元件。接触层的第二表面可以粘结到阻隔层的第一表面的至少一部分上或者横贯阻隔层的整个第一表面。优选地,接触层的第二表面横贯阻隔层的整个表面粘结。
[0042] 阻隔层S1的第一表面直接粘结到接触层S2的第二表面上。表述“直接粘结”被理解是指在层之间不存在其他的层或物质,并且两个层直接彼此连接或彼此粘合。在两个层之间的过渡区域,形成层的材料也可以彼此混合地存在。
[0043] 本发明的膜的一个实施方案在图1中所示,其显示了由具有第一和第二相对表面的阻隔层S1和具有第一和第二相对表面的接触层S2组成的膜的横截面。
[0044] 热塑性聚合物组分P可具有根据ISO 527-3标准在23℃的温度下测量的不超过1000MPa、更优选不超过750MPa、甚至更优选不超过500MPa、最优选不超过450MPa的杨氏模量。特别地,热塑性组分P可以具有根据ISO 527-3标准在23℃的温度下测量的在50-
1000MPa范围内的杨氏模量,优选50-750MPa、更优选100-750MPa、最优选100-700MPa。发现含有具有在上述范围内的杨氏模量的热塑性聚合物组分P的接触层提供了良好的混凝土粘合强度。
[0045] 优选地,热塑性聚合物组分P2具有根据ISO 527-3在23℃的温度下测量的小于100MPa、优选小于50MPa、更优选小于25MPa、最优选小于10MPa的杨氏模量。发现包含具有上述提及范围的杨氏模量的热塑性聚合物组分P2的接触层具有特别良好的混凝土粘合强度。
[0046] 矿物粘结剂剂组分B优选遍布优选均匀地分散于接触层S2中的热塑性聚合物组分P2中以确保接触层的性能沿着层的长度不显著改变。
[0047] 矿物粘结剂组分B优选在接触层S2中作为不连续的基于颗粒的相存在,其分散在热塑性聚合物组分P2的连续相中。
[0048] 热塑性聚合物组分P2的玻璃化转变温度(Tg)优选低于在使用该膜期间发生的温度。因此,优选热塑性聚合物组分P2的Tg小于0℃,更优选小于-15℃,最优选小于-30℃。
[0049] 术语“玻璃化转变温度”是指根据ISO 11357标准通过DSC测量的温度,在该温度以上聚合物组分变得柔软且柔韧,并且在该温度以下其变得硬且玻璃状。可以用Mettler Toledo 822e设备以2摄氏度/分钟的加热速率进行测量。Tg值可以借助DSC软件从测量的DSC曲线确定。
[0050] 在接触层中矿物粘结剂组分B的量应当足够高以使得能够获得足够的粘合强度,通过其接触层粘结至水泥基组合物。另一方面,增加矿物粘结剂组分B的量也增加了接触层的刚度,这可能使膜不适用于某些密封应用。
[0051] 基于接触层S2的总重量计,矿物粘结剂组分B的量可以是10.0-90.0wt%。优选地,基于接触层S2的总重量计,矿物粘结剂组分B的量为20.0-85.0wt%、更优选25.0-80.0wt%、最优选30.0-75.0wt%。特别地,基于接触层S2的总重量计,矿物粘结剂组分B的量可以为35.0-75.0wt%、优选40.0-70.0wt%。
[0052] 在防水应用中,膜的最重要的特征之一是粘合强度,通过该粘合强度使膜粘结到待密封防止水渗透的基材上,例如混凝土表面。在粘合强度过低的情况下,在膜与基材表面之间更容易形成间隙,其在渗透后可能导致水密性的丧失。
[0053] 优选地,该膜具有至少5N/50mm、更优选至少10N/50mm、甚至更优选至少15N/50mm、最优选至少20N/50mm的混凝土粘合强度。特别地,该膜具有至少30N/50mm、优选至少35N/50mm、更优选至少40N/50mm、甚至更优选至少45N/50mm、最优选至少50N/50mm的混凝土粘合强度。
[0054] 优选地,该膜具有5-400N/50mm范围的混凝土粘合强度,更优选10-350N/50mm,甚至更优选15-300N/50mm,最优选20-250N/50mm。
[0055] 术语“膜的混凝土粘合强度”是指在由混凝土试样的表面剥离该膜时,膜的单位宽度的平均抗剥离力[N/mm],该膜已经浇注在接触层的表面上并在标准大气(空气温度23℃,相对空气湿度50%)下固化28天。
[0056] 在本发明的上下文中,膜的混凝土粘合强度使用以下描述的测量方法测量。
[0057] 用于测定膜的混凝土粘合强度的方法
[0058] 为了测量平均抗剥离力,首先制备具有粘附在其表面上的测试膜样品的混凝土测试试样。
[0059] 首先由测试膜切割下具有200mm(长度)x50mm(宽度)尺寸的样品膜。接触层侧上的样品膜的一个边缘用长度为50mm且与宽度样品膜的宽度一致的胶带覆盖,以防止与固化的混凝土粘合。使用该胶带使混凝土测试试样更容易安装到抗剥离力测试仪上。将样品膜置于尺寸为200mm(长)×50mm(宽)×30mm(高)的框架中,其中样品膜的接触层面向上并且阻隔层顶靠着框架的底部。
[0060] 为了制备混凝土试样,通过将46.3wt%的具有0-1mm粒径的砂、7.1wt%的Nekafill-15(来自KFN)混凝土添加剂(石灰石填料)、32.1wt%的CEM I 42.5N水泥(优选Normo 4,Holcim)、14.3wt%的水和0.2wt%的 PC-2溶液(来自Sika)在水泥混合器中混合5分钟制备新鲜水泥配方。混合水泥配方的干燥组分并且在滚筒混合器中均化2分钟,随后与液体组分共混合。
[0061] 随后用新鲜混凝土配方填充含有样品膜的框架并且振动两分钟以释放夹带的空气。在固化一天之后,在测量平均抗剥离力之前,将混凝土试样从框架上剥离并储存在标准气氛(空气温度23℃,相对空气湿度50%)中28天。
[0062] 使用装配有Zwick Roell 90°剥离设备的Zwick Roell AllroundLine Z010材料测试装置或使用满足DIN EN 1372标准要求的类似的测试装置测量在将样品膜由混凝土试样的表面剥离后的平均抗剥离力。
[0063] 在抗剥离力测试中,在包含样品膜胶带部分的混凝土试样的末端用材料测试装置的上夹头夹紧混凝土试样10mm的长度。随后,将样品膜以90°的剥离角度和100±10mm/min的恒定横梁速度由混凝土试样的表面剥离。在抗剥离力测试期间,辊的距离优选为大约570mm。持续剥离样品膜直至由混凝土试样的表面剥离大约140mm长度的样品膜。计算剥离大约70mm长度期间每单位膜宽度的平均剥离力[N/50mm]作为平均抗剥离力,因此由计算中排除总剥离长度的第一个和最后一个四分之一长度。
[0064] 优选地,矿物粘结剂组分B包含至少一种选自水硬性粘结剂、非水硬性粘结剂、潜在水硬性粘结剂、火山灰粘合剂以及其混合物的矿物粘结剂。该矿物粘结剂组分B可以进一步包含惰性物质,例如砂、碳酸钙、结晶二氧化硅、滑石、颜料和其混合物。
[0065] 矿物粘结剂组分B优选包含水硬性粘结剂,特别是水泥或水泥熟料。矿物粘结剂组分B可以进一步包含潜在水硬性粘结剂和/或火山灰型粘合剂,优选矿渣和/或飞灰。在一个有利的实施方案中,矿物粘结剂组分B含有5.0-50.0wt%、优选5.0-40.0wt%、更优选5.0-30.0wt%的潜在水硬性粘结剂和/或火山灰型粘合剂,优选矿渣和/或飞灰以及至少
35.0wt%、更优选至少65.0wt%的水硬性粘结剂,优选水泥或水泥熟料。
[0066] 优选地,矿物粘结剂组分B为水硬性粘结剂,优选水泥。
[0067] 水泥可以是任何常规的水泥,例如,根据DIN EN 197-1的五种主要水泥类型之一:即波特兰水泥(CEMI)、波特兰复合水泥(CEMII)、高炉水泥(CEM III)、火山灰水泥(CEM IV)和复合水泥(CEM V)。取决于添加的量这些主要水泥的类型被细分成额外的27种水泥类型,其是本领域技术人员已知的并且在DIN EN 197-1中列出。自然地,根据另一标准生产的所有其他水泥也是合适的,例如根据ASTM标准或印度标准。就在此提及的根据DIN标准的水泥类型而言,这当然也涉及根据另一种水泥标准生产的相应水泥组合物。
[0068] 矿物粘结剂组分B优选以精细粉碎颗粒的形式,以获得具有均匀表面特性的接触层。术语“精细粉碎的颗粒”是指中值粒径d50不超过500μm的颗粒。术语中值粒径d50是指所有颗粒以体积计的50%小于d50值的粒径。
[0069] 术语“粒径”是指颗粒的面积上等价的(area-equivalent)球形直径。粒径分布可以根据标准ISO 13320:2009中所述的方法通过激光衍射来测量。为了测定粒径分布,将粒子悬浮在水中(湿分散法)。在粒径分布的测量中可以使用Mastersizer 2000设备(Malvern Instruments Ltd,GB的商标)。
[0070] 优选地,矿物粘结剂组分B的中值粒径d50为1.0-300.0μm,更优选1.5-250.0μm、甚至更优选2.0-200.0μm、最优选2.0-150.0μm。
[0071] 优选地,小于40wt%、更优选小于30wt%、甚至更优选小于20wt%、最优选小于10wt%的矿物粘结剂组分B的颗粒具有小于5μm的粒径,和优选地小于40wt%、更优选小于
30wt%、甚至更优选小于20wt%、最优选小于10wt%的矿物粘结剂组分B的颗粒具有大于
100μm的粒径。
[0072] 优选地,矿物粘结剂组分B的整体粒径(至少98%的颗粒)小于250μm,更优选小于200μm,甚至更优选小于100μm。
[0073] 优选地,表面活性剂组分SF包含至少一种选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂、聚合物表面活性剂以及其混合物的表面活性剂。
[0074] 阴离子表面活性剂的实例包括含有羧酸盐、硫酸盐磷酸盐或磺酸盐基团的表面活性剂,如氨基酸衍生物;脂肪醇醚硫酸盐;脂肪醇硫酸盐;皂;烷基酚乙氧基化物;脂肪醇乙氧基化物;烷磺酸盐;烯烃磺酸盐;和磷酸烷基酯。
[0075] 阳离子表面活性剂的实例包括季铵或鏻化合物,例如四烷基铵盐;N,N-二烷基咪唑啉化合物;二甲基二硬脂基铵化合物,N-烷基吡啶化合物;和氯化铵
[0076] 两性(两性离子)表面活性剂具有连接到相同分子的阳离子和阴离子中心二者。两性表面活性剂的实例包括两性电解质如氨基羧酸和甜菜碱。
[0077] 非离子表面活性剂的实例包括乙氧基化物,例如醇的乙氧基化加合物,如聚氧化烯多元醇;胺;脂肪酸;脂肪酸酰胺;烷基酚;乙醇酰胺;脂肪胺;聚硅氧烷;脂肪酸酯;烷基或烷基苯基聚乙二醇醚,例如脂肪醇聚乙二醇醚;烷基糖苷;糖酯;脱水山梨糖醇酯;聚山梨醇酯或三烷基胺氧化物;聚(甲基)丙烯酸与聚亚烷基二醇或氨基聚亚烷基二醇的酯和酰胺,其最多可以在一端附加有烷基基团。
[0078] 聚合物表面活性剂可以分成两组产品。第一组包括梳状或耙状聚合物,其中存在沿着链在规则间隔处具有疏水基团和沿着该链在无规或规则间隔处具有亲水基团的有机聚合物链。第二组聚合物表面活性剂包括嵌段共聚物,其中存在疏水基团(B)的嵌段和亲水基团(A)的嵌段,其通常是以A-B-A构型。某些聚合物表面活性剂例如环氧乙烷-环氧丙烷共聚物表面活性剂也可以分类为非离子表面活性剂。
[0079] 优选地,至少一种表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、聚羧酸酯醚、聚醚改性聚硅氧烷、聚环氧烷硅氧烷、羟乙基胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酰胺、碱金属烷磺酸盐、烷基芳基磺酸盐及其混合物。
[0080] 合适的可商购的单硬脂酸甘油酯的实例包括Dimodan HP(来自Danisco)。
[0081] 合适的聚羧酸酯醚的实例包括基于聚羧酸酯醚的超塑化剂(PCE),其由丙烯酸共聚物(主链)接枝甲氧基-聚乙二醇共聚物(侧链)组成。合适的可商购的基于聚羧酸酯醚的超塑化剂包括 聚合物PC-2、 聚合物RMC-2和 R-750MC(来自Sika)。
[0082] 合适的聚醚改性的聚硅氧烷的实例包括聚醚聚硅氧烷共聚物。合适的可商购的聚醚改性的聚硅氧烷包括Tegostab B8870(来自Evonik)。
[0083] 合适的可商购的聚氧化烯硅氧烷的实例包括Niax L-1500(来自Momentive)。
[0084] 合适的羟乙基胺的实例包括双(2-羟乙基)胺,其作为Armostat 300(来自Akzo Nobel)是可商购的。
[0085] 合适的可商购的芥酸酰胺和硬脂酰硬脂酰胺的实例包括Kemamide E180和Kemamide S180(来自PMC Biogenix)。
[0086] 合适的碱金属烷磺酸盐的实例包括烷磺酸钠,其作为Armostat3002(来自Akzo Nobel)和Loxiol 93P(来自Emery Oleochemicals)是可商购的。
[0087] 合适的可商购的烷基芳基磺酸盐的实例包括ZetaSphere 2300、3100和3700(来自Airproducts)。
[0088] 增加表面活性剂组分SF在接触层中的量增加了接触层中水合水泥颗粒的量,这使得接触层能够与水泥基组合物实现更强的结合。然而,表面活性剂也具有从接触层迁移到在接触层上施加的水泥基组合物层的趋势。在表面活性剂的量增加高于某一极限时,水泥颗粒的水合在水泥基组合物中被抑制。结果,如果完全结合到水泥基组合物上,则接触层非常弱。
[0089] 优选地,表面活性剂组分SF的量为至少0.1wt%,特别是0.1-15.0wt%,优选0.5-15.0wt%,更优选0.5-10.0wt%,最优选0.5-5.0wt%,基于接触层S2的总重量计。
[0090] 优选地,表面活性剂组分SF包含至少一种表面活性剂,优选选自单硬脂酸甘油酯、聚羧酸酯醚、聚醚改性的聚硅氧烷、聚环氧烷硅氧烷、羟乙基胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酰胺、碱金属烷磺酸盐和烷基芳基磺酸盐,和表面活性剂组分SF的量为0.1-15.0wt%、特别是0.5-15.0wt%、优选1.0-10.0wt%、更优选1.5-5.0wt%,基于接触层S2的总重量计。
[0091] 优选地,表面活性剂组分SF包含至少两种表面活性剂。已经发现如果接触层包含至少两种选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂和聚合物表面活性剂以及其混合物的表面活性剂,则接触层的混凝土粘合强度进一步改善。
[0092] 优选地,至少两种表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、聚羧酸酯醚、聚醚改性的聚硅氧烷、聚环氧烷硅氧烷、羟乙基胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酰胺、碱金属烷磺酸盐、烷基芳基磺酸盐以及其混合物。
[0093] 优选地,表面活性剂组分SF包含至少两种表面活性剂,优选选自单硬脂酸甘油酯、聚羧酸酯醚、聚醚改性的聚硅氧烷、聚环氧烷硅氧烷、羟乙基胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酰胺、碱金属烷磺酸盐和烷基芳基磺酸盐,和表面活性剂组分SF的量为1.0-15wt%、更优选2.0-10.0wt%、最优选3.0-5.0wt%,基于接触层S2的总重量计。
[0094] 在接触层S2中增加热塑性聚合物组分P2的量改善了阻隔层S1和接触层S2之间的粘合强度。然而,增加热塑性聚合物组分P2的量超过某一程度也趋于降低膜的混凝土粘合强度。在接触层中热塑性聚合物组分P2的量优选为20.0-90.0wt%,基于接触层的总重量计。
[0095] 特别地,热塑性聚合物组分P2的量为20.0-85.0wt%、更优选30.0-80.0wt%、甚至更优选35.0-75.0wt%、最优选40.0-70.0wt%,基于接触层S2的总重量计。
[0096] 原则上,任何类型的热塑性聚合物组分均适用于接触层S2中。优选地,热塑性聚合物组分P2包含选自乙烯-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、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(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)的至少一种聚合物以及它们的混合物。
[0097] 优选地,热塑性聚合物组分P2包含选自低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物和乙烯-丙烯共聚物的至少一种聚合物。
[0098] 当热塑性聚合物组分P2包含至少一种乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,其具有至少7.0wt%、更优选至少20wt%、甚至更优选至少30.0wt%、最优选至少35.0wt%的衍生自乙酸乙烯酯的结构单元(此后称为“乙酸乙烯酯单元”)的含量时,发现接触层的性能尤其合适。
[0099] 优选地,该至少一种乙烯-乙酸乙烯酯共聚物具有7.0wt%-90.0wt%、更优选7.0-80.0wt%、最优选7.0-70.0wt%范围的乙酸乙烯酯单元含量。
[0100] 优选地,至少一种乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的量为至少5.0wt%,更优选至少10.0wt%,最优选至少15.0wt%,基于热塑性聚合物组分P2的总重量。特别地,至少一种乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的量为5.0wt%-90.0wt%、优选10.0-90.0wt%、更优选15.0-
80wt%、最优选15.0-70.0wt%的范围。
[0101] 优选具有至少7.0wt%、更优选至少20.0wt%的乙酸乙烯酯含量的至少一种乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的量优选为至少30.0wt%、更优选至少35.0wt%、甚至更优选至少40.0wt%、最优选至少50.0wt%,基于热塑性聚合物组分P2的总量。
[0102] 通常,在接触层S2与新鲜水泥基组合物接触之前其仅含有少量的水。优选地,在接触层S2中的水量小于5.0wt%,优选小于3.0wt%,甚至更优选小于1.5wt%,基于接触层S2的总重量计。特别地,在接触层S2中的水量可以小于2.0wt%,优选小于1.0wt%,甚至更优选小于0.5wt%,基于接触层S2的总重量。
[0103] 接触层中矿物粘结剂应当保持在基本非水合的状态下至少直至接触层与含有水的组合物,例如新鲜水泥基组合物接触。包含在接触层中的矿物粘结剂颗粒的水合作用会降低柔韧性,并因此劣化接触层的处理性能。这也会对接触层的混凝土粘合强度产生负面影响。已经发现,如果接触层在正常的室温和50%的相对湿度下储存几周,则接触层中所含的矿物粘结剂基本上保持非水合。
[0104] 接触层S2可以包含不超过10.0wt%,优选不超过5.0wt%的水合矿物粘结剂,基于接触层的总重量。优选地,接触层包含不超过3.0wt%,更优选不超过1.5wt%,甚至更优选不超过1.0wt%,甚至更优选不超过0.5wt%,最优选不超过0.1wt%的水合矿物粘结剂,基于接触层S2的总重量。
[0105] 为了制备含有非水合矿物粘结剂的接触层S2,优选将矿物粘结剂组分B与热塑性聚合物组分P2和表面活性剂SF以干燥的形式混合,即不与水混合。将矿物粘结剂与水混合将导致引发水合反应,这是不希望的。接触层S2优选通过以下获得:将含有固矿物粘结剂组分B、热塑性聚合物组分P2和表面活性剂组分SF的组合物熔融加工成均化的熔体,随后其进一步被通过歧管或平模挤出,随后在压延机冷却辊之间冷却挤出的材料。
[0106] 均化的熔体优选通过将包含矿物粘结剂组分B、热塑性聚合物组分P2和表面活性剂SF的组合物在大于热塑性聚合物组分P2的熔点的温度下熔融加工获得。优选地,均化的熔体基本不含水。特别地,在均化的熔体中的水量小于5.0wt%,优选小于2.5wt%,更优选小于1.0wt%,甚至更优选小于0.5wt%,最优选小于0.1wt%,基于均化熔体的总重量计。
[0107] 在正常室温(25℃)下,接触层S2的第二表面优选是不粘的。试样表面是否粘可以通过用拇指在约5kg的压力下按压表面1秒,然后试图通过举起手来抬起试样来确定。如果拇指不能保持粘在表面上并且试样不能被抬起,则表面被认为是不粘的。在本发明的膜的上下文中,用于粘性测试的“试样”是指宽度为10cm且长度为20cm的膜。
[0108] 接触层S2的第二表面的不粘性使得能够在没有防粘带(膜的不同表面不彼此粘结)的情况下制备膜,该防粘带将不得不被移除和在工作现场处理。
[0109] 优选地,热塑性聚合物组分P1与热塑性聚合物组分P2易混合。
[0110] 更优选,热塑性聚合物组分P1与热塑性聚合物组分P2是可焊接的。此处聚合物组分彼此“可焊接”是指由热塑性聚合物组分P1组成的热塑性层可以通过与由至少热塑性组分P2组成的另一个热塑性层热焊接而均匀地连接。
[0111] 根据一个实施方案,热塑性聚合物组分P1和热塑性聚合物组分P2包含至少共同的聚合物。热塑性聚合物组分P1和热塑性聚合物组分P2可以具有相同的组成。
[0112] 除了矿物粘结剂组分B、热塑性聚合物组分P2和表面活性剂组分SF之外,接触层S2可以包含添加剂,例如UV稳定剂和热稳定剂、塑化剂、发泡剂、染料、着色剂、颜料、消光剂、抗静电剂、冲击改性剂、阻燃剂和加工助剂,例如润滑剂、滑爽剂、防粘剂和防滑助剂。
[0113] 在阻隔层S1中热塑性聚合物组分P1的含量优选为至少50.0wt%,基于阻隔层的总重量计。更优选地,热塑性聚合物组分P1的含量为至少60.0wt%、甚至更优选至少70.0wt%、最优选至少80.0wt%,基于阻隔层S1的总重量计。
[0114] 原则上任何类型的热塑性聚合物组分均适用于阻隔层S1中。热塑性聚合物组分P1优选包含选自乙烯-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、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(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)的至少一种聚合物,以及它们的混合物。
[0115] 阻隔层S1可以包含添加剂和加工助剂,例如填料、UV和热稳定剂、增塑剂、润滑剂、杀生物剂、防火剂、抗氧剂、颜料如二氧化炭黑、染料和着色剂。
[0116] 对于接触层S2的厚度没有特别的限制。然而,具有厚度大于50mm的接触层的膜在防水应用中是不实用的,并且已经发现厚度小于50μm的接触层S2难以以期望的机械性能制造出来。特别地,接触层S2具有至少0.1mm,优选0.1-75.0mm,更优选0.1-25.0mm,最优选0.1-10.0mm的厚度。优选地,接触层S2具有0.1-50.0mm,优选0.2-10.0mm,更优选0.3-
5.0mm,最优选0.4-2.0mm的厚度。接触层S2的厚度根据EN 1849-2测量。
[0117] 优选接触层S2具有一定的柔性,以允许膜通常在制造期间卷绕成卷,然后容易地施加到基材的表面。然而本发明的发明人也发现具有柔性接触层的膜具有更好的混凝土粘合强度。优选地,接触层S2具有小于600MPa、更优选小于200MPa和最优选小于100MPa的在30℃的温度下根据EN ISO 6721-2:2008测得的剪切模量
[0118] 接触层S2优选具有100-10000g/m2、更优选200-6000g/m2、甚至更优选300-3000g/m2的单位面积质量。单位面积质量根据EN1849-2标准测量。
[0119] 接触层的密度优选为0.25-3.00g/cm3,特别是0.30-2.75g/cm3,更优选0.35-2.50g/cm3,甚至更优选0.40-2.00g/cm3,最优选0.50-1.50g/cm3。接触层的密度通过使用浮力法确定。
[0120] 阻隔层S1的厚度不受任何特殊的限制。然而,阻隔层厚度大于15mm和小于10μm的膜在防水应用中通常是不实用的。阻隔层S1的厚度优选为0.1-10.0mm,更优选0.1-7.5mm,最优选0.1-5.0mm。
[0121] 优选阻隔层是以柔性塑料层的形式。这允许膜通常在制造期间卷绕成卷,然后容易地施加到基材的表面。然而,本发明的发明人还已经发现增加阻隔层的柔性对于膜的混凝土粘合强度具有积极影响。优选地,阻隔层S1具有小于600MPa、更优选小于500MPa和最优选小于250MPa的在30℃的温度下根据EN ISO 6721-2:2008测量的剪切模量。
[0122] 优选地,其中接触层S2可与阻隔层S1焊接。“可焊接”在此是指通过加热焊接这些层可以均匀地彼此连接。
[0123] 在该膜作为防水膜施加的情况下,阻隔层S1应当尽可能防水并且即使在长时间的水和湿气的影响下不分解或机械损坏。通常这种阻隔层S1显示出:
[0124] 根据EN 12691:2005测量的200-1500mm的抗冲击性;
[0125] 根据DIN ISO 527-3测量的在23℃的温度下至少5MPa的纵向和横向拉伸强度,[0126] 根据DIN ISO 527-3测量的在23℃的温度下至少300%的纵向和横向断裂伸长率,[0127] 根据EN 1928B测量的在0.6巴下24小时的耐水性,和
[0128] 根据EN 12310-2测量的至少100N的最大撕裂强度。
[0129] 本发明的另一个实施方案在图2中示出,其显示了进一步包含具有第一表面和第二相对表面的第二接触层S2'的膜的横截面,其中阻隔层S1的第二表面的至少一部分和接触层S2'的第一表面直接彼此粘结,和其中第二接触层S2'包含矿物粘结剂组分B'、热塑性聚合物组分P2'以及表面活性剂组分SF'的混合物。
[0130] 优选地,矿物粘结剂组分B'优选均匀地遍布分散于第二接触层S2'中的热塑性聚合物组分P2'中。
[0131] 接触层S2'通常是具有由外围边缘限定的第一和第二表面的片状元件。
[0132] 优选地,表面活性剂组分SF'包含至少一种选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂、聚合物表面活性剂的表面活性剂,以及其混合物。
[0133] 矿物粘结剂组分B'的量可以是10.0-90.0wt%,基于第二接触层S2'的总重量计。优选地,矿物粘结剂组分B'的量为20.0-85.0wt%、更优选25.0-80.0wt%、最优选30.0-
75.00wt%,基于第二接触层S2'的总重量计。
[0134] 优选地,矿物粘结剂组分B'包含水硬性粘合剂,优选水泥或水泥熟料。
[0135] 热塑性聚合物组分P2'优选与热塑性聚合物组分P1可混溶。更优选地,热塑性聚合物组分P2'与热塑性聚合物组分P1可焊接。
[0136] 优选地,热塑性聚合物组分P2'的量为20.0-85.0wt%,更优选30.0-80.0wt%,甚至更优选35.0-75.0wt%,最优选40.0-70.0wt%,基于第二接触层S2'的总重量计。
[0137] 原则上任何类型的热塑性聚合物组分均适用于第二接触层S2'中。热塑性聚合物组分P2'优选包含选自乙烯-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、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、氯磺化的聚乙烯(CSPE)、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)和聚异丁烯(PIB)的至少一种聚合物,以及它们的混合物。
[0138] 优选地,第一接触层S2和第二接触层S2'具有相同的组成。
[0139] 尤其是当膜用于不平的混凝土表面的防水时,必须确保膜不会由于膜表面上浇注的混凝土的压力或由于施加到在表面凹陷部分上拉伸的膜的局部应力而破坏。
[0140] 优选地,该膜具有至少5MPa、更优选至少10MPa的根据标准DIN ISO 527-3测量的在23℃的温度下的拉伸强度和至少100%、更优选至少200%、最优选至少300%的根据标准DIN ISO 527-3测量的在23℃的温度下的断裂伸长率。
[0141] 在防水应用中使用的膜的一个重要特征是渗透后的水密性。渗透后的水密性描述了在阻隔层中泄露之后在膜和防水表面之间或在膜的层之间的空间中膜抵御渗透水传播的能力。
[0142] 渗透后的水密性可以用基于ASTM 5385标准测量方法的改进的水密性测试来测量。在改进的水密性测试ASTM 5385M中,在膜上冲出直径为10mm的孔,然后将其粘附到混凝土板上。冲孔膜的水密性用与原始ASTM 5385方法中描述的相同种类的装置进行测试。增加测试装置内的水压到0.25和7巴之间的值,并且测试持续特定的时间段。在试验结束时,将混凝土板从试验装置中取出,并将至少部分膜从混凝土表面剥离,以确定水在混凝土表面与膜之间和/或在不同的膜层之间的侵入程度。根据ASTM 5385M,在仅小面积,例如接近孔处的具有2.50mm或更小的直径的圈被水影响的情况下,该膜被认为在渗透后是水密的。
[0143] 优选地,当测试在7巴的压力下进行并且持续7天时,该膜根据ASTM 5385M在渗透后被认为是水密的。
[0144] 优选地,接触层S2由阻隔层S1的层间剥离强度为至少50N/50mm,更优选至少100N/50mm,最优选至少200N/50mm。
[0145] 术语“层间剥离强度”是指当接触层S1从阻挡层S2以180°的角度由一个边缘剥离时每50mm的接触层的平均抗剥离力(N)。根据ISO 1139标准的T-抗剥离力测试测量层间抗剥离性。
[0146] 以上给出的对于矿物粘结剂组分B和B'、对于塑性聚合物组分P1、P2、P2'和对于表面活性剂组分SF和SF'的优选方案同样适用于本发明的所有方面。
[0147] 在本发明的另一个方面,提供了制备膜的方法,如以上详细描述的那样。用于制备膜的方法没有特别限制,并且可以使用用于制备包含基于聚合物的片材和膜的复合膜的任何常规技术。
[0148] 该膜可以通过挤出、压延、压缩或浇注工艺来制备。
[0149] 优选地,制备膜的方法包含挤出和/或压延和/或共挤出包含接触层S2的组分的均化熔体和包含阻隔层S1的组分的均化熔体。
[0150] 包含接触层S2的组分的均化熔体可以通过在挤出机或捏和机中将包含矿物粘结剂组分B、热塑性聚合物组分P2和表面活性剂组分SF的组合物熔融均化来获得。熔体均化优选在高于热塑性聚合物组分P2的熔点,通常高至少20℃、优选高至少30℃的温度下进行。优选地,均化熔体中的水量小于1.0wt%、优选小于0.5wt%、最优选小于0.1wt%。
[0151] 优选地,热塑性聚合物组分P2在挤出机中熔融加工,之后将矿物粘结剂组分B通过侧进料口进料到挤出机中。组合物的组分的一些或全部也可以首先在混合设备中混合以获得干混物,其随后进料到挤出机或捏合机中。组合物的组分还可以首先在混合挤出机中混合以获得粒料或颗粒,然后将其进料到挤出机或捏合机中。
[0152] 包含阻隔层S1的组分的均化熔体可以通过使包含热塑性聚合物组分P1的组合物在挤出机或捏合机中熔融均化获得。
[0153] 用于制备膜的方法可以包含:在单独的工艺中制备阻隔层S1和接触层S2,之后将层彼此通过层压粘结。
[0154] 阻隔层S1和接触层S2可以通过挤出方法制备,该方法包括通过歧管或平模、环形模、狭缝模或铸模(优选通过歧管或平模)挤出包含阻隔层和接触层组分的均化熔体,并淬火在压延冷却辊之间的挤出材料网。所制备的层的厚度可以通过模唇调整和/或通过调整冷却辊之间的间隙尺寸来控制。在挤出工艺中可以使用用于制备扁平膜片的任何常规挤出装置,如在Schwarz,Ebeling和Furth的“Kunststoff Verarbeitung”2005年第10版,Vogel Buchverlag,第5.7.2段中所描述的。
[0155] 阻隔层S1和接触层S2也可以通过压延工艺来制备,该工艺包括使包含各层的组分的均化熔体在一系列压延辊之间通过,其中均化熔体分布在辊的宽度上,将其拉伸并最终冷却成具有限定厚度的膜或片的形式。均化熔体可以用挤出机进料至压延部分的顶部并进入第一和第二辊之间的间隙。优选地,压延部分包含至少四个辊。在压延工艺中可以使用任何用于由热塑性材料制备膜或片材的常规压延装置,如在Schwarz,Ebeling和Furth的“Kunststoff Verarbeitung”2005年第10版,Vogel Buchverlag,第3章中所描述的。
[0156] 随后可以通过任何常规的层压技术将制备的阻隔层和接触层彼此粘结,优选通过在压力的影响下的焊接,优选在压延辊之间或通过使用IR辐射的压制来实现。
[0157] 制备膜的方法可以是共挤出-压延工艺,在该工艺中将各自包含阻隔层S1和接触层S2组分的组合物的均化熔体同时作为在彼此顶部的层挤出,随后将挤出的双层材料网在压延冷却辊之间淬火。
[0158] 制备膜的方法还可以是两步工艺,该工艺包含第一步骤,其中制备第一层,阻隔层S1或接触层S2,之后是第二步骤,其中将包含第二层组分的均化熔体通过歧管或平模、环形模、狭缝模或铸模,优选歧管或平模挤出在第一层的表面上。随后将由此得到的双层材料结构在压延装置的冷却辊之间冷却。第一层可以通过如上所述的挤出压延工艺或压延工艺制备。
[0159] 根据一个实施方案,用于制备膜的方法包含通过第一挤出装置的平模挤出包含接触层S2组分的均化熔体以获得接触层S2的第一步骤,之后的通过第二挤出装置的平模挤出包含阻隔层S1组分的均化熔体以获得片状材料的第二步骤,其与在两个压延辊之间进入的接触层S2在压力的影响下焊接在一起。
[0160] 优选地,制备膜的方法包含通过歧管或平模挤出包含接触层S2组分的组合物的均化熔体,随后使挤出的材料在压延辊之间通过。
[0161] 最佳挤出温度取决于接触层S2的组成和挤出工艺的所需生产量。挤出温度优选80-250℃,更优选100-240℃,甚至更优选120-220℃,最优选140-200℃。术语“挤出温度”是指在挤出机模或歧管中熔融材料的温度。发现具有使用在上述温度范围内的挤出温度通过挤出-压延工艺制备的接触层的膜具有特别良好的混凝土粘合强度。
[0162] 优选地,挤出压力为20.0-350.0巴、优选30.0-240巴、更优选35.0-200巴、最优选40.0-130.0巴。术语“挤出压力”是指恰好在材料进入挤出机模具或歧管之前的挤出机内熔融材料的压力。
[0163] 压延辊之间的间隙尺寸可以比接触层S2的厚度更宽。例如压延辊之间的间隙尺寸可以比接触层S2的厚度宽10%、25%、50%或75%。
[0164] 优选地,制备膜的方法进一步包含将包含阻隔层S1的组分的均化熔体通过歧管或平模挤出在接触层S2的表面上,随后使由此获得的双层材料网在压延辊之间通过。
[0165] 根据一个实施方案,用于制备膜的方法包含挤出和/或压延和/或共挤出包含阻隔层S1的组分的组合物的均化熔体,包含第一接触层S2的组分的组合物的均化熔体和包含第二接触层S2'的组分的组合物的均化熔体。
[0166] 包含第二接触层S2'的组分的均化熔体可以通过在挤出机或捏合机中使包含矿物粘结剂组分B'、热塑性聚合物组分P2'和表面活性剂组分SF'的组合物熔融均化而获得。
[0167] 包含阻隔层S1和接触层S2和S2'组分的均化熔体可以进一步包含用于挤出和压延工艺的典型添加剂,例如内润滑剂、滑爽剂、防粘连剂、防滑助剂、氧化稳定剂、熔体强度增强剂。该均化熔体也可以进一步包含其它添加剂,例如塑化剂、染料、着色剂、颜料、消光剂、抗静电剂、抗冲改性剂和阻燃剂。
[0168] 根据一个实施方案,用于接触层S2和S2'的均化熔体除了矿物粘结剂组分B/B'和至少热塑性聚合物组分P2/P2'之外还包含至少一种化学或物理发泡剂和任选地至少一种用于发泡剂的活化剂。合适的化学发泡剂的实例包括偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、苯磺酰肼,4,4-氧代苯磺酰基氨基脲、4,4-氧代双(苯磺酰肼)、二苯基砜-3,3-二磺酰肼、对甲苯磺酰基氨基脲、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢、重氮氨基苯、重氮氨基甲苯、肼撑二甲酰胺(hydrazodicarbonamide)、重氮异丁腈、偶氮二羧酸钡和5-羟基四唑。优选地,发泡剂是碳酸氢钠。
[0169] 已经发现,在将接触层与新鲜水泥基组合物接触之前使其经受洗涤步骤对于混凝土粘合强度具有积极作用,尤其是在接触层S2/S2'中表面活性剂组分SF/SF'的量接近优选范围的上限时。可以使用水作为洗涤步骤的洗涤液。用于制备膜的方法可以进一步包含使接触层S2/S2'经受洗涤的步骤。
[0170] 制备膜的方法可以进一步包含后处理步骤,例如刷和/或喷砂和/或等离子处理,特别是空气等离子处理,以优化制备的接触层的表面特性。最终产品优选以卷的形式储存。
[0171] 在本发明的另一个方面,提供了用于使基材防水的方法。该基材可以是任何将被密封防水防潮的结构或土木工程结构,例如固化的混凝土结构或地下的表面。基材的表面可以是水平方向或不水平方向的。
[0172] 用于使基材防水的方法,包含以下步骤:
[0173] -将根据本发明的膜施加到基材表面上使得阻隔层S1的第二表面朝向该基材的表面,
[0174] -在接触层S2的第一表面上浇注新鲜的水泥基组合物,和
[0175] -固化该新鲜的水泥基的组合物。
[0176] 优选地,新鲜水泥基的组合物是新鲜的混凝土混合物。
[0177] 在固化后该浇注的水泥基组合物可以是结构,特别是地上或地下结构的一部分,所述结构例如是建筑物、车库、隧道、垃圾填埋场、蓄水池、池塘、堤坝或用于预制结构的构件。
[0178] 根据一个实施方案,用于使基材防水的方法包含以下步骤:
[0179] -在基材的表面上施加一层粘合剂并且用本发明的膜覆盖该粘合剂层使得第二接触层S2'的第二表面与粘合剂层接触,
[0180] -在接触层S2的第一表面上浇注新鲜的水泥基组合物,和
[0181] -使粘合剂层和新鲜的水泥基组合物固化。
[0182] 该粘合剂可以是新鲜的水泥基组合物或合成树脂基粘合剂,例如环氧基双组分粘合剂或EVA基粘合剂,优选新鲜的水泥基组合物。
[0183] 在固化后该浇注的水泥基组合物可以是结构,特别是地上或地下结构的一部分,所述结构例如为建筑物、车库、隧道、垃圾填埋场、蓄水池、池塘、堤坝或用于预制结构的构件。
[0184] 在本发明的另一个方面中,提供了用于使基材防水防止水渗透的防水结构。该防水结构包含混凝土层和设置在基材表面和混凝土层之间的根据本发明的膜,使得阻隔层S1的第二表面朝向基材的表面和接触层S2的第一表面完全粘结至混凝土层的表面。
[0185] 术语“完全粘结”是指两个表面在整个表面粘性连接。
[0186] 该基材可以是任何结构或土木工程结构,其将被密封防水防潮,例如固化的混凝土结构或地下的表面。
[0187] 根据一个实施方案,用于使基材防水防止水渗透的防水结构包含混凝土层和设置在基材的表面和混凝土层之间的根据本发明的膜,使得第二接触层S2'的第二表面朝向基材的表面和接触层S2的第一表面完全粘结至混凝土层的表面。
[0188] 该基材可以是任何将被密封防水防潮的结构或土木工程结构,例如固化的混凝土结构或地下的表面。
[0189] 在本发明的另一个方面中,提供了用于密封基材防止水渗透的方法。用于密封基材防止水渗透的该方法包含以下步骤:
[0190] -将一层粘合剂施加到基材的表面,
[0191] -用本发明的膜覆盖粘合剂层使得接触层S2的第一表面或第二接触层S2'的第二表面与粘合剂层接触,和
[0192] -使粘合剂层固化。
[0193] 该粘合剂可以是新鲜的水泥基组合物或合成树脂基粘结剂,例如环氧基双组分粘合剂或EVA基粘合剂,优选新鲜的水泥基组合物,特别是新鲜混凝土或喷浆混凝土组合物。
[0194] 根据一个实施方案,用于密封基材防止水渗透的方法包含以下步骤:
[0195] -将粘合剂层施加到接触层S2的第一表面或第二接触层S2'的第二表面上,[0196] -用本发明的膜覆盖基材的表面使得粘合剂层与基材的表面接触,和
[0197] -使粘合剂层固化。
[0198] 该粘合剂可以是新鲜的水泥基组合物或合成树脂基粘结剂,例如环氧基双组分粘合剂或EVA基粘合剂,优选新鲜的水泥基组合物,特别是新鲜混凝土或喷浆混凝土组合物。
[0199] 在本发明的另一个方面,提供了用于密封基材防止水渗透的密封结构。该密封结构包含根据本发明的膜和设置在基材的表面和该膜之间的粘结剂层,使得第一接触层S2的第一表面或第二接触层S2'的第二表面通过粘合剂层与基材的表面粘结。
[0200] 该粘合剂可以是新鲜的水泥基组合物或合成树脂基粘结剂,例如环氧基双组分粘合剂或EVA基粘合剂,优选新鲜的水泥基组合物,特别是新鲜混凝土或喷浆混凝土组合物。
[0201] 已经发现,在将接触层与新鲜水泥基组合物接触之前使其经受洗涤步骤对于粘合强度具有积极作用,尤其是在接触层S2/S2'中表面活性剂组分SF/SF'的量接近优选范围的上限时。实施例
[0202] 在试验中使用表1中所示的材料。
[0203] 表1.在试验中使用的材料
[0204]
[0205]
[0206] aEVA,乙烯乙酸乙烯酯共聚物
[0207] c根据ISO 527-3标准在23℃下测量的弹性模量
[0208] 实施例膜的制备
[0209] 对于各个实施例膜(EX1-EX16),接触层(E)首先通过由包含各个接触层的组分的均化熔体热压制备。
[0210] 接触层的均化熔体通过将包含接触层组分的组合物在双辊轧机(来自Labtech Engineering)上熔体均化获得。该熔体均化在高于聚合物组分的熔融温度大约30℃的温度下进行。随后使用热压机由均化的熔体压制厚度大约为1mm的片材。在压制期间将材料的温度保持在比聚合物组分的熔融温度高大约30℃。
[0211] 最后,通过在热压机中将各个接触层层压到聚乙烯基的阻隔层(WP1210-06–H,可获自Sika)制备实施例的膜。
[0212] 在表2和3中呈现了对于实施例膜EX1-EX16的接触层(E)在23℃的温度下测量的组成和杨氏模量。
[0213] 混凝土测试试样的制备
[0214] 由如上所述制备的每一个实施例膜EX1-EX16切取尺寸为159mm(长)x39mm(宽)的三个样品膜。将样品膜置于尺寸为160mm(长)x 45mm(宽)x 30mm(高)的框架上,接触层面朝上并且热塑性阻隔层靠着框架的底部。
[0215] 接触层侧面上的各个样品膜的一个边缘用长度为50mm和宽度与膜样品的宽度一致的胶带覆盖,以防止与固化的混凝土粘合。使用胶带以更容易地将测试试样安装到抗剥离性测试装置上。
[0216] 为了制备混凝土测试试样,制备了一批新鲜混凝土配方。该新鲜混凝土配方通过将46.3wt%的粒径为0-1mm的砂,7.1wt%的Nekafill-15(来自KFN)(石灰石填料),32.1wt%的CEM I 42.5N水泥(Holcim Normo 4),14.3wt%的水和0.2wt%的
PC 2溶液共混获得。将干燥的组分混合并且在滚筒混合器中均化2分钟。在
添加水和 溶液之后,将混凝土混合物在水泥混合器中均化5分钟。
[0217] 随后用新鲜混凝土配方填充含有样品膜的框架并且振动30s以释放夹带的空气。在固化一天之后,在测量抗剥离性之前,将测试混凝土试样从框架上剥离并储存在潮湿气氛(空气温度23℃,相对空气湿度100%)中。
[0218] 抗剥离性的测量
[0219] 根据标准DIN EN 1372:2015-06列出的程序进行样品膜由固化混凝土试样的抗剥离性测试。使用满足DIN EN 1372:2015标准要求的抗剥离性测试装置用于进行抗剥离力测量。
[0220] 对于抗剥离性测试,在包含样品膜的贴胶带部分的混凝土试样的末端用材料测试装置的上夹头夹紧混凝土试样10mm的长度。随后,将样品膜以90°的剥离角度和100mm/min的恒定横梁速度由混凝土试样的表面剥离。继续剥离样品膜直至整个样品膜由混凝土试样的表面剥离。计算剥离大约70mm长度期间的平均剥离力[N/50mm]作为抗剥离性的值,因此由计算中排除总剥离长度的第一个和最后一个四分之一。
[0221] 在表2和3中呈现的实施例膜EX1-EX16的平均抗剥离力值已经作为由相同实施例膜切下的三个样品膜获得的测量值的平均值计算。
[0222]
[0223]
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