热塑性屋面遮蔽膜制造技术

本发明专利技术提供热塑性屋面遮蔽膜，其包含交联胶粒子和水性（共）聚合物分散体。该热塑性屋面遮蔽膜通过结合交联胶粒子和悬浮聚合物分散体或凝固的水性乳胶（共）聚合物分散体以形成水性分散体混合物来形成，使该水性分散体混合物经受固态剪切粉碎以形成可以作为热塑性塑料材料来加工材料，其中交联胶浓度为（基于该材料的总固体）１０重量％－９５重量％。所述方法还可以包括揉捏所述被粉碎的产品和随后通过挤出形成屋面遮蔽膜的步骤。

【技术实现步骤摘要】
热塑性屋面遮蔽膜本专利技术要求享有2008年十二月30日提交的美国临时申请第61/203913号 的优先权。本专利技术涉及一种新型屋面遮蔽膜材料，其至少部分地由再利用的废材料制 成。更具体地，本专利技术涉及来自交联胶和水性聚合物分散体的热塑性屋面遮蔽 膜。所述交联胶可以是诸如来自废轮胎的废硫化橡胶。本专利技术是在罗门哈斯公司(Rohm and Haas Company)(美国宾夕法尼亚州 费城)和四川大学聚合物材料工程国家重点实验室(中华人民共和国成都)的 联合研究协议下完成的。本专利技术的一个目的是由可再利用的废材料开发有用的屋面膜材料。橡胶粒 子，特别是交联胶或硫化橡胶应该是一种特别有吸引力的原料。为废汽车轮胎 找到新的用途的愿望特别强烈，因为它们是如此之多，而它们的处理造成问题。 在垃圾填埋时它们不易被分解，通过焚烧处理轮胎则为随之带来由颗粒物排放和潜在的有害化合物造成的环境污染问题。人们已经为废轮胎找到一些有限的 用途，例如作为水泥制造厂中的燃料；新轮胎中的填料(当被磨细时)，户外 运动场地表面和道路沥青；或护盖物。作为原料再利用轮胎橡胶有困难，特别是当所需的最终产品是热塑性塑料 时，因为GTR是交联的热固性组合物。例如，由纯研磨轮胎橡胶制成的挤出 制品脆弱且僵硬，因为研磨轮胎的粒子是热固性组合物，它们不能很好地熔合。 当研磨轮胎作为填料被加入热塑性组合物中时，研磨轮胎的含量有一个上限， 之后物理性质即会受到破坏，该上限大约是5-10%研磨轮胎橡胶。当研磨轮胎 橡胶用于新轮胎中时，情况也是如此。改善废硫化橡胶的加工包括固态剪切粉碎法(SSp)。 S^是一种研磨法，其 中粒度减小受到切、剪、磨或蚀的作用并经常是在环境条件下进行(参见例如 固态剪切粉碎(Solid-State Shear Pulverization),第2、 3章，K. Khait和S. Carr， Technomic Publishing Company, Inc. 2001)。除了减小粒度，已经证明，S3P能诱导多组分混合物的混合或相容以及由碳碳键的断裂产生的基团引起的机械 化学现象。自从二十世纪七十年代以来，人们已经开发了几类SSP处理技术和 设备，包括Berstorff粉碎机、挤出粉碎、旋转式研磨机和碾磨盘(聚合物工程 和科学(Polymer Engineering and Science), 1997年6月，37巻，第6期， 109卜1101);塑料、橡胶和复合材料处理和应用(Plastics， Rubber and Composites Processingand Applications) 19%，第25巻，第3期，152-158)。旋转式研磨 机和研磨盘都包括固定的表面和旋转表面，各表面具有设计不同的接触面。然 而，在不利用高温产生熔化的材料时，使用这些固态粉碎技术不能容易地实现 使不同固体材料密切混合。人们已经作了大量努力，通过与固态热塑性塑料诸如聚乙烯混合将橡胶轮 胎转化为能被加工的材料来再利用或回收废轮胎。S3P已经被应用于这种混合 物。然而，这种方法需要在高温下熔化热塑性塑料/橡胶混合物与大量加工助剂。 这种技术是不实用的，没有用于制造屋面膜。其它已知的方法包括通过机械化 学方法来制备聚烯烃接枝极性单体共聚物，和由废轮胎橡胶制备具有高表面活 性的橡胶粉末，它可以用于形成聚合物/橡胶粉末复合材料。同样，这些方法未 用于制备屋面膜。而且，人们尝试了在冷混合物中使共聚物树脂与GTR混合，例如，Choe 等人的韩国专利申请公开第2001-0065946和2001-0099223号公开一种由GTR 和垸基-乙氧基-氨基共聚物生产防水性和耐磨性防水橡胶薄膜的方法。然而， 这种方法不能满足对由再利用的热固性橡胶和热塑性聚合物生产有用的热塑 性屋面膜材料的方法的要求，其中，所述热塑性屋面膜材料包含大于10%再利 用的橡胶并完全利用组成聚合物的性质。虽然废橡胶轮胎受到许多关注，但是再生橡胶的问题比废轮胎更容易遇 到。仍然需要将热固性聚合物(像交联胶)与热塑性聚合物结合起来的方法， 使新的复合材料能有效地再用作热塑性组合物，而不会损失聚合物成份的机械 性质。本专利技术致力于找到由再利用的热固性橡胶和热塑性聚合物生产商业上有 用的热塑性屋面膜的解决方案，这种热塑性聚合物即使在热固性橡胶的比例大 于复合材料的10重量％时也能保持组成聚合物的机械性质。
技术实现思路
本专利技术提供屋面膜，其由包括以下步骤的方法制成(f) 使一种或多种水性聚合物分散体凝固，产生重均粒度约为i-iooo微米的凝固聚合物分散体；(g) 在使所述水性聚合物分散体凝固之前或之后，使一种或多种交联胶的粒子与所述水性聚合物分散体混合，形成水性分散体混合物; Oi) 对该水性分散体混合物进行固态剪切粉碎，由此减小交联胶的粒度并产生粉碎的混合物；和 (i) 减少该粉碎的混合物的水含量； (J) 形成屋面膜；其中，所述一种或多种水性聚合物分散体的凝固可以在与交联胶粒子混合 之前进行，或在交联胶粒子的存在下实施。在本专利技术的一个实施方式中，该制备屋面膜的方法还包括挤出粉碎的混合 物以形成屋面膜。在另一个实施方式中，交联胶至少部分得自再利用的轮胎，其粒度范围是 43微米筛粒度(325目)或更大，或11100微米筛粒度(2目)或更小，或203 微米筛粒度(60目)或更大，或3350微米筛粒度(6目)或更小。在另一个实施方式中，凝固的水性聚合物分散体得自乳液聚合物分散体， 优选丙烯酸或苯乙烯-丙烯酸乳液聚合物。在一个不同的实施方式中，凝固的水性聚合物分散体得自乳液聚合物生产 设备的废物流。在本专利技术的另一个实施方式中，减少粉碎的混合物的水含量包括分离粉碎 的混合物的固体内容物。在本专利技术的另一个实施方式中，所述固态剪切粉碎包含碾磨盘碾磨或转盘 研磨机碾磨。在本专利技术的另一个实施方式中，凝固的水性聚合物分散体包含具有一种或 多种功能单体的聚合单元的(共)聚合物，其中的功能单体具有选自下组的官能度羧酸、磷酸、羟基、胺、乙酰乙酰氧、甲硅烷、环氧、氰基、异氰酸酯 和它们的组合。在另一个不同的实施方式中，屋面膜在加工过程中被进一步交联，该加工 包括捏制、或挤出、或双辊塑炼机碾磨、或加热铸型或压縮模塑中的一种或多种。在另一个不同的实施方式中，热塑加工形成薄片或膜，所述方法还包括在 薄片或膜上层叠其它薄片、膜或薄板。因此，可成形的屋面膜可以包含以可成 形屋面膜作为一层或多层的多层制品、多层屋面遮蔽材料或多层屋面遮蔽膜。 因此，所述方法提供以屋面膜作为一层或多层的多层制品、层压材料或屋面遮 蔽材料。在另一个不同的实施方式中，制备屋面膜的方法还包括用白色涂料涂布膜或在屋面膜上覆盖或层叠一层聚丙烯薄膜或PVC薄膜或箔片。在本专利技术的另一个方面，所述屋面膜由包括以下步骤的方法制成(a) 使一种或多种交联胶的粒子与水性聚合物分散体混合，形成水性 分散体形式的水性分散体混合物；(c) 对该水性分散体混合物进行固态剪切粉碎；(d) 减少该粉碎的混合物的水含量；和(e) 形成屋面膜；其中，所述水性聚合物分散体通过悬浮聚合来获得。本专利技术的热塑性屋面膜得自再利用的热固性橡胶和热塑性聚合物，在该方 法中，包含热塑性聚合物的悬浮聚合物或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由包括以下步骤的方法制成的屋面膜：　（ａ）使一种或多种水性聚合物分散体凝固，产生重均粒度约为１－１０００微米的凝固的水性聚合物分散体；　（ｂ）在使所述水性聚合物分散体凝固之前或之后，使一种或多种交联胶的粒子与所述水性聚合物分 散体混合，形成水性分散体形式的水性分散体混合物；　（ｃ）对该水性分散体混合物进行固态剪切粉碎，由此产生粉碎的混合物；　（ｄ）减少该混合物的水含量；和　（ｅ）形成屋面膜；　其中，所述一种或多种水性聚合物分散体的凝固可以 在与所述交联胶粒子混合之前进行，或在所述交联胶粒子的存在下实施。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CA克鲁兹，W劳，JM罗科瓦斯基，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]