防水聚氨酯疊層片材的製作方法

2023-05-01 05:08:36 1

專利名稱：防水聚氨酯疊層片材的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種從廢聚氨酯再生的防水聚氨酯疊層片材，它具有優異的防水性和粘合性。
目前大多數防水片材主要由聚乙烯薄膜和瀝青層組成。這類防水片材的明顯缺點在於瀝青層的狀況隨時間和溼度變化。更詳細言之，瀝青粘性隨時間的推移而變差，最終固化。此固化的瀝青層隨著溫度變化反覆膨脹和收縮，導致聚乙烯層和瀝青層之間出現縫隙。此外，薄的聚乙烯薄膜容易因(例如)塗抹作業之前粗心操作、或在塗抹作業時混入鋒利的石頭或異物使其表面被損壞，這顯然會導致防水性下降，同時出現縫隙。
當防水片材被固定後，通常將防護砂漿塗於防水片材上。防水片材放置於水平面上時，例如底部上時，塗砂漿作業相當容易。然而，在垂直面、如牆上時，塗砂漿作業由於聚乙烯薄膜的光滑表面變得相當麻煩，因為必須放上磚塊或必須修建防雨板。
此外，ECB片材、PVC片材和EPDM片材也用作防水片材。然而，他們與基體物質的粘合性不令人滿意，因而達不到充分的防水效果。此外，鋪設片材之前，需要在混凝土地面上塗上粘接劑，這會導致粘合性及可操作性差。因為防水片材不會與混凝土表面完全粘接。如果漏水，難以發現瑕點。
還有用起表面防護作用的天然或合成橡膠層與用作粘接和防水的煤焦油或瀝青層的疊層防水片材。然而，橡膠層並不能充分發揮其表面防護的作用，因為它可溶於粘接層。
因此，本發明的目的在於克服現有技術中遇到的上述問題，提供一種具有優異防水和粘接性能的防水聚氨酯疊層片材。
本發明的另一個目的是提供一種能用作暴露的及掩蓋的片材的防水聚氨酯疊層片材。
本發明的再一個目的是再生廢舊聚氨酯泡沫。
根據本發明，上面的目的可通過提供一種防水聚氨酯疊層片材實現，其中將防水粘合劑層塗於從廢聚氨酯泡沫回收的聚氨酯片材上並用剝離紙覆蓋之，所述防水粘合劑層是由約60wt％的吹制瀝青、約15wt％的SBS橡膠、約10wt％的芳香族非幹性油、約7.5wt％的松香和約7.5wt％的填料組成的組合物。
有很多聚氨酯製品，如聚氨酯彈性體、聚氨酯泡沫、聚氨酯漆、聚氨酯粘合劑、人造革、聚氨酯橡膠等。聚氨酯製品的不同物理性質主要由與異氰酸酯反應的含羥基化合物決定，這些化合物如聚酯、聚醚多元醇、丙烯醯基多醇、蓖麻油的衍生物等。
聚氨酯泡沫的特徵在於二元醇與二異氰酸酯聚合反應過程中產生的氣體造成的球形或多邊形多孔結構及形成的空間網狀結構。
根據本發明，聚氨酯片材由廢聚氨酯泡沫製得。為將廢聚氨酯泡沫變成聚氨酯片材，需要改變該材料的物理性質。更詳細地說，當聚氨酯泡沫熔化時，其流動性迅速增加，極大的限制了適於得到製備片材所需粘度的溫度範圍。所以，除去泡沫中存在的溼氣非常重要，因為溼氣會引起水解，這樣對製得的片材的性質造成不利影響。
下面描述的是這種聚氨酯片材的製備及此片材的組成。
首先，將廢軟質或半軟質聚氨酯泡沫壓碎或切成約2-4mm大小。在溫度約115-120℃下對此聚氨酯碎屑進行真空乾燥，直到溼氣含量降至2％或更少為止。然後加入包括酚類抗氧劑、水解抑止劑、紫外線吸收劑、顏料和抗菌劑的添加劑體系。將得到的混合物進行共混再通過一具有五個溫度分別保持在175℃、170℃、185℃、176℃和185℃的連續區段的擠出機機筒，然後通過一T模頭，最後經過一個輥得到聚氨酯片材。
由於聚氨酯片材的主要原料為在其泡孔中含有大量溼氣的廢軟質或半軟質聚氨酯泡沫，儘管進行了乾燥，溼氣仍可能保留或吸收入廢聚氨酯碎屑中，引起水解。為了防止此水解，要使用水解抑止劑。作為水解抑止劑，優選加入按100重量份聚氨酯碎屑計的約0.5至1.5份芳族聚碳化二亞胺。例如，若芳族聚碳化二亞胺用量太小，防止水解的效果不明顯。另一方面，若聚碳化二亞胺的量超過了上限，片材的物理性質不能進一步改善。
由於主要原料來自廢棄物，若不加入抗氧劑或紫外線吸收劑，聚氨酯片材在使用過程中其物理性質就會迅速降低。根據本發明，聚碳化二亞胺可用作抗氧劑，加入量按100重量份聚氨酯碎屑計為約0.5-1.5份。二苯甲酮是一種良好紫外線吸收劑，加入量按100份聚氨酯泡沫碎屑計為0.2-0.5份。
眾所周知，苯並咪唑基甲基氨基甲酸酯對於防止細菌和黴菌有效。根據本發明，苯並咪唑基甲基氨基甲酸酯的加入量按100重量份聚氨酯碎屑計為約0.1至0.3份。
為使聚氨酯片材著色，加入痕量炭墨，加入量按100重量份聚氨酯泡沫碎屑計為約0.1至0.3份。
聚氨酯片材的組成列於在下面的表1中。
表1組分 量(重量份)聚氨酯泡沫碎屑 100水解抑止劑 0.5-1.5(聚碳化二亞胺)酚類抗氧劑 0.2-0.5UV吸收劑(二苯甲酮) 0.2-0.5苯並咪唑基甲基氨基甲酸酯0.1-0.3炭墨0.1-0.3保持機筒各區段處於設定溫度很重要。例如，如果聚氨酯碎屑混合物通過相應溫度高於設定溫度的機筒各區段時，聚氨酯碎屑過熱，因而難以模製成片材。同時，過熱加速模製片材老化和熱分解，導致其物理性質如拉伸強度、撕裂強度和伸長率顯著降低。另一方面，如果聚氨酯碎屑通過相應溫度低於設定溫度的機筒各區段，未熔化的碎屑可能包含在片材中，因而造成製品不均勻，並且加工性能和物理性能差。
本發明中使用的擠出機具有SM螺杆的單軸出氣口型擠出機，其中捏合部分設置在初始壓縮部分的末端，使得通過圓柱形機筒和物料之間的摩擦產生熱。這種熱使聚氨酯碎屑熔化，所以有可能在溫度低於其玻璃轉化點下加工。如果碎屑未充分乾燥，當在擠出機內加熱時，餘下的溼氣會造成水解並在T模頭出口處發泡，對擠出片的物理性質帶來不利影響。為防止這些問題。必須將溼氣在出氣口處除去。
根據本發明，將聚氨酯片材疊合在防水粘合劑層上，粘合劑層由類似橡膠的瀝青組合物製備。要求粘合劑層不溶解或侵蝕聚氨酯片材，並保持長時間不隨溫度變化的相對恆定的粘度和粘合性。
為製備防水粘合劑，首先，將吹制瀝青加入一罐中並完全溶解，此間保持溫度為100℃。在另一個罐中，放入SBS橡膠、芳族非幹性油、松香和填料並使其在120℃熔化。在此罐中，加入熔融瀝青並混合6-8小時，得到粘性防水粘合劑組合物。本發明的聚氨酯疊層片材通過將粘性防水粘合劑組合物塗於聚氨酯片材上並同時用剝離物覆蓋塗層而製備。
根據本發明，防水粘合劑組合物包括約60wt％的吹制瀝青、約15wt％的SBS橡膠、約10wt％的芳族非幹性油、約7.5wt％的松香和約7.5wt％的填料。
下面的表II給出了防水粘合劑組合物的組分及其用量。
表2組分 用量重量份wt％吹制瀝青120 60合成橡膠(SBS) 3015芳族非幹性油2010松香157.5填料157.5吹制瀝青除了起到防腐蝕劑的作用之外，對於防水及粘合性能也起到關鍵的作用。過量的吹制瀝青因外界溫度升高，流動性增加，會引起防護片材的切變。此外，吹制瀝青的高流動性導致在連接部分洩漏。這樣，防水性和牢固粘合性變差。
合成橡膠提供了粘合性和衝去吸收性。如果其用量太多，合成橡膠在瀝青中分散困難。為避免不均勻的混合物，需要高溫和長的混合時間。
松香也有助於粘合性。過量的松香會使粘合劑層變硬。
在低溫下防止硬化的非幹性油，起到保持粘度恆定的作用。
如前面描述的，塗在聚氨酯片材上的防水粘合劑層，與聚氨酯片材具有極牢固的粘合力、優異的防水性和強的粘合性。此外，它不會腐蝕或溶解聚氨酯表面層。
藉助於表面聚氨酯層的耐久性和防水粘合劑層的衝去吸收性，本發明的防水聚氨酯疊層片材可在浴池底或屋頂等處用作外層，及在結構內用作埋入層。
對於本領域普通技術人員，在閱讀前面的公開內容之後，本發明的其它特點、好處及實施方式是顯而易見的。基於這種考慮，由於本發明的具體實施方案已進行了相當詳細地描述，因而對這些實施方案可以進行變化和替換而不離開本發明公開的及要求保護的實質和範圍。
權利要求
1.一種防水聚氨酯疊層片材，其中防水粘合劑層塗於由廢聚氨酯泡沫回收的聚氨酯片材上並覆蓋一剝離薄膜。
2.根據權利要求1的防水聚氨酯疊層片材，其中所述防水粘合劑層包括含約60wt％吹制瀝青、約15wt％SBS橡膠、約10wt％芳族非幹性油、約7.5wt％松香和約7.5wt％填料的組合物。
3.根據權利要求1的防水聚氨酯疊層片材，其中所述聚氨酯片通過包括如下步驟的方法製備將廢軟質或半軟質聚氨酯泡沫切割或壓碎成約2-4mm大小；在溫度為100-115℃下真空乾燥得到的聚氨酯碎屑，直至其中的溼氣含量降到2％或更少為止；將乾燥的聚氨酯碎屑與酚類抗氧劑、碳化二亞胺水解抑止劑、二苯甲酮、炭黑和苯並咪唑類抗菌劑的混合物共混；及將得到的共混物通過具有溫度分別為175℃、170℃、185℃、176℃和185℃的五個區段的擠出機機筒，然後通過一個T模頭和一個輥。
全文摘要
一種防水聚氨酯疊層片材，其中將防水粘合劑層塗於由廢聚氨酯泡沫回收的聚氨酸片材上並覆蓋一剝離薄膜，防水粘合劑層包括含有約60wt％吹制瀝青、約15wt％SBS橡膠、約10wt％芳族非幹性油、約7.5％松香和約7.5％填料的組合物。藉助於表面聚氨酯層的耐久性和防水粘合劑層的衝擊吸收性，防水聚氨酯疊層片材可在浴池地面、屋頂等處用作外層及在結構中用作埋入層。
文檔編號B32B5/18GK1143570SQ951187
公開日1997年2月26日 申請日期1995年11月6日 優先權日1995年8月18日
發明者車國承 申請人:車國承