CN116917120A - 具有改进的耐老化性的屋面膜 - Google Patents

具有改进的耐老化性的屋面膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种屋面膜(1)，其包含基于聚氯乙烯的膜(2)和覆盖该基于聚氯乙烯的膜(2)的上主表面的至少一部分的保护层。本发明还涉及一种用于生产屋面膜的方法，以及涉及一种屋顶系统，该屋顶系统包含屋顶垫层(6)和通过使用机械或粘合剂连结方式附接到屋顶垫层(6)的表面的屋面膜(1)。

Description

具有改进的耐老化性的屋面膜
技术领域
本发明涉及通过使用屋面膜对地上建筑结构进行防水的领域。特别地，本发明涉及具有改进的抗老化性的屋面膜。
背景技术
在建筑领域中，通常称为膜、面板或片材的聚合物片材用于保护地下和地上建筑(例如地下室、隧道以及平坦和低倾斜屋顶)免受渗透水的影响。防水膜例如用于防止水侵入通过混凝土结构中由于建筑物沉降、负载位移或混凝土收缩而产生的裂缝。用于平坦和低倾斜屋顶结构的防水的屋面膜通常作为单层或多层的膜系统提供。在单层膜系统中，使用由单个聚合物防水层组成的屋面膜覆盖屋顶基材。在这种情况下，防水层通常含有增强层以增加屋面膜的机械稳定性。在多层膜系统中，使用包含具有相似或不同组成的多个聚合物防水层的屋面膜。与多层膜相比，单层膜具有较低生产成本的优点，但它们对由尖锐物体的穿孔引起的机械损坏的耐受性也较低。
用于屋面膜的常用材料包括塑料，特别是热塑性塑料如增塑的聚氯乙烯(p-PVC)、热塑性烯烃(TPE-O，TPO)和弹性体如乙烯-丙烯二烯单体(EPDM)。屋面膜通常以卷的形式递送到施工现场，转移到安装地点，展开并粘附到待防水的基材上。屋面膜粘附在其上的基材可以由各种材料组成。所述基材可以是例如混凝土、金属或木甲板，或者它可以包括隔热板或覆板和/或现有的膜。
屋面膜在其使用寿命期间暴露于各种应力，包括热应力、长时间暴露于臭氧和紫外线照射以及机械应力。PVC膜被认为尤其易受风化影响，因为增塑剂的逐渐迁移将使膜变硬并加速膜的老化。因此，基于增塑聚氯乙烯(p-PVC)的市售可得的屋面膜通常给予不超过10-20年的保质期。酮乙烯酯(KEE)膜可以给予超过25年的更长保证，因为KEE作为聚合物增塑剂，不需要额外的增塑剂来增加膜的柔韧性。EPDM膜由于其化学交联结构而固有地更耐老化，并且相应地具有更长的保修期。甚至热塑性聚烯烃(TPO)膜也声称更耐候，主要是因为它们不含任何增塑剂。
延长PVC屋面膜寿命的通常已知的技术包括例如使用具有较低迁移速度的低挥发性增塑剂。然而，膜的老化不仅受增塑剂迁移的影响，聚合物链中的断裂和除增塑剂之外的其它挥发性添加剂的迁移也促进膜的老化。一些供应商增加屋面膜的厚度以延长使用寿命。尽管增加材料重量将在一定程度上增加抗老化性，但也将增加膜的每单位面积的重量，这在膜的安装过程中是显著的缺点。一些市售可得的膜还配备有顶表面涂层以减少增塑剂的挥发和迁移，同时还提供抗结垢性和容易清洁。然而，这种涂层本身不是非常耐老化，并且通常涂层将磨损掉并且必须每几年更换一次以保持保护功能。因此，屋面膜的使用寿命可以通过使用保护层而得以改善，但是这种屋顶系统的维护成本实际上相当高，因为膜的重新涂覆需要一定量的人力和材料资源。
因此，仍然需要具有改善的抗老化性的新型屋面膜，并且因此可以给予该膜更长的保质期。
发明概述
本发明的目的是提供一种具有改善的耐老化性的屋面膜。
本发明的另一个目的是提供一种屋面膜，其具有改善的对暴露于UV照射、增塑剂迁移和结垢的耐受性。
本发明的主题是如权利要求1中所限定的屋面膜。
令人惊讶地发现，包含基于聚氯乙烯的膜、覆盖基于聚氯乙烯的膜的上主表面的基于氟碳化合物的保护层和布置在保护层与基于聚氯乙烯的膜之间的连接层的屋面膜能够解决或至少减轻现有技术基于聚氯乙烯的自粘附屋面膜的问题。
本发明的屋面膜的优点之一是可以在不显著增加膜的生产成本的情况下实现改善的耐老化性。
本发明的屋面膜的另一个优点是，与用于延长已经安装的屋面膜的使用寿命的现有技术保护涂层相比，已经证明所述保护层对环境影响具有更大的弹性。
本发明的其它方面在其它独立权利要求中给出。本发明的优选方面在从属权利要求中给出。
附图说明
图1示出了屋面膜(1)的横截面，其包含具有上主表面和下主表面的基于聚氯乙烯的膜(2)，覆盖基于聚氯乙烯的膜(2)的上主表面的保护层(3)，以及布置在基于聚氯乙烯的膜(2)和保护层(3)之间的连接层(4)。
图2示出了图1的屋面膜(1)的横截面，其进一步包含覆盖基于聚氯乙烯的膜(2)的下主表面的纤维材料层(5)。
图3显示了图1的屋面膜(1)的横截面，其中基于聚氯乙烯的膜(2)是由第一和第二防水层组成的多层膜。
图4示出了屋顶系统的横截面，该屋顶系统包含屋顶垫层(6)和图1的屋面膜(1)，该屋面膜(1)经由粘合剂层(7)粘附到屋顶垫层(6)的表面。
发明详述
本发明的主题是屋面膜(1)，其包含：
i.基于聚氯乙烯的膜(2)，所述基于聚氯乙烯的膜(2)具有上主表面和下主表面，
ii.保护层(3)，所述保护层覆盖所述基于聚氯乙烯的膜(2)的上主表面的至少一部分，以及
iii.连接层(4)，所述连接层(4)布置在所述保护层(3)与所述基于聚氯乙烯的膜(2)之间，
其特征在于，所述保护层(3)包含至少一种氟碳树脂。
以“聚(多)”开头的物质名称表示每分子形式上含有两个或更多个在其名称中出现的官能团的物质。例如，多元醇是指具有至少两个羟基的化合物。聚醚是指具有至少两个醚基的化合物。
术语“聚合物”是指通过聚合反应(聚加成、加聚、缩聚)产生的化学上均匀的大分子的集合，其中大分子在其聚合度、分子量和链长方面不同。该术语还包含由聚合反应产生的所述大分子集合的衍生物，即通过预定大分子中官能团的反应，例如加成或取代反应获得的化合物，其可以是化学上均匀的或化学上不均匀的。
术语“玻璃化转变温度”(Tg)表示这样的温度，高于该温度，聚合物组分变得柔软和柔韧；而低于该温度，它变得硬和玻璃态。玻璃化转变温度优选通过动态力学分析(DMA)测定，使用1Hz的施加频率和0.1％的应变水平，作为测量的损耗模量(G″)曲线的峰值。
组合物中的“至少一种组分X的量或含量”，例如“至少一种氟碳树脂的量”是指组合物中所含的所有氟碳树脂的各个量的总和。此外，在组合物包含20重量％的至少一种氟碳树脂的情况下，组合物中所含的所有氟碳树脂的量的总和等于20重量％。
术语“室温”表示23℃的温度。
本发明的屋面膜包含基于聚氯乙烯的膜、保护层和连接层。术语“层”在本公开中是指具有上下主表面、限定在纵向延伸边缘之间的宽度和限定在上下主表面之间的厚度的片状元件。优选地，层的长度和宽度比层的厚度大至少5倍，更优选地至少15倍，甚至更优选地至少25倍。
基于聚氯乙烯的膜可以是单层膜或多层膜。术语“单层膜”在本文中表示包含一个单一防水层的膜，而术语“多层屋面膜”表示包含多于一个防水层的膜。单层膜和多层膜是本领域技术人员已知的，并且它们可以通过使用任何常规方法制备，例如通过挤出或共挤出、压延或通过铺展涂布。在基于聚氯乙烯的膜包含多于一个防水层的情况下，表述“膜的上主表面”是指最上面的防水层的顶表面，而表述“膜的下主表面”是指最下面的防水层的底表面。
优选地，保护层覆盖基于聚氯乙烯的膜的上主表面面积的至少50％、更优选地至少65％、甚至更优选地至少75％、还更优选地至少85重量％。然而，可能优选的是，在基于聚氯乙烯膜的上主表面上靠近纵向边缘的窄段(也称为布边(selvedges))没有保护层。这种具有25-150mm、优选35-100mm宽度的布边可以存在于屋面膜中，以使得相邻屋面膜的重叠部分能够通过热焊接或粘合剂粘结彼此重叠和连结。
已经发现，基于氟碳树脂的层和膜尤其适合用作保护层，因为它们提供优异的环境因素耐受性，包括长时间暴露于UV照射、臭氧和大的温度波动。此外，已经发现氟碳层具有优异的阻隔性能，其可以有效地抑制增塑剂的挥发并减缓基于聚氯乙烯的防水层的老化。最后，由于氟碳材料具有低表面能，所以灰尘难以粘附到表面，这意味着基于氟碳树脂的层也可以用作防污层。
优选地，至少一种氟碳树脂占保护层总重量的至少25重量％，优选至少50重量％，更优选至少75重量％，甚至更优选至少85重量％，还更优选至少95重量％。根据一个或多个实施方案，至少一种氟碳树脂占保护层总重量的50-99重量％，优选65-99重量％，更优选75-99重量％，甚至更优选85-99重量％。
根据一个或多个实施方案，保护层中含有的至少一种氟碳树脂选自聚氟乙烯(PVF)和聚偏二氟乙烯(PVDF)。已经发现包含PVF和PVDF作为至少一种氟碳树脂的层尤其适合用作保护层。
待用于保护层中的合适的聚偏二氟乙烯具有相对高的偏二氟乙烯含量，例如至少65重量％，优选至少75重量％，更优选至少85重量％，甚至更优选至少95重量％，基于聚偏二氟乙烯的重量计。
可以与偏二氟乙烯单体共聚的合适的单体优选含有碳-碳双键，其可以是烯丙基、苯乙烯基、乙烯基、α-甲基苯乙烯基团、(甲基)丙烯酰胺基团、氰酸酯基团、乙烯基醚基团或(甲基)丙烯酸部分。合适的共聚单体的实例包括乙烯、丙烯、异丁烯、苯乙烯、氯乙烯、偏二氯乙烯、二氟氯乙烯、氯三氟乙烯、四氟乙烯、三氟丙烯、六氟丙烯、甲酸乙烯酯、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯腈、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、醋酸异丙烯酯。下式的偏二氟乙烯重复单元的均聚物也是合适的。热塑性聚偏二氟乙烯是优选的，但化学交联的形式也是合适的。
合适的聚氟乙烯和聚偏二氟乙烯可例如以商品名(来自Arkema)；以商品名/>(来自Solvay)；以及以商品名/>(来自Shanghai 3F New Material)，如/>FR903商购获得。
用作保护层的合适的聚氟乙烯膜可从例如DuPont以商品名PVF膜商购获得。合适的聚偏二氟乙烯膜可从例如Hangzhou Fumo Science and Technology Company(China)商购获得。
根据一个或多个优选的实施方案，该至少一种氟碳树脂是聚氟乙烯。
根据一个或多个实施方案，保护层的厚度为5-250μm，优选15-200μm，更优选25-150μm，甚至更优选35-125μm，还更优选50-100μm。
优选地，保护层形成屋面膜的主要外表面之一。术语“主要外表面”在本公开中是指屋面膜的最外表面。
本发明的屋面膜进一步包含布置在基于聚氯乙烯的膜与保护层之间的连接层。
用于本发明的屋面膜的合适连接层包括粘合剂层和热塑性层。连接的厚度没有特别限制，并且它主要取决于连接层的类型。
用于连接层的合适的粘合剂包括例如单组分和双组分的聚氨酯和环氧化物粘合剂、反应性热熔粘合剂和丙烯酸粘合剂。
根据一个或多个实施方案，连接层是包含至少一种热塑性弹性体(TPE)的热塑性层。热塑性弹性体是一组材料，包括共聚物和聚合物的物理或反应器共混物，通常是同时具有热塑性和弹性性能的塑料和橡胶。市售可得的热塑性弹性体包括例如苯乙烯嵌段共聚物(TPS或TPE-s)、热塑性聚烯烃弹性体(TPO或TPE-o)、热塑性硫化橡胶(TPV或TPE-v)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性共聚酯(TPC或TPE-E)和热塑性聚酰胺(TPA或TPE-A)。
优选地，所述至少一种热塑性弹性体占所述连接层总重量的至少25重量％，优选至少50重量％，更优选至少75重量％，甚至更优选至少85重量％，还更优选至少95重量％。根据一个或多个实施方案，所述至少一种热塑性弹性体占所述连接层总重量的50-99重量％，优选65-99重量％，更优选75-99重量％，甚至更优选85-99重量％。
根据一个或多个优选实施方案，至少一种热塑性弹性体是热塑性聚氨酯(TPU)。
热塑性聚氨酯是由通过(1)二异氰酸酯与短链二醇(所谓的扩链剂)和(2)二异氰酸酯与长链二醇的反应形成的硬和软链段或区域的交替序列组成的嵌段共聚物。用于连接层的合适的热塑性聚氨酯包括脂族和芳族的基于聚酯和基于聚醚的TPU。这些可商购获得，例如商品名为(来自BASF)、/>和/>(来自Lubrizol)、/>(来自Covestro)、/>和/>(来自Huntsman)。
用作连接层的合适的基于TPU的膜可例如从Plastic Film Corporation(USA)、Shenzhou Jinlong Fluorine Plastic Products Factory(中国)和从Dongguan FengTian Plastic Products Co.,Ltd(中国)商购获得。
优选地，连接层具有不大于300μm、更优选地不大于250μm、甚至更优选地不大于200μm的厚度。根据一个或多个实施方案，连接层的厚度为5–150μm，优选15–150μm，更优选35–125μm，甚至更优选50–100μm。已经发现厚度在上述范围内的连接层能够在保护层和基于聚氯乙烯的膜之间提供足够的粘结强度，而不会对屋面膜的生产成本产生显著影响。
优选地，基于聚氯乙烯的膜的上主表面的至少一部分直接连接到连接层的表面和/或保护层的下主表面的至少一部分直接连接到连接层的表面。在本发明的上下文中，表述“直接连接”应理解为意指在层之间不存在另外的层或物质，并且层的相对表面彼此直接结合或彼此粘附。在两层之间的过渡区域处，层的材料也可以彼此混合存在。
在热塑性连接层的情况下，可以使用任何合适的方式将连接层结合到基于聚氯乙烯的膜和保护层，例如通过使用热(热量)压制、热层压或粘合层压技术。术语“热层压”在本公开中是指通过施加热和压力并且不使用粘合剂将各个层彼此结合的工艺，使得当移除压力时各层保持彼此粘附。此外，术语“粘合层压”是指通过使用粘合剂组合物将各个层彼此粘结的方法。
根据一个或多个实施方案，连接层已经以在连接层和基于聚氯乙烯的膜之间提供直接结合的方式热层压到基于聚氯乙烯的膜的上主表面的至少一部分，和/或保护层已经以在保护层和连接层之间提供直接结合的方式热层压到连接层的上主表面的至少一部分。
基于聚氯乙烯的膜的类型在本发明中没有特别限制。膜可以是包含一个单一防水层的单层膜或包含多个防水层的多层膜。优选的厚度还取决于防水层的数量。根据一个或多个实施方案，基于聚氯乙烯的膜具有通过使用如EN 1849-2:20 19标准中定义的测量方法测定的0.5-5.0mm，优选0.75-3.5mm，更优选1.0-3.0mm，甚至更优选1.0-2.5mm范围内的厚度。
根据一个或多个实施方案，基于聚氯乙烯的膜包含至少一个防水层，所述防水层包含：
a)25-65重量％，优选35-55重量％的聚氯乙烯树脂，
b)10-50重量％，优选15-45重量％的至少一种增塑剂，和
c)0-30重量％，优选1-30重量％的至少一种惰性矿物填料，所有比例均基于防水层的总重量计。
优选地，聚氯乙烯树脂的通过使用ISO 1628-2-1998标准中所述的方法测定的K-值在50-85的范围内，更优选65-75。K-值是聚氯乙烯树脂的聚合等级的量度，并且其由在30℃下溶解在环己酮中的作为原始树脂的聚氯乙烯均聚物的粘度值测定。
优选地，防水层的组合物具有低于-20℃，更优选低于-25℃的玻璃化转变温度(Tg)，其通过动态力学分析(DMA)使用1Hz的施加频率和0.1％的应变水平测定。
至少一种增塑剂的类型在本发明中没有特别限制。用于PVC树脂的合适的增塑剂包括但不限于例如直链或支链的邻苯二甲酸酯，如邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二壬酯(L9P)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)和混合的直链邻苯二甲酸酯(911P)。其它合适的增塑剂包括不含邻苯二甲酸酯的增塑剂，例如偏苯三酸酯增塑剂、己二酸聚酯和生化增塑剂。生化增塑剂的实例包括环氧植物油，例如环氧化大豆油和环氧化亚麻籽油以及衍生自植物的乙酰化蜡和油，例如乙酰化蓖麻蜡和乙酰化蓖麻油。
待用于防水层的特别合适的不含邻苯二甲酸酯的增塑剂包括苯甲酸的烷基酯，脂族二羧酸的二烷基酯，脂族二羧酸或脂族二醇、三醇和四醇的聚酯(其端基是未酯化的或已经用单官能试剂酯化)，柠檬酸的三烷基酯，柠檬酸的乙酰化三烷基酯，甘油酯，单亚烷基二醇、二亚烷基二醇、三亚烷基二醇或聚亚烷基二醇的苯甲酸二酯，三羟甲基丙烷酯，环己烷二甲酸的二烷基酯，对苯二甲酸的二烷基酯，偏苯三酸的三烷基酯，磷酸的三芳基酯，磷酸的二芳基烷基酯，磷酸的三烷基酯和烷基磺酸的芳基酯。
根据一个或多个实施方案，所述至少一种增塑剂选自邻苯二甲酸酯、偏苯三酸酯增塑剂、己二酸聚酯和生化增塑剂。
术语“惰性矿物填料”在本文中是指矿物填料，其不像矿物粘结剂，与水不反应，即在水的存在下不经受水合反应。优选地，所述至少一种惰性矿物填料选自砂、花岗岩、碳酸钙、粘土、膨胀粘土、硅藻土、浮石、云母、高岭土、滑石、白云石、硬硅钙石、珍珠岩、蛭石、硅灰石、重晶石、碳酸镁、氢氧化钙、铝酸钙、二氧化硅、热解二氧化硅、熔融二氧化硅、气凝胶、玻璃珠、中空玻璃球、陶瓷球、铝土矿、粉碎的混凝土和沸石。
术语“砂”在本文中是指矿物碎屑沉积物(碎屑岩石)，其是圆形或有角小颗粒的松散聚集体(松散沉积物)，其在机械和化学降解期间从原始颗粒结构脱离并输送到其沉积点，所述沉积物具有大于50重量％，特别是大于75重量％，特别优选大于85重量％的SiO2含量。作为惰性矿物填料的术语“碳酸钙”在本文中是指通过研磨和/或沉淀由白垩、石灰石或大理石生产的方解石填料。
根据一个或多个实施方案，基于防水层的总重量计，至少一种矿物填料以5-30重量％、优选10-30重量％、更优选15-30重量％的量存在于防水层中。
根据一个或多个实施方案，防水层还包含：
d)基于所述防水层的总重量计，0-15重量％、优选0.5-10重量％、更优选0.5-7.5重量％的至少一种阻燃剂。
所述至少一种阻燃剂优选选自氢氧化镁、三氢氧化铝、三氧化锑、多磷酸铵和三聚氰胺-、三聚氰胺树脂-、三聚氰胺衍生物-、三聚氰胺-甲醛-、硅烷-、硅氧烷-和聚苯乙烯-涂覆的多磷酸铵。
用作至少一种阻燃剂的其它合适的阻燃剂包括例如1,3,5-三嗪化合物，例如三聚氰胺、蜜白胺、蜜勒胺、melon、氰尿二酰胺、氰尿酰胺、2-脲基三聚氰胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、二氨基苯基三嗪、三聚氰胺盐和加合物、三聚氰胺氰脲酸酯、三聚氰胺硼酸酯、三聚氰胺正磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、双三聚氰胺焦磷酸酯和三聚氰胺多磷酸酯、低聚和聚合的1,3,5-三嗪化合物和1,3,5-三嗪化合物的多磷酸酯、鸟嘌呤、哌嗪磷酸酯、哌嗪多磷酸酯、乙二胺磷酸酯、季戊四醇、硼磷酸酯、1,3,5-三羟乙基异氰尿酸酯、1,3,5-三缩水甘油基异氰尿酸酯、三烯丙基异氰尿酸酯和上述化合物的衍生物。
合适的阻燃剂可例如以商品名和/>(均来自Albemarle)和以商品名/>(来自Clariant)、Phos-/>(来自Phos-Check)和FR/>(来自Budenheim)商购获得。
防水层可包含其他辅助组分，例如紫外线和热稳定剂、抗氧化剂、染料、颜料如二氧化钛和炭黑、消光剂、抗静电剂、抗冲改性剂、杀生物剂和加工助剂如润滑剂、增滑剂、防粘连剂和脱模(denest)助剂。这些辅助组分的总量优选不超过45重量％，更优选不超过35重量％，甚至更优选不超过25重量％，基于防水层的总重量计。
根据一个或多个进一步的实施方案，基于聚氯乙烯的膜是包含第一防水层和第二防水层的多层膜。防水层的优选实施方案已经在上面讨论过。优选地，第一和第二防水层在它们的相对主表面的至少一部分上直接或间接地彼此连接。
合适的基于聚氯乙烯的膜可例如从Sika Corporation以商品名和/>商购获得；以商品名/>PVC得自Versico Roofing Systems；以商品名/>PVC得自GAF；以商品名Sure-PVC购自Carlisle Syntec Systems；以及以商品名/>PVC购自Johns Manville。
根据一个或多个实施方案，屋面膜还包括纤维材料层，其完全嵌入基于聚氯乙烯的膜中或覆盖基于聚氯乙烯的膜的下主表面的至少一部分。表述“完全嵌入”是指纤维材料层完全被基于聚氯乙烯的膜的基质覆盖，特别是完全被防水层的基质覆盖。
纤维材料层可用于确保屋面膜暴露于变化的环境条件，特别是暴露于大的温度波动时的机械稳定性。纤维材料层还可用作阻挡层以防止增塑剂从屋面膜迁移到粘合剂层，或者当粘合剂层用于将屋面膜粘合到屋顶基材如屋顶垫层时则刚好相反。
术语“纤维材料”在本文中是指由纤维组成的材料，所述纤维包含例如有机、无机或合成有机材料或由其组成。有机纤维的实例包括例如纤维素纤维、棉纤维和蛋白质纤维。特别合适的合成有机材料包括例如聚酯、乙烯和/或丙烯的均聚物和共聚物、粘胶、尼龙和聚酰胺。由无机纤维组成的纤维材料也是合适的，特别是由金属纤维或矿物纤维组成的那些，例如玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石纤维和碳纤维。无机材料(其已经例如用硅烷表面处理)也可以是合适的。纤维材料可以包括短纤维、长纤维、纺成纤维(纱线)或长丝。纤维可以是对齐的或拉伸的纤维。纤维材料由不同类型的纤维组成也是有利的，包括几何形状和组成方面的不同。
优选地，纤维材料层选自非织造织物、织造织物和铺置的稀松布(scrims)。
术语“非织造织物”在本文中是指由纤维组成的材料，所述纤维通过使用化学、机械或热结合方法结合在一起，并且既不是织造的也不是针织的。非织造织物可以例如通过使用梳理或针刺工艺生产，其中纤维机械缠结以获得非织造织物。在化学粘结中，使用化学粘结剂如粘合材料将纤维一起保持在非织造织物中。
术语“铺置的稀松布”在本公开中是指由至少两组平行纱线(也称为纬纱和经纱)组成的网状非织造产品，所述平行纱线彼此叠置并且彼此化学键合。非织造稀松布的纱线通常以60-120°(例如90±5°)的角度朝向彼此布置，从而形成间隙，其中间隙占据铺置的稀松布的整个表面积的60％以上。用于铺置的稀松布的典型材料包括金属纤维，无机纤维，特别是玻璃纤维，和合成有机纤维，特别是聚酯、聚丙烯、聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
根据一个或多个实施方案，纤维材料层是非织造织物，其优选具有不超过350g/m2、优选不超过300g/m2的单位面积质量。根据一个或多个实施方案，纤维材料层是非织造织物，其具有15-300g/m2、优选20-250g/m2、更优选25-200g/m2、甚至更优选30-150g/m2的单位面积质量。
优选地，非织造织物包含合成有机和/或无机的纤维。特别适合于非织造织物的合成有机纤维包括例如聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、尼龙纤维和聚酰胺纤维。特别适合于非织造织物的无机纤维包括例如玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石纤维和碳纤维。
根据一个或多个实施方案，纤维材料层的非织造织物具有作为主要纤维组分的合成有机纤维，优选选自聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、尼龙纤维和聚酰胺纤维。根据一个或多个另外的实施方案，纤维材料层的非织造织物具有作为主要纤维组分的无机纤维，优选选自玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石纤维和碳纤维，更优选玻璃纤维。
此外可以优选的是，屋面膜显示出根据EN 12691:2005(方法A)测量的200-1500mm的抗冲击性；和/或根据DIN ISO 527-3标准在23℃的温度下测量的至少5MPa的纵向和横向拉伸强度；和/或根据DIN ISO 527-3标准在23℃的温度下测量的至少300％的纵向和横向断裂伸长率；和/或根据EN 1928 B标准测量的0.6巴的持续24小时的耐水性；和/或根据EN12310-2标准测量的至少100N的最大撕裂强度。
根据一个或多个实施方案，屋面膜进一步包含布置在膜的与保护层的一侧相对的底侧上的压敏粘合剂层。
术语“压敏粘合剂”在本公开中是指粘弹性材料，其通过施加轻压立即粘附到几乎任何种类的基材上并且是永久发粘的。粘合剂层的粘性可以例如作为环形初粘(looptack)来测量。优选地，压敏粘合剂层在23℃的温度下测量的对玻璃板的环形初粘粘附力为至少2.5N/25mm，优选至少5N/25mm，更优选10N/25mm。环形初粘粘附力可以使用如2014年出版的FINAT Technical Handbook，第9版中所定义的“FINAT测试方法no.9(FTM 9)”来测量。
优选地，压敏粘合剂层覆盖基于聚氯乙烯的膜的下主表面面积的至少50％、更优选地至少75％、甚至更优选地至少85％、还更优选地至少95重量％。根据一个或多个实施方案，压敏粘合剂层基本上覆盖基于聚氯乙烯的膜的下主表面的整个面积，诸如基于聚氯乙烯的膜的下主表面面积的至少97.5％、优选地至少99％。
压敏粘合剂层可以以连续或不连续粘合剂层的形式存在于基于聚氯乙烯的膜的下主表面上。术语“连续粘合剂层”在本公开中是指由涂覆有粘合剂组合物的一个单一区域组成的层，而术语“不连续粘合剂层”是指由涂覆有粘合剂组合物的两个或更多个区域组成的层，这些区域彼此不连接以形成连续层。根据一个或多个实施方案，压敏粘合剂层是连续粘合剂层。
合适的压敏粘合剂包括例如水基、溶剂基、热熔性和交联的压敏粘合剂，例如UV固化的压敏粘合剂。术语“热熔性压敏粘合剂(HM-PSA)”在本公开中是指无溶剂的压敏粘合剂，其以熔体形式施加。
合适的压敏粘合剂包括基于丙烯酸聚合物、苯乙烯嵌段共聚物、无定形聚烯烃(APO)、无定形聚-α-烯烃(APAO)、乙烯基醚聚合物、沥青和弹性体的粘合剂，所述弹性体例如苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶、丁基橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯、天然橡胶、聚氯丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶(EPR)、丁腈橡胶、丙烯酸橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶和硅橡胶。除了上述聚合物，合适的压敏粘合剂通常包含一种或多种额外的组分，包括例如增粘树脂，蜡和添加剂如UV光吸收剂、UV稳定剂和热稳定剂、光学增亮剂、颜料、染料和干燥剂。
根据一个或多个实施方案，压敏粘合剂层由耐增塑剂的压敏粘合剂组成。术语“耐增塑剂的粘合剂”在本公开中是指具有改善的抗软化性的粘合剂，所述软化是由于增塑剂从其上施加粘合剂的基材迁移到粘合剂中而引起的。
根据一个或多个优选的实施方案，压敏粘合剂层由丙烯酸压敏粘合剂组成。术语“丙烯酸压敏粘合剂”在本公开中表示含有一种或多种丙烯酸聚合物作为主要聚合物组分的压敏粘合剂组合物。
合适的丙烯酸压敏粘合剂包括例如水基丙烯酸压敏粘合剂、溶剂基丙烯酸压敏粘合剂、丙烯酸热熔压敏粘合剂(HM-PSA)和UV固化的丙烯酸压敏粘合剂。
所述压敏粘合剂层的优选厚度取决于所述粘合剂的详细组成。根据一个或多个实施方案，压敏粘合剂层的厚度为25-500μm、优选50-350μm、更优选75-300μm、甚至更优选100-250μm、特别是100-200μm，和/或涂层重量为至少75g/m2、优选至少100g/m2、更优选至少125g/m2，例如100-1000g/m2、优选125-750g/m2、更优选150-500g/m2、甚至更优选150-350g/m2。
根据一个或多个实施方案，屋面膜还包含离型衬里，该离型衬里覆盖压敏粘合剂层的背离基于聚氯乙烯的膜的上主表面的外主表面的至少一部分。优选地，压敏粘合剂层和离型衬里在其相对的主表面的至少一部分上彼此直接连接。离型衬里可以用于防止过早的不希望的粘附并且保护压敏粘合剂层免于水分、污垢和其它环境因素的影响。在屋面膜以卷的形式提供的情况下，离型衬里使得能够容易地展开，而不会将压敏粘合剂粘附到屋面膜的背面。离型衬里可以被切成多个部分，以允许衬里与粘合剂层的逐份分离。
用于离型衬里的合适材料包括牛皮纸、聚乙烯涂覆的纸、有机硅涂覆的纸以及聚合物膜，例如涂覆有聚合物隔离剂的聚乙烯、聚丙烯和聚酯膜，所述聚合物隔离剂选自硅酮、硅酮脲、聚氨酯、蜡和长链烷基丙烯酸酯隔离剂。
本发明的屋面膜通常以预制膜制品的形式提供，该预制膜制品被递送到施工现场并从卷上展开以提供宽度为1-5m且长度为宽度数倍的片材。然而，屋面膜也可以以宽度通常为1-25cm的条带的形式使用，例如以便密封两个相邻膜之间的接头。此外，屋面膜也可以以平面体的形式提供，其用于修复现有粘合的防水或屋面系统中的受损位置。
除非另有说明，否则上文对基于聚氯乙烯的膜、保护层和连接层给出的优选方案同样适用于本发明的所有方面。
本发明的另一个主题是一种用于生产根据本发明的屋面膜的方法，该方法包含以下步骤：
I)提供具有上主表面和下主表面的基于聚氯乙烯的膜(2)，
II)将连接层(4)层压到所述基于聚氯乙烯的膜(2)的上主表面，以及
III)将保护层层压到所述连接层(4)，使得所述连接层(4)在所述基于聚氯乙烯的膜(2)和所述保护层(3)之间形成中间层。
各层彼此的层压可以使用本领域技术人员已知的任何常规技术进行，例如热(热量)压制、热层压和粘合剂层压。合适的层压技术的选择取决于屋面膜的实施方案。
根据一个或多个实施方案，连接层是含有至少一种热塑性弹性体的热塑性层，并且该方法的步骤II)包含将连接层热层压到基于聚氯乙烯的膜的上主表面，并且步骤III)包含将保护层热层压到连接层的上主表面。
上文已经讨论了基于聚氯乙烯的膜、保护层和连接层的优选实施方案。
本发明的另一个主题是屋顶系统，其包含屋顶垫层(6)和根据本发明的屋面膜(1)，所述屋面膜(1)通过使用机械或粘合连结方式粘附到屋顶垫层(6)的表面。
根据一个或多个实施方案，屋顶垫层包含覆板和/或隔热板。
优选地，隔热板包含至少一个具有闭孔结构的泡沫板。合适的具有闭孔结构的泡沫板包括模制的发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫板、挤出发泡的聚苯乙烯(XPS)泡沫板、聚氨酯泡沫板(PUR)和聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫板。
隔热板的厚度没有特别限制。可以优选的是，隔热板具有通过使用DIN EN 1849-2标准中定义的测量方法确定的5-500mm、优选10-350mm、甚至更优选25-150mm的厚度。
根据一个或多个实施方案，隔热板包含至少一个具有闭孔结构的泡沫面板，所述泡沫面板选自由模制的发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫面板、挤出发泡聚苯乙烯(XPS)泡沫面板、聚氨酯泡沫面板(PUR)和聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫面板组成的组，优选具有10-150g/l、更优选15-100g/l、甚至更优选25-75g/l范围内的密度。
隔热板可以通过使用任何合适的紧固装置，例如通过使用粘合连结或机械紧固装置固定到屋顶基材，例如屋顶板。
根据一个或多个实施方案，所述屋顶垫层包含覆板。
合适的覆板包括例如石膏板、纤维增强石膏板、木纤维板、水泥板、高密度(压缩)聚异氰脲酸酯板、珍珠岩板、沥青板、矿物纤维板和胶合板或定向刨花板。覆板可以额外地或替代隔热板使用。
根据一个或多个实施方案，屋顶垫层包含隔热板和覆板，其中覆板位于屋面膜和隔热板之间。覆板可以通过使用任何合适的紧固装置固定到隔热板，例如通过使用粘合剂连结或机械紧固手段。
根据一个或多个实施方案，屋顶系统还包括布置在屋顶垫层的与屋面膜的一侧相对的底侧上的蒸气控制层。
所述蒸气控制层是液体不可渗透的但对于水蒸气是部分可渗透的。根据一个或多个实施方案，蒸气控制层具有根据ISO 1931标准中定义的方法测量的不大于100m，优选不大于50m的水蒸气扩散等效空气层厚度值(Sd值)。
根据一个或多个另外的实施方案，蒸气控制层具有水分可变的扩散阻力。在这些实施方案中，蒸气控制层在较高的环境相对湿度下具有较低的水蒸气扩散阻力，并且在较低的环境相对湿度下具有较高的水蒸气扩散阻力。例如，蒸气控制层的Sd值在80％的相对湿度下可以在0.5-20m的范围内，优选1-10m的范围内，和在20％的相对湿度下在25-100m的范围内，优选在35-65m的范围内。
蒸气控制层的组成不受特别限制。优选地，蒸气控制层至少包含选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯共聚物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯丙烯酸共聚物、聚氨酯、聚酯、共聚酯、聚醚酯、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、共聚酰胺和离聚物的聚合物。术语“离聚物”是指包含离子基团的聚合物，其为羧酸盐，例如羧酸铵、碱金属羧酸盐、碱土金属羧酸盐、过渡金属羧酸盐和/或这些羧酸盐的组合。这些聚合物通常通过部分或完全中和作为酸共聚物的前体或母体聚合物的羧酸基团来制备，例如通过与碱反应。
优选地，蒸气控制层具有5-500μm、更优选25-350μm、甚至更优选50-250μm的厚度和/或25-500g/m2、更优选50-350g/m2、甚至更优选75–250g/m2的每单位面积的质量。
根据一个或多个实施方案，屋面膜(1)经由粘合剂层(7)粘附到屋顶垫层(6)的表面。
根据一个或多个实施方案，基于聚氯乙烯的膜的下主表面面积的至少50％、优选地至少75％、最优选地至少85％经由粘合剂层粘附到屋顶垫层的表面。根据一个或多个实施方案，基于聚氯乙烯的膜的下主表面的整个面经由粘合剂层粘附到屋顶垫层的表面。
实施例
试样的制备
包含基于PVC的膜、基于PVF的保护层和在膜与保护层之间的基于TPU的连接层的示例性膜通过使用热辊压机将层彼此层压来制备。
基于PVC的膜是具有1.5mm的标称厚度的Sarnafil G410-15屋面膜(可从Sika AG获得)，基于TPU的连接层具有100μm的厚度(可从Shenzhou JinLong Fluorine PlasticProducts Factory获得)，并且基于PVF的保护层具有25μm的厚度(可从Guan Ou Company获得)。
使用没有保护层和连接层的Sarnafil G410-15屋面膜作为对比膜。
测试屋面膜的拉伸强度、水蒸气渗透性、自清洁性和耐污性以及增塑剂迁移性能。这些测量的结果列于表1中。
拉伸强度
从测试样本上沿纵向方向切割样品，测量样品的拉伸强度。根据EN 12311-2:2013标准在23℃的温度下进行测量。
水蒸气透过率
通过使用1931：2000标准中定义的方法测量Sd值来测试水蒸气渗透性(透过性)性质。
自清洁和耐污性
通过使用GB/T 9780-2013标准中定义的方法，使用标准粉尘涂层和水作为洗涤介质来测量自清洁和耐污性。
增塑剂迁移
通过在12周的测试期间测量增塑剂从PVC屋面膜迁移到聚苯乙烯板中的量(重量损失)来测试保护膜的隔离性质。
表1
/>
/>

Claims (16)

1.一种屋面膜(1)，包含：
i.基于聚氯乙烯的膜(2)，所述基于聚氯乙烯的膜(2)具有上主表面和下主表面，
ii.保护层(3)，所述保护层覆盖所述基于聚氯乙烯的膜(2)的上主表面的至少一部分，以及
iii.连接层(4)，所述连接层(4)布置在所述保护层(3)与所述基于聚氯乙烯的膜(2)之间，
其特征在于，所述保护层(3)包含至少一种氟碳树脂。
2.根据权利要求1的屋面膜，其特征在于所述至少一种氟碳树脂占所述保护层(3)的总重量的至少50重量％，优选至少75重量％。
3.根据权利要求1或2所述的屋面膜，其特征在于，所述至少一种氟碳树脂选自聚氟乙烯和聚偏二氟乙烯。
4.根据前述权利要求中任一项所述的屋面膜，其特征在于，保护层(3)具有在25-150μm、优选50-100μm范围内的厚度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的屋面膜，其特征在于，所述保护层(3)形成所述屋面膜的主要外表面之一。
6.根据前述权利要求中任一项所述的屋面膜，其特征在于，所述连接层(4)是粘合剂层或热塑性层，所述热塑性层包含至少一种热塑性弹性体(TPE)，优选热塑性聚氨酯(TPU)。
7.权利要求6的屋面膜，其中所述至少一种热塑性弹性体占所述连接层(4)的总重量的至少50重量％，优选至少75重量％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的屋面膜，其特征在于，所述连接层(4)具有5-150μm、优选35-125μm的厚度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的屋面膜，其特征在于所述基于聚氯乙烯的膜(2)的上主表面的至少一部分直接连接到所述连接层(4)的表面和/或所述保护层(3)的下主表面的至少一部分直接连接到所述连接层(4)的表面。
10.根据前述权利要求中任一项所述的屋面膜，其特征在于，所述基于聚氯乙烯的膜(2)具有通过使用如EN 1849-2:20 19标准中定义的测量方法确定的0.5-5.0mm、优选0.75-3.5mm的厚度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的屋面膜，其特征在于，所述基于聚氯乙烯的膜(2)包含至少一个防水层，所述防水层包含：
a)25-65重量％的聚氯乙烯树脂，
b)10-50重量％的至少一种增塑剂，和
c)0-30重量％的至少一种惰性矿物填料，所有比例均基于所述防水层的总重量计。
12.根据前述权利要求中任一项所述的屋面膜，其特征在于，所述屋面膜还包含完全嵌入所述基于聚氯乙烯的膜(2)中或覆盖所述基于聚氯乙烯的膜(2)的下主表面的至少一部分的纤维材料层(5)。
13.根据权利要求12所述的屋面膜，其特征在于，所述纤维材料层(5)是具有15-300g/m2、优选25-200g/m2的每单位面积质量的非织造织物。
14.一种用于生产根据前述权利要求中任一项所述的屋面膜的方法，所述方法包含以下步骤：
I)提供具有上主表面和下主表面的基于聚氯乙烯的膜(2)，
II)将连接层(4)层压到所述基于聚氯乙烯的膜(2)的上主表面，以及
III)将保护层层压到所述连接层(4)，使得所述连接层(4)在所述聚氯乙烯基膜(2)和所述保护层(3)之间形成中间层。
15.一种屋顶系统，其包含屋顶垫层(6)和根据权利要求1-13中任一项所述的屋面膜(1)，所述屋面膜通过使用机械或粘合剂连结的方式粘附到所述屋顶垫层(6)的表面。
16.根据权利要求15所述的屋顶系统，其特征在于，所述屋顶垫层(6)包含覆板和/或隔热板。
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