MXPA04002218A - Membrana para techado. - Google Patents

Abstract

Esta invencion se refiere a una membrana para techado o revestimiento que comprende una cubierta no tejida recubierta con una composicion asfaltica que contiene, en adicion de 35- 75% peso de betumen, una mezcla de polimetros de propileno isotacticos o amorfos y entre alrededor de 0.08 y alrededor de 15% peso de un polimero de olefina funcionalizado para proveer una membrana no tenida de alta resistencia a la tension, bajo contenido de poliolefina con respecto al asfalto, compatibilidad mejorada entre el asfalto y polimeros no-funcionalizados y exudados de asfalto y polimero de terminacion ligera reducidos. La invencion tambien se relaciona a un metodo para la preparacion de la membrana.

Description

MEMBRANA PARA TECHADO CAMPO DE LA INVENCION La invención se trata de una membrana para techado asfáltica flexible que comprende una cubierta recubierta con una composición asfáltica/polímero de olefina la cual mejora la compatibilidad asfalto/polimero de olefina a la vez que minimiza la relación de peso de polímero a asfalto.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Las composiciones asfálticas que contienen polímeros de propileno y/o etileno son conocidas y usadas extensamente en recubrimiento de superficies de cubierta no tejidas, usadas como membranas en la construcción de edificios comerciales y domésticos. Sin embargo, intentar superar varias características objetables asociadas con estas composiciones de recubrimiento ha sido el objeto de la presente investigación. Una desventaja importante se relaciona al costo resultante de la concentración relativamente alta del polímero, requerida para proveer una buena impermeabilidad por conversión de la columna asfáltica a una matriz polimérica continua. Otras objeciones a los recubrimientos actuales residen en la baja compatibilidad entre los componentes de polímero no polar y asfáltico polar, el manchado de substratos debido a exudados terminales Ref: 154304 destacados indeseables de los componentes de asfalto y/o polímero, su tendencia a degradarse en exposición a luz UV y su bajo grado de flexibilidad que a menudo lleva a fractura o descascarar el recubrimiento. De conformidad, es un objetivo de esta invención minimizar o eliminar las objeciones de arriba asociadas con recubrimientos de techado y revestimiento asfáltico. Otro objetivo de la invención, es lograr un uso más eficiente y más económico- de polímero en recubrimientos asfálticos. Todavía otro objetivo es mejorar la compatibilidad entre asfalto y poliolefinas en recubrimientos de substrato. Todavía otro objetivo es proveer un proceso económico, comercialmente factible, para la fabricación de recubrimientos asfálticos mejorados. Estos y otros objetivos y beneficios de esta invención se harán evidentes de la descripción y desglose siguiente.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En la siguiente discusión, el término polímero es proyectado para incluir polímeros homo-, co- y ter- a menos que sea indicado de otra manera. Esta invención se trata de una membrana para techado o revestimiento, que comprende un recubrimiento de cubierta no tejida sobre por lo menos una superficie con una composición asfáltica que comprende, por peso, (a) entre alrededor de 35 y alrededor de 85% de asfalto; (b) entre alrededor de 1 y alrededor de 15% de polímero de olefina C2 a C3 isotáCtico, más deseablemente poli (propileno) , utilizado en un estado cristalino; (c) entre alrededor de 5 y alrededor de 50% de polímero de olefina C2 a C3 amorfa, más deseablemente copolímero de propileno/etileno; (d) entre alrededor de 0.08 y alrededor de 15% de un polímero de etileno y/o propileno funcionaLizado; la composición opcionalmente conteniendo (e) hasta 20% de un copolímero no funcionalizado de etileno/ a-olefina C3 a C12 y/o (f) hasta 50% de relleno. La invención también se trata de la composición de recubrimiento novedosa de arriba.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION De conformidad con la presente invención hay provista una membrana para techado o revestimiento que comprende una cubierta no tejida, preferiblemente una cubierta de poliéster, recubierta sobre por lo menos una de sus superficies superior e inferior con una capa de espesor de 0.1 a 9 mm de composición de asfalto/polímero instantáneo conteniendo componentes (a) hasta (d) y opcionalmente (e) y/o (f) . El componente de polímero funcionalizado (d) es un polímero homo-, co- o ter- de etileno o propileno o una mezcla de éstos. Los co-monómeros apropiados de los monómeros de etileno y/o propileno incluyen -olefinas C a C12 y mezclas de éstas; particularmente son preferidos los co-monómeros de buteno y octeno. Estos polímeros funcionalizados tienen una viscosidad de fusión a 190 °C desde alrededor de 200 a alrededor de 300,000 cps y pueden ser activados con una porción funcional seleccionada del grupo de: 1. un grupo conteniendo nitrógeno orgánico como amino o amido como en succinimida, ftalimida, etc., y 2. un grupo conteniendo oxígeno orgánico como, por ejemplo, hidroxi, carboxilo, anhídrido, aldehido, epoxi, peroxi y éster. Los ejemplos de polímeros apropiados del componente (d) incluyen polietileno, polipropileno y copolímeros de etileno/propileno, etileno/buteno, propileno/buteno, etileno/hexano, etileno/octeno, terpolímeros de etileno/propileno/buteno, etileno/propileno/octeno, dienos de etileno/propileno/C a C8 funcionalizados y los similares o mezclas de estos. Los polímeros funcionalizados más prefex-idos son los polímeros de olefina C2 a C3 funcionalizados de anhídrido maléico. Estos polímeros están disponibles comercialmente e incluyen el poli (propileno) funcionalizado de anhídrido maléico, por ejemplo POLYBOND ® 3000, suministrado por Crompton Corporation o FUSABOND ® 353 D, suministrado por DuPont Chemical Co.; el poli (etileno) funcionalizado de anhídrido maléico, por ejemplo EPOLEN ® G 3003 y G 3015 suministrado por Eastman Chemical Co.; el copolimero de etileno/propileno funcional!zado de anhídrido maléico, por ejemplo FLEXO ER DEFA 1373, suministrado por Dow Chemical Co. y el terpolímero de propileno/etileno/buteno, por ejemplo LOTADER ®, suministrado por Autofina Corp. Las composiciones de recubrimiento de cubierta superior que contienen relleno son obtenidas con composiciones que contienen, en peso, 45-65% (a); 3-5.5% (b) ; 8-20% (c) ; 0.1-2% (d) ; 1-5% (e) y 5-40% (f) . La composición de recubrimiento no rellenada más efectivamente comprende, en peso, alrededor de 50-85% (a); 3-10% (b) ; 10-40% (c) ; 0.2-4% (d) y 1-10% (e) . A pesar de que cualquier asfalto de techado comercial puede ser empleado como el componente de betumen (a) en la presente composición, son logrados resultados excelentes con asfaltos teniendo un punto de reblandecimiento de entre 80 y 65.5°C y de alrededor de 120-220 decimilímetros (dmm) , por ASTM D5 Penetración de 5 seg./100 g de peso total. Es encontrado un asfalto particularmente útil el Lagoven Flux (penetración de 180-200 dmm) obtenido de Trumbull Co. en Kearny, Nueva Jersey. La cubierta sobre la cual la composición de recubrimiento es aplicada puede estar compuesta de vidrio y/o fibras sintéticas orgánicas incluyendo fibras de nailon, orlon, poliéster y las similares. El relleno inorgánico apropiadamente empleado en la presente composición incluye cualquiera de los tipos comercialmente estándar, como carbonato de calcio, piedra caliza, talco, arena, arcilla, polvo de roca, etc. Los polímeros de olefina C2 a C3 amorfos, así como los polímeros de olefina C2 a C3 isotácticos y copolímeros de etileno/C y alquenos mayores son discutidos en la Patente de EUA No. 5,397,843 y 5,482,982 cuyos desgloses están incorporados aquí como que describen componentes apropiados (b) , (c) y (e) para uso en la presente composición. Los copolímeros poli (propileno) isotáctico y propileno amorfo son más preferidos como componentes (b) y (c) . Estos polímeros están disponibles comercialmente como poli (propileno) amorfo REXTAC ® 3280, suministrado por Hunstman; copolímero de propileno/etileno amorfo, por ejemplo EASTOFLEX ® E1060, D192 y D183, suministrado por Eastman Chemical Co. y REXTAC ® 3585, suministrado por Huntsman; poli (propileno) isotáctico, suministrado por Sundance Co., Matrixx and Delcor Co. Ahora es descubierto y es verdaderamente sorprendente que, para superar la compatibilidad relativamente pobre entre los componentes de asfalto y polímero en formulaciones previas, solamente una pequeña cantidad del polímero de olefina funcionalizado es necesitado y también que la adición del componente funcionalizado provee más beneficios como exudados reducidos de asfalto y polímero, resistencia de recubrimiento no disminuida usando una relación de olefina a asfalto significativamente menor y provee un recubrimiento flexible que imparte flexibilidad a la cubierta recubierta. La cubierta recubierta, que comprende la membrana de esta invención, es comercializada en rollos apropiados directamente para instalación o ya sea en tejados planos o inclinados. Mientras que las cubiertas de hoja única presente son preferida, los substratos de hojas múltiples son contemplados como estando dentro del alcance de esta invención. De conformidad, el techado puede contener hasta 6 hojas de capas, por ejemplo capas de poliolefinas atácticas, polímeros de butadieno y estireno y otras membranas de hoja múltiple usadas para construir techado (BUR) y otros materiales de techado o revestimiento comerciales . Las composiciones de recubrimiento presentes pueden ser producidas de manera económica por mezclado inmediato de partículas sólidas del componente isot ctico (b) con un asfalto colado o fluxado mantenido a una temperatura de entre alrededor de 275° (135°C) y alrededor de 450° F (232°C) , más deseablemente de 350-390° F (177°C-199°C) , y agitando la mezcla resultante hasta que los sólidos son disueltos. Después adicionando los componentes remanentes (c) , (d) y opcionalmente (e) y/o (f) . La composición caliente resultante es entonces recubierta sobre la superficie, o preferiblemente ambas superficies superior e inferior, de la cubierta y dejada enfriar. El producto resultante es flexible y puede ser empacado en rollos para embargue. Habiendo descrito de manera general la invención, la referencia tiene ahora los siguientes ejemplos que ilustran el mejor modo de la invención pero los cuales no serán construidos como limitación al alcance de ésta como se establece en las reivindicaciones que acompañan.

EJEMPLO 1 (COMPARATIVO) Las composiciones de recubrimiento de cubierta A, B y C descritas abajo en la Tabla 1 fueron preparadas por calentamiento de asfalto (LAGOVEN; suministrado por Trumbull Co.) a temperatura del fundente (alrededor de 375° F (191°C) ) y adicionando peletizados de polipropileno isotáctico, esto es, IPP (a saber Sundance 87 MF) bajo agitación constante hasta que los peletizados fueron disueltos y dispersados uniformemente en el asfalto (por un periodo de alrededor de 1 hora) . Los componentes remanentes, a saber copolímero etileno/buteno no funcionalizado, polipropileno atáctico (APP) y relleno opcional (CaC03) fueron entonces adicionados a una temperatura reducida (alrededor de 365° F (185°C) ) bajo agitación constante. Las composiciones fueron entonces separadamente recubiertas en caliente en un espesor de alrededor de 2 mm sobre cada una de las superficies superior e inferior de una cubierta de poliéster. Todos los recubrimientos exhibieron teñido debido a exudados y la pobre compatibilidad del asfalto al polímero.

TABLA 1 COMPOSICIONES DE RECUBRIMIENTO CONVENCIONALES EJEMPLO 2 Las siguientes composiciones de recubrimiento (una composición de control D y la composición de esta invención E, un polipropileno funcionalizado de anhídrido maléico) fueron adicionalmente incorporadas después de disolución de los peletizados. Estas composiciones están descritas en la siguiente Tabla 2.

TABLA 2 Relación en peso POLIMERO/ASFALTO 20.7:1 17 : 1 Los recubrimientos D y E de arriba fueron colocados en un horno a 120 °C por 19 horas y examinados para emisión de exudados. El recubrimiento D mostró emisión significante mientras en el recubrimiento E la emisión fue solamente muy insignificante. Los recubrimientos D y E fueron recubiertos sobre una cubierta de poliéster, cubierta con granulos blancos y después comparada por teñido usando un colorímetro de Macbeth (Prueba de Teñido de Macbeth antes y después de madurar 19 horas a 248° F (120°C) ) . Los resultados están reportados en la Tabla 3. La Lectura L mide la cantidad de no teñido* , esto es la blancura de los granulos de cerámica, por lo tanto el valor L mayor después de maduración indica un menor grado de teñido . * La determinación de teñido fue llevada a cabo usando la Prueba de CIELAB (valor blanco) caracterizada porque un cambio de L de 0.5 es detectable a simple vista.

TABLA 3 EJEMPLO 3 Las composiciones del Ejemplo 2 fueron reproducidas excepto que el talco fue substituido por piedra caliza. Estos productos, control D y composición novedosa E fueron recubiertos sobre una cubierta de poli ster y almacenados en rollos por 7 días a 50 °C después de lo cual las superficies recubiertas de talco fueron comparadas. La composición D mostró exudados amarillos visibles claramente de puntos considerables; mientras que la composición E fue insignificantemente punteada y mostró cambio de color muy pequeño .

EJEMPLO 4 Las composiciones siguientes, de control D y la composición funcionalizada E, reportadas en la Tabla 4 siguiente fueron preparadas de conformidad con el método descrito en el Ejemplo 2 con el propósito de ilustrar la compatibilidad de polímero/asfalto mejorada de la presente composición usando una relación menor de polímero a asfalto. La compatibilidad fue medida por congelamiento inicial y después fractura de las muestras. Las dispersiones de sección transversal de las muestras fueron examinadas después usando un microscopio ultravioleta a 100 x de magnificación. Los resultados están reportados en la Tabla 4 siguiente.

TABLA 4 Dispersión Ultravioleta, en una escala de 1 (mejor) a 5 (peor) Relación de polímero/asfalto La preparación de las composiciones D y E fueron repetidas y la compatibilidad asfalto/polimero evaluada. En este ejemplo, las composiciones fueron colocadas en envases de metal separados y calentadas en un horno a 171°C. Las composiciones fueron mantenidas por 7 días y se permitió el enfriamiento a temperatura ambiente. Las muestras sólidas resultantes fueron cada una sometidas a prueba de penetración ASTM D-5 caracterizada porque porciones superior e inferior de 1.25 cm. de las composiciones fueron examinadas. Los resultados de estas pruebas están reportados en la siguiente Tabla 5.

TABLA 5 Composición D Composición E Penetración en la parte 43 33 superior del envase (dmm) Penetración en la parte 6 17.5 inferior del envase (dmm) Cambio de penetración, 37 15.5 superior vs inferior (dmm) % de cambio superior vs 86.0 47.0 inferior del envase almacenado Como se indicó por la penetración mejorada, la composición funcionalizada tiene una compatibilidad de asfalto/polímero significativamente mejorada.

EJEMPLO 6 La respuesta a exposición UV de las composiciones D y E también fue evaluada. Se encontró que la composición E tuvo un mejoramiento de dos pliegues sobre la composición D.

EJEMPLO 7 Las siguientes composiciones F-K fueron preparadas de conformidad con el método descrito en el Ejemplo 2. Estas composiciones fueron examinadas para compatibilidad de asfalto/polímero usando varios polímeros funcionalizados y fueron comparados con la muestra de control F. Las composiciones y características de compatibilidad están reportadas en la Tabla 6 siguiente .

TABLA 6 (control ) Muestra F G H I J K Componentes AC-5 Asfalto 54.3 55.7 55.7 55.7 55.7 55.7 Eastoflex D 183 16.4 15 15 15 15 15 IPP 4.3 3.55 3.55 3.55 3.55 3.55 Epolene G 3003 0 0.75 0 0 0 0 Epolene G 3015 0 0 0.75 0 0 0 Polybond 3000 0 0 0 0.75 0 0 Flexomer 1373 0 0 0 0 0.75 0 Fusabond 353D 0 0 0 0 0 0.75 Piedra caliza 25 25 25 25 25 25 Relación Asfalto/polímero 21.08 19.65 19.65 19.65 19.65 19.65 Viscosidad a 190°C (cps) 2,400 2,185 1,885 2,210 2,534 2,175 Penetración A 25° C (dmm) 21 19 20 20 23 20 A 60° C (dmm) 77 75 74 74 80 73 Compatibilidad Polímero/asfalto 3 1 1 1 1 1 Se volverá evidente para aquellos expertos en la técnica que muchas modificaciones y substituciones pueden ser hechas en los ejemplos de arriba sin salirse del alcance de la invención como se describió aquí. Será entendido que, en adición al desglose precedente, la presente composición de recubrimiento de cubierta puede contener cantidades menores de químicos extraños, por ejemplo un antioxidante, un termoestabilizador, un plastificante , un retardador de flama, cera u otro excipiente convencionalmente incorporado en una composición de recubrimiento de azotea o revestimiento. Estos aditivos no exceden el 40% del total de la composición de recubrimiento. También se volverá evidente que otras superficies de substrato pueden ser recubiertas con la presente composición y que otras porciones funcionales, así como otros polímeros dentro de los enseñados anteriormente pueden ser substituidos en los ejemplos de arriba para proveer beneficios similares. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Una membrana para techado o revestimiento, caracterizada porque comprende una cubierta no tejida sobre la cual es recubierta una composición que contiene, en peso: (a) entre alrededor de 35 y alrededor de 85% de asfalto; (b) entre alrededor de 1 y alrededor de 15% de polímero de olefina C2 a C3 isotáctico; (c) entre alrededor de 5 y alrededor de 50% de polímero de olefina C2 a C3 amorfa; (d) entre alrededor de 0.08 y alrededor de 15% de un homo-, co-, o ter-pol mero de a-olefina funcionalizado, seleccionado del grupo que consiste de un homopolímero de olefina C2 a C3, un co- o ter- polímero de un monómero de olefina C2 a C3 y un comonómero de olefina C4 a Cao y una mezcla de estos ; (e) hasta 20% de un polímero de etileno y/o propileno no funcionalizado con un comonómero de a-olefina C4 a Ci2 y (f) de 0 a alrededor de 50% de un relleno.
2. 2. La membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el relleno es un relleno inorgánico.
3. 3. La membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente (b)- es un poli (propileno) isotáctico, un poli (etileno) isotáctico o una mezcla de estos .
4. 4. La membrana de conformidad con la reivindicación 3 , caracterizada porque el componente (b) es poli (propileno) isotáctico .
5. 5. La membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente (e) es seleccionado del grupo que consiste de un copolímero de etileno/buteno, etileno/hexeno, etileno/octeno, etileno/propileno o mezclas de estos .
6. 6. La membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la cubierta es una cubierta de poliéster.
7. 7. La membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente (c) es copolimero de etileno/propileno amorfo.
8. 8. La membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la cubierta es revestida con un recubrimiento de entre alrededor de 0.1 y alrededor de 9 mm de espesor.
9. 9. La membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente (d) es funcionalizado con un grupo seleccionado de i . un grupo que contiene nitrógeno orgánico tal como un grupo amino o un grupo amido y/o ii . un grupo que contiene oxigeno orgánico tal como hidroxi, carboxilo, anhídrido, aldehido, epoxi, peroxi y/o éster o una mezcla de (i) y (ii) .
10. 10. La membrana de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el grupo funcional!zado es anhídrido maléico.
11. 11. La membrana de una de las reivindicaciones 1, 3, 7 ó 9, caracterizada porque la composición rellenada contiene, en peso, 45-65% (a); 3-3.5% (b) ; 8-20% (c) ; 0.1-2% (d) ; 1-5% (e) y 5-40% (f) .
12. 12. La membrana de una de las reivindicaciones 1, 3, 7 ó 9, caracterizada porque la composición no rellenada contiene, en peso, 50-85% (a); 3-10% (b) ; 10-40% (c) ; 0.2-4% (d) ; y 1-10% (e) y (f) es 0%.
13. 13. La composición de recubrimiento de asfalto de conformidad con la reivindicación 1.