專利名稱：防水涂層層壓板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有聚丙烯非織造布基材的涂層的層壓板，旨在滿足用于蝦養(yǎng)殖的池塘襯墊的成本、表面平滑度、機(jī)械性能、紫外線穩(wěn)定性、耐化學(xué)性以及水分保持的要求。
背景技術(shù)：
已知使用層壓板制造防水材料，用于池塘襯墊等。例如，Alteepping等的美國專利申請4，514，463公開了一種用作池塘襯墊的層壓板，該層壓板包括聚烯烴非織造布，其上粘附有乙烯丙烯酸丁酯共聚物，所述共聚物包括10-25被％的丙烯酸丁酯。所述共聚物部分地被迫進(jìn)入所述非織造布基材。Paeglis等的美國專利申請4，589，804描述了一種包括彈性薄片的防水膜，由非織造布或織物，紙或金屬箔支撐，用作屋頂蓋，池塘、礦井或溝渠的襯墊。
Case等的美國專利申請5278236描述了由PVC和乙烯三元共聚物的混合物制得的壓延薄片，用于池塘襯墊和屋頂襯墊。Raymond等的美國專利申請6833333描述了具有改善的撕破強(qiáng)度、柔韌性、毛細(xì)管抵抗性和水密性等性能的防水層壓板。然而，人們希望改善上述文獻(xiàn)所述材料，特別是表面平滑度、機(jī)械性能、紫外線穩(wěn)定性、耐化學(xué)性以及水分保持要求，同時(shí)提供具有成本效益的層壓板。令人吃驚地，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)本發(fā)明可以解決這種需求，通過使用低成本低密度聚乙烯(LDPE)，以及改變工藝參數(shù)改善層壓板的性能可解決所述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其中所述層壓板結(jié)構(gòu)包括用聚合物涂層的非織造布層，所述聚合物浸潰所述布，并提供表面平滑度。本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過擠出涂層制造層壓板結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括
(i)將乙烯共聚物或聚烯烴或乙烯共聚物和聚烯烴的混合物添加至所述擠出機(jī)；
(ii)保持所述擠出機(jī)的溫度，以形成熔融擠出物；
(iii)將所述熔融擠出物擠出至所述布上，從而形成層壓板結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其中所述層壓板結(jié)構(gòu)包括用聚合物涂層的非織造布層，其中所述聚合物包括約0-100 wt% (質(zhì)量百分比)的聚烯烴和約100-0 ￥丨％的乙烯共聚物。本發(fā)明的另一方面是用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其中所述層壓板結(jié)構(gòu)包括用聚合物涂層的非織造布層，所述聚合物浸潰所述布，提供表面平滑度，該層壓板結(jié)構(gòu)可用作蝦養(yǎng)殖的池塘襯墊。本發(fā)明的另一方面是用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其中所述層壓板結(jié)構(gòu)包括用聚合物涂層的非織造布層，所述聚合物浸潰所述布，提供表面平滑度，該層壓板結(jié)構(gòu)可用于制作屋頂襯墊、曬鹽的襯墊以及沼氣反應(yīng)器的頂蓋和襯墊。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其中所述層壓板結(jié)構(gòu)包括用聚合物涂層的非織造布層，所述聚合物浸潰所述布，提供表面平滑度，該層壓板結(jié)構(gòu)可用作沼氣反應(yīng)器的頂蓋和襯墊、地膜覆蓋、屋頂襯墊和露臺(tái)花園。可從下面詳細(xì)的說明中了解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


參考附圖，通過以下說明，可以理解本發(fā)明，其中 圖I為擠出涂層方法的示意性的說明；
1-加料斗
2-擠出機(jī)
3-涂層模具
4-非織造布
5-軋輥組件
6-單面涂層層壓板至第二涂層組件。圖2為實(shí)施例I中的層壓板的放大O. 8倍的光學(xué)顯微鏡照片。圖3為實(shí)施例2中的層壓板的放大O. 8倍的光學(xué)顯微鏡照片。圖4為母體土工膜(Xavan )放大O. 8倍的光學(xué)顯微鏡照片。發(fā)明目的
本發(fā)明的一個(gè)目的是開發(fā)具有聚丙烯非織造布基材的防水涂層層壓板。本發(fā)明的另一個(gè)目的是開發(fā)防水涂層層壓板，旨在滿足用于蝦養(yǎng)殖的池塘襯墊的成本、表面平滑度、機(jī)械性能、紫外線穩(wěn)定性、耐化學(xué)性以及水分保持的要求。本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過物理性的限制蝦暴露至病原體，提供用于蝦的最理想的生物安全的覆蓋物。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供擠壓涂層方法，用于制備用于蝦養(yǎng)殖時(shí)襯砌池塘的改善的層壓板。
具體實(shí)施例方式因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其中所述層壓板結(jié)構(gòu)包括用聚合物涂層的非織造布層，所述聚合物浸潰所述布，提供表面平滑度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述層壓板結(jié)構(gòu)中，所述聚合物涂層在其一面或兩面。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述聚合物為聚烯烴。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述聚合物為乙烯共聚物。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述聚合物為聚烯烴與乙烯共聚物的組合。本發(fā)明的另一方面是通過擠出涂層制造層壓板結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括
(i)將乙烯共聚物或聚烯烴或乙烯共聚物和聚烯烴的混合物添加至所述擠出機(jī)；
(ii)保持所述擠出機(jī)的溫度，以形成熔融擠出物；
(iii)將所述熔融擠出物擠出至所述布上，從而形成層壓板結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一方面是用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其中所述層壓板結(jié)構(gòu)包括用聚合物涂層的非織造布層，其中所述聚合物包括約0-100 wt% (質(zhì)量百分比)的聚烯烴和約100-0 wt%的乙烯共聚物。本發(fā)明的另一方面是用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其中所述層壓板結(jié)構(gòu)包括用聚合物涂層的非織造布層，所述聚合物浸潰所述布，提供表面平滑度，該層壓板結(jié)構(gòu)可用作蝦養(yǎng)殖的池塘襯墊。 本發(fā)明的另一方面是用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其中所述層壓板結(jié)構(gòu)包括用聚合物涂層的非織造布層，所述聚合物浸潰所述布，提供表面平滑度，該層壓板結(jié)構(gòu)可用于制作屋頂襯墊、曬鹽的襯墊以及沼氣反應(yīng)器的頂蓋和襯墊。本發(fā)明的另一方面是用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其中所述層壓板結(jié)構(gòu)包括用 聚合物涂層的非織造布層，所述聚合物浸潰所述布，提供表面平滑度，該層壓板結(jié)構(gòu)可用作沼氣反應(yīng)器的頂蓋和襯墊、地膜覆蓋、屋頂襯墊和露臺(tái)花園。杜邦公司的(DuPont ) Xavan 襯墊是一種現(xiàn)有的防水聚合物層薄片,在西方市場用于休閑池塘、魚塘、游泳池，使用壽命長達(dá)近25年。為了滿足東南亞市場的需求，可將現(xiàn)有襯墊的性能重新設(shè)計(jì)，以適用低成本，較短的使用壽命的應(yīng)用。利用擠出涂層方法幫助發(fā)明人經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)池塘襯墊。最初嘗試通過改變材料和工藝條件來改善母體Xavan 池塘襯墊的機(jī)械性能。進(jìn)一步地,池塘襯墊的表面平滑度也必須改善至與有競爭力的土工膜接近。因此，在紫外線穩(wěn)定性、水分保持和耐化學(xué)性，以及機(jī)械性能已經(jīng)等同或者明顯優(yōu)于有競爭力的產(chǎn)品時(shí)，滿足表面的平滑度和成本要求是研究的兩個(gè)主要目標(biāo)。為了滿足所述成本要求，將所述涂層組合物保持為l_20wt%的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，剩余的由低密度聚乙烯(LDPE )代替。材料組合物的改變同時(shí)增加了在相似溫度下聚合物的流動(dòng)阻力。此外，基本重量也從500 g/m2減少至300 g/m2 (200 g/m2的涂層，100g/m2的PP非織造布)。制造成本減少了 52%?，F(xiàn)有襯墊缺乏表面平滑度的主要原因在于
1)所述涂層材料的互相滲透入非織造布的孔中，和
2)非織造布厚度的變化，從而產(chǎn)生“凹形”表面。注意到現(xiàn)有產(chǎn)品的應(yīng)用對平滑度不敏感，而蝦養(yǎng)殖部分則更易受“凹形”的影響，該“凹形”成為導(dǎo)致生物安全危險(xiǎn)的糞便積累的焦點(diǎn)。生物安全危險(xiǎn)將轉(zhuǎn)變成蝦生存危險(xiǎn)的增加，因此直接影響商業(yè)收益性。為了改善平滑度特征，更改以下工序
I.降低所述模具溫度，保證較高粘度的涂層，即改善所述涂層的流動(dòng)性能，使其在所述非織造布表面停留更久，不會(huì)很大程度的滲透入所述孔內(nèi)。然而，一些滲透是必須的，因?yàn)閾?jù)信貫穿所述孔的熔融網(wǎng)絡(luò)以及結(jié)晶可確保固體與所述非織造布基材接觸。這減少了涂層分層的趨勢。2.當(dāng)對所述非織造布進(jìn)行涂層時(shí)，增大夾壓力，從而產(chǎn)生更平滑的膜。盡管該方法似乎與通常方法相反，但是這可以改善非織造布厚度的均勻性，有助于獲得更平滑的膜。3.增大線速度，使所述非織造布在進(jìn)行涂層的高壓力區(qū)花費(fèi)最少的時(shí)間。因此，這可減少過度滲透所述基材而產(chǎn)生凹形的機(jī)會(huì)。結(jié)合步驟2和3似乎有助于在所述應(yīng)用所要求的程度上保持所述涂層層壓板的分層強(qiáng)度。此外，如果所述涂層未充分地浸潰所述布，預(yù)期所述復(fù)合材料的防水性會(huì)降低，所述土工膜作為防水層壓板是相對無效的。較低的浸潰有可能影響所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的其它機(jī)械和物理性能。4.切換到消光輥(與光澤處理相反)，降低所述涂層的光反射性能(低光澤)，從而產(chǎn)生較高的平滑度的假象。當(dāng)通常依賴“感覺和觸覺”的客戶來驗(yàn)證所述產(chǎn)品時(shí)，這些感覺上的改進(jìn)也是很重要的。提供可經(jīng)濟(jì)地、具有成本效益地制造的多層結(jié)構(gòu)。更具體地，所述多層結(jié)構(gòu)可通過將所有層一塊共擠壓來制備，而不需要層壓其它結(jié)構(gòu)的額外步驟。因此，可經(jīng)濟(jì)、快速、有效地生產(chǎn)所述結(jié)構(gòu)。這些多層結(jié)構(gòu)具有改善的耐久性、強(qiáng)度、撕破強(qiáng)度和抗穿刺性。此外，可將所述多層結(jié)構(gòu)趨向，從而提高沖擊強(qiáng)度。為了描述文中所述層壓板的特征，術(shù)語“表面平滑度”指的是所述涂層表面的結(jié)構(gòu)，由光學(xué)顯微鏡定性檢測并由光澤度和摩擦系數(shù)(COF)值進(jìn)行定量；所述術(shù)語分層強(qiáng)度指的是將所述表面涂層從非織造布基材上分離下來所需的拉伸強(qiáng)度；所述術(shù)語土工膜指的 是由一個(gè)或多個(gè)合成板構(gòu)成的、基本不透水的土工合成材料，用于控制液體、氣體或固體；術(shù)語涂層用于一般意義上的定義，可表示粘附至基材的表面；術(shù)語浸潰指的是聚合物材料滲透入另一種有孔的聚合物材料內(nèi)。本發(fā)明的所述層壓板可通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的很多方法制備，包括擠出涂層、擠出壓延、粉末涂層以及在爐內(nèi)硬化和壓延后用刮片進(jìn)行壓延和進(jìn)一步的擠壓。所述方法可以包括傳統(tǒng)的層壓技術(shù)。優(yōu)選的方法為擠壓涂層法，其中將所述第一和第二聚合物層共擠出至所述非織造布基材。圖I為用于生產(chǎn)層壓板結(jié)構(gòu)的共擠出方法的示意圖，其中所述非織造布基材的兩面都由所述第一和第二聚合物組合物涂層。所述涂層層壓板可再次進(jìn)行該方法，以將所述非織造布基材未被涂層的面進(jìn)行涂層。本發(fā)明使用的熱粘合非織造布的一個(gè)例子是Typar 熱粘合聚丙烯。Typar 是納幕爾杜邦公司(Wilmington, Del. ) (DuPont)的注冊商標(biāo)。本發(fā)明旨在用于水族養(yǎng)殖池塘，例如養(yǎng)殖蝦、魚等等。然而，其功效可跨越很大范圍的應(yīng)用，例如沼氣反應(yīng)器的頂蓋和襯墊、地膜覆蓋、屋頂襯墊和露臺(tái)花園等，其中典型的土工膜為目前使用的土工膜。測試方法
根據(jù)ASTM D882測定聚合物樣品的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。應(yīng)力指數(shù)為在20%的伸長率時(shí)測得的應(yīng)力。根據(jù)ASTM D3418和ISO 3146測定聚合物的熔點(diǎn)。根據(jù)ISO 306測定聚合物的軟化點(diǎn)(維卡軟化點(diǎn))。根據(jù)ASTM D1238測定在190°C，2. 16kg的質(zhì)量的熔體流動(dòng)指數(shù)。根據(jù)ASTM D4533-85測定梯形撕裂強(qiáng)度。除非另行說明，以牛頓(N)報(bào)告該數(shù)據(jù)。根據(jù)IS0/EN 10319測定所述層壓板的拉伸強(qiáng)度(以kg報(bào)告)以及伸長率。使用TRI-光澤度計(jì) 20-60-85。(Sheen instruments, Kingston, UK)測定以光澤單位(GU)計(jì)算的光澤度。根據(jù)ASTM D 1894在Testing Machines Inc.裝置上測定摩擦系數(shù)(COF)值。使用13cm的總行程在薄膜至金屬模式下進(jìn)行摩擦力測試。
使用Nikon SCZ-1000立體顯微鏡測定平滑度。得到尺寸為I. 5cm的直徑的樣品的放大O. 8倍的圖像。使用NIS-Elements軟件獲得所述圖像的3D透視圖。
實(shí)施例在以下的實(shí)施例中，所述第一聚合物組合物為Elvaloy AC1601-乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物，其中9wt%的丙烯酸甲酯來自納幕爾杜邦公司(Wilmington, Del.)。該品種的性能如表I所示。
權(quán)利要求
1.用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述層壓板結(jié)構(gòu)包括一層涂有聚合物涂層的非織造布，所述聚合物浸潰所述布，并提供表面平滑度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述層壓板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述聚合物涂層涂在布的一側(cè)或兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的層壓板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述聚合物為聚烯烴。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的層壓板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述聚合物為乙烯共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的層壓板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述聚合物為聚烯烴與乙烯共聚物的結(jié)合。
6.通過擠出涂敷來制造層壓板結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括 (i)將乙烯共聚物或聚烯烴或乙烯共聚物和聚烯烴的混合物添加至擠出機(jī)； (ii)保持所述擠出機(jī)的溫度，以形成熔融擠出物； (iii)將所述熔融擠出物擠出至所述布上，從而形成層壓板結(jié)構(gòu)。
7.用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述層壓板結(jié)構(gòu)包括一層涂有聚合物涂層的非織造布，其中，所述聚合物包括約0-100 wt%的聚烯烴和約100-0 wt%的乙烯共聚物。
8.用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述層壓板結(jié)構(gòu)包括一層涂有聚合物涂層的非織造布，所述聚合物浸潰所述布，并提供表面平滑度，所述層壓板結(jié)構(gòu)能夠用作蝦養(yǎng)殖的池塘襯墊。
9.用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述層壓板結(jié)構(gòu)包括一層涂有聚合物涂層的非織造布，所述聚合物浸潰所述布，并提供表面平滑度，所述層壓板結(jié)構(gòu)能夠用于制作屋頂襯墊、曬鹽的襯墊以及沼氣反應(yīng)器的頂蓋和襯墊等。
10.用于土工膜應(yīng)用的層壓板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述層壓板結(jié)構(gòu)包括一層涂有聚合物涂層的非織造布，所述聚合物浸潰所述布，并提供表面平滑度，所述層壓板結(jié)構(gòu)能夠用作沼氣反應(yīng)器的頂蓋和襯墊、地膜覆蓋、屋頂襯墊和露臺(tái)花園。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的方法制得的層壓板結(jié)構(gòu)。
全文摘要
防水涂層層壓板及其制造方法，其中，可將一側(cè)或兩側(cè)涂有聚合物層涂層的布層制成平滑的防水涂層層壓板，用于土工膜應(yīng)用，例如用作池塘、屋頂、沼氣反應(yīng)器、地膜覆蓋和露臺(tái)花園的襯墊。
文檔編號(hào)B32B27/12GK102794963SQ20121011990
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者斯里尼瓦斯·恰努庫帕里, 阿塔努·阿查里亞 申請人:納幕爾杜邦公司