[发明专利]热塑性屋面遮蔽膜

说明书

本发明要求享有2008年十二月30日提交的美国临时申请第61/203913号的优先权。 

本发明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，本发明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。 

本发明是在罗门哈斯公司(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。 

本发明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(S³P)。S³P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S³P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卷，第6期，1091-1101)；塑料、橡胶和复合材料处理和应用(Plastics，Rubber and CompositesProcessing and Applications)1996，第25卷，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和烷基-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。 

本发明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。 

发明内容

本发明提供屋面膜，其由包括以下步骤的方法制成：