利用蜡对沥青粘合剂的改性的制作方法

相关申请的交叉引用本申请要求2017年9月1日提交的名称为“利用蜡对沥青粘合剂的改性”的美国临时申请序列号62/553,357的优先权。该‘357申请在此通过引用以其整体并入本文中。发明领域本发明涉及一种采用蜡作为用于沥青粘合剂产品比如即剥即贴片材(peel-and-sticksheet)或冰水遮挡物(iceandwatershield)的沥青制剂中的添加剂的方法。即剥即贴片材/垫通常用作防水屋顶衬垫物(underlayment)、瓦衬垫物，和/或用于保护地基免受渗水影响。当用作屋顶衬垫物时，将片材在瓦板(shingle)之前施用至屋顶的平台(deck)以在瓦板安装之前和之后两种情况下保护平台免受水分影响。在至少一些实施方案中，即剥即贴片材直接附着至形成屋顶的结构部分的胶合板或其他材料。通常，当施用时，片材使由通过瓦板可以看到的平台表面中的不规则造成的平台面板的轮廓平滑。另外，片材可以帮助防止平台下面的燃烧。即剥即贴片材中的一种主要组分为沥青。即剥即贴片材通常限于所施用的沥青的性质。可以采用蜡对沥青进行改性。蜡与多种沥青添加剂相容，并且可以与通常用于改善沥青的品质的多种材料组合。然而，尚未进行过使用由塑料设计的合成蜡来改善沥青粘合剂制剂的物理性质、加工性和/或相容性/稳定性。存在将包含固体废物的塑料原料转化为有用的产品的工作。在“kumar”的美国专利8,664,458中讨论了一种这样的用于由固体废物形成有用的蜡的方法，该美国专利在此通过引用以其整体并入本文。一种采用由塑料原料的热降解和/或催化解聚制备的蜡来改善沥青粘合剂制剂的加工和/或为沥青粘合剂制剂提供更理想的物理特性的方法在商业上将会是有利的。在一些实施方案中，这样的沥青粘合剂制剂可以用于即剥即贴片材和其他沥青应用。发明概述一种即剥即贴片材可以包括：顶层；含有第一沥青制剂的顶复合物层；玻璃纤维垫层；底复合物层；和塑料离型膜层。在一些实施方案中，所述顶层为塑料膜。在一些实施方案中，所述顶层由粒状材料制成。在某些实施方案中，所述第一沥青制剂含有第一蜡。在一些实施方案中，所述第一蜡通过聚合物材料的催化解聚制成。在一些实施方案中，所述第一蜡通过将聚合物材料热降解制成。在某些实施方案中，所述聚合物材料为聚丙烯。在一些实施方案中，所述聚合物材料为聚乙烯。在一些实施方案中，所述聚合物材料为聚乙烯和聚丙烯的混合物。在至少一些实施方案中，所述聚合物材料包括再生塑料。在一些实施方案中，所述底复合物层包含第二沥青制剂。在一些实施方案中，所述第一沥青制剂和所述第二沥青制剂相同。在一些实施方案中，可以通过将含有由解聚的塑料原料制成的蜡的沥青层加入到片材中来产生即剥即贴片材。附图简述图1是即剥即贴片材的侧视图。图2是示出多种沥青制剂在多个温度的渗入深度的条形图。图3是示出多种沥青制剂的软化点的条形图。图4是示出多种沥青制剂随着温度变化的粘度变化的直线图。图5是示出多种沥青制剂在多个温度的粘合强度的条形图。说明性实施方案的详述图1是即剥即贴片材100的侧视图。在至少一些实施方案中，即剥即贴片材100可以包括顶层110、顶复合物层120、玻璃纤维垫层130、底复合物层140和/或塑料离型膜层150。在一些实施方案中，顶层110可以是塑料膜。在一些实施方案中，顶层110可以是粒状材料。在至少一些实施方案中，顶复合物层120可以具有符合astmd1970的耐热性和抗剪切性要求的弹性模量。在至少一些实施方案中，顶复合物层120可以是沥青。在一些实施方案中，顶复合物层120可以用蜡进行改性。在一些实施方案中，蜡可以通过聚合物材料的催化解聚制成。在一些实施方案中，蜡可以通过将聚合物材料热降解制成。在一些实施方案中，聚合物材料可以是聚乙烯。在一些实施方案中，聚合物材料可以是聚丙烯。在一些实施方案中，聚合物材料可以是聚丙烯(pp)、高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)、线型低密度聚乙烯(lldpe)或聚乙烯的其他变体。在一些实施方案中，聚合物材料可以包括聚乙烯和聚丙烯材料这两者。在一些实施方案中，聚合物材料可以在聚乙烯和聚丙烯之间按重量相等地分配。在一些实施方案中，聚合物材料可以包括较低水平的聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、(聚氯乙烯)pvc、(乙烯乙烯醇)evoh和/或不期望的添加剂和/或污染物，比如填料、染料、金属、各种有机和无机添加剂、水分、食品废物、灰尘或其他污染粒子。在一些实施方案中，聚合物材料可以包括ldpe、lldpe、hdpe和pp的组合。在一些实施方案中，聚合物材料包括再生塑料。在一些实施方案中，聚合物材料包括未用过的(virgin)塑料。在其他或相同的实施方案中，聚合物材料包括再生塑料和/或未用过的塑料。在一些实施方案中，聚合物材料可以包括废聚合物材料供料。合适的废聚合物材料供料可以包括但不限于：混合聚乙烯废物、混合聚丙烯废物和/或包含混合聚乙烯废物和混合聚丙烯废物的混合物。混合聚乙烯废物可以包含：ldpe、lldpe、hdpe、pp和/或包含ldpe、lldpe、hdpe和pp的组合的混合物。在一些实施方案中，混合聚乙烯废物可以包括薄膜袋、牛奶壶或袋、手提袋、桶、盖、农用薄膜和/或包装材料。在一些实施方案中，基于废聚合物材料供料的总重量，废聚合物材料供料可以包含多达10重量％的不同于聚合物材料的材料。在一些实施方案中，聚合物材料可以是以下各项中的一种或其组合：未用过的聚乙烯(hdpe、ldpe、lldpe和中密度聚乙烯(mdpe)中的任一种或其组合)、未用过的聚丙烯和/或消费后或工业后(post-industrial)的聚乙烯或聚丙烯。聚乙烯和聚丙烯的消费后或工业后的来源的实例可以包括但不限于：袋、壶、瓶、桶和/或含有pe或pp的其他物品。在至少一些实施方案中，底复合物层140可以是改性的。在至少一些实施方案中，底复合物层140可以是沥青。在至少一些实施方案中，底复合物层140可以起用于片材的粘合剂层的作用。在至少一些实施方案中，底复合物层140可以配制为牢固地附着至多种屋顶平台。在至少一些实施方案中，屋顶平台由胶合板制成。在至少一些实施方案中，底复合物层140的粘合性可以保持起作用数月，以允许在应用之前的制造、仓库贮存、物流和工作现场储存。在至少一些实施方案中，在应用后，底复合物层140的粘合性可以保持起作用至少六个月。在一些实施方案中，底复合物层140可以用蜡进行改性。在一些实施方案中，顶复合物层120可以用蜡进行改性。在一些实施方案中，顶复合物层120与底复合物层140是相同化合物。在一些实施方案中，蜡可以通过将聚合物材料解聚和/或热降解而制成。在一些实施方案中，聚合物材料可以包括聚乙烯。聚合物材料可以是hdpe、ldpe、lldpe或聚乙烯的其他变体。在其他实施方案中，聚合物材料可以包括聚丙烯材料。在其他实施方案中，聚合物材料可以包括聚乙烯和聚丙烯材料这两者。在一些实施方案中，聚合物材料可以含有：多达20％的pp，较低水平的聚苯乙烯、pet、eva、pvc、evoh和/或不期望的添加剂和/或污染物，比如填料、染料、金属、各种有机和无机添加剂、水分、食品废物、灰尘或其他污染粒子。在其他实施方案中，聚合物材料可以包括ldpe、lldpe、hdpe和pp的组合。在一些实施方案中，聚合物材料包括再生塑料。在其他或相同的实施方案中，聚合物材料包括再生塑料和/或未用过的塑料。在一些实施方案中，聚合物材料可以包括废聚合物材料供料。合适的废聚合物材料供料可以包括：混合聚乙烯废物、混合聚丙烯废物和/或包含混合聚乙烯废物和混合聚丙烯废物的混合物。混合聚乙烯废物可以包括：ldpe、lldpe、hdpe、pp或包含ldpe、lldpe、hdpe和pp的组合的混合物。在一些实施方案中，混合聚乙烯废物可以包括薄膜袋、牛奶壶或袋、手提袋、桶、盖、农用薄膜和包装材料。在一些实施方案中，基于废聚合物材料供料的总重量，废聚合物材料供料包含多达10重量％的不同于聚合物材料的材料。在一些实施方案中，聚合物材料可以是以下各项中的一种或其组合：未用过的聚乙烯(hdpe、ldpe、lldpe和中密度聚乙烯(mdpe)中的任一种或其组合)，未用过的聚丙烯，或消费后或工业后的聚乙烯或聚丙烯，包括但不限于袋、壶、瓶、桶和/或含有pe或pp的其他物品。在一些实施方案中，蜡的加入可以改变沥青和所得片材的物理特性，包括：·减少在没有搅拌的情况下储存时(在存在或不存在填料的情况下)液体沥青组分的分离；·提高对胶合板的粘合强度；·提高沥青的软化点；·使沥青变硬；·降低沥青粘度；·保持即剥即贴片材的低温柔韧性；以及·保持即剥即贴片材的热稳定性。在一些实施方案中，蜡/沥青/填料/sbs/交联剂化合物中的蜡的比例大约为0至15重量％。上述方法可以采用多种蜡，包括熔点在60至170℃之间(包括端点)以及粘度在5至3000cps之间(包括端点)的那些。在一些优选实施方案中，所采用的一种或多种蜡可以具有在115至170℃之间(包括端点)的熔点和/或在15至1000cps之间(包括端点)的粘度。蜡的熔点、粘度、分子量和/或聚合物主链结构的变化可以改变沥青混合物的性质。两种不同蜡对用于即剥即贴片材的沥青混合物的选定性质的影响如以下表1和2中所列出的，对照制剂由90重量％的基础沥青(pristock：midcontinent)和10重量％的sbs(kratond1101)组成。表1样品数据组分成分等级/类型来源基础沥青pg64-22pristock沥青增量剂/熔剂eco-addzkleenperformanceproductssbs3520lcy交联剂硫pristock白云石填料#80目(干燥的)pristock聚乙烯蜡ceranovusa120greenmantra(申请人)聚丙烯蜡ceranovusa155greenmantra(申请人)在该实施例中的用于测试的四种共混物的制备如下：首先将75重量％的基础沥青(pg64-22)与25重量％的熔剂(eco-addz)混合以生成沥青共混物。然后将该共混物与包括sbs、交联剂(硫)、填料(#80目)和/或多种蜡(ceranovusa120和ceranovusa155)的多种组分混合。将制剂的组分按以下顺序混合：沥青共混物，sbs，硫，蜡(如果存在的话)，然后填料。在加入硫之后获取数据，在加入蜡之后再次获取数据，并且在加入填料之后再次获取数据。根据astm标准，使用方法d36确定制剂的软化点，使用方法d5确定制剂的渗入度(penetration)，使用方法d4402确定制剂的粘度，使用方法d7173确定制剂的分离，使用方法d5147确定制剂的厚度，使用方法d1970-7.6确定制剂的柔韧性，使用方法d1970-7.5确定制剂的热稳定性，并且使用方法d1970-7.4确定制剂对胶合板的粘合性。如以下表2中所列出的，对照制剂由72.5重量％的沥青共混物、7.5重量％的sbs、.188重量％的硫和20重量％的填料组成。蜡共混物制剂1由72.5重量％的沥青共混物、5.5重量％的sbs、.138重量％的硫、2重量％的ceranovusa120和20重量％的填料组成。蜡共混物制剂2由72.5重量％的沥青共混物、5.5重量％的sbs、.138重量％的硫、2重量％的ceranovusa155和20重量％的填料组成。蜡共混物制剂3由70.5重量％的沥青共混物、7.5重量％的sbs、.138重量％的硫、2重量％的ceranovusa155和20重量％的填料组成。表2样品数据制剂表3在加入硫之后&在加入蜡和填料之前的性质表4在加入硫和蜡之后&在加入填料之前的性质表5在加入硫、蜡和填料之后的性质由上述试验结果可以得出以下结论：将由未用过的pp和pe或废塑料的热或催化降解制成的蜡加入到沥青粘合剂制剂比如即剥即贴制剂中(除了sbs橡胶以外或用于补偿sbs橡胶)提供以下益处：·减少在没有搅拌的情况下储存时(在存在或不存在填料的情况下)液体沥青组分的分离；·提高对胶合板的粘合强度；·提高沥青的软化点；·使沥青变硬；·降低沥青粘度；·保持即剥即贴片材的低温柔韧性；以及·保持即剥即贴片材的高温稳定性。更具体地，与对照制剂相比，ceranovusa120(蜡共混物制剂1)的加入将在23.9℃的对胶合板的粘合性提高了23％，并且将在4.4℃的对胶合板的粘合性提高了169％。类似地，与对照制剂相比，ceranovusa155(蜡共混物制剂2)的加入将在23.9℃的对胶合板的粘合性提高了36％，并且将在4.4℃的对胶合板的粘合性提高了208％。这证明了ceranovusa120或a155的加入提高了沥青粘合剂与胶合板粘合的能力。ceranovusa120和ceranovusa155的加入将粘度提高了大约55％至65％。该较低的粘度改善并且有利于生产过程。未填充的(表4)和填充的(表5)制剂的软化点保持在大多数商业产品的高温(ht)复合范围内(在200°f范围内)。ceranovusa155进一步改善了(提高了)软化点。ceranovusa155的加入出人意料地表现出改善的未填充分离值(表4)。具体地，ceranovusa155可能起相容剂的作用。这是出人意料的，因为较低的粘度一般增强分离的趋势。当将ceranovusa155加入到制剂中而不取代sbs时，证明了对制剂的软化点的改善(提高)和对粘度的改善(降低)，同时保持d1970的柔韧性需求。然而，在25℃的对胶合板的粘合性降低了23％。图2是示出多种沥青制剂在多个温度的渗入深度的条形图。根据astmd5标准测量渗入度。图3是示出多种沥青制剂的软化点的条形图。根据astmd36标准测量软化点。图4是示出多种沥青制剂随着温度变化的粘度变化的线图。根据astmd4402标准测量粘度。图5是示出多种沥青制剂在多个温度的粘合强度的条形图。根据astmd1970-7.4标准测量粘合性。尽管已经示出并且描述了本发明的具体要素、实施方案和应用，但是要理解的是，本发明不限于此，因为在不脱离本公开的范围的情况下，特别是根据前述教导，可以进行改进。当前第1页12