板形覆盖材料的制作方法

专利名称：板形覆盖材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含有弹性体层和可塑性变形的金属网或金属板的板形覆盖材料。这样的覆盖材料特别适用于屋顶插入件，例如烟囱、天窗、风管、阁楼等防水。所述的覆盖材料还适用于预制的可塑性变形的防水部件和类似建筑部件。
背景技术：
DE3642063公开了一种依据权利要求1前序部分的覆盖材料，其中制成非粘性的聚异丁烯基材(PIB)的弹性体层。覆盖材料有粘合层，以便与屋顶插入件一起密封到基础上，例如屋顶上。加入蜡以便防止聚异丁烯基材受臭氧作用。在高温下，例如在炎热的夏天，蜡可从聚异丁烯基材上逸出，从而破坏了对基础的粘合，使材料滑落。此外，表面也不适合涂漆。
DE3310989公开了一种含有弹性体层和可塑性变形的金属网的可塑性变形的覆盖材料。弹性材料由橡胶材料特别是可硫化的EPDM橡胶(乙烯-丙烯橡胶)制成。常常将各种增强填充剂和硫化加速剂加到这种聚合物材料中，以便得到足够强的机械性能。但这些添加剂损害材料的粘合性，因此难以得到长期的粘合。
DE2225358公开了一种含有弹性体层和可塑性变形的金属网的可塑性变形的覆盖材料，弹性体层一侧含有非粘合性沥青-橡胶化合物，另一侧含有自粘性的沥青-橡胶层。这种覆盖材料的缺点是，适合的沥青组合物的软化点为70℃至175℃，从而得到受限的低温成形性。此外，沥青基材料也不适合用传统的胶液和填缝剂粘合。
EP0923363公开了特别是聚氨酯在上述类型覆盖材料中的应用。
US5414964公开了一种这样的覆盖材料，其中EPDM橡胶用作弹性体。
发明概述本发明的目的是提供一种新型的和改进的上述类型的覆盖材料，具体在变形性、密度、粘合性和强度方面，所述的材料都有改进。
根据本发明，达到这一目的在于，弹性体层由加有粘合促进剂的胶液(glue)或填缝剂形成，所述的胶液或填缝剂固化成弹性体，在固化状态下对金属网或金属板有强的粘合性。胶液、密封化合物或填缝剂通常用于粘合材料和/或在结构物中用于填充连接，以便吸收例如由于瞬间温度变化或体积收缩产生的尺寸变化。这些密封剂对与它粘合的材料的粘合性通常等于密封剂的粘结力。如果胶液、填缝剂或粘合剂的粘结力等于粘合材料的内聚力，那么由于过大的负荷，通常在胶液连接的外部产生新的裂纹。通过使用这样的粘合剂来制备板形覆盖材料的弹性体层，制得很强的材料。即使覆盖材料在安装过程中或安装以后产生严重变形，由于弹性体对金属板或金属网的强粘合，所述的材料仍保持其密度。为得到强的和有效的粘合用底漆预处理金属网或金属板常常是不必要的。另一优点是，制备与弹性体的相同类型的胶液或填缝剂可用于覆盖材料对基础的粘合。从而确保特别强的和可靠的粘合。
这样的胶液和填缝剂通常基于MS聚合物、聚氨酯或硅酮。
MS聚合物为主要用于胶合和填缝的材料，在模塑材料中不作为基础材料。所述的材料由聚合物的硅烷改性制得，形成能粘合到大多数表面类型的和当受潮时固化成弹性体的聚合物组合物。
US5714257公开了MS聚合物在生产用于各种应用场合的挤压无纺纤维网中的应用，并提及了适合这一目的的硅烷和聚合物。
基于MS聚合物的密封化合物、填缝剂等以各种商品名出售，例如含有1-5％乙烯基三甲氧基硅烷、10-30％MS聚合物和30-60％碳酸钙的Casco建筑填缝剂S40。MS聚合物例如可为聚氧丙烯。以前，加入10-30％邻苯二甲酸二异癸酯作为增塑剂，但今天这种化合物在丹麦被没有强制性标记的增塑化合物替代。
Simson Industry生产的相应产品以商品名ISR70-xx出售，含有2.5％烷氧基硅烷、30-60％聚醚聚合物(MS聚合物)和30-60％碳酸钙。
Henkel也出售MS聚合物为基础的密封剂和胶液，商品名TerostatMS930。Dana Lim特别是出售商品名MS520的产品。
根据本发明，胶液或填缝剂可基于MS聚合物。这种材料有极好的粘合性，特别是对金属网或金属板的强粘合可通过固化过程来得到。也很容易在安装过程中通过MS粘合剂或其他填缝剂将覆盖材料密封到各种类型基础上，常用的填缝剂强烈地粘合到固化的MS聚合物上，所述的MS聚合物还可上漆。而且，MS聚合物在宽的温度范围内有高弹性，从而允许覆盖材料变形，而不引起开裂和产生渗漏。最后，MS聚合物在工作环境中是安全的材料。Casco MS20通常在建筑物中用于室内连接，并有OAR(占有空气要求)code 001，符合the DanishWorking Environment Service’s Administrative Orders aboutestablishment of and work with code numbers，Orders No 301 and 302of 13 May 1993。
根据本发明，弹性体层可含有0.01-10％(重量)硅烷、10-60％(重量)MS聚合物和30-60％(重量)碳酸钙。这种材料特别适用。
根据本发明的胶液或填缝剂可基于硅烷改性的聚氨酯。
根据本发明，胶液或填缝剂可基于混合的非异氰酸酯聚氨酯(HNIPU)。这种材料的优点是不使用异氰酸酯，后者在环境上是不安全的。
胶液或填缝剂可最终基于硅酮。硅酮的优点是它允许很高的温度，即高达300℃。
根据本发明，覆盖材料可含有密封预处理的可渗透材料的增强层，例如聚丙烯的无纺织物毡层。从而得到高的强度，增强层限制塑性变形，从而使开裂和渗漏的危险减少。由于增强层的可渗透性，弹性体层的粘结力不会明显下降。
根据本发明，增强层可在覆盖材料的下侧。其结果覆盖材料的模塑容易，由于增强层在下侧产生稍微的孔隙性，最终的覆盖材料可从模中取出。这一孔隙性令人吃惊地提供对基础的高粘合性，粘合剂渗透到孔中。
根据一实施方案，可制成多孔金属栅网的金属网，从而确保高的塑性变形性。
为了提高塑性变形性，由铝制成多孔金属栅网。
多孔金属栅网可通过适合的热处理再结晶，以便降低多孔金属栅网制备时产生的变形张力，从而多孔金属栅网更容易变形。
根据一实施方案，为了增加刚性，板形覆盖材料可适当地在某部位加另外的增强层、金属网或任选打有孔的金属板。从而在所需的地方得到高的刚性和在所需的地方得到高的变形性。
根据本发明，覆盖材料的上面可用防紫外线材料例如以含石片的涂料形式涂覆，以便使覆盖材料得到极好的和有效的紫外线保护以及美学外观。
根据本发明，可将覆盖材料成形为条状物，沿一边缘有自粘合带。这一实施方案特别的优点在于，自粘合带在安装过程中在用适合的粘合剂最终粘合以前可确保覆盖材料对基础的密封。例如当通过倾斜的屋顶插入圆形的或方形的插入件例如烟囱防水时，它是特别有好处的，自粘合带留在条状物上，同时将它变形分别与烟囱和屋顶紧密连接。通过这一条状物，屋顶插入件和屋顶或覆盖材料之间得到极强的过渡，所述的过渡减轻了覆盖材料上的负荷以及使覆盖带例如金属的应用成为多余。条状物可任选弯曲约90°，形成防水部分。
可将基于硅烷和胺类的粘合促进剂加到本发明的胶液或填缝剂中。
本发明还涉及一种制备上述权利要求之一的覆盖材料的方法，其中例如无纺聚丙烯毡的可渗透增强层任选放在模底，胶液或填缝剂用填充法、注入法或其他方法撒在模中，此后将可变形的金属网压入胶液或填缝剂，安装任何任选的增强层，以及其中在其固化以前任选将磨碎的石片铺在胶液或填缝剂的顶上，此后将覆盖材料从模中取出。
可加热或加入水分，以便加速固化过程。
可任选将低表面张力的蒸汽可渗透的材料放入模底部。为了加速固化过程，可将蒸汽加到胶液或填缝剂中。类似的，在胶液或填缝剂完全固化以前，通过可渗透的材料层将板材料从模中取出，以便更好地利用模。PE(聚乙烯)和PP(聚丙烯)由于其低的表面张力，都适用于这一目的，从而可渗透层可很容易从完全固化的胶液或填缝剂中取出。特别适合的材料是由DuPont销售的TYVEK。TYVEK层可保留在最终的产品上，因为它具有极好的防滴漏(anti-drip)性能。如果TYVEK层(或其他有类似性能的层)仍留在密封屋顶和插入件之间的缝隙的区域，那么凝结水滴入缝隙的缺点减少。
附图简介下面参考附图更详细地描述本发明，其中

图1为本发明覆盖材料的第一实施方案的局部示图。
图2为本发明覆盖材料的第二实施方案的局部示图。
图3为本发明覆盖材料的第三实施方案的局部示图。
图4为本发明屋顶插入件、用作防水材料的覆盖材料的局部示图。
图5为本发明屋顶插入件、以另一方式用作防水材料的覆盖材料的局部示图。
图6为本发明屋顶插入件、以第三方式用作防水材料的覆盖材料的局部示图。
图7为本发明覆盖材料的第四实施方案的局部示图。
实施本发明的最好方式图1所示的实施方案简单地由铝多孔金属栅网2和含有MS聚合物的弹性体层1组成。借助在约300℃下适合的热处理，使多孔金属栅网2再晶化，得到高塑性变形性。弹性体的MS聚合物可为任何具有所需性质的MS聚合物。含有1-5％乙烯基三甲氧基硅烷、10-30％聚氧丙烯(MS聚合物)和30-60％碳酸钙的Casco Bygfuge S20用于所示的实施方案。在其固化状态下，这一化合物的肖氏硬度A为20-30。铝多孔金属栅网的目径为10×5mm，肋宽为1.5mm和肋厚为0.9mm。覆盖材料本身的厚度即弹性体层的厚度为约3mm。
示于图2的本发明覆盖材料的实施方案有磨碎石片的防紫外线层3。石片有可漆性。上面3可任选有砂、细砾石或铜箔的层。下表面有增强层4，该增强层为无纺聚丙烯毡，以商品名“Plantex fixrulle”(DuPont的商标)出售，型号3207。这种材料是紫外线稳定的，作为所谓的土工织物出售，它特别用于在砂砾和面砖下分散负荷。增强层的厚度为约0.3mm，使覆盖材料的强度提高和防止过度的塑性变形引起的弹性体层中的开裂等。为了增加增强层对MS聚合物的粘合性，在实施方案过程以前将其表面电晕处理。但是，应当指出，覆盖材料可围绕很尖锐的角在几个方向形成而不损坏。在覆盖材料模塑过程中，用弹性体填充增强层的孔，从而确保弹性体的表面对基础的随后强粘合性。但是，较低的面是半多孔的，当MS聚合物也用于密封时，下面对基础提供了特别强的粘合性。
图3所示的实施方案与图1所示的不同点在于，通过将自粘合带5埋在下面，在安装过程中通过它可使覆盖材料密封，因此安装过程是容易的。在这种情况中使用的胶带为所谓的基于粘弹性丙烯酸酯粘合剂的VHB胶带。金属箔条6放在胶带和弹性体之间，以便防止在覆盖材料的模塑过程中未固化的MS聚合物和丙烯酸酯粘合剂的混合。
图7说明这样一实施方案，其中金属板2用来代替金属网。其下面的一些区域装有另一金属板15。另一金属扳15通常装在靠近条形覆盖材料的棱，它在屋顶插入件邻近，从而在这一区域得到高的刚性。另一金属板15可由再晶化的铝制成。正如可从图7看出的，VHB带固定到另一金属板15的下面。
常用的双粘合剂通常有丙烯酸酯基础料，它们也是可用的，因为它们仅必需适当保持组件定位，一直到安装使用的MS聚合物固化为止。所示的另一板15有穿孔16，使相邻区域的刚性下降，该相邻区域没有另外的金属板15。因此得到“更软”的过渡。另一板15另外也可有穿孔16，以便提供所需的刚性。
金属板2也可有穿孔，以提供所需的刚性。这些穿孔的尺寸或孔间距可根据板上的位置改变，以便提供随位置变化的刚性。从而可能在靠近屋顶插入件的区域提供高的刚性和在远离它的区域提供高的变形性。
在图7中，金属板6和另一金属板15的厚度为约0.5mm。
在图7中，将一侧边缘折叠180°以提高刚性，以便减少覆盖材料风吹起的危险和/或使它振动产生噪音和可能的防水层破坏。
MS聚合物由于对增强层4、多孔金属栅网或金属板2以及磨碎的石片3的强粘合，它特别适用于这一目的。当相同的材料用作粘合剂/填缝剂将覆盖材料密封到基础上时，进一步得到特别强的粘合。这一点最可能是由于当与未固化的MS聚合物接触时，覆盖材料的下面的重铸塑(recasting)”。
图4、5和6说明在各种实施方案中覆盖材料如何用于通过倾斜屋顶14的圆柱体金属部件13的屋顶插入件的防水。图4-6中所示的覆盖材料含有如图1-3中所示的多孔金属栅网，但是为了清楚，省掉后者。图4说明一种简单的实施方案，其中可为图2中所示的实施方案的覆盖材料10被折叠，并通过MS聚合物填缝剂12密封到金属圆柱体13上。优选的是，MS聚合物也用于将覆盖材料10的下面密封到屋顶14上。正如可以看出的，在涂覆以后立即将磨碎的石片撒在填缝剂的顶上。
图5说明安装，其中将覆盖材料10沿金属圆柱体13折叠，如图4中看到的；但是在那里通过带埋入胶带5的覆盖材料条11得到另外的和特别强的密封，如在图3中看到的。覆盖材料例如可有膨胀的铝栅网层2和安在其间的毡层。在安装过程中，通过胶带5将条11密封到金属圆柱体上，并保持在这一位置，同时邻接到覆盖材料10上，并通过MS聚合物填缝剂12密封。图6说明相应于图5中所示的安装，不同的是将条11密封到覆盖材料11的下面，以及通过MS聚合物填缝剂12将覆盖材料11密封到金属圆柱体13上。在所有情况下，磨碎的石片都可切出或磨出要密封到插入件(图4)或条11(图5)的板材料10的表面部分。通常将MS聚合物涂覆到要粘合的表面上，流出的浆液和任何另外提供的MS聚合物浆液都被弄平到倾斜平滑的过渡，如在所有过渡和修整时表明的。
在图4、5和6中，将条11安在圆形插入件13的周围。由于它的柔软性，条11也可很容易紧密安装在方形插入件的周围。尽管弯曲90°，条11仍保持多角形，如图4、5和6中所示。
因为覆盖材料10或覆盖材料条11易于粘合，因此能特别强地粘合到许多不同的表面，所以常常可去掉所谓的缝间盖条。在较差的坚实表面方面，在双那里粘合不充分，条11可用作可延伸的缝间盖条，用螺钉、铆钉、钉子或通过在两排砖之间灌注在机械上固定。为了层理(bedding)，最好用石片粘在条的两侧，以便得到对砂浆的强粘合。
弹性体层模塑化合物的MS聚合物部分可有许多不同的组成。聚合物可为聚烯烃例如苯乙烯嵌段共聚物、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、乙烯乙酸乙烯酯等。用于所述聚合物改性的硅烷可为氨基硅烷、环氧硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷等。除了MS聚合物外，还可将碳酸钙作为填充剂加到模塑化合物中。
本发明不限于上述实施方案。例如金属网可为钢或锌网或栅网。特别是锌合金是有利的，因为它们可廉价制备并易于变形。
作为防紫外线和用于得到美学外观的顶层，除了磨碎的石片或替代磨碎的石片可使用砂子或漆。
正如上面指出的，任选穿孔的再晶化铝或锌的金属板可用来替代金属网。这样的实施方案通常适用于较低变形要求的应用场合。
不管金属网或金属板用作埋入的部件，这一部件可由易于变形的传统的铝制成。在某些情况下传统的铝很容易腐蚀，但在这种情况下它可用MS聚合物包封，从而耐腐蚀。
图1-3中所示的实施方案比传统上使用的1mm铅板(lead plate)刚性更好，要弯曲它约需其两倍的力。作为回报，在安装以后由于变形硬化，所述的覆盖材料比铅板强度高得多。在其他方面，本发明的覆盖材料还有许多优于铅板制成的覆盖材料的优点。
在所示的实施方案中，MS聚合物用于弹性体。根据本发明，使用的胶液或填缝剂也可基于聚氨酯或硅酮。特别是所谓的混合非异氰酸酯聚氨酯/HNIPU是有利的，可避免传统聚氨酯(PUR)制备和使用过程中的健康和环境危险。硅烷改性的聚氨酯由于其特别强的密封性质即粘合性，也适用于这一目的。
基于各种所述材料的填缝剂通常有以下断裂伸长率MS聚合物300-700％、PUR 200-600％和硅酮100-300％。
本发明的板形覆盖材料通常以直到1-2米的宽度的板(web)制成。然后可将这些板绕成卷。覆盖材料可通过在模中模塑或挤压来制备。
权利要求
1.一种板形覆盖材料，所述的覆盖材料包括弹性体层(1)和可塑性变形的金属网(2)或金属板，其特征在于弹性体层由固化成弹性体的胶液或填缝剂形成，并对金属网或金属板有强的粘合性。
2.根据权利要求1的板形覆盖材料，其特征在于胶液或填缝剂基于MS聚合物、聚氨酯或硅酮。
3.根据权利要求2的板形覆盖材料，其特征在于胶液或填缝剂基于MS聚合物，以及含有0.01-10％(重量)硅烷、10-60％(重量)MS聚合物和30-60％(重量)碳酸钙。
4.根据权利要求2的板形覆盖材料，其特征在于胶液或填缝剂基于硅烷改性的聚氨酯。
5.根据权利要求2的板形覆盖材料，其特征在于胶液或填缝剂基于混合非异氰酸酯聚氨酯(HNIPU)。
6.根据权利要求2的板形覆盖材料，其特征在于胶液或填缝剂基于硅酮。
7.一种根据上述权利要求之一的板形覆盖材料，其特征在于它含有一层或多层可渗透的材料的增强层(4)。
8.根据权利要求7的板形覆盖材料，其特征在于增强层为聚丙烯的无纺毡层(4)。
9.根据权利要求7或8的板形覆盖材料，其特征在于增强层(4)布置在覆盖材料的下面处。
10.根据上述权利要求之一的板形覆盖材料，其特征在于金属网为多孔金属栅网(2)。
11.根据权利要求10的板形覆盖材料，其特征在于多孔金属栅网(2)或金属板由铝制成，并任选用热处理进行再结晶。
12.根据上述权利要求之一的板形覆盖材料，其特征在于其一些区域有另外的增强层(4)、金属网或金属板(4)以增加刚性。
13.根据上述权利要求之一的板形覆盖材料，其特征在于表面用防紫外线材料特别是磨碎的石片的表层(3)涂覆。
14.根据上述权利要求之一的板形覆盖材料，其特征在于它成形为沿一侧的边缘有自粘合带(5)的条状物。
15.根据上述权利要求之一的板形覆盖材料，其特征在于将粘合促进剂例如基于硅烷或胺类的粘合促进剂加到胶液或填缝剂中。
16.一种制备上述权利要求之一的板形覆盖材料的方法，其中将可渗透增强层例如无纺聚丙烯毡任选放在模底，此后将可变形金属网下压在胶液或填缝剂中，安装任何任选的增强层；以及其中在胶液或填缝剂固化以前，任选将磨碎的石片撒在其上，此后从模中取出覆盖材料。
全文摘要
板形覆盖材料含有弹性体层和可塑性变形的金属网或金属板，弹性体层由固化生成弹性体的胶液或填缝剂组成，它对金属网或金属板有强粘合性。
文档编号E04F13/06GK1468169SQ01816648
公开日2004年1月14日 申请日期2001年9月13日 优先权日2000年9月13日
发明者保罗－恩斯特·迈尔, 保罗-恩斯特 迈尔 申请人:保罗－恩斯特·迈尔, 保罗-恩斯特 迈尔