专利名称：防水涂层层压板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有聚丙烯非织造布基材的涂层的层压板，旨在满足用于虾养殖的池塘衬垫的成本、表面平滑度、机械性能、紫外线稳定性、耐化学性以及水分保持的要求。
背景技术：
已知使用层压板制造防水材料，用于池塘衬垫等。例如，Alteepping等的美国专利申请4，514，463公开了一种用作池塘衬垫的层压板，该层压板包括聚烯烃非织造布，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进入所述非织造布基材。Paeglis等的美国专利申请4，589，804描述了一种包括弹性薄片的防水膜，由非织造布或织物，纸或金属箔支撑，用作屋顶盖，池塘、矿井或沟渠的衬垫。
Case等的美国专利申请5278236描述了由PVC和乙烯三元共聚物的混合物制得的压延薄片，用于池塘衬垫和屋顶衬垫。Raymond等的美国专利申请6833333描述了具有改善的撕破强度、柔韧性、毛细管抵抗性和水密性等性能的防水层压板。然而，人们希望改善上述文献所述材料，特别是表面平滑度、机械性能、紫外线稳定性、耐化学性以及水分保持要求，同时提供具有成本效益的层压板。令人吃惊地，本发明的发明人发现本发明可以解决这种需求，通过使用低成本低密度聚乙烯(LDPE)，以及改变工艺参数改善层压板的性能可解决所述技术问题。
发明内容
本发明的一个目的是用于土工膜应用的层压板结构，其中所述层压板结构包括用聚合物涂层的非织造布层，所述聚合物浸溃所述布，并提供表面平滑度。本发明的另一个目的是通过挤出涂层制造层压板结构的方法，所述方法包括
(i)将乙烯共聚物或聚烯烃或乙烯共聚物和聚烯烃的混合物添加至所述挤出机；
(ii)保持所述挤出机的温度，以形成熔融挤出物；
(iii)将所述熔融挤出物挤出至所述布上，从而形成层压板结构。本发明的另一个目的是用于土工膜应用的层压板结构，其中所述层压板结构包括用聚合物涂层的非织造布层，其中所述聚合物包括约0-100 wt% (质量百分比)的聚烯烃和约100-0 ￥丨％的乙烯共聚物。本发明的另一方面是用于土工膜应用的层压板结构，其中所述层压板结构包括用聚合物涂层的非织造布层，所述聚合物浸溃所述布，提供表面平滑度，该层压板结构可用作虾养殖的池塘衬垫。本发明的另一方面是用于土工膜应用的层压板结构，其中所述层压板结构包括用聚合物涂层的非织造布层，所述聚合物浸溃所述布，提供表面平滑度，该层压板结构可用于制作屋顶衬垫、晒盐的衬垫以及沼气反应器的顶盖和衬垫。
本发明的另一个目的是用于土工膜应用的层压板结构，其中所述层压板结构包括用聚合物涂层的非织造布层，所述聚合物浸溃所述布，提供表面平滑度，该层压板结构可用作沼气反应器的顶盖和衬垫、地膜覆盖、屋顶衬垫和露台花园。可从下面详细的说明中了解本发明的其它特征和优点。
参考附图，通过以下说明，可以理解本发明，其中 图I为挤出涂层方法的示意性的说明；
1-加料斗
2-挤出机
3-涂层模具
4-非织造布
5-轧辊组件
6-单面涂层层压板至第二涂层组件。图2为实施例I中的层压板的放大O. 8倍的光学显微镜照片。图3为实施例2中的层压板的放大O. 8倍的光学显微镜照片。图4为母体土工膜(Xavan )放大O. 8倍的光学显微镜照片。发明目的
本发明的一个目的是开发具有聚丙烯非织造布基材的防水涂层层压板。本发明的另一个目的是开发防水涂层层压板，旨在满足用于虾养殖的池塘衬垫的成本、表面平滑度、机械性能、紫外线稳定性、耐化学性以及水分保持的要求。本发明的另一个目的是通过物理性的限制虾暴露至病原体，提供用于虾的最理想的生物安全的覆盖物。本发明的另一个目的是提供挤压涂层方法，用于制备用于虾养殖时衬砌池塘的改善的层压板。
具体实施例方式因此，本发明的一个方面是用于土工膜应用的层压板结构，其中所述层压板结构包括用聚合物涂层的非织造布层，所述聚合物浸溃所述布，提供表面平滑度。在本发明的一个实施例中，在所述层压板结构中，所述聚合物涂层在其一面或两面。在本发明的另一个实施例中，所述聚合物为聚烯烃。在本发明的另一个实施例中，所述聚合物为乙烯共聚物。在本发明的另一个实施例中，所述聚合物为聚烯烃与乙烯共聚物的组合。本发明的另一方面是通过挤出涂层制造层压板结构的方法，所述方法包括
(i)将乙烯共聚物或聚烯烃或乙烯共聚物和聚烯烃的混合物添加至所述挤出机；
(ii)保持所述挤出机的温度，以形成熔融挤出物；
(iii)将所述熔融挤出物挤出至所述布上，从而形成层压板结构。本发明的另一方面是用于土工膜应用的层压板结构，其中所述层压板结构包括用聚合物涂层的非织造布层，其中所述聚合物包括约0-100 wt% (质量百分比)的聚烯烃和约100-0 wt%的乙烯共聚物。本发明的另一方面是用于土工膜应用的层压板结构，其中所述层压板结构包括用聚合物涂层的非织造布层，所述聚合物浸溃所述布，提供表面平滑度，该层压板结构可用作虾养殖的池塘衬垫。 本发明的另一方面是用于土工膜应用的层压板结构，其中所述层压板结构包括用聚合物涂层的非织造布层，所述聚合物浸溃所述布，提供表面平滑度，该层压板结构可用于制作屋顶衬垫、晒盐的衬垫以及沼气反应器的顶盖和衬垫。本发明的另一方面是用于土工膜应用的层压板结构，其中所述层压板结构包括用 聚合物涂层的非织造布层，所述聚合物浸溃所述布，提供表面平滑度，该层压板结构可用作沼气反应器的顶盖和衬垫、地膜覆盖、屋顶衬垫和露台花园。杜邦公司的(DuPont ) Xavan 衬垫是一种现有的防水聚合物层薄片,在西方市场用于休闲池塘、鱼塘、游泳池，使用寿命长达近25年。为了满足东南亚市场的需求，可将现有衬垫的性能重新设计，以适用低成本，较短的使用寿命的应用。利用挤出涂层方法帮助发明人经济地生产池塘衬垫。最初尝试通过改变材料和工艺条件来改善母体Xavan 池塘衬垫的机械性能。进一步地,池塘衬垫的表面平滑度也必须改善至与有竞争力的土工膜接近。因此，在紫外线稳定性、水分保持和耐化学性，以及机械性能已经等同或者明显优于有竞争力的产品时，满足表面的平滑度和成本要求是研究的两个主要目标。为了满足所述成本要求，将所述涂层组合物保持为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。材料组合物的改变同时增加了在相似温度下聚合物的流动阻力。此外，基本重量也从500 g/m2减少至300 g/m2 (200 g/m2的涂层，100g/m2的PP非织造布)。制造成本减少了 52%。现有衬垫缺乏表面平滑度的主要原因在于
1)所述涂层材料的互相渗透入非织造布的孔中，和
2)非织造布厚度的变化，从而产生“凹形”表面。注意到现有产品的应用对平滑度不敏感，而虾养殖部分则更易受“凹形”的影响，该“凹形”成为导致生物安全危险的粪便积累的焦点。生物安全危险将转变成虾生存危险的增加，因此直接影响商业收益性。为了改善平滑度特征，更改以下工序
I.降低所述模具温度，保证较高粘度的涂层，即改善所述涂层的流动性能，使其在所述非织造布表面停留更久，不会很大程度的渗透入所述孔内。然而，一些渗透是必须的，因为据信贯穿所述孔的熔融网络以及结晶可确保固体与所述非织造布基材接触。这减少了涂层分层的趋势。2.当对所述非织造布进行涂层时，增大夹压力，从而产生更平滑的膜。尽管该方法似乎与通常方法相反，但是这可以改善非织造布厚度的均匀性，有助于获得更平滑的膜。3.增大线速度，使所述非织造布在进行涂层的高压力区花费最少的时间。因此，这可减少过度渗透所述基材而产生凹形的机会。结合步骤2和3似乎有助于在所述应用所要求的程度上保持所述涂层层压板的分层强度。此外，如果所述涂层未充分地浸溃所述布，预期所述复合材料的防水性会降低，所述土工膜作为防水层压板是相对无效的。较低的浸溃有可能影响所述复合材料结构的其它机械和物理性能。4.切换到消光辊(与光泽处理相反)，降低所述涂层的光反射性能(低光泽)，从而产生较高的平滑度的假象。当通常依赖“感觉和触觉”的客户来验证所述产品时，这些感觉上的改进也是很重要的。提供可经济地、具有成本效益地制造的多层结构。更具体地，所述多层结构可通过将所有层一块共挤压来制备，而不需要层压其它结构的额外步骤。因此，可经济、快速、有效地生产所述结构。这些多层结构具有改善的耐久性、强度、撕破强度和抗穿刺性。此外，可将所述多层结构趋向，从而提高冲击强度。为了描述文中所述层压板的特征，术语“表面平滑度”指的是所述涂层表面的结构，由光学显微镜定性检测并由光泽度和摩擦系数(COF)值进行定量；所述术语分层强度指的是将所述表面涂层从非织造布基材上分离下来所需的拉伸强度；所述术语土工膜指的 是由一个或多个合成板构成的、基本不透水的土工合成材料，用于控制液体、气体或固体；术语涂层用于一般意义上的定义，可表示粘附至基材的表面；术语浸溃指的是聚合物材料渗透入另一种有孔的聚合物材料内。本发明的所述层压板可通过本领域普通技术人员公知的很多方法制备，包括挤出涂层、挤出压延、粉末涂层以及在炉内硬化和压延后用刮片进行压延和进一步的挤压。所述方法可以包括传统的层压技术。优选的方法为挤压涂层法，其中将所述第一和第二聚合物层共挤出至所述非织造布基材。图I为用于生产层压板结构的共挤出方法的示意图，其中所述非织造布基材的两面都由所述第一和第二聚合物组合物涂层。所述涂层层压板可再次进行该方法，以将所述非织造布基材未被涂层的面进行涂层。本发明使用的热粘合非织造布的一个例子是Typar 热粘合聚丙烯。Typar 是纳幕尔杜邦公司(Wilmington, Del. ) (DuPont)的注册商标。本发明旨在用于水族养殖池塘，例如养殖虾、鱼等等。然而，其功效可跨越很大范围的应用，例如沼气反应器的顶盖和衬垫、地膜覆盖、屋顶衬垫和露台花园等，其中典型的土工膜为目前使用的土工膜。测试方法
根据ASTM D882测定聚合物样品的拉伸强度和断裂伸长率。应力指数为在20%的伸长率时测得的应力。根据ASTM D3418和ISO 3146测定聚合物的熔点。根据ISO 306测定聚合物的软化点(维卡软化点)。根据ASTM D1238测定在190°C，2. 16kg的质量的熔体流动指数。根据ASTM D4533-85测定梯形撕裂强度。除非另行说明，以牛顿(N)报告该数据。根据IS0/EN 10319测定所述层压板的拉伸强度(以kg报告)以及伸长率。使用TRI-光泽度计 20-60-85。(Sheen instruments, Kingston, UK)测定以光泽单位(GU)计算的光泽度。根据ASTM D 1894在Testing Machines Inc.装置上测定摩擦系数(COF)值。使用13cm的总行程在薄膜至金属模式下进行摩擦力测试。
使用Nikon SCZ-1000立体显微镜测定平滑度。得到尺寸为I. 5cm的直径的样品的放大O. 8倍的图像。使用NIS-Elements软件获得所述图像的3D透视图。
实施例在以下的实施例中，所述第一聚合物组合物为Elvaloy AC1601-乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物，其中9wt%的丙烯酸甲酯来自纳幕尔杜邦公司(Wilmington, Del.)。该品种的性能如表I所示。
权利要求
1.用于土工膜应用的层压板结构，其特征在于，所述层压板结构包括一层涂有聚合物涂层的非织造布，所述聚合物浸溃所述布，并提供表面平滑度。
2.根据权利要求I所述层压板结构，其特征在于，所述聚合物涂层涂在布的一侧或两侧。
3.根据权利要求I或2所述的层压板结构，其特征在于，所述聚合物为聚烯烃。
4.根据权利要求I或2所述的层压板结构，其特征在于，所述聚合物为乙烯共聚物。
5.根据权利要求I或2所述的层压板结构，其特征在于，所述聚合物为聚烯烃与乙烯共聚物的结合。
6.通过挤出涂敷来制造层压板结构的方法，所述方法包括 (i)将乙烯共聚物或聚烯烃或乙烯共聚物和聚烯烃的混合物添加至挤出机； (ii)保持所述挤出机的温度，以形成熔融挤出物； (iii)将所述熔融挤出物挤出至所述布上，从而形成层压板结构。
7.用于土工膜应用的层压板结构，其特征在于，所述层压板结构包括一层涂有聚合物涂层的非织造布，其中，所述聚合物包括约0-100 wt%的聚烯烃和约100-0 wt%的乙烯共聚物。
8.用于土工膜应用的层压板结构，其特征在于，所述层压板结构包括一层涂有聚合物涂层的非织造布，所述聚合物浸溃所述布，并提供表面平滑度，所述层压板结构能够用作虾养殖的池塘衬垫。
9.用于土工膜应用的层压板结构，其特征在于，所述层压板结构包括一层涂有聚合物涂层的非织造布，所述聚合物浸溃所述布，并提供表面平滑度，所述层压板结构能够用于制作屋顶衬垫、晒盐的衬垫以及沼气反应器的顶盖和衬垫等。
10.用于土工膜应用的层压板结构，其特征在于，所述层压板结构包括一层涂有聚合物涂层的非织造布，所述聚合物浸溃所述布，并提供表面平滑度，所述层压板结构能够用作沼气反应器的顶盖和衬垫、地膜覆盖、屋顶衬垫和露台花园。
11.根据权利要求6的方法制得的层压板结构。
全文摘要
防水涂层层压板及其制造方法，其中，可将一侧或两侧涂有聚合物层涂层的布层制成平滑的防水涂层层压板，用于土工膜应用，例如用作池塘、屋顶、沼气反应器、地膜覆盖和露台花园的衬垫。
文档编号B32B27/12GK102794963SQ20121011990
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月23日 优先权日2011年5月10日
发明者斯里尼瓦斯·恰努库帕里, 阿塔努·阿查里亚 申请人:纳幕尔杜邦公司