BRPI0902279A2

BRPI0902279A2 - membrana para telhado

Info

Publication number: BRPI0902279A2
Application number: BRPI0902279-1A
Authority: BR
Inventors: Carlos A Cruz; Willie Lau; Joseph M Rokowski
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2010-04-13
Also published as: KR20100007815A; AU2009202788A1; KR101187923B1; EP2143756A1

Abstract

MEMBRANA PARA TELHADO. A presente invenção provê membranas para telhado termoplásticas compreendendo partículas de borracha reticulada e uma dispersão de (co) polímero aquosa). As membranas para telhado termoplásticas são formadas por combinação de partículas de borracha reticulada e uma dispersão de polímero em suspensão, ou dispersão de (co) polímero de látex aquoso coagulado, para formar uma mistura em dispersão aquosa, cuja mistura de dispersão aquosa é submetida a pulverização com cisalhamento em estado sólido para formar materiais que podem ser processados como termoplásticos em concentrações de borracha reticulada de 10 % em peso a tão elevado como 95 % em peso, com base nos sólidos totais do material. O método pode ainda compreender o amassamento do produto pulverizado, seguido por extrusão para formar membranas para telhado.

Description

"MEMBRANA PARA TELHADO"

Esta invenção reivindica prioridade para pedido provisório USno. 61/203.913 depositado em 30 de dezembro de 2008.

A presente invenção refere-se a uma novo material demembrana para telhados feito pelo menos em parte de materiais de refugoreciclado. Mais preferivelmente, refere-se a membrana termoplástica paratelhados a partir de borracha reticulada e uma dispersão aquosa de polímero.A borracha reticulada pode ser vulcanizado de borracha de refugo, comopneus de refugo.

Esta invenção foi feita sob um acordo de pesquisa conjuntaentre a Rohm and Haas Company de Filadélfia, PA e o State Key Laboratoryof Polymer Materials Engineering na Sichuan University of Chengdu,República Popular da China.

Um objeto da presente invenção é desenvolver materiais demembrana para telhados a partir de materiais de refugo recicláveis. Os artigosde borracha, particularmente borracha reticulada ou vulcanizada, devem serum material de partida particularmente atraente. O desejo de encontrar novosusos para pneus de veículo automotivo de refugo é particularmente agudoporque eles são tão numerosos, e seu descarte apresenta problemas. Eles nãosão facilmente rompidos nos aterros, e o descarte de pneus por incineração éfeita com preocupações com relação à contaminação atmosférica poremissões de particulados e compostos potencialmente prejudiciais. Os pneusde refugo encontraram uso limitado, por exemplo, como combustível emoperações de fabricação de cimento; como cargas (quando finamentetriturados) em novos pneus, superfícies externas para prática de atletismo, easfalto de estradas, como mulch.

A re-utilização de borracha de pneu como uma matéria primaapresenta dificuldades, particularmente quando o produto final desejado étermoplástico, porque GTR é uma composição de termo-fixação reticulada.Por exemplo, os artigos extrudados feitos de borracha de pneu triturada purasão fracos e inflexíveis devido aos grãos do pneu triturado não podem serfundir bem juntos com eles são uma composição termo-fixada. Quando pneutriturado é adicionado a composições termoplásticas como uma carga, se temum limite superior de teor de pneu triturado antes das propriedades físicasserem afetadas, e este limite superior é de aproximadamente 5-10% deborracha de pneu triturada. O mesmo é verdadeiro quando borracha de pneutriturada é usada em novos pneus.

Uma melhora no processamento de borracha reticulada derefugo compreende pulverização com cisalhamento em estado sólido (S3P).S3P é um método de moagem onde a redução do tamanho de partículas éefetuado por rasgamento, cisalhamento, abrasão, ou atrito e é com freqüênciarealizado sob condições ambientes (ver, por exemplo, caps. 2 e 3, Solid-StateShear Pulverization, K. Khait e S. Carr, Technomic Publishing Company, Inc.2001). Além da redução de tamanho, S3P foi demonstrado como induzindo amistura ou compatibilização de misturas de múltiplos componentes assimcomo mecanoquímica como um resultado de radicais gerados a partir daruptura de ligações carbono-carbono. Vários tipos de tecnologia deprocessamento de S3P e equipamento foram desenvolvidos desde os anos 70,incluindo o pulverizador Berstorff, pulverização com extrusão, moagem detrituração rotativa, e moagem em bateia (Polymer Engineering and Science,Junho 1997, vol. 37, no. 6, 1091- 1101; Plastics Rubber and CompositesProcessing and Applications 1996, vol. 25, no. 3, 152- 158). Tanto o moinhode trituração rotativa como a moagem em bateia compreendem uma superfície fixa e uma superfície giratória com cada tendo desenhos diferentes dassuperfícies de contato. No entanto, a misturação íntima de diferentes materiaissólidos não é facilmente obtida usando estas técnicas de pulverização emestado sólido sem o uso de temperaturas elevadas para produzir materiais emfusão.Nota-se um esforço substancial na reciclagem ou recuperaçãode pneus de refugo por misturação com um termoplástico sólido comopolietileno, para converter o pneu de borracha em um material que pode serprocessado. S3P foi aplicado a tais misturas. No entanto, esta abordagemrequer processamento em fusão de mistura termoplástico/ borracha emtemperatura elevada junto com numerosos aditivos de processamento. Estastécnicas não são práticas, e não são usadas, em fabricação de membranas paratelhados. Outros métodos conhecidos incluem a preparação de copolímero depoliolefina- enxerto- monômero polar por métodos mecanoquímicos, epreparando o pó de borracha com uma atividade de superfície elevada a partirda borracha do pneu de refugo, que pode ser usada para formar compósitos depolímero / pó de borracha. Novamente, estas abordagens não encontramutilidade em membranas para telhados.

Além disso, foram realizadas tentativas para combinar resinasde copolímero com GTR em uma mistura a frio. Por exemplo, as publicaçõesde pedido de patente coreana 2001-0065946 e 2001-0099223, para Choe et al,descrevem um método de produção de uma folha de borracha resistente àágua e estanque à água durável a partir de GTR e um copolímero alquila-epóxi-amino. Estes métodos, no entanto, deixam de atender à necessidade demétodos para produzir materiais de membranas para telhados termoplásticas apartir de borracha termofixada reciclada e polímero termoplástico, onde osmateriais compreendem > 10% de borracha reciclada e alcançam vantagemcompleta das propriedades dos polímeros constituintes.

Apesar dos pneus de borracha de refugo terem recebido muitaatenção, o problema da reciclagem de borracha permanece bem distante dealcançar os pneus de refugo. Permanece a necessidade de métodos paracombinar polímeros termofixados, como borracha reticulada, com polímerostermoplásticos, como que os novos materiais compósitos possam serefetivamente re-usados como composições termoplásticas, sem perda depropriedades mecânicas dos polímeros constituintes.

Os inventores realizaram esforços para encontrar um soluçãoao problema de produção de membranas para telhados termoplásticascomercialmente utilizáveis a partir de borracha termofixada reciclada e umpolímero termoplástico que retém as propriedades mecânicas dos polímerosconstituintes, mesmo quando a proporção de borracha termofixada é > 10 %em peso do compósito.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A presente invenção prove borracha termofixada feitas por umprocesso compreendendo:

(a) coagular uma ou mais dispersão aquosa de polímero paraproduzir uma dispersão de polímero com um tamanho de partícula médioponderai de cerca de 1 mícron a cerca de 1.000 mícrons;

(b) combinar partículas de uma ou mais borracha reticuladacom a dispersão aquosa de polímero, antes ou após a coagulação da dispersãoaquosa de polímero, para formar uma mistura em dispersão aquosa,

(c) submeter a mistura de dispersão aquosa a pulverização comcisalhamento em estado sólido, assim reduzindo o tamanho de partícula daborracha reticulada e produzindo uma mistura pulverizada; e

(d) reduzir o teor de umidade da mistura pulverizada;

(e) formar a membrana para telhado;

em que a coagulação de uma ou mais dispersão aquosa de polímero pode serrealizada ou antes da combinação com as partículas de borracha reticulada, ouna presença das partículas da borracha reticulada.

Em uma forma de realização da invenção, o processo parafabricar a membrana para telhado ainda compreende extrudar a misturapulverizada para formar a membrana para telhado.

Em outra forma de realização, a borracha reticulada é obtida,pelo menos em parte, de pneus reciclados, com uma faixa de tamanho departículas de tamanho de partícula em peneira de 43 mícrons (325 mesh) oumais, ou tamanho de partícula em peneira de 11.100 mícrons (2 mesh) oumenos ou tamanho de partícula em peneira de 203 mícrons (60 mesh) oumais, ou tamanho de partícula em peneira de 3.350 mícrons (6 mesh) oumenos.

Em ainda outra forma de realização, a dispersão aquosa depolímero que é coagulada é obtida de uma dispersão de polímero em emulsão,preferivelmente um polímero em emulsão acrílico ou estireno- acrílico.

Em uma forma de realização diferente, a dispersão aquosa depolímero coagulada é obtida da corrente de refugo de uma instalação defabricação de polímero em emulsão.

Em ainda outra forma de realização da invenção, a redução doteor de umidade da mistura pulverizada compreende isolar o teor em sólidosda mistura pulverizada.

Em uma outra forma de realização da invenção, a pulverizaçãocom cisalhamento em estado sólido compreende moagem em bateia oumoagem com disco.

Em ainda uma outra forma de realização da invenção, adispersão aquosa de polímero coagulada compreende (co) polímeros, tendounidades polimerizadas de um ou mais monômeros funcionais comfuncionalidade selecionada dentre funcionalidade de ácido carbóxi,funcionalidade de ácido fosforoso, funcionalidade hidróxi, funcionalidadeamina, funcionalidade acetoacetóxi, funcionalidade silila, funcionalidadeepóxi, funcionalidade ciano, funcionalidade isocianato, e combinações dasmesmas.

Em outra forma de realização diferente, a membrana paratelhado é ainda reticulada durante o processamento, cujo processamentocompreende um ou mais dentre amassamento, ou extrusão, ou moagem emdois rolos, ou moldagem com calor, ou moldagem por compressão.Em ainda outra forma de realização diferente, as formas deprocessamento termoplástico forma uma folha ou filme e os métodos aindacompreendem laminar as folhas u filme com outras folhas, filme ou lâminas.Assim, a membrana para telhado conformável pode compreender artigos emmúltiplas camadas, materiais para telhados em múltiplas camadas, oumembranas para telhado em múltiplas camadas, tendo a membrana paratelhado conformável como uma ou mais camadas. Assim, o processo proveartigos em múltiplas camadas, laminados, ou materiais para telhado, tendo amembrana para telhado como uma ou mais camadas.

Em ainda outra forma de realização diferente, o processo parafazer a membrana para telhado ainda compreende revestir a membrana comum revestimento branco ou sobre depositando ou laminando uma folhaacrílica ou folha de PVC ou folha de chapa sobre a membrana para telhado.

Em outro aspecto da invenção, a membrana para telhado éfeita por um processo compreendendo:

(a) combinar partículas de uma ou mais borracha reticuladacom uma dispersão aquosa de polímero para formar uma mistura de dispersãoaquosa em dispersão aquosa;

(c) submeter a mistura de dispersão aquosa a pulverização comcisalhamento em estado sólido;

(d) reduzir o teor de umidade da mistura pulverizada, e

(e) formar a membrana para telhado,

em que a dispersão aquosa de polímero é obtida por polimerização emsuspensão.

As membranas para telhado termoplásticas da presenteinvenção são obtidas a partir de borracha reciclada termofixada e polímerotermoplástico por um processo em que uma suspensão aquosa de um polímeroem suspensão de látex coagulado compreendendo um polímero termoplásticoé co-moída com uma borracha reticulada termofixada sob condiçõesambientes, de modo que o produto pode ser facilmente isolado e processadoem uma membrana para telhado.

As membranas para telhado particularmente apropriadas sãoobtidas quando polímeros acrílicos e pneus de borracha em migalhas sãousados como os polímeros termoplásticos e termofixados, respectivamente.As membranas para telhado feitas assim podem compreender > 10% e até95% de borracha termofixada. O método de moagem a úmido é de baixocusto, eficiente e opera com uma boa capacidade de dissipação de calor ebaixa incrustação do equipamento. Porque as partículas de látex são bemmenores do que o GTR de tipo grosseiro (aproximadamente três ordens degrandeza diferentes: 150 nm versus 150 mícrons), as suspensões preparadaspor dispersão de GTR, com látices convencionais tendem a separar em fase,com as partículas respectivas não alteradas. Os polímeros de látex, comopolímeros em emulsão, podem ser usados por coagulação do polímero delátex ou antes ou após misturação com as partículas de borracha termofixada.A coagulação das partículas de polímero de látex produzem partículas depolímero com tamanho de partícula médio na faixa de cerca de 1 mícron acerca de 1.000 mícrons, o que está na faixa de tamanho geral das partículas deborracha de partida, e permite a misturação íntima dos componentes paraformar uma suspensão. Também de modo apropriado, polímeros feitos apartir de polimerização em suspensão podem ser usados, porque eles sãoprontamente sintetizados na faixa de tamanho de partícula apropriado acimamencionada.

A suspensão prove uma mistura uniforme de borracha de pneuem migalhas e o polímero acrílico que pode ser prontamente introduzido nomoinho onde os componentes são co-moídos a úmido em um aparelhonormalmente associado com moagem em estado sólido. Esta técnica submeteos componentes da suspensão a misturação íntima sob cisalhamento elevadoque acentua a interação química e/ou mecânica entre os mesmos. Além disso,esta moagem a úmido facilita o isolamento da mistura de produto de polímerode látex com borracha reticulada ou GTR, mesmo por métodos convencionaiscomo centrifügação e filtração que não trabalham geralmente com láticescomerciais porque eles são geralmente estáveis de modo coloidal e em umafaixa de tamanho de partícula que não pode ser isolada prontamente porcentrifügação e filtração.

As membranas para telhado da presente invenção podem serfeitas no todo, ou em parte, a partir de produtos de refugo ou materiaisreciclados. Por exemplo, a borracha termofixada pode ser triturada comborracha de pneu GTR derivada de pneus de refugo de veículo automotivo e opolímero termoplástico pode ser derivado de (co) polímeros de látex obtidosde uma corrente de refugo, como de uma instalação de fabricação de polímeroem emulsão.

Como usado aqui, o termo "borracha de pneu triturada" (GTR)refere-se a um material de borracha termofixada em forma finamentetriturada, como borracha em migalhas, para o fim de re-utilização. Estematerial é predominantemente composto de borracha reticulada de pneus derefugo, mas pode incluir outra borracha de refugo de outras fontes. GTR écomercialmente disponível em muitas faixas de tamanho de partícula com asclasses mais amplas de GTR sendo geralmente referidas como "borrachatriturada" (borracha em migalhas de peneira de 1.520 mícrons de tamanho departícula, isto é, malha 10, ou menor) e "borracha grosseira" (compreendendopartículas de um 0,63 cm e maiores, e com um tamanho máximo de malha13.000 de tamanho de partícula (1,27 cm) na dimensão maior.

Como usado aqui, o termo "dispersão aquosa de polímero"significa uma dispersão de partículas poliméricas em água, cujas partículasexcluem as partículas de borracha reticulada.

Como usado aqui, o termo "polímero de látex" refere-se a umadispersão de micro-partículas poliméricas (tamanho de partícula < 1 mícron)em água.

Como usado aqui, o termo "polímero em emulsão" significaum polímero feito em água ou uma solução substancialmente aquosa por umprocesso de polimerização em emulsão.

Como usado aqui, o termo "polímero em suspensão" significaum polímero por um processo de polimerização em suspensão.

Como usado aqui, o termo "pulverização" refere-se a qualquerprocesso que resulta em uma redução no tamanho de partícula de materialparticulado sólido, efetuada por rasgamento, cisalhamento, abrasão ou atrito.

Como usado aqui, o termo "pulverização com cisalhamentoem estado sólido" ou "S3P" refere-se a uma pulverização não em fusão de ummaterial no estado sólido para conferir uma tensão de cisalhamento intensa àspartículas sólidas, e que pode ser realizada com o material em temperaturaambiente ou com resfriamento.

Como usado aqui, o termo "formando" refere-se a umaoperação que manipula um material termoplástico para dar um artigoconformado.

Salvo especificado em contrário, qualquer termo contendoparêntese refere-se, alternativamente, ao termo completo como se nãoestivessem presentes parênteses e o termo sem os mesmos (isto é excluindo oconteúdo dos parênteses) e a combinações de cada alternativa. Assim, o termo(co) polímero refere-se a um homopolímero ou copolímero. Além disso(met)acrílico refere-se a qualquer acrílico, metacrílico e misturas dos mesmos.

Como usado aqui, salvo especificado em contrário, a palavra"copolímero" inclui, independentemente, copolímeros, terpolímeros,copolímeros em bloco, copolímeros segmentados, copolímeros de enxerto, equalquer mistura ou combinação dos mesmos.

Como usado aqui, a frase "alquila" significa qualquer grupoalquila alifático tendo um ou mais átomos de carbono, o grupo alquilaincluindo grupos n-alquila, s-alquila, i-alquila, t-alquila ou alifáticos cíclicoscontendo uma ou mais de estruturas de anel de 5, 6 ou 7 membros.

Como usado aqui, as frases "(C3-C12)" ou "(C3-C6)" e outrasreferem-se a compostos contendo 3 a 12 átomos de carbono e 3 a 6 átomos decarbono, respectivamente.

O termo "monômeros de ácido carboxílico insaturados" ou"monômeros de ácido carbóxi" incluem por exemplo ácido (met)acrílico),ácido crotônico, ácido itacônico, ácido 2-metil- itacônico, ácido a,P- metilenoglutárico, fumaratos de monoalquila, monômeros maleicos, anidridos dosmesmos e misturas. Os monômeros maleicos incluem, por exemplo, ácidomaleico, ácido 2-metil maleico, maleatos de monoalquila, e anidrido maleico,e versões substituídas dos mesmos.

O termo "monômeros de ácido sulfônico insaturado" inclui,por exemplo, ácido 2-(met) acrilamido-2-metil propanossulfônico e ácidopara-estireno sulfônico.

Como usado aqui, a frase "aquosa" ou "solução aquosa" incluiágua e misturas compostas substancialmente de água e solventes miscíveis emágua.

Como usado aqui, "% em peso" ou "porcentagem em peso"significa porcentagem em peso. Como usado aqui, a frase "com base no pesototal de sólidos compósitos de polímero" refere-se a quantidades em peso dequalquer dado ingrediente em comparação com a quantidade de peso total detodos os ingredientes não água no compósito de polímero (por exemplocopolímeros de látex e borracha de pneu triturada).

As formas singulares "um", "uma" e "o" incluem as referênciasno plural, salvo claramente especificado em contrário. Os pontos finais detodas as faixas dirigidas ao mesmo componente ou propriedade são inclusivasdo ponto final e independentemente combináveis.

Como usado aqui, salvo especificado em contrário, o termo"tamanho de partícula de peneira" refere-se ao tamanho de partícula de ummaterial que resulta de uma passagem de amostra através de uma peneira dodado tamanho de partícula. Por exemplo, borracha de pneu triturada moída demodo a passar através de uma peneira de 203 mícrons (malha 60) é referidacomo tendo um tamanho de partícula de peneira de tamanho de 203 mícronsou, simplesmente, um tamanho de partícula de peneira de 203 mícrons. Paraum dado material, um tamanho de partícula de peneira de malha será maior doque o tamanho de partícula médio ponderai.

O tamanho de partícula e distribuição de tamanho de partículadas dispersões aquosas de polímero coagulado aqui descritos foram medidosusando um analisador de tamanho de partícula Malvern Mastersizer 2000 ™(Malvern Instruments Ltd. Malvern Worcestershire, UK). Este instrumentousa uma técnica de dispersão de luz e o tamanho de partícula obtido é umtamanho de partícula médio ponderai.

A borracha reticulada pode ser qualquer borracha que foireticulada e não é limitada a borracha obtida por trituração de pneus derefugo. Por exemplo, a borracha reticulada pode ter sido derivada de um oumais tipos de borracha selecionados dentre borracha natural, borrachasintética e derivados das mesmas. Os exemplos de borracha sintética incluempolímeros à base de dieno, como borracha de monômero isopreno, eis-1,4-poliisopreno, estireno-butadieno, estireno-acrilonitrila- butadieno,acrilonitrila- butadieno, eis-1,4- poli butadieno, etileno- propileno- dieno(EPDM), borracha cloropreno, borracha de butila halogenada, borracha desilicone e outros.

Preferivelmente, a borracha reticulada do material compósito éuma borracha reciclada, e mais preferivelmente é obtida, pelo menos emparte, de borracha reciclada de polímero de pneu triturado de veículoautomotivo. Assim, a borracha pode ser vulcanizada (reticulada) ou borrachahiperoxidada e pode conter uma ou mais espécies como agente de reticulação,enxofre, acelerador de vulcanização, antioxidante, inibidor da degradação porozônio, conservante, óleo de processo, oxido de zinco (ZnO), negro de fumo,cera, ácido esteárico, e outros, como estão com freqüência presentes emprodutos de borracha de refugo. Preferivelmente, a borracha de entrada foipré-extraída do teor não borracha, como por exemplo, pano ou cinta de aço,como estão com freqüência presentes nos pneus de refugo de veículos. Asfontes comerciais de GTR são geralmente providas deste modo.

A presente invenção não é limitada à forma das partículas deborracha reticulada de partida. A borracha para uso no processo S3P pode ser,por exemplo, na forma fragmentadas, grânulos de borracha, filamentos deborracha, ou partículas como borracha em migalhas, ou um pó de borracha,cujas formas particuladas são comercialmente disponíveis e produzidas pormétodos bem conhecidos do versado na técnica. Os tamanhos de partículas deborracha como introduzidas no processo S3P, apesar de utilizáveis, são menospráticos acima de tamanho de partícula de peneira de 11.100 microns (2mesh). Geralmente, o tamanho de partícula de borracha está na faixa detamanho de partícula de peneira de 7.000 microns (3 mesh) ou menor. Osmaiores tamanhos de partículas podem requerer outras iterações de moagem aúmido. Adicionalmente, a velocidade de rotação e o desenho das superfíciesde contato também podem impactar a eficácia da moagem a úmido.Preferivelmente, a borracha reticulada tem um tamanho de partícula depeneira de 3.350 microns (6 mesh) ou menor, ou tamanho de partícula depeneira de 150 microns (8 mesh), ou mais, ou mais preferivelmente tamanhode partícula de peneira de 203 microns (60 mesh) ou maior. O tamanho departícula resultante da borracha moída S3P é geralmente o mesmo tamanhoque o do látex coagulado e, para tamanhos de partículas de borracha departida maiores, pode estar na faixa de tamanho de partícula de peneira de2000 microns ou menor. Preferivelmente, o tamanho de partícula resultante daborracha moída S3P é de tamanho de partícula de peneira de 100 microns oumenor, ou tamanho de partícula de peneira de 46 mícrons (300 mesh) oumenor, ou tamanho de partícula de peneira de 35 mícrons (400 mesh) oumais.

O (co)polímero de látex ou (co) polímero em suspensão usadono material compósito pode compreende, como unidades copolimerizadas,monômeros etilenicamente insaturados incluindo, por exemplo, monômerosa,P etilenicamente insaturados (por exemplo alquenos primários); compostosvinilaromáticos, como estireno ou estirenos substituídos (por exemplo a-metil- estireno); etilvinil benzeno, vinilnaftaleno; vinilxilenos, viniltoluenos, eoutros; butadieno; acetato de vinila, butirato de vinila, e outros ésteres devinila; monômeros de vinila com álcool vinílico, éteres vinílicos, cloreto devinila, benzofenona de vinila, cloreto de vinilideno, e outros; éteres de alila,cloreto de vinila, benzofenona de vinila, cloreto de vinilideno, e outros; éteresde alila; N-vinil-pirrolidinona, vinilimidazol; olefinas; éteres de vinil alquilacom grupos alquila C3-C30 (por exemplo éter de estearil vinila); éteres de arilacom grupos alquila C3-C30; ésteres de alquila C1-C30); ésteres de alquilaC1-C30 de ácido (met) acrílico (por exemplo monômeros de acrilato de metila,metacrilato de metila, (met) acrilato de metila, (met) acrilato de etila, (met)acrilato de butila, (met) acrilato de 2-etil-hexila, (met) acrilato de benzila,(met) acrilato de laurila, (met) acrilato de oleíla, (met) acrilato de palmitila,(met) acrilato de estearila, (met) acrilato de hidroxialquila, como acrilato de2-hidroxietila, metacrilato de 2-hidroxietila, (met) acrilato de 2-hidroxipropila, (met) acrilato de 2-hidroxibutila, e (met) acrilato de l-metil-2-hidróxi- etila, assim como as amidas e nitrilas relacionadas, como (met)acrilamida, (met) acrilamidas substituídas (por exemplo diacetonaacrilamida), ou (met) acrilamidas substituídas por N-alquila (por exemplooctil acrilamida e amida de ácido maleico) e acrilonitrila ou metacrilonitrila,ésteres de vinila insaturada de ácido (met) acrílico); monômerosmultifuncionais (por exemplo triacrilato de pentaeritritol), monômerosderivados de colesterol, etileno, monômeros de tensoativo (por exemplometacrilato de C18H27 - (oxido de etileno)2o e metacrilato de Ci2H25 - (oxidode etileno)23); monômeros a, (3 mono-etilenicamente insaturados contendofuncionalidade de ácido (por exemplo ácido acrílico e ácido metacrílico, ácidoacriloxipropiônico, ácido (met) acriloxipropiônico, ácido itacônico, ácidomaleico, ou anidrido, ácido fumárico, ácido crotônico, maleatos demonoalquila, fumaratos de monoalquila, itaconatos de monoalquila); (met)acrilatos substituídos por ácido; metacrilato de sulfoetila e monômeros deácido sulfônico insaturado, (met) acrilamidas substituídas com ácido (porexemplo ácido 2-acrilamido -2- metilpropil sulfônico, (met) acrilatossubstituídos básicos (por exemplo metacrilato de dimetilaminoetila,metacrilato de terc- butil aminoetila) e (met) acroleína.

O (co) polímero de látex ou (co) polímero em suspensão domaterial compósito pode ainda compreender monômeros funcionaiscopolimerizados, ou monômeros subseqüentemente funcionalizados, a fim deconferir as propriedades preferidas de acordo com o uso final desejado domaterial compósito. Estes monômeros podem incluir monômeros comfuncionalidade de ácido carbóxi (por exemplo, monômeros de ácidocarboxílico etilenicamente insaturado) ou funcionalidade de ácido fosforoso(monômeros de ácido fosforoso), ou monômeros com funcionalidade hidróxi,ou funcionalidade amina, ou funcionalidade acetoacetóxi, ou funcionalidadesilila, ou funcionalidade epóxi, ou funcionalidade ciano, ou funcionalidadeisocianato. Os exemplos de monômeros funcionais incluem ácido (met)acrílico, (met) acrilato de glicidila, (met) acrilato de fosfoetila, (met) acrilatode hiroxietila, (met) acrilato de acetoacetoxietil, e outros. Os polímeros delátex acrílico são especialmente bem apropriados para a invenção devido àvariedade de grupos funcionais que podem ser prontamente incorporados naestrutura dorsal do polímero.

Em uma forma de realização, o (co) polímero de látex ou (co)polímero em suspensão desta invenção compreende um ou mais monômerosmulti- etilenicamente insaturados copolimerizados como, por exemplometacrilato de alila (ALMA), acrilato de alila, ftalato de dialila, dimetacrilatode 1,4-butileno glicol, dimetacrilato de 1,2-etileno glicol, diacrilato de 1,6-hexanodiol, butadieno, triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), e divinilbenzeno. O monômero multi-etilenicamente insaturado pode ser efetivamenteempregado em níveis tão baixos como 0,1% em peso com base no peso docopolímero, preferivelmente de 0,1 a 10 ou 0,1 a 5 % em peso com base nopeso do copolímero.

(Co) polímeros que são apropriados para uso na presenteinvenção incluem, mas não limitados a polímeros todo acrílico, polímerosestireno- acrílico, polímeros vinil- acrílico, polímeros acetato de vinila -etileno, látex de borracha natural e látex de borracha natural derivatizado,como látex de borracha natural epoxidado, polímeros de borracha sintética,como isoprenos, butadienos, como estireno- butadieno - ou estireno -acrilonitrila - butadieno, borracha de silicone, e combinações. O (co) polímeropode ser feito por qualquer método de polimerização, incluindo por exemplo,polimerização em solução, polimerização em bruto, polimerização em faseheterogênea, (incluindo por exemplo, polimerização em emulsão,polimerização em mini-emulsão, polimerização em micro-emulsão,polimerização em suspensão, polimerização em dispersão, e polimerizaçãoem emulsão reversa), e combinações das mesmas, como bem conhecido naarte. O peso molecular das espécies de polímero pode ser controlado pelo usode um regulador de cadeia, por exemplo compostos de enxofre, comomercaptoetanol ou dodecil mercaptano. A quantidade de regulador de cadeia,com base no peso total de todos os monômeros usados para fazer o (co)polímero, pode estar na faixa de 20% ou menos, mais comumente 7% oumenos. O peso molecular do (co) polímero é preferivelmente de cerca de5.000 a 2.000.000, ou mais preferivelmente de 20.000 e 1.000.000.A temperatura de transição vítrea (Tg) dos polímeros é medidapor calorimetria de varredura diferencial (DSC). "Tg" é a temperatura em ouacima da qual um polímero vítreo irá sofrer movimento segmentai da cadeiade polímero. Para medir a temperatura de transição vítrea de um polímero porDSC, a amostra de polímero é secada, pré-aquecida a 120°C, rapidamenteresinada a -100°C, e então aquecida a 150°C, a uma taxa de 20°C/minutoenquanto os dados de DSC são coletados. A temperatura de transição vítreapara a amostra é medida no ponto do meio da inflexão usando o método demeia-altura; calibração da célula usando uma referência de índio paratemperatura e entalpia, como bem conhecido na arte. Preferivelmente, ocopolímero usado na invenção tem um Tg de -40°C a + 80°C, maispreferivelmente - 10°C a + 35°C, apesar do Tg do copolímero usado nestainvenção não ser particularmente limitado.

Em uma forma de realização, o (co) polímero de látex oupolímero em suspensão é obtido a partir da corrente de refugo de umainstalação de fabricação de polímero em emulsão ou polímero em suspensão.Com vantagem, isto permite a produção de materiais compósitos feitostotalmente, ou parcialmente, de produtos de refugo ou materiais reciclados.

O (co) polímero usado no material compósito preferivelmentecompreende 5 % em peso ou mais, ou 95 % em peso ou menos, ou 10 % empeso ou mais, ou 90 % em peso ou menos dos sólidos totais do compósito,preferivelmente 25 % em peso ou mais, ou 75 % em peso ou menos, ou 25-65%, mais preferivelmente 35 - 65% ou até 50 % em peso.

Os (co) polímeros estáveis coloidalmente usados no materialcompósito são coagulados, ou floculados, para produzir uma dispersão aquosade polímero coagulada em que as partículas estão na faixa de tamanho geraldas partículas de borracha de partida, preferivelmente da ordem de grandezade tamanho de partícula das partículas de borracha. Além de prover melhormisturação do polímero de látex nas partículas de borracha, a coagulação dopolímero de látex também ajuda a evitar a incrustação das placas durante apulverização com cisalhamento em estado sólido. O (co) polímero de látexpode ser coagulado antes ou após misturação com as partículas de borracha.Os métodos de coagulação de uma dispersão aquosa de polímero são bemconhecidos n a arte, e não são limitados aqui. Os métodos apropriados decoagulação podem incluir a adição de um ácido, como ácido fórmico ou ácidosulfurico, ou um sal, como cloreto de sódio ou cloreto de ferro (férrico).Outros coagulantes químicos podem incluir alúmen, alumina, alumínio,cloridrato, sulfato de alumínio, oxido de cálcio, sulfato de ferro (ferroso),sulfato de magnésio, poliacrilamida, aluminato de sódio, e silicato de sódio, eoutros; e coagulantes de produto natural podem incluir quitosana, sementesoleíferas de moringa, papaína, sementes estriquininas, e isinglass, dentreoutros. Preferivelmente, a dispersão aquosa de polímero coagulada tem umtamanho de partícula médio na faixa de 1 mícron a 5.000 mícrons, e maispreferivelmente de 5 mícrons a 250 mícrons, e ainda mais preferivelmente de10 mícrons a 100 mícrons. Preferivelmente, a dispersão aquosa de (co)polímero coagulada é bombeável.

A contas da dispersão aquosa de polímero ou de polímero emsuspensão são combinadas com partículas da borracha reticulada para formaruma mistura em dispersão aquosa, e a mistura é submetida a S3P. As técnicasapropriadas incluem as que podem ser usadas para pulverizar a mistura comouma suspensão contendo material particulado sólido e, assim, reduzindo otamanho de partícula das partículas de borracha enquanto elas estão emcontato íntimo com o polímero coagulado ou polímero em suspensão. Porexemplo, as técnicas como extrusão com cisalhamento em estado sólido,SSSE, que foram projetadas com unidades de aquecimento e, em uso normal,usadas para processar os materiais de entrada no estado em fusão, podem serusadas com misturas aquosas em suspensão sob condições ambientes. Assim,várias técnicas podem ser usadas, ou adaptadas para serem usadas, parapraticar o método da invenção, incluindo, mas não limitadas a várias técnicasde moagem, como moinho de trituração giratório, moinho em estado sólidocom alto cisalhamento, moagem a disco, moagem em bateia, moagem compedra, moagem plast, assim com outras técnicas de pulverização, como opulverizador Berstorff, pulverização com extrusão, extrusão comcisalhamento em estado sólido, e extrusora Brabender, e técnicas similares.

O método da presente invenção ainda inclui reduzir o teor deumidade de suspensão pulverizada. Isto pode compreende tanto a retirada deágua da suspensão e secagem do material compósito sólido restante. Aremoção de água da suspensão, por sua vez, pode incluir tais processos como,por exemplo, filtração dos sólidos para remover água em excesso, oucentrifugação, assim como outra redução do teor de umidade da amostra portorcedura ou prensagem, ou secagem por congelamento. Os métodosconvencionais de secagem também podem ser empregados incluindo, porexemplo, o uso de fornos ou secadores como secadores a vácuo, secadoras aar, secadores de tambor, secadores manuais, ou secadores em leito fluido.Preferivelmente, o método ainda compreende processamento determoplásticos da dispersão aquosa pulverizada, e ainda redução do teor deágua pode ocorrer durante tal processamento, por exemplo, por compressãoda amostra em temperaturas acima da temperatura ambiente. Oprocessamento do material termoplástico, que pode ser realizado emtemperatura elevada, pode incluir as etapas de amassar e/ou formar o materialcompósito conformável. O amassamento ode ser obtido usando um moinho dedois rolos, ou por extrusão do material, ou em alguns casos, na distribuiçãopara um moldador por injeção. O processo de formação pode incluir taistécnicas como calandragem, moldagem por compressão, moldagem porinjeção, ou extrusão. A moagem com dois rolos é uma operação deprocessamento de polímero padrão com freqüência usada em conjunto commoldagem por compressão para transformar o material em um artigomoldado. A produção de membranas para telhado é obtida de modoconveniente por extrusão do material em folhas de espessura apropriada.

A mistura em suspensão pode adicionalmente compreendervários aditivos como desejado ou requerido para o material compósito demembrana para telhado, como por exemplo, um ou mais de agente devulcanização, antioxidante, estabilizador a UV, agente espumante, agente desopro, retardante de fogo, colorante, carga, pigmento, e auxiliar deprocessamento. Em uma forma de realização, o material compósito pode alémdisso compreender cargas na forma de, por exemplo, pós, como negrodefumo, ou fibras, lascas ou aparas; ou materiais de reforço, como nãotecidos, ou lonas; e outros, como bem conhecido na arte. Os modificadores ouaditivos de retardantes de fogo podem ser usados em ou sobre a membranapara telhado de polímero - borracha, como por exemplo, compostos deantimônio, compostos fosforosos, grafite dilatável, vermiculite, fibras devidro, fibras cerâmicas, compostos clorados, alumínio triidratado, oxido demagnésio, compostos cementícios, e filmes de material não combustível comofolhas de metal.

O material compósito pode ser ainda reticulado durante oestágio de processamento aquecido para melhorar as propriedades mecânicase resistência à água da membrana para telhado. A reticulação pode ser feitapor grupos funcionais como acima descrito (hidróxi, glicidila, ácido, amina,etc.) ou por incorporação de um gerador de radical (peróxidos, perésteres,compostos azo, etc) que irão criar sítios reativos durante as condiçõesaquecidas.

Em uma forma de realização particularmente preferida, aborracha de pneu triturada de tamanho de partícula de peneira de 203 mícrons(60 mesh) é adicionada, em uma base em sólidos igual, a uma dispersãoaquosa de polímero a 10% de um copolímero de látex acrílico, como Rhoplex™ (disponível da Rohm and Haas Company, Filadélfia, PA) e o látex écoagulado in situ pela adição de uma solução a 40% de cloreto férrico comodescrito abaixo no exemplo l(a). A suspensão é submetida a pulverizaçãocom cisalhamento em estado sólido como no exemplo 2, então filtrada esecada antes de ser processada por extrusão ou alternativamente por moagemde dois rolos e moldagem por compressão, como descrito no exemplo 3 (a) e3(b) abaixo, para produzir a folha de compósito de borracha acrílica.

Os materiais compósitos conformáveis da presente invençãopodem ser feitos em artigos de qualquer forma, como folhas e filmes, ouusado como um material de moldagem ou conformação. Sendo umtermoplástico, o material compósito conformável pode ser formado em umamembrana selável por calor ou artigos, como produtos híbridos quecompreendem camadas múltiplas ou segmentos com diferentes propriedades,como rigidez, tendo uma ou mais camada ou segmento formado a partir demateriais compósitos conformáveis da presente invenção.

Os filmes produzidos de acordo com a presente invençãopodem ser usados na formação de artigos de camadas múltiplas e laminadospara muitas aplicações. Os polímeros acrílico e de vinila podem serselecionados de acordo com sua temperatura de transição vítrea (Tg) paraaplicações específicas. Em uma forma de realização da invenção, oprocessamento termoplástico forma uma folha ou filme e os métodos aindacompreendem laminação das folhas ou filme com outras folhas, filmes oulâminas. Assim, os compósitos conformáveis podem compreender artigos emmúltiplas camadas, laminados, materiais para telhados, ou membranas paratelhado, tendo o compósito conformável como uma ou mais camadas.

Como um material de cobertura para telhados, além de umamembrana para telhado esta invenção pode adicionalmente encontrar usocomo um modificador para membrana para telhado EPDM, ou ummodificador para revestimentos de neoprene, ou em telhas para telhados oufeltro para telhados.EXEMPLOS

Exemplo 1 - Preparação de uma mistura polímero / borracha/ suspensão: l(a) /coagulação in situ

Um polímero de látex acrílico comercial, látex Rhoplex ™ AC261 (copolímero em emulsão 50% em sólidos de acrilato de butila e metacrilato de metila; Rohm and Haas Company de Filadélfia, PA), e borracha de pneu triturado (tamanho de partícula de peneira de 203 mícrons, isto é, malha 60; de Lv Huan Rubber Powder, Limited Company, Zheijang China) foram usados na mistura em suspensão como a seguir: 1000 g de látex Rhoplex ™ AC261 foram diluídos com 3500 g de água em um recipiente de 7,57 litros. 500 g de borracha de pneu triturado foram adicionados gradualmente ao látex diluído, enquanto agitando, em um período de 10 min. Após a borracha de pneu em migalhas ser dispersa na dispersão de látex, 37,6 g de uma solução a 40 % de cloreto de ferro (III), FeCl3, foram adicionados à dispersão para iniciar a coagulação do látex. A agitação continuou por 15 min e a mistura de suspensão foi deixada equilibrar durante a noite. A mistura coagulada assentou em uma torta sólida mas pode ser prontamente redispersada em uma suspensão escoável com agitação. O tamanho de partícula dos sólidos de polímero coagulados foi estimado por microscopia óptica como em torno de 10-200 mícrons. Adicionalmente, o tamanho de partícula e a distribuição de tamanho de partícula da mistura coagulada foram medidos usando um analisador de tamanho de partícula Malvern Mastersizer 2000 ™ (Malvern Instruments Ltd. Malvern Worcestershire, UK). O resultado mostrou distribuição bimodal em sobreposição com a distribuição de tamanho de partícula menor mostrando uma distribuição ampla de partículas de 1 mícron a 1.000 mícrons com > 80% entre 2-200 mícrons e com um pico em -25 mícrons. A distribuição posterior foi determinada como sendo a do polímero de látex coagulado (ver abaixo l(b)). Preparação de mistura polímero/ borracha / suspensão: l(b) pré-coagulaçãodo látex

Em um procedimento alternativo, a suspensão como descrita no exemplo 1 a) foi também produzida por coagulação do látex seguido por adição de borracha de pneu triturada como a seguir: 1000 g de látex Rhoplex ™ AC261 foram diluídos com 3500 g de água em um recipiente de 7,57 litros. 37,6 g de uma solução a 40 % de FeCl3, foram adicionados à dispersão para iniciar a coagulação do látex. A agitação continuou por 15 min e a dispersão de polímero coagulado foi deixada equilibrar durante a noite. 500 g de borracha de pneu triturada (tamanho de partícula de peneira de 203 mícrons, isto é, malha 60) foram adicionados gradualmente à dispersão de polímero coagulado com agitação durante um período de 10 min.. O tamanho de partícula dos sólidos de polímero coagulados foi estimado por microscopia óptica como em torno de 10-200 mícrons. Adicionalmente, o tamanho de partícula e a distribuição de tamanho de partícula da dispersão coagulada foram medidos usando um analisador de tamanho de partícula Malvern Mastersizer 2000 ™. O resultado mostrou distribuição ampla de partículas de 1 mícron a 1.000 mícrons com > 80% entre 2-200 mícrons e com um pico em -25 mícrons.

Exemplo 2 - Pulverização com cisalhamento em estado sólido (S3P) de mistura polímero/ borracha /suspensão

A suspensão do exemplo l(a) para a qual a coagulação do látex foi realizada in situ com a borracha de pneu triturada, foi processada ainda como abaixo, e resumida na tabela 1.

Amostra 2 foi submetida a polimerização com cisalhamento em estado sólido sob condições a úmido usando um método de moinho de bateia como descrito em Plastics Rubber and Composites Processing and Applications 1996, vol. 25, no. 3, 152- 158; Polymer Engineering and Science, Junho 1997, vol. 37, no. 6, 1091- 1101. Neste caso, a suspensão polímero / borracha foi diluída a 10% de sólidos totais e alimentada naentrada de um moinho de bateia. A moagem foi realizada sob condições ambientes com a bateia em movimento girando a 60 rpm. O espaço entre as bateias foi controlado por um dispositivo de acionamento de fluido para obter uma pulverização eficiente da mistura polímero / borracha. A suspensão foi moída 5 vezes por re-introdução da descarga da suspensão moída de volta ao moinho.

A amostra 3 foi similarmente submetida a pulverização com cisalhamento em estado sólido sob condições úmida, exceto usando um método de moinho de disco. O moinho de disco é descrito na patente US 4 614 310 e a suspensão passa através do moinho apenas uma vez. A moagem foi realizada sob condições ambientes.

Para fins comparativos, tabela 1 inclui amostras que não usam a pulverização com cisalhamento em estado sólido. Na amostra 1, a suspensão é misturada a frio (temperatura ambientei). Amostra 4 é uma membrana para telhado de borracha EPDM comercial (monômero etileno- propileno - dieno) de espessura no estado seco de 1016 mícrons. As amostras 1-3 foram ainda processadas (abaixo) para dar membranas de 1016 mícrons de espessura no estado seco.

Exemplo 3 - Preparação de membranas para telhado de compósito polímero / borracha

3 (a) - Moagem com 2 rolos e moldagem por compressão

As mistura em suspensão de polímero / borracha moídas ou misturadas de amostras 1-3 foram filtradas usando um saco de filtro de 10 mícrons e a mistura sólida foi ainda torcida para reduzir a água livre. O sólido úmido resultante (-50-60% de teor de umidade) foi secado em um forno a vácuo a 70°C durante 2 dias. O sólido de mistura seca (< 5% teor de umidade) pode opcionalmente ser processado em um moinho de dois rolos a 190°C durante 5 min e moldado por compressão, por exemplo entre placas de aço fixadas com uma espessura de 0,102, 0,127 ou 0,203, 25,4 cm x 25,4 cm dearmação a 190°C durante um total de 5 min; 3 min em pressão baixa 10-15 ton) e 2 min em pressão elevada (75) ton). O resfriamento adicional pode ser realizada sob pressão (75 ton) a temperatura ambiente durante 5 min em uma prensa fria equipada com água circulante.

Exemplo 3: Preparação de membranas para telhado de compósito polímero / borracha: 3(b) Extrusão

O compósito foi extrudado diretamente no moinho de dois rolos usando um parafuso gêmeo cônico em contra-rotação Haake, com dois parafusos de diâmetro de 1,9 cm afilados girando a 40 rpm. A unidade principal continha três zonas de aquecimento (185- 190- 195°C) e vários termopares e mangueiras de resfriamento para controle de temperatura. O material foi extrudado através de uma matriz de ressalto de 5 cm de largura com um tamanho de espaço de 0,102 cm. Outras extrusoras podem ser usadas, por exemplo, de modo que o material possa ser extrudado através de uma matriz de 15,24 centímetros ou outro tamanho de matriz de escolha.

Exemplo 4 - Propriedades de artigo compósito polímero / borracha: 4(a) propriedades mecânicas

As amostras de membrana para telhado compósitas preparadas pelo processo dos exemplos 1-3 foram cortadas como um osso de cachorro, de modo que uma largura de 0,35 cm foi obtida, e uma essencialmente de 0,102 cm. O teste mecânico foi realizado seguindo o protocolo ASTM D-628 em um aparelho de teste de tração Tinius Olsen H50KS (Tinius Olsen Inc. Horsham, PA), usando o ajuste tipo 5 para borrachas. A taxa do cabeçote foi 0,76 cm/* min e um comprimento de calibre de 0,76 cm foi usado. O teste foi feito sob temperatura controlada de 23 °C e umidade relativa controlada de 50%. Deste teste, resistência à tração máxima (tensão), resistência à tração em ruptura, resistência ao rasgamento, e alongamento máximo para as amostras foram determinados (tabela 1).Tabela 1 - Propriedades mecân9icas de membranas para telhado compósitas 1de AC-261 e GTR

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1. Amostras 1-3 usam uma relação 50/50 de polímero AC-261 para GTR, por % em peso de sólidos, na membrana para telhado compósita

2. A amostra foi passada através do moinho de bateia 5 vezes antes de isolar os sólidos e reduzir o teor de água

3. A amostra foi passada através do moinho de disco 1 vez antes de isolar os sólidos e reduzir o teor de água

4. membrana para telhado de EPDM 1016 mícrons Firestone.

Os dados mostram que quando a borracha reticulada e látex coagulado são misturados a frio (temperatura ambiente) sem técnica de pulverização com cisalhamento em estado sólido empregada, (amostra 1), a membrana para telhado compósita é bem mais fraca na resistência à tração e resistência ao rasgamento do que as membranas para telhado da invenção (amostra 2 e 3), preparadas usando uma técnica de moagem com bateia e moagem a disco, respectivamente, que usa ambas, com vantagem, uma técnica de pulverização com cisalhamento em estado sólido. Tendências similares foram vistas para uma faixa de relações de polímero/ borracha incluindo 10/90, 25/75, 75/25, e 90/10.

Exemplo 5 - Membranas para telhado compósitas preparadas a partir de látices de variada composição de polímero

As membranas para telhado compósitas podem ser preparadas com uma faixa de outros polímeros de látex incluindo Rovace ™ 661 (acetato de vinila/ acrilato de butila, 55% sólidos, Rohm and Haas Company deFiladélfia, PA), Airflex ™ 500 (etileno / acetato de vinila, 55%, sólidos, Air Products and Chemicals Inc. Allentown, PA); UCAR ™ DM171 (estireno/ borracha butadieno, 50% sólidos, Dow Chemical Company, Midland, MI), e Rhoplex ™ 2200 (estireno, acrílico, 50% sólidos, Rohm and Haas Company). As misturas em suspensão de polímero / borracha foram preparadas para cada polímero de látex de acordo com as quantidades indicadas na tabela 2 e pelo método como descrito no exemplo l(a)

Tabela 2 - Composições em suspensão para vários látices de polímero (quantidades em gramas)

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As suspensões de polímero / borracha mostradas na tabela 5 são ainda processadas por métodos descritos nos exemplos 2 e 3 para produzir membranas para telhado compósitas.

Exemplo 6 - Refletividade solar de membranas para telhado compósitas polímero - borracha

As membranas para telhado de polímero - borracha são pretas como inicialmente processadas. Em alguns climas de maior temperatura, é desejável que o revestimento para telhado seja capaz de refletir a luz solar, de modo que a construção não absorva tanto calor. As amostras 1-3 da tabela 1 foram submetidas a vários tratamentos para ver se a refletividade solar épossível com estas membranas para telhado pretas. A tabela 3 abaixo apresenta a formulação para ARM 91-1, usada como um revestimento para refletividade solar na tabela 4.Tabela 3 - Formação ARM 91-1

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Tabela 4 - Refletividade solar de membranas para telhado compósitas de AC-261 e GTR

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1. A amostra foi passada através do moinho de bateia 5 vezes antes de isolaros sólidos e reduzir o teor de água.

2. A amostra foi passada através do moinho de disco 1 vez antes de isolar os sólidos e reduzir o teor de água.

3. Formulação ARM91-1, ver tabela 3 acima.

As amostras de membrana preta foram tratadas com:

a) 254 mícrons em estado úmido de formulação elastomérica de revestimento de telhado ARM 91-1 (tabela 3) e deixadas secar, b) pó de Ti02 salpicado sobre a membrana na extrusora, e c) uma chapa revestida colada na membrana preta com adesivo. Os valores de refletividade solar foram medidos usando ASTM Cl549 para avaliar o desempenho como uma superfície para telhado de alta reflexão solar, fria, em uma escala de 0-100, com os números maiores denotando melhor refletividade. Os dados na tabela 4 mostram que a membrana para telhado de polímero - borracha pode ser tratada para dar uma membrana para telhado refletiva solar. Antecipa-se que o uso de uma folha de plástico acrílico branco também pode ser usado sobre a membrana preta para aumentar a refletividade solar.

Exemplo 7 - Flexibilidade de temperatura baixa de membrana compósita polímero / borracha

A flexibilidade de um compósito termoplástico é importante em muitas aplicações de uso final, incluindo membranas para telhados. Os compósitos de polímero / borracha foram testados para flexibilidade em baixa temperatura de acordo com o teste de mistura em mandril (ASTM teste D552), que mede a resistência ao fendilhamento de materiais de tipo borracha. A membrana de polímero / borracha (espessura de 0,102 cm) foi dobrada sobre um mandril cilíndrico de diâmetro especificado e em uma temperatura baixa especificada (0,32 cm, a 0,00°C, 1,59 cm a -9,44°C, e 2,54 cm a -15,00 °C) durante um período de tempo de 1 segundo e avaliada para fendilhamento. O teste é avaliado em uma base "aprovado" (P) / "desaprovado" (F) de acordo com se o fendilhamento ocorre em um dadodiâmetro do mandril e na dada temperatura (tabela 3, abaixo). Tabela 5 - Flexibilidade em baixa temperatura de membranas para telhado compósitas

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3. APP = membrana para telhado de betume modificado com polipropileno atático

4. SBS = membrana para telhado de betume modificado com estireno-butadieno - estireno

Os dados mostram que a abordagem simples de misturação a frio não é aprovada no teste de flexibilidade em baixa temperatura sob todas as condições estudadas e que uma melhora flexibilidade resulta dos métodos de moagem com bateia ou moagem a disco.

Exemplo 8. Intumescimento com água de membrana de polímero / borracha feita de polímero / borracha lavados e não lavados

No processo para preparar as membranas para telhado da invenção, o copolímero é provido como ou um polímero de látex coagulado ou como um polímero em suspensão. Isto é importante não somente para dar um tamanho de partícula similar ao das partículas de borracha para ajudar no contato íntimo durante o cisalhamento dos sólidos, mas também para facilitaro isolamento dos sólidos da mistura após a pulverização com cisalhamento em estado sólido.Sem coagulação, ou o uso de polímeros em suspensão, os sólidos de polímero de látex que emergem do processo de moagem essencialmente passam através do filtro, e os sólidos do filtrado são quase inalterados com relação ao polímero de látex.

A capacidade para isolar os sólidos na suspensão após a moagem permite que a mistura compósita seja lavada. Os componentes hidrofílicos residuais na suspensão, como os coagulantes e tensoativos, podem afetar o produto final negativamente. Na tabela abaixo, tabela 6, a mistura de compósito coagulado obtida do processo de moagem foi filtradaatravés de um saco de filtração de 10 mícrons e os sólidos então redispersos em água e refiltrados duas vezes, efetivamente lavando a amostra para remover os hidrofílicos residuais. A mistura compósita foi processada como descrito no exemplo 3 (a) e 3(b). A sensibilidade à água dos materiais compósitos sólidos finais, após extrusão, foi determinada por embebimento do pedaço da membrana em água e, então, após secar a água da superfície, medindo a absorção de água com o passar do tempo. A absorção de água foi calculada como a % em peso de água absorvida com relação ao peso do compósito.

Tabela 6 - Efeito de lavar os componentes da suspensão sobre a absorção de água de membranas para telhado de polímero - borracha

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1 - Intumescimento de água por ASTM D471, tempo de embebimento = 7 dias a 48,8 °C

2. Membrana para telhado é amostra 3 acima (tabela 1) obtida por moagem a disco

A membrana para telhado preparada a partir dos sólidos que foram filtrados e redispersos em água (e assim lavados) mostrou uma absorção de água bem menor quando de embebimento prolongado. Muitasaplicações para telhados requerem absorção mínima de água, por exemplo menos que 10% de absorção de água, ou menos que 5% de absorção de água, quando do embebimento em água durante um período de 7 dias, ou sobre um período de 20 dias, ou mais, como a aplicação pode requerer.

Claims

1. Membrana para telhado, caracterizada pelo fato de ser feita por um processo compreendendo:(a) coagular uma ou mais dispersão aquosa de polímero para produzir uma dispersão aquosa de polímero coagulada com um tamanho de partícula médio ponderai de cerca de 1 mícron a cerca de 1.000 mícrons;(b) combinar partículas de uma ou mais borrachas reticuladas com a dispersão aquosa de polímero, antes ou após a coagulação da dispersão aquosa de polímero, para formar uma mistura aquosa de dispersão em dispersão aquosa,(c) submeter a mistura aquosa de dispersão a pulverização com cisalhamento em estado sólido, e assim produzindo uma mistura pulverizada;(d) reduzir o teor de umidade da mistura; e(e) formar a membrana para telhado;em que a coagulação de uma ou mais dispersões aquosas de polímero pode ser realizada ou antes da combinação com as partículas de borracha reticulada, ou na presença das partículas da borracha reticulada.

2. Membrana para telhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o processo ainda compreende extrudar a mistura pulverizada para formar a membrana para telhado.

3. Membrana para telhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o tamanho de partícula da borracha reticulada é um tamanho de partícula de peneira de 43 mícrons (325 mesh) ou mais, ou tamanho de partícula de peneira de 11.100 mícrons (2 mesh) ou menos.

4. Membrana para telhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a borracha reticulada é obtida, pelo menos em parte, de pneus reciclados.

5. Membrana para telhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dispersão aquosa de polímero que écoagulada é obtida de uma dispersão de polímero em emulsão.

6. Membrana para telhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dispersão aquosa de polímero coagulada é obtida da corrente de refugo de uma instalação de fabricação de polímero em emulsão.

7. Membrana para telhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a redução do teor de umidade da mistura pulverizada compreende isolar o teor de sólidos da mistura pulverizada.

8. Membrana para telhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pulverização com cisalhamento em estado sólido compreende moagem em bateia ou moagem a disco.

9. Membrana para telhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dispersão aquosa de polímero coagulada compreende um copolímero tendo unidades polimerizadas de um ou mais monômeros funcionais com funcionalidade selecionada dentre funcionalidade de ácido carbóxi, funcionalidade de ácido fosforoso, funcionalidade hidróxi, funcionalidade amina, funcionalidade acetoacetóxi, funcionalidade silila, funcionalidade epóxi, funcionalidade ciano, funcionalidade isocianato, e combinações das mesmas.

10. Membrana para telhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a membrana para telhado é ainda reticulada durante o processamento, cujo processamento compreende um ou mais dentre amassamento, ou extrusão, ou moagem em dois rolos, ou moldagem com calor, ou moldagem por compressão.

11. Membrana para telhado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processo ainda compreende revestir a membrana com um revestimento branco sobredepositando ou laminando uma folha acrílica ou folha de PVC ou folha de chapa sobre a membrana para telhado.

12. Membrana para telhado, caracterizada pelo fato de ser feita por um processo compreendendo:(a) combinar partículas de uma ou mais borrachas reticuladas com uma dispersão aquosa de polímero para formar uma mistura de dispersão aquosa em dispersão aquosa;(c) submeter a mistura de dispersão aquosa a pulverização com cisalhamento em estado sólido;(d) reduzir o teor de umidade da mistura pulverizada, e(e) formar a membrana para telhado,em que a dispersão aquosa de polímero é obtida por polimerização em suspensão.