反应性冷涂型热塑性粘结层的制作方法

反应性冷涂型热塑性粘结层
发明领域
1.本发明涉及粘结层(bond coats)领域，更特别涉及冷涂和反应性的热塑性粘结层，尤其是在桥面板防水应用中。
2.发明背景
3.粘结层是已知的并且可以是防水系统的基本组成部分。参见图1。它们的主要目的是提供附着力并有助于柏油(asphalt)/混凝土路面压实到防水膜。粘结层的类型包括沥青型热熔体、溶剂型丙烯酸系粘结层、沥青乳液和冷涂型反应性粘结层。任何粘结层的一个关键性质是展现出热塑性性质；粘结层必须在热活化(通过在～100-180℃下将柏油施加到其上)时熔融以与路面材料形成强的粘结结合。如果加热到典型的柏油施加温度(或更高)，常规冷涂型反应性材料不会熔融。
4.热熔沥青型材料.这些类型的粘结层主要由沥青或聚合物改性沥青(pmb)组成，其在室温下以固体形式供应。在现场，使用锅炉在高温(～120-190℃)下熔融沥青，然后将熔融材料施加到防水膜上。由于现场的高能量需求、与手动操作熔融液体相关的风险以及在施加过程中排放的潜在有毒烟雾，这是不理想的方法。此外，这样的沥青型材料通常表现出对典型膜，尤其是聚氨酯和聚脲的不良附着力，并且必须在这样的膜上完全铺散(fully over-scattered with)集料，以在膜和沥青粘结层之间提供楔子(key)以便能够实现合适的附着力。此外，已经观察到pmb在高环境温度下与膜脱粘，以致“拾取(pick-up)”在铺路机/运载车辆的车轮、履带或轮胎上。重要的是，当在高温(》30℃)下测试膜和柏油之间的附着力时，发现沥青软化，以致附着力值差。
5.溶剂型丙烯酸系粘结层.溶剂型丙烯酸系粘结层通常仅适用于富含沥青的低空隙含量柏油，例如沥青砂胶(mastic asphalt)或砂毡(sand carpet)。这样的粘结层通常含有高浓度(》50％)的有害溶剂，其在施加到防水膜上时闪蒸出，以留下干热塑性材料的薄膜。湿(和因此干)涂布量低的限制导致在许多柏油混合料设计下的综合性能差，尤其是具有低沥青和较高空隙含量的那些设计。如果任何溶剂保持截留在涂层中(这可导致柏油软化和起泡)，会出现进一步的问题。
6.沥青乳液.沥青乳液是沥青在水中的稳定化分散体，以允许在环境温度下施加(尽管许多仍然加热至～80℃)。施加受到环境温度限制(5℃以上)。观察到长的干燥时间，尤其是在低环境温度和高湿度(》70％)下。通常，只有干料的低涂布量是可能的(《0.3kg/m2)。干涂布量低的限制导致在许多柏油混合料设计下的综合性能差，尤其是具有低沥青和较高空隙含量的那些设计。
7.冷涂型反应性粘结层.顾名思义，这些材料可以在环境温度下施加，以消除与必须加热和施加熔融材料相关的上述问题。冷涂型反应性粘结层包含无溶剂的液体树脂，其在临施加前即时催化并原位固化以形成固体涂层。迄今，本发明人所知已经商业化的此类产品只有一种，即由当前申请人gcp applied technologies inc以商标名bond coat 3销售。但是，需要改进的附着力性质和优异的热塑性性质。尽管对一些柏油具有优异的性能，但需要更稳健的解决方案以在更宽范围的柏油混合料设计上提供更好的粘结层性能。
8.因此，需要的是可用于宽范围的路面类型(例如柏油混合料设计)的优异反应性冷涂型热塑性材料，以提供强附着力并有助于路面压实到防水膜。实际上，在highways england design manual for roads and bridges(document cd358，章节6.4、8.8、8.8.1)中强调了足够的粘结强度和避免在界面处的互连空隙的重要性。但是，鉴于在做出本发明时作为整体考虑的现有技术，如何克服现有技术的缺点对本发明领域的普通技术人员而言不是显而易见的。
9.尽管已经讨论了常规技术的某些方面以便于公开本发明，但申请人决不放弃这些技术方面的权利，并且考虑了所要求保护的发明可能包括本文讨论的一个或多个常规技术方面。
10.本发明可解决上述现有技术的一个或多个问题和缺陷。但是，预计本发明可能会被证明可用于解决许多技术领域中的其它问题和缺陷。因此，所要求保护的发明不一定被解释为限于解决本文讨论的任何特定问题或缺陷。
11.在本说明书中，在提及或讨论文献、条例或知识项目的情况下，该提及或讨论并不是承认该文献、条例或知识项目或其任何组合在优先权日是可公开获得的、是公众已知的、是公知常识的一部分、或在适用的法律规定下以其它方式构成现有技术；或已知与解决本说明书所涉及的任何问题的尝试相关。
12.发明概述
13.现在通过新的、有用的和非显而易见的发明满足长期存在但迄今尚未满足的对用于冷涂型、真正热塑性粘结层的改进的组合物和方法的需要。
14.本发明的示例性实施方案是用于100％固含量的反应性冷涂型粘结层的组合物和方法，所述粘结层在固化后表现出真正热塑性性质。该粘结层包含基于丙烯酸酯的第一组分，其包含增粘剂、增塑剂和促进剂；第二组分，其包含引发剂悬浮液；和任选的基于丙烯酸酯的第三组分，其包含增粘剂和增塑剂。在某些实施方案中，粘结层在短时间内固化以形成固体涂层，其又在暴露于超过其熔点的温度时熔融。熔融的粘结层促进膜界面处的柏油压实，进而增加柏油和膜之间的表面接触面积。其还允许集料从柏油渗透到粘结层中。较大的表面接触面积意味着较大的粘结表面积，以带来更高的拉伸和剪切附着力值。较大的表面接触面积对应于膜界面处的较少空隙，以限制水可经由互连空隙渗透到界面的区域。
15.随着本公开的继续，本发明的这些和其它重要目的、优点和特征将变得清楚。
16.本发明因此包括将在下文阐述的公开中举例说明的构造、要素组合和部件布置的特征，并且将在权利要求书中指明本发明的范围。
17.附图简述
18.为了更全面地理解本发明，应该结合附图参考以下详述，其中：
19.图1是桥面板防水构造的横截面示意图，包括基底、底漆、一个或多个防水膜、粘结层和路面铺面层(pavement surfacing)。该示意图并非按比例绘制(例如，防水膜通常比底漆厚得多)。
20.图2a是施加在常规(非pmb型)粘结层上的路面铺面层(例如柏油)的横截面示意图，其中在粘结层和路面铺面层之间的界面处可以观察到低压实度。界面处的空隙导致柏油与粘结层之间的低接触面积。水可以渗透并积聚在柏油中的空隙中。如果界面处的空隙互连，静水压力可导致过早的路面失效。
21.图2b是根据本发明的某些实施方案施加在粘结层上的路面铺面层(例如柏油)的横截面示意图，其中在粘结层和路面铺面层之间的界面处可以观察到高压实度和没有空隙。此外，可以看出柏油渗入熔融的粘结层，粘结层被置换出以进一步填充界面处的空隙。
22.图3是比较聚合物改性沥青型热塑性粘结层(sa1030)和本反应性热塑性粘结层的一个实施方案(bc 4)的粘度(在各种温度下)的图解说明。通过将材料放置在加热金属底座(例如peltier板)上并将平行板向下移动到材料上(底座与板之间1000-μm间隙)来测量粘度。该装置通过在特定剪切速率(1转/秒)下旋转平行板并测量阻力来测量材料的粘度。
23.图4是一系列示意图，其图解透过压实在粘结层上的柏油的水渗透百分比，水平如下：小于大约1％的水渗透，大约50％的水渗透，和大约100％。水渗透和柏油/粘结层之间的表面接触面积具有间接关系，以使较高的表面接触面积导致较低的水渗透。
24.示例性实施方案的详述
25.在优选实施方案的以下详述中，参考附图，附图构成其一部分，并且在附图中作为示例显示可用于实践本发明的具体实施方案。要理解的是，可以采用其它实施方案并且可以做出结构改变而不脱离本发明的范围。
26.如本说明书和所附权利要求书中所用，除非文中另有明确规定，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数对象。如本说明书和所附权利要求书中所用，除非上下文另有明确规定，术语“或”通常在其包括“和/或”的意义上使用。
27.如本文所用，“大约”是指近似或接近，并在所阐述的数值或范围的上下文中意指该数值的
±
15％。在示例性实施方案中，术语“大约”可以包括根据数值的有效数字的传统舍入。此外，短语“大约
‘
x’至
‘y’”
包括“大约
‘
x’至大约
‘y’”
。
28.此外，说明书或权利要求书中列举的任何数值范围，如代表特定的一组性质、测量单位、条件、物理状态或百分比的数值范围，旨在照字面通过参考或其它方式明确包括落在该范围内的任何数值，包括如此列举的任何范围内的数值的任何子集。例如，只要公开了具有下限rl和上限ru的数值范围，就具体公开了落在该范围内的任何数值r。特别地，具体公开了该范围内的以下数值r：r＝rl+k(ru-rl)，其中k是从1％至100％的以1％为增量的变量，例如k是1％、2％、3％、4％、5％....50％、51％、52％...95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，也具体公开了由如上计算的任何两个r值表示的任何数值范围。
29.在第一示例性实施方案中，本发明是一种反应性冷涂型热塑性粘结层体系，其包含：
30.第一组分，其包含：
31.聚丙烯酸酯(例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma))聚合物，其量优选为组合物的大约10-30重量％，
32.丙烯酸酯单体，其量优选为组合物的大约5-45重量％，
33.增粘剂，其量优选为组合物的大约10-50重量％，
34.增塑剂，其量优选为组合物的大约0.1-10重量％，和
35.促进剂，其量优选为组合物的大约0-5重量％；
36.第二组分，其包含引发剂悬浮液，如过氧化物引发剂悬浮液，其量为组合物的大约0-10重量％；和
37.任选第三组分，其包含：
38.聚丙烯酸酯(例如pmma)聚合物，其量优选为组合物的大约10-30重量％；
39.丙烯酸酯单体，其量优选为组合物的大约5-45重量％；
40.增粘剂，其量优选为组合物的大约10-50重量％；和
41.增塑剂，其量优选为组合物的大约0.1-10重量％；
42.其中第一组分、第二组分和任选的第三组分的混合物是可喷涂的并固化以形成固体涂层。
43.在可基于上述第一示例性实施方案的第二示例性实施方案中，第一组分进一步包含至少一种添加剂，其量优选为组合物的大约0-50重量％。在这种第二示例性实施方案的一个方面，所述至少一种添加剂可选自填料、抑制剂、颜料、抗沉降助剂、流变改性剂、光引发剂、紫外线稳定剂、脱气剂、抗静电剂、加速剂、催化剂、稳定剂、阻燃剂、ph调节剂、增强剂、增稠剂或稀释剂、弹性化合物、链转移剂、辐射吸收化合物、辐射反射化合物及其组合。
44.在可基于上述第一至第二示例性实施方案任一项的第三示例性实施方案中，将第二组分与第三组分混合(在包括第三组分的情况下)以形成活化的第三组分，其中第一组分和这种活化的第三组分的混合物是可喷涂的并固化以形成粘结层。在这种第三示例性实施方案的一个方面，第三组分进一步包含至少一种添加剂，其量优选为组合物的大约0-50重量％。任选地，所述至少一种添加剂选自填料、抑制剂、颜料、抗沉降助剂、流变改性剂、光引发剂、紫外线稳定剂、脱气剂、抗静电剂、加速剂、催化剂、稳定剂、阻燃剂、ph调节剂、增强剂、增稠剂或稀释剂、弹性化合物、链转移剂、辐射吸收化合物、辐射反射化合物及其组合。
45.在可基于上述第一至第三示例性实施方案任一项的第四示例性实施方案中，粘结层-在固化之后和在暴露于大约200℃或更低的温度时-变成熔融液体，其粘度有效地辅助施加在粘结层上的路面材料的压实，以使在粘结层和路面材料的界面处的水渗透率为大约50％或更小，优选大约1％或更小。在这种第四示例性实施方案的一个方面，暴露温度为大约100℃或更低，且粘度为大约6000cp或更低。
46.在可基于上述第一至第四示例性实施方案任一项的第五示例性实施方案中，粘结层导致在大约23℃的温度和大约600-1200gsm的涂布量下，在其上施加粘结层的基底(例如防水膜)和施加在粘结层上的路面材料之间的剪切附着力为大约0.3mpa至大约3.0mpa。
47.在可基于上述第一至第五示例性实施方案任一项的第六示例性实施方案中，粘结层导致在大约23℃的温度和大约600-1200gsm的涂布量下，基底和路面材料之间的拉伸附着力为大约0.3mpa至大约1.3mpa。
48.在可基于第一至第六实施方案任一项的第七实施方案中，本发明是一种将路面材料粘结到基底上的方法，其包括：
49.将第一组分和第二组分混合在一起；
50.其中第一组分包含：
51.聚丙烯酸酯(例如pmma)聚合物，其量优选为组合物的大约10-30重量％，
52.丙烯酸酯单体，其量优选为组合物的大约5-45重量％，
53.增粘剂，其量优选为组合物的大约10-50重量％，
54.增塑剂，其量优选为组合物的大约0.1-10重量％，和
55.促进剂，其量优选为组合物的大约0-5重量％；
56.其中第二组分包含引发剂悬浮液，如过氧化物引发剂悬浮液，其量为组合物的大
约0-10重量％；
57.在不使用加热元件的情况下将所述混合物施加到基底上；
58.使所述混合物固化以形成固化的粘结层；
59.将路面材料施加到固化的粘结层上以形成路面材料、粘结层和膜(基底)的复合材料。
60.在可基于第五至第七实施方案任一项的第八实施方案中，路面材料是柏油。在这种第八实施方案的一个方面，柏油可选自沥青混凝土(asphaltic concrete)、热压式沥青(hot rolled asphalt)、沥青玛蹄脂碎石混合料(stone mastic asphalt)、沥青砂胶(mastic asphalt)、多孔沥青(porous asphalt)、砂毡、沥青保护层(asphalt protection layer)或其组合。在这种第八实施方案的另一个方面，柏油可具有最多大约55mm的平均集料尺寸。
61.在可基于第七至第八实施方案任一项的第九实施方案中，基底是防水膜。
62.在可基于第七至第九实施方案任一项的第十实施方案中，将所述混合物施加到所述基底上的步骤通过将所述混合物喷涂到基底上而进行。
63.在可基于第七至第十实施方案任一项的第十一实施方案中，将所述混合物以大约100gsm至大约1400gsm的涂布量施加到基底上。
64.在可基于第一至第十一实施方案任一项的第十二实施方案中，所述方法进一步包括将第三组分与第二组分混合在一起以形成活化的第三组分，其随后与第一组分混合并施加到基底上。
65.在可基于第五至第十二实施方案任一项的第十三实施方案中，在将路面材料施加到固化的粘结层上之后，路面材料能够在粘结层上压实，以使在粘结层和路面材料的界面处的水渗透率为大约50％或更小，优选大约1％或更小。
66.在可基于上述第七至第十三示例性实施方案任一项的第十四示例性实施方案中，粘结层-在固化之后和在暴露于大约200℃或更低的温度时-变成熔融液体，其粘度有效地辅助施加在粘结层上的路面材料的压实，以使在粘结层和路面材料的界面处的水渗透率为大约50％或更小，优选大约1％或更小。在这种第十四示例性实施方案的一个方面，暴露温度为大约100℃或更低，且粘度为大约6000cp或更低。
67.在可基于上述第七至第十四示例性实施方案任一项的第十五示例性实施方案中，粘结层导致在大约23℃的温度和大约600-1200gsm的涂布量下，基底和路面材料之间的剪切附着力为大约0.3mpa至大约3.0mpa。
68.在可基于上述第七至第十五示例性实施方案任一项的第十六示例性实施方案中，粘结层导致在大约23℃的温度和大约600-1200gsm的涂布量下，基底和路面材料之间的拉伸附着力为大约0.3mpa至大约1.3mpa。
69.在第十七示例性实施方案中，本发明是基于第一至第六示例性实施方案的任何一项或多项或甚至全部的反应性冷涂型热塑性粘结层体系。
70.在第十八示例性实施方案中，本发明是基于第七至第十六示例性实施方案的任何一项或多项或甚至全部的将路面材料粘结到基底上的方法。
71.在某些示例性实施方案中，本发明教导了具有优异的热塑性性质并且可以根据所用柏油的类型喷涂至各种涂布量的液体组合物。该树脂具有宽施加温度范围，并且可以使
用标准1∶1比率泵冷施加。一旦施加，该体系无缝固化，以提供对防水膜的强附着力。在施加热柏油时，固化的粘结层熔融，变得高度流动，促进柏油在膜界面处的更强压实。这导致柏油和膜之间的较高表面接触面积，以及界面处的空气空隙减少。该体系具有在-10至50℃下在两(2)小时内，优选一(1)小时内的固化时间，是100％固含量的反应性体系，并具有低挥发性有机物含量(voc)。发现柏油对膜的拉伸和剪切附着力值令人惊讶地优异，即使在高温(50℃)下测试。在某些实施方案中，该组合物特别可用于防水膜，并且可以在混凝土和钢桥面板上经受的正常条件下施加。
72.在本公开中，术语“冷涂型”是指组合物在环境温度下施加而在施加前不使用熔融锅炉或加热管线的能力。由于现场的高能量需求、与手动操作熔融液体相关的风险以及在施加过程中排放的潜在有毒烟雾，使用锅炉或其它加热装置是不理想的。相反，本粘结层组合物的实施方案可以在环境温度范围(例如大约-10℃至大约50℃)下施加，而没有任何加热需求。
73.在本公开中，术语“压实”是指通过减少柏油内的空隙而使热拌柏油致密化的过程，由此促进路面材料与防水膜之间的更高表面接触面积。良好压实的特征在于，由于柏油内缺乏互连空隙，对界面的水渗透较低。柏油混合料被设计成在合适的压实后具有不同的空隙含量。这通常在大约1％(例如沥青砂胶)至大约20％(例如多孔沥青)之间变化。压实通常通过施加在柏油混合料上的外力(辊)实现。良好的压实通常最难在柏油层的底部(在此其接触下方的固体基底)实现。最大限度减少/消除界面处的空气空隙的重要性是使柏油路面过早失效的风险最小化的已充分证明的要求。highways england design manual for roads and bridges(document cd358)提供关于直接在防水膜上使用的柏油的类型和厚度的指导。cd358指出，直接在防水膜上方的柏油层中的空气空隙含量应该低于4％，因此进入该层的水量低。其进一步指出，应该防止柏油层底部的空隙互连-这可以通过使用合适的粘结层实现。本文设想了由于本组合物的热塑性性质，本粘结层的实施方案与常规粘结层(非pmb型)相比在界面处实现更好的压实。与常规冷涂型反应性粘结层相比，完全熔融的粘结层促进明显更好的压实。界面处的更好压实导致柏油和粘结层之间的表面接触面积更大，进而带来更高的附着力。此外，本粘结层允许柏油渗透到粘结层中并嵌入粘结层，以产生强机械结合。同时，熔融的粘结层向上移位以填充界面处的任何剩余空隙。关于低压实度(如在常规非pmb粘结层中所见)与高压实度(如在本粘结层中所见)的比较，参见图2a-2b。
74.在本公开中，术语“热塑性”是指材料在加热至高于其熔融温度时熔融并在冷却至低于其熔融温度时固化的材料性质。热塑性材料不同于热固性材料，后者在固化后不可逆地为固体。本发明的某些实施方案的独特之处在于它们是固化变成固体并且此后表现为真正热塑性材料，即在加热至高于熔融温度时熔融的冷涂型液体材料。
75.常规上，固化的基于甲基丙烯酸甲酯的冷涂型反应性涂层在经受高温时不熔融。因此，当发现本发明的实施方案(基于丙烯酸酯的冷涂型反应性材料)在较高温度下具有真正热塑性性质时，这是令人惊讶的。不受制于理论，但推测这种现象的发生是由于组合物中包含松香酯和增塑剂的组合和/或由于增塑剂在分子层面具有润滑性质，因此能够实现较低密度的聚合物网络和/或能在高温下使聚合物网络显著展开并变成熔融液体。
76.在本公开中，术语“水渗透”是指水经由互连空隙在柏油-膜界面处渗透穿过柏油混合料的能力。界面处的水渗透在此记录为百分比，并且可以通过本领域已知的方法测定。
在本公开中，根据以下方法获取界面处的水渗透的测量值。制备完整的复合样品(即大约1ft x 1ft)，包括以下层：混凝土、底漆、膜、粘结层和柏油。一旦制备了样品，使用带有水泵(含有适当染色的水)的混凝土锯将样品切割成试验样品尺寸(即大约100mm x 200mm)。将水在进行切割处直接施加在旋转锯上。如果柏油和膜之间在界面处存在任何空隙/无接触区域，加压水将渗入这样的间隙并经由互连空隙穿过界面。在通过剪切附着力试验(根据etag 033)除去柏油层后，可以评估粘结层的表面以测定水是否已经渗透柏油-膜界面处的任何空隙。这是一种目测评估，其中报告在界面处被染色水污染的近似表面积。这例示在图4中，其中水渗透率被分类为大约100％、大约50％或等于或小于大约1％。优选地，在本文讨论的复合系统中使用根据本公开的粘结层导致水渗透率为大约90％或更小，优选大约50％或更小，或甚至更优选大约1％或更小。
77.热塑性粘结层能使柏油更高效压实，从而使界面处的空隙最小化。它们也可以流入并填充这样的空隙，以进一步使向下进入到膜界面的水最小化。在一个实施方案中，本发明是一种反应性冷涂型热塑性粘结层组合物，其包含如下三种组分(a、b、c)，它们在现场混合并喷涂：
78.(1)组分a
79.a.聚丙烯酸酯聚合物，其量优选为组合物的大约10-30重量％；
80.b.丙烯酸酯单体，其量优选为组合物的大约5-45重量％；
81.c.增粘剂，其量优选为组合物的大约10-50重量％；
82.d.增塑剂，其量优选为组合物的大约0.1-10重量％；
83.e.任选至少一种添加剂，其量优选为组合物的大约0-50重量％；和
84.f.促进剂，其量优选为组合物的大约0-5重量％.
85.(2)组分b
86.a.引发剂悬浮液，如过氧化物引发剂悬浮液，其量优选为组合物的大约0-10重量％。
87.(3)组分c
88.a.聚丙烯酸酯聚合物，其量优选为组合物的大约10-30重量％；
89.b.丙烯酸酯单体，其量优选为组合物的大约5-45重量％；
90.c.增粘剂，其量优选为组合物的大约10-50重量％；
91.d.增塑剂，其量优选为组合物的大约0.1-10重量％；和
92.e.任选至少一种添加剂，其量优选为组合物的大约0-50重量％。
93.在本公开中，术语“聚丙烯酸酯”是指由丙烯酸酯的聚合形成的合成树脂，其中该树脂充当各组分的聚合物骨架。基于聚丙烯酸酯的塑料通常以它们的韧性和弹性为特征。在此考虑使用的聚丙烯酸酯聚合物的实例包括但不限于聚甲基丙烯酸酯聚合物(例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)或聚甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸正丁酯)。本文设想了本文所用的聚丙烯酸酯聚合物可以由各种丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯合成，并且可以是其均聚物或共聚物，和/或它们的任何组合。进一步指出，丙烯酸酯单体是含有直接连接到酯基的羰基碳上的乙烯基的酯。丙烯酸酯单体具有结构h2c＝c(r1)coor2。
94.在本公开中，术语“增粘剂”是指在加热时有助于使涂层熔融的材料。它也有助于提高两种不同材料之间，如经由粘结层在膜和路面之间的拉伸附着力和剪切强度。在此考
虑使用的增粘剂的实例包括但不限于萜烯酚类、苯乙烯化萜烯、松香酯、α-甲基苯乙烯酚类、多萜烯或它们的任何组合。所用增粘树脂的量可为其中存在增粘剂的组合物的大约10-50重量％，优选为组合物的大约30重量％。
95.在本公开中，术语“增塑剂”是指可以添加到粘结层组合物中以增强固化材料的热塑性行为，即，能使其在加热到高于其熔点时完全熔融的材料。在此考虑使用的增塑剂的实例包括但不限于己二酸酯、癸二酸二丁酯、马来酸二丁酯、马来酸二异丁酯、邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二羧酸酯、邻苯二甲酸三羧酸酯、偏苯三甲酸酯、苯甲酸酯和其它，包括1，2-环己烷二甲酸二异壬酯(dinch)、有机磷酸酯、二醇、聚醚和生物基增塑剂。在一个优选实施方案中，使用邻苯二甲酸酯作为增塑剂。所用增塑剂的量可为其中存在增塑剂的组合物的大约0.1-10重量％，优选为组合物的大约2.0-8.0重量％，再更优选为组合物的大约3重量％。
96.在本公开中，术语“粘度”是指在给定剪切速率下流体对形变(流动)的阻力的量度。具有较低粘度的液体比具有较高粘度的液体更自由/容易流动。粘度通常以厘泊(cp)为单位测量。液体，如粘结层组合物的粘度可以通过本领域已知的方法测定。应该指出，本发明的实施方案可以是在固化之前和之后的液体；这两种情况定义如下。第一种情况具体体现了固化之前的粘结层，即在加入引发剂之前。在这一阶段，产物是溶解在低粘度单体中的增粘剂和其它添加剂的自由流动溶液，并且自由基聚合尚未引发。自由基引发剂(例如过氧化苯甲酰)的加入引发自由基聚合反应，这导致固体聚合物网络的形成。第二种情况是在将这种固化的固体材料加热到高于其熔点的温度时，在此其变成可流动的熔融液体。可以理解，第二种情况证明了热塑性行为，因为该材料在加热到高于其熔点的温度时熔融；相比之下，热固性材料无论升高的温度如何都不会熔融。在本公开中，使用锥板流变仪(ta instruments hr-1 discovery hybrid rheometer)获取这种第二熔融情况的粘度测量值，所述流变仪具有40-mm平行板、1000-μm间隙和控制温度的peltier板。温度以2℃/分钟的速率从200℃斜降至80℃，每分钟记录30次粘度测量。板以1倒数秒(1/s)的剪切速率旋转。优选地，在大约85℃或更高的温度下，本公开教导的粘结层具有大约6000cp或更低、5800cp或更低、5600cp或更低、5400cp或更低、5200cp或更低、5000cp或更低、4800cp或更低、4600cp或更低、或在这些值中的任何两个之间的范围内的粘度。
97.应该指出，本发明的某些实施方案具有大约85℃的熔融温度，以使固化的粘结层变成熔融液体并且可以与施加在其上的路面材料(例如热柏油)相互作用，以使路面材料在膜界面处更好地压实在粘结层上，以带来更高的表面接触面积和因此改进的附着力值。但是，可以根据粘结层的组成调节该熔点，以使其可以根据需要更高或更低。因此，温度85℃在此用作本发明的实施方案的参考点。此外，也可以基于粘结层的组成调节粘度。主要考虑的是，粘结层的熔融粘度足够低以促进铺路材料的优异压实，从而在膜界面处提供高表面接触面积，以致界面处的水渗透率低(优选≤～50％，再更优选≤～1％)。第二个要求是熔融粘结层完全浸湿铺路材料并实现紧密接触，以实现更高的附着力值。
98.在本公开中，术语“熔融液体”是指粘度足够低以允许与路面材料(例如热柏油)相互作用、能够渗入路面材料(例如热柏油)、浸湿路面材料(例如热柏油)并促进路面材料(例如热柏油)压实的粘结层的状态，以致在固化形成将粘结层和路面材料固定在一起的复合材料后，界面处的表面接触面积高，这表现为界面处的水渗透率低(优选≤50％或再更优选
≤1％)。可以认识到，粘结层的熔点和熔融粘度可基于组成而变化，同时仍然足够低以允许与路面材料相互作用、被路面材料渗入和压实路面材料。足够的粘度可取决于路面材料的性质。例如，发现本发明的某些实施方案具有在85℃下测得的大约6000cp或更低的粘度。但是，设想了更高的粘度和熔点，只要固化的粘结层可以形成与路面材料相互作用的熔融液体，以带来界面处的更高表面接触面积和低水渗透率。
99.应该指出，当使用柏油作为施加到粘结层上的路面材料时，粘结层在与热柏油接触后的最高温度为大约200℃，或更具体地大约190℃。因此设想了粘结层应该具有低于大约200℃的熔点，以致在暴露于这样的温度时，粘结层熔融，具有有效促进施加在粘结层上的路面材料压实的合适粘度，以使粘结层和路面材料的界面处的表面接触面积为大约50％或更大(以致水渗透率为大约50％或更小)，更优选大约99％或更大(以致水渗透率为大约1％或更小)。在某些实施方案中，这种暴露温度为大约100℃或更低，且粘结层粘度为大约6000cp或更低(尽管设想了更高的粘度)。
100.可以看出本粘结层的实施方案与不熔融的常规反应性粘结层相比表现出真正热塑性性质。尽管常规反应性粘结层可以在富沥青和低空隙混合料设计下提供令人满意的性能，但其对具有较高空隙含量(》4％)、较低沥青含量(《5％)和/或含有较大集料(》14mm)的柏油混合料设计并未提供合适的性能。相比之下，本发明的粘结层具有与长期被证明有助于压实并填充膜界面处的空隙的常规pmb沥青类热塑性粘结层类似的温度vs.粘度曲线(但本粘结层不具有常规沥青类热塑性粘结层的缺点)。参见图3。也如表1中所见，本粘结层在所有测试温度下都是流体，这支持压实过程。尽管本粘结层不像沥青类热熔热塑性粘结层那样具有流动性，但其流动性足以提供优异的压实——如在固化样品的测试过程中没有水进入粘结层-柏油界面所证实，这将在本说明书的下文中进一步论述。
[0101][0102]
*应该指出，不可能测量常规反应性粘结层的粘度，因为它们在升高的温度下仍然主要是固体-只有其质量的一小部分(～10％)实际熔融，大部分(～90％)保持固体。
[0103]
表1.常规热熔热塑性粘结层、常规反应性粘结层和本反应性热塑性粘结层的一个实施方案的粘度比较
[0104]
在本公开中，术语“促进剂”是指添加到作为喷涂的组合树脂混合物的前体的组分之一中的化合物或物质。促进剂是在组合树脂混合物的自由基聚合中使用的共引发剂。在此考虑使用的促进剂的实例包括但不限于二甲基苯胺、二甲基对甲苯胺、甲基羟乙基对甲苯胺和二异丙基甲苯胺。在一个优选实施方案中，使用甲苯胺作为促进剂。各前述促进剂可根据需要影响凝胶/固化时间。所用促进剂的量可为其中存在促进剂的组合物的大约0-5重量％，优选为组合物的大约1.5-4重量％，再更优选为组合物的大约0.7重量％。除促进剂之外，还可任选加入抑制剂以提高反应混合物的储存稳定性、货架期和/或适用期。
[0105]
在本公开中，术语“自由基引发剂”是指添加到作为所得粘结层混合物的前体的组分之一中的化合物或悬浮液或物质，在此其在与其它适当的组分混合时产生自由基物质并促进自由基反应。浓度可以根据环境温度而变化。在此考虑使用的自由基引发剂的实例包括但不限于过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化物引发剂、硫酸亚铁和叔丁基过氧化物及其混合物。在一个优选实施方案中，使用过氧化物引发剂悬浮液作为自由基引发剂。所用自由基引发剂的量可为组合物的大约0-10重量％，优选大约2-8重量％，再更优选组合物的
大约3重量％。
[0106]
在方法学上，本发明的某些实施方案设想了上述三组分粘结层组合物在防水应用中，如在桥面板上的用途。上述组分a、b和c单独包装并运输到工地现场。在现场，将组分b与组分c混合以形成所谓的“活化组分c”。然后使用适当的1：1比率的无气喷涂装置将组分a和活化组分c经由两个加料支管泵送到混合单元，在此混合组分a和活化组分c。混合的材料现在完全活化并流向喷枪/喷嘴，在此将材料以所需厚度雾化/喷涂到防水膜(或其它基底)上。粘结层通过自由基聚合法固化以提供固体无缝涂层。
[0107]
在合并上述组分，尤其是基于丙烯酸酯的组分时，所得材料是流体并且容易以适当的涂布量施加到基底(例如防水膜)上。促进剂、自由基引发剂和丙烯酸酯混合物形成导致聚合的反应的基础。在固化前将该混合物喷涂(或以其它方式施加)到基底上。一旦完全固化，并且在施加热柏油(≥85℃)时，粘结层熔融，从而允许柏油混合料与熔融涂层相互作用并渗透到熔融涂层中。这有助于在膜界面处改进的压实和更大的表面接触面积。在冷却时，粘结层重新固化，与柏油形成永久机械结合。
[0108]
在本发明的替代性实施方案中，粘结层组合物是双组分体系，其中可以除去(或仅任选包含)组分c，以使该组合物包含组分a和组分b并用组分a和组分b起作用。组分a和b单独包装并运输到工地现场。在现场，将组分b与组分a直接混合以形成反应性材料。然后立即使用喷射泵(1支管或98：2系统)或手动装置如刮板或辊将该混合物施加到防水膜(或其它基底)上。粘结层通过自由基聚合法固化以提供固体无缝涂层。
[0109]
更广泛地说，使用桥面板作为示例性应用，提供桥面板的基层或表面，将底漆施加到桥面板基层上，将一层或多层防水膜施加到底漆上，将本发明的某些实施方案的粘结层组合物施加到防水膜上，并将路面材料施加到粘结层组合物上。
[0110]
在本公开中，术语“剪切附着力”是指两种不同材料之间，如防水膜和柏油之间的粘合强度的量度，其中粘结层抵抗导致柏油从基底/膜滑开的剪切力。剪切附着力通常以兆帕(mpa)为单位记录，并且可以通过本领域已知的方法测定。在本公开中，除非另有说明，根据etag 033标准，尤其是en1 3653：2004获取剪切附着力测量值。优选地，本公开所教导的粘结层具有-在～600-1200gsm涂布量和～23℃温度下-大约0.1mpa至大约3.5mpa，更优选大约0.3mpa至大约3.0mpa，或再更优选大约0.5mpa至大约2.5mpa的剪切附着力。此外，本公开所教导的粘结层具有-在～600-1200gsm涂布量和～50℃温度下-大约0.01mpa至大约0.5mpa，更优选大约0.03mpa至大约0.4mpa，或再更优选大约0.05mpa至大约0.30mpa的剪切附着力。设想了基于柏油的组成(例如如果在柏油混合料设计中使用较低pen/较硬的沥青)，剪切附着力可能高于上面列出的那些。
[0111]
在本公开中，术语“拉伸附着力”是指两种不同材料之间，更具体是防水膜和柏油之间的粘合强度的量度，其中粘结层在施加垂直拉伸力时粘住材料。拉伸附着力通常以兆帕(mpa)为单位记录，并且可以通过本领域已知的方法测定。在本公开中，除非另有说明，根据etag 033标准，尤其是en16596获取拉伸附着力测量值。优选地，本公开所教导的粘结层具有-在～600-1200gsm涂布量和～23℃温度下-大约0.1mpa至大约1.5mpa，更优选大约0.3mpa至大约1.3mpa，或再更优选大约0.5mpa至大约1.0mpa的拉伸附着力。此外，本公开所教导的粘结层具有-在～600-1200gsm涂布量和～50℃温度下-大约0.01mpa至大约0.35mpa，更优选大约0.04mpa至大约0.30mpa，或再更优选大约0.07mpa至大约0.25mpa的拉
伸附着力。设想了基于柏油的组成(例如如果在柏油混合料设计中使用较低pen/较硬的沥青)，拉伸附着力可能高于上面列出的那些。
[0112]
应该指出，尽管本组合物和方法通常最有益于在桥面板应用中的防水膜和各种类型的柏油之间的附着力，但本文也设想了其它合适的路面材料和应用。具体就柏油而言，本粘结层的某些实施方案可以设计用于各种类型的柏油，包括但不限于沥青混凝土(ac)、热压式沥青(hra)、沥青玛蹄脂碎石混合料(sma)、沥青砂胶(ma)、多孔沥青和砂毡(例如沥青保护层)。应该指出，即使在每一类柏油中，也没有固定的混合料设计，并且可以观察到柏油厚度和柏油组成的巨大差异。
[0113]
本发明的一个示例性实施方案是一种低voc、100％固含量、反应性冷涂型液体涂料体系。涂层能够在宽温度范围(大约-10℃至+50℃)内在两(2)小时，优选一(1)小时内完全固化。这些性质使得在宽施加温度范围内的工艺施加时间最小化。本发明的某些实施方案的独特之处在于它们是冷涂型反应性材料，但表现为热塑性材料。这一特征提供显著效用，因为不再需要热锅炉来熔融传统热塑性材料(如沥青)，但该材料在固化后保持热塑性性质。本涂料的示例性实施方案是冷涂型液体，以提供许多优点，包括较低的能量成本、碳排放、进入环境的烟雾以及与基底/膜的更好结合。
[0114]
在本公开中，术语“固化时间”是指完全引发的组合物固化为无粘性表面所需的时间。固化时间以任何时间单位记录，如秒、分钟或小时。在本公开中，除非另有说明，固化时间根据astm d5895标准获取和/或当材料对肢体接触为干时以其它方式记录。优选地，本公开所教导的反应性热塑性粘结层组合物具有大约3.0小时或更小、大约2.5小时或更小、大约2.0小时或更小、大约1.5小时或更小、大约1.0小时或更小、或在这些值中的任何两个之间的范围内的固化时间。更优选地，在大约-10至+50℃的温度范围内，粘结层的固化时间为大约2.0小时或更小，更尤其是大约1.0小时或更小。设想了该范围的下限为大约1分钟，尽管这取决于环境温度和组合物本身内的自由基引发剂浓度。
[0115]
在进一步实施方案中，本配制物使得完全固化的材料能够在将～85℃或更高的任何类型的柏油施加到其上时热活化/熔融。当热活化时，其热塑性性质与常规热熔性pmb热塑性粘结层的性能相当。要指出，这些常规热熔pmb热塑性粘结层是热施加的，例如，需要锅炉来熔融以便施加，并且观察到对膜的不良粘结-这是使用本发明的某些实施方案得以减轻的缺点。
[0116]
在某些实施方案中，本粘结层可以以各种涂布量(例如大约200、300、600、1200和/或1400gsm)喷涂，这取决于应用要求。在本公开中，术语“涂布量”或“湿膜厚度”是指在基底，如防水膜上的涂层，如粘结层的量的量度。涂布量通常以克/平方米(gsm)为单位记录。材料的涂布量可以通过本领域已知的方法测定。在本公开中，除非另有说明，在将材料喷涂并在固化前在基底(例如桥面板)上保持为液体时使用浸渍梳(dip comb)(elcometer 112al)获取涂布量测量值。在液体粘结层固化前，将浸渍梳压在液体粘结层上，这为施加器提供厚度测量值。通过使用密度作为换算因子，湿膜厚度与gsm相关联。优选地，本公开所教导的粘结层可以以大约50gsm或更大、100gsm或更大、300gsm或更大、600gsm或更大、900gsm或更大、1200gsm或更大、1500gsm或更大、1800gsm或更大、2100gsm或更大、或在这些值中的任何两个之间的范围内的涂布量施加。这种涂布量测量值的上限范围可以是大约2500gsm，尽管粘结层厚度最终取决于柏油混合料设计和柏油厚度。
[0117]
应该指出，常规沥青类乳液使用加热管线和刮板施加，由于难以控制而导致厚度不一致。常规pmb热塑性粘结层也难以施加，因为它们通常通过使用刮板的施加器铺展；这种施加方法不仅类似于沥青类乳液导致厚度不一致，而且由于相对较小的时间窗口(此时沥青极热并因此为液体)而必须非常快速完成。如果常规沥青热塑性粘结层施加得太厚，可发生“泛浆(bleeding)”。在将热柏油施加到粘结层时，较厚区域可以熔融并“泛浆”到实际柏油铺面层中。这在界面处留下很少的粘结层，进而产生空隙。当常规pmb热塑性粘结层最软时，这对于在高温下进行的应用是一个特别的问题。当根据etag 033标准在60℃下进行剪切附着力试验时，可以看到这种泛浆。当在高温下使用厚的热熔pmb时，根据这一标准的剪切试验也显示柏油层的滑动-有时称为“疲劳”。常规pmb热塑性粘结层在行车时易于在高温下从膜上剥离，这对承包商造成重大的问题，因为行车在繁忙的建筑工地是基本的要求。相比之下，本发明的某些实施方案已经证明即使在高温下也与膜良好粘附，由此消除任何拾取或剥离问题。当从大约10℃至大约50℃进行etag 033拉伸附着力试验时看出这一特征。与本粘结层相比，观察到常规pmb热塑性粘结层的附着力值明显更低。
[0118]
就附着力性能而言，本粘结层的某些实施方案提供与柏油路面的优异附着特性。常规体系，例如沥青类乳液和沥青热塑性材料，由于它们的软化点较低而在高温(30-60℃)下提供较低的附着性质。相比之下，本文所述的粘结层直到其被活化时才软化，因此产生改进的附着结果。应该指出，当柏油路面本身是该复合系统中的最弱点时，附着力值会低于预期。
[0119]
本发明的某些实施方案相对于其它反应性体系和沥青乳液的另一个优点在于，它们为热柏油路面提供流体基底，从而实现高压实度。这一优点也适用于具有高空隙含量、低沥青含量(高集料含量)和大集料尺寸的柏油路面混合料设计。此外，提高的柏油压实度降低了柏油路面厚度要求，由此减少成本和劳动力。柏油的压实是重要的，因为其减少界面处的互连空隙和随后在界面处的水积聚(参见图2-3)。工业中众所周知的是，应该避免互连空隙和水积聚。参见j c nicholls等人，“asphalt surfacing to bridge decks“，trl report trl655(2006)。在highways england design manual for roads and bridges(document cd358，章节6.4、8.8、8.8.1)中也强调了减少互连空隙的重要性。
[0120]
在本公开中，术语“平均集料尺寸”是指大致横跨一组内的各个粒子的直径的长度测量值。在本公开中，除非另有说明，根据bs en 12697(第1部分、第2部分、第35部分)标准获取平均集料尺寸。优选地，施加到本公开所教导的粘结层组合物上的柏油具有大约1mm或更大、5mm或更大、大约15mm或更大、大约25mm或更大、大约35mm或更大、大约45mm或更大、大约55mm或更大、或在这些值中的任何两个之间的范围内的平均集料尺寸。更优选地，柏油的平均集料尺寸最多为大约40mm，更尤其是最多大约35mm。设想该范围的上限为大约55mm，尽管这取决于柏油组成。
[0121]
如前所述，可以在前述配制过程中的某些点加入添加剂。在本公开中，术语“添加剂”是指可添加到粘结层组合物中的任选材料。可以加入添加剂以改变或改进粘结层组合物中的理想性质，或抵消其中的不理想性质。添加剂的实例包括但不限于填料、抑制剂、颜料、抗沉降助剂、流变改性剂、光引发剂、紫外线稳定剂、脱气剂、抗静电剂、加速剂、催化剂、稳定剂、阻燃剂、ph调节剂、增强剂、增稠剂或稀释剂、弹性化合物、链转移剂、辐射吸收或反射化合物和本领域已知的其它添加剂。所用添加剂的量可为其中存在添加剂的组合物的大
约0-50重量％。
[0122]
实施例/实验
[0123]
尽管在本文中使用有限数量的实施方案描述本发明，但这些具体实施方案无意限制如本文中以其它方式描述和要求保护的发明范围。存在对所述实施方案的修改和变动。更具体地，给出以下实施例作为所要求保护的发明的实施方案的具体示例。应该理解的是，本发明不限于实施例中给出的具体细节。除非另行规定，实施例中以及说明书其余部分中的所有份数和百分比按总粘结层组合物的重量计。
[0124]
实施例1
[0125]
根据以下配方制备热塑性粘结层：
[0126]
(1)组分a
[0127]
a.pmma聚合物，其量为组合物的大约10-30重量％，其中pmma聚合物由一种或多种具有结构h2c＝c(r1)coor2的丙烯酸酯单体组成，并且其中在该配方中可以使用一种或多种pmma聚合物；
[0128]
b.丙烯酸酯单体，其量为组合物的大约5-45重量％，其中丙烯酸酯单体具有结构h2c＝c(r1)coor2；
[0129]
c.增粘剂，其量为组合物的大约10-50重量％，其中增粘剂包含萜烯酚类、苯乙烯化萜烯、松香酯、α-甲基苯乙烯酚类、多萜烯或其组合；
[0130]
d.增塑剂，其量为组合物的大约0.1-10重量％，实例包括己二酸酯、癸二酸二丁酯、马来酸二丁酯、马来酸二异丁酯、邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二羧酸酯、邻苯二甲酸三羧酸酯、偏苯三甲酸酯、苯甲酸酯和其它，包括1，2-环己烷二甲酸二异壬酯(dinch)、有机磷酸酯、二醇、聚醚和生物基增塑剂；
[0131]
e.任选至少一种添加剂，其量为组合物的大约0-50重量％，实例包括填料、抑制剂、颜料、蜡、抗沉降助剂和流变改性剂等用于实现某些目的的合适添加剂；和
[0132]
f.促进剂，其量为组合物的大约0-5重量％，如二甲基苯胺、二甲基对甲苯胺、甲基羟乙基对甲苯胺或二异丙基甲苯胺。
[0133]
(2)组分b
[0134]
过氧化物引发剂悬浮液，其量为组合物的最多大约10重量％。
[0135]
(3)组分c
[0136]
a.pmma聚合物，其量为组合物的大约10-30重量％，其中pmma聚合物由一种或多种具有结构h2c＝c(r1)coor2的丙烯酸酯单体组成，并且其中在该配方中可以使用一种或多种pmma聚合物；
[0137]
b.丙烯酸酯单体，其量为组合物的大约5-45重量％，其中丙烯酸酯单体具有结构h2c＝c(r1)coor2；
[0138]
c.增粘剂，其量为组合物的大约10-50重量％，其中增粘剂包含萜烯酚类、苯乙烯化萜烯、松香酯、α-甲基苯乙烯酚类、多萜烯或其组合；
[0139]
d.增塑剂，其量为组合物的大约0.1-10重量％，实例包括己二酸酯、癸二酸二丁酯、马来酸二丁酯、马来酸二异丁酯、邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二羧酸酯、邻苯二甲酸三羧酸酯、偏苯三甲酸酯、苯甲酸酯和其它，包括1，2-环己烷二甲酸二异壬酯(dinch)、有机磷酸酯、二醇、聚醚和生物基增塑剂；和
[0140]
e.任选至少一种添加剂，其量为组合物的大约0-50重量％，实例包括填料、抑制剂、颜料、蜡、抗沉降助剂和流变改性剂等用于实现某些目的的合适添加剂。
[0141]
将组分c用组分b活化并置于泵支管下。将组分a置于相邻支管下，将合并的材料喷涂到防水膜上，该防水膜预铺在涂有底漆的混凝土基底上。
[0142]
通过将制备的涂料喷涂至分别为大约600gsm和大约1200gsm的两个深度(涂布量)，制备两个样品。该涂层具有在23℃下在一(1)小时内的固化时间，以提供固体、光滑和无缝饰面。然后将所得复合材料置于模具室中，其中将热柏油(～160℃)在粘结层顶部上压实至大约50mm的厚度。在这一实施例中，使用ac 10型柏油；这种类型的柏油含有大约10mm的平均集料尺寸并具有生成大量互连空隙的趋势。在压实完成后，用水冷却柏油。
[0143]
将所得材料切割成适当的试件尺寸，并根据etag 033标准(分别为en16596和en13653：2004)制备用于拉伸和剪切附着力测试的样品。对于在23℃和50℃下测试的样品，试验结果显示在下表2中：
[0144][0145]
表2.具有600-和1200-gsm粘结层厚度的样品在23℃和50℃下的剪切和拉伸附着力。可以看出，结果符合英国国家标准，如cd358(混凝土桥面板的防水和铺面)中存在的最低要求。
[0146]
在粘结层和路面铺面层之间的界面处也观察到柏油的显著压实-这是使用在与热柏油接触时熔融的本粘结层的结果。熔融层有助于在界面处的更好压实，这导致柏油和粘结层之间的表面接触面积更大，进而带来更高的附着力。此外，本粘结层允许集料从柏油渗透到其中并嵌入其中，以产生强机械结合。同时，熔融的粘结层向上移位以填充界面处的任何剩余空隙。通过分析多少水渗透柏油并到达粘结层界面来证实改进的表面接触面积。作为参考，渗透柏油的较高水量表明由于界面处的较大空隙和在柏油粒子之间的通路，柏油压实度不足。渗透柏油到达界面的较低水量表明由于界面处的空隙和柏油粒子之间的通路小或不存在，界面处的柏油压实度良好。发现对于包括示例性粘结层的这种复合系统，少于1％的水迁移到粘结层界面。与界面处的压实度有限的常规系统(不包括pmb)相比，这种系统提供更稳健的防水系统。
[0147]
实施例2
[0148]
根据实施例1的配方制备热塑性粘结层。通过将制备的涂料喷涂至分别为大约600gsm和大约1200gsm的两个深度(涂布量)，制备两个样品。该涂层具有在23℃下在一(1)小时内的固化时间，以提供固体、光滑和无缝饰面。然后将所得复合材料置于模具室中，其中将热柏油(～160℃)在粘结层顶部上压实至大约50mm的厚度。在这一实施例中，使用ac32型柏油；这种类型的柏油含有大约32mm的平均集料尺寸并具有生成大量互连空隙的趋势。在压实完成后，用水冷却柏油。
[0149]
将所得材料切割成适当的试件尺寸，并根据etag 033标准(分别为en16596和en13653：2004)制备用于拉伸和剪切附着力测试的样品。对于在23℃和50℃下测试的样品，试验结果显示在下表3中：
[0150][0151]
表3.具有600-和1200-gsm粘结层厚度的样品在23℃和50℃下的剪切和拉伸附着力。可以看出，结果符合英国国家标准，如cd358(混凝土桥面板的防水和铺面)中存在的最低要求。
[0152]
上述实施例和实施方案仅为举例说明给出并且无意限制本发明的范围。
[0153]
有效实现了上述优点以及从前文的描述中变得显而易见的优点。由于可以对上述构造做出某些改变而不脱离本发明的范围，意在将前文的描述中包含的或附图中显示的所有事项解释为说明性的而非限制性的。
[0154]
还要理解的是，以下权利要求书旨在涵盖本文所述的本发明的所有一般和具体特征，以及作为语言问题，可能被说成落入它们之间的对本发明范围的所有陈述。

技术特征：
1.一种反应性冷涂型热塑性粘结层体系，其包含：第一组分，其包含：聚丙烯酸酯聚合物，其量优选为组合物的大约10-30重量％，丙烯酸酯单体，其量优选为组合物的大约5-45重量％，增粘剂，其量优选为组合物的大约10-50重量％，增塑剂，其量优选为组合物的大约0.1-10重量％，和促进剂，其量优选为组合物的大约0-5重量％；和第二组分，其包含引发剂悬浮液，如过氧化物引发剂悬浮液，其量为组合物的大约0-10重量％，其中第一组分和第二组分的混合物是可喷涂的或可手动施加的并固化以形成固体粘结层。2.根据权利要求1的粘结层体系，其中第一组分的聚丙烯酸酯聚合物是聚甲基丙烯酸酯聚合物、聚(甲基丙烯酸甲酯)聚合物、其均聚物、其共聚物或其组合。3.根据权利要求1的粘结层体系，其中第一组分进一步包含至少一种添加剂，其量优选为组合物的大约0-50重量％。4.根据权利要求3的粘结层体系，其中所述至少一种添加剂选自填料、抑制剂、颜料、抗沉降助剂、流变改性剂、光引发剂、紫外线稳定剂、脱气剂、抗静电剂、加速剂、催化剂、稳定剂、阻燃剂、ph调节剂、增强剂、增稠剂或稀释剂、弹性化合物、链转移剂、辐射吸收化合物、辐射反射化合物及其组合。5.根据权利要求1的粘结层体系，其进一步包含第三组分，所述第三组分包含：聚丙烯酸酯聚合物，其量优选为组合物的大约10-30重量％；丙烯酸酯单体，其量优选为组合物的大约5-45重量％；增粘剂，其量优选为组合物的大约10-50重量％；和增塑剂，其量优选为组合物的大约0.1-10重量％，其中第二组分和第三组分的混合物形成活化的第三组分，和第一组分和活化的第三组分的混合物是可喷涂的并固化以形成粘结层。6.根据权利要求5的粘结层体系，其中第三组分的聚丙烯酸酯聚合物是聚甲基丙烯酸酯聚合物、聚(甲基丙烯酸甲酯)聚合物、其均聚物、其共聚物或其组合。7.根据权利要求5的粘结层体系，其中第三组分进一步包含至少一种添加剂，其量优选为组合物的大约0-50重量％。8.根据权利要求7的粘结层体系，其中所述至少一种添加剂选自填料、抑制剂、颜料、抗沉降助剂、流变改性剂、光引发剂、紫外线稳定剂、脱气剂、抗静电剂、加速剂、催化剂、稳定剂、阻燃剂、ph调节剂、增强剂、增稠剂或稀释剂、弹性化合物、链转移剂、辐射吸收化合物、辐射反射化合物及其组合。9.根据权利要求1的粘结层体系，其中所述粘结层在固化之后和在暴露于大约200℃或更低的温度时变成熔融液体，其粘度有效地使施加在粘结层上的路面材料压实并增加表面接触面积，以使在粘结层和路面材料的界面处的水渗透率为大约50％或更小，优选大约1％或更小。
10.根据权利要求9的粘结层体系，其中所述温度为大约100℃或更低，且所述粘度为大约6,000cp或更低。11.根据权利要求1的粘结层体系，其中在大约23℃的温度和大约600-1200gsm的涂布量下，在其上施加粘结层的基底和施加在粘结层上的路面材料之间的剪切附着力为大约0.3mpa至大约3.0mpa。12.根据权利要求1的粘结层体系，其中在大约23℃的温度和大约600-1200gsm的涂布量下，在其上施加粘结层的基底和施加在粘结层上的路面材料之间的拉伸附着力为大约0.3mpa至大约1.3mpa。13.一种将路面材料粘结到基底的方法，其包括：将第一组分和第二组分混合在一起；其中第一组分包含：聚丙烯酸酯聚合物，其量优选为组合物的大约10-30重量％，丙烯酸酯单体，其量优选为组合物的大约5-45重量％，增粘剂，其量优选为组合物的大约10-50重量％，增塑剂，其量优选为组合物的大约0.1-10重量％，和促进剂，其量优选为组合物的大约0-5重量％；其中第二组分包含引发剂悬浮液，如过氧化物引发剂悬浮液，其量为组合物的大约0-10重量％；在不使用加热元件的情况下将所述混合物施加到基底上；使所述混合物固化以形成固化的粘结层；将路面材料施加到固化的粘结层上以形成固化的粘结层和路面材料的复合材料，其中所述复合材料将路面材料粘结到基底并在路面材料和基底之间提供防水粘结。14.根据权利要求13的方法，其中所述路面材料包含柏油。15.根据权利要求14的方法，其中所述柏油选自沥青混凝土、热压式沥青、沥青玛蹄脂碎石混合料、沥青砂胶、多孔沥青、砂毡和沥青保护层。16.根据权利要求14的方法，其中所述柏油具有最多大约55mm的平均集料尺寸。17.根据权利要求13的方法，其中所述基底包括防水膜。18.根据权利要求13的方法，其中将所述混合物施加到基底上的步骤通过将所述混合物喷涂到基底上而进行。19.根据权利要求13的方法，其中将所述混合物以大约100gsm至大约1400gsm的涂布量施加到基底上。20.根据权利要求13的方法，其进一步包括将第三组分与第二组分混合在一起以形成活化的第三组分，其随后与第一组分混合并施加到基底上。21.根据权利要求13的方法，其中在将路面材料施加到固化的粘结层上之后，路面材料能够在粘结层上压实，以使在粘结层和路面材料的界面处的水渗透率为大约50％或更小，优选大约1％或更小。22.根据权利要求13的方法，其中所述粘结层在固化之后和在暴露于大约200℃或更低的温度时变成熔融液体，其粘度有效地使施加在粘结层上的路面材料压实并增加表面接触面积，以使在粘结层和路面材料的界面处的水渗透率为大约50％或更小，优选大约1％或更
小。23.根据权利要求22的方法，其中所述温度为大约100℃或更低，且所述粘度为大约6,000cp或更低。24.根据权利要求13的方法，其中在大约23℃的温度和大约600-1200gsm的涂布量下，基底和施加在粘结层上的路面材料之间的剪切附着力为大约0.3mpa至大约3.0mpa。25.根据权利要求13的方法，其中在大约23℃的温度和大约600-1200gsm的涂布量下，基底和施加在粘结层上的路面材料之间的拉伸附着力为大约0.3mpa至大约1.3mpa。26.一种包装或套装，其包含：第一组分，其包含：聚丙烯酸酯聚合物，其量优选为组合物的大约10-30重量％，丙烯酸酯单体，其量优选为组合物的大约5-45重量％，增粘剂，其量优选为组合物的大约10-50重量％，增塑剂，其量优选为组合物的大约0.1-10重量％，和促进剂，其量优选为组合物的大约0-5重量％；和第二组分，其包含引发剂悬浮液，如过氧化物引发剂悬浮液，其量为组合物的大约0-10重量％，任选的第三组分，其包含：聚丙烯酸酯聚合物，其量优选为组合物的大约10-30重量％；丙烯酸酯单体，其量优选为组合物的大约5-45重量％；增粘剂，其量优选为组合物的大约10-50重量％；和增塑剂，其量优选为组合物的大约0.1-10重量％，其中第一组分和第二组分的混合物是可喷涂的或可手动施加的并固化以形成固体粘结层，或如果存在任选的第三组分，其中第二组分和第三组分的混合物形成活化的第三组分，和第一组分和活化的第三组分的混合物是可喷涂的并固化以形成粘结层。27.一种使用权利要求26的包装或套装将路面材料粘结到基底的方法，其包括：将第一组分、第二组分和任选的第三组分运输到工地现场；在工地现场混合第一组分、第二组分和任选的第三组分；在不使用加热元件的情况下将所述混合物施加(例如喷涂)到基底上；使所述混合物固化以形成固化的粘结层；将路面材料施加到固化的粘结层上以形成固化的粘结层和路面材料的复合材料，其中所述复合材料将路面材料粘结到基底并在路面材料和基底之间提供防水粘结。

技术总结
本文公开了一种反应性冷涂型热塑性粘结层体系及其施加方法。所述体系是由一种或多种基于丙烯酸酯的组分和引发剂悬浮液界定的双组分或三组分体系。在工地现场混合组分后，将混合物施加到基底(例如防水膜)上，并将路面材料(例如柏油)施加到粘结层上。观察到优异的柏油压实度，以带来高表面接触面积，以及渗透到粘结层界面的极少的水。高表面接触面积和柏油渗透到粘结层中提供了柏油和基底之间的良好粘结。粘结。粘结。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：GCP应用技术有限公司
技术研发日：2021.09.14
技术公布日：2023/8/4