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ITMI20091063A1 - Formulati a base di bitume modificato con polimeri, contenenti microsfere cave di vetro, per la fabbricazione di membrane impermeabilizzanti a peso specifico inferiore a 1 g/cm3 - Google Patents

Formulati a base di bitume modificato con polimeri, contenenti microsfere cave di vetro, per la fabbricazione di membrane impermeabilizzanti a peso specifico inferiore a 1 g/cm3 Download PDF

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Publication number
ITMI20091063A1
ITMI20091063A1 IT001063A ITMI20091063A ITMI20091063A1 IT MI20091063 A1 ITMI20091063 A1 IT MI20091063A1 IT 001063 A IT001063 A IT 001063A IT MI20091063 A ITMI20091063 A IT MI20091063A IT MI20091063 A1 ITMI20091063 A1 IT MI20091063A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
weight
formulation
bituminous
membrane
waterproofing membranes
Prior art date
Application number
IT001063A
Other languages
English (en)
Inventor
Michele Drigo
Daniele Pascon
Original Assignee
Polyglass Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to EP10165659A priority patent/EP2264094B1/en
Priority to ES10165659T priority patent/ES2398204T3/es
Priority to DK10165659.3T priority patent/DK2264094T3/da
Priority to PT101656593T priority patent/PT2264094E/pt
Priority to SI201030116T priority patent/SI2264094T1/sl
Priority to PL10165659T priority patent/PL2264094T3/pl
Priority to MEP-2013-10A priority patent/ME01472B/me
Priority to US12/815,544 priority patent/US8030394B2/en
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    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D5/00—Roof covering by making use of flexible material, e.g. supplied in roll form
    • E04D5/02—Roof covering by making use of flexible material, e.g. supplied in roll form of materials impregnated with sealing substances, e.g. roofing felt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N5/00—Roofing materials comprising a fibrous web coated with bitumen or another polymer, e.g. pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Descrizione
“FORMULATI A BASE DI BITUME MODIFICATO CON POLIMERI, CONTENENTI MICROSFERE CAVE DI VETRO, PER LA FABBRICAZIONE DI MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI A PESO SPECIFICO INFERIORE A 1 G/CM<3>â€
L’invenzione riguarda un formulato a base di bitume per la fabbricazione di membrane impermeabilizzanti.
STATO DELLA TECNICA
Formulati comprendenti bitume industriale, una carica minerale, un polimero termoplastico o una miscela di polimeri termoplastici sono stati da tempo proposti per la preparazione di membrane impermeabilizzanti per applicazioni in edilizia. La carica minerale tipica dei formulati convenzionali à ̈ il carbonato di calcio.
Ad esempio, US 2006/0110996 descrive membrane impermeabilizzanti ottenute per applicazione di un formulato comprendente bitume, un polimero termoplastico, carbonato di calcio e biossido di titanio su un lato di un materiale fibroso quale fibra di vetro o un poliestere non tessuto.
US 4,420,524 descrive simili membrane impermeabilizzanti ottenute per impregnazione di una pluralità di strati di rinforzo costituiti da strutture di fibra di vetro e di poliestere con un formulato di bitume e un polimero termoplastico ed eventualmente una carica minerale costituita da vari composti quali calce spenta, talco, argille, terra di diatomee, cemento e simili.
Nello specifico settore applicativo, à ̈ particolarmente sentita l’esigenza di formulati bituminosi che consentano la preparazione di membrane impermeabilizzanti che siano il più possibile leggere senza compromissione delle caratteristiche di resistenza meccanica e di prestazioni della membrana.
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE
Si à ̈ ora trovato che à ̈ possibile ottenere un formulato bituminoso particolarmente vantaggioso sostituendo il carbonato di calcio o equivalenti cariche minerali dei formulati noti con un materiale costituito da microsfere cave di vetro con densità molto inferiore a 1 g/cm<3>.
La presente invenzione fornisce pertanto un formulato caratterizzato da un peso specifico molto inferiore al peso specifico di formulati tradizionali, il che consente la fabbricazione di membrane, a parità di spessore, più leggere rispetto a quelle fabbricate con i formulati tradizionale, mantenendo inalterate le caratteristiche di resistenza meccanica e di prestazioni della membrana.
La riduzione di peso comporta un grande vantaggio nella applicazione della membrana impermeabilizzante in cantiere, applicazione che à ̈ tuttora eseguita manualmente.
Il formulato dell’invenzione consente di ottenere altresì pesi specifici particolarmente bassi tali da permettere la produzione di rotoli di membrana impermeabilizzante maneggiabili in cantiere da una sola persona ottemperando all’attuale normativa in materia di “movimentazione manuale dei carichi†.
Viene così facilitato il trasporto dei rotoli di membrana in quota, riducendo lo sforzo del posatore per la sua stesura sulla superficie da impermeabilizzare.
La maggiore flessibilità delle membrane ottenibili grazie ai formulati dell’invenzione consente inoltre un migliore adattamento alla superficie da impermeabilizzare, superficie che raramente à ̈ perfettamente piana.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE
L’invenzione fornisce, in suo primo aspetto, un formulato bituminoso comprendente bitume industriale, una carica minerale, un polimero termoplastico o una miscela di polimeri termoplastici caratterizzato dal fatto che la carica minerale à ̈ costituita da microsfere cave di vetro con densità compresa tra 0,10 e 0,14 g/cm<3>e dimensioni inferiori a 120 µm.
L’invenzione riguarda inoltre l’impiego di detto formulato per la fabbricazione di membrane impermeabilizzanti bituminose caratterizzate da un peso specifico inferiore a 1 g/cm<3>.
In un suo ulteriore aspetto, l’invenzione riguarda anche un processo per la preparazione di membrane impermeabilizzanti che comprende l’impregnazione di un materiale di rinforzo con un formulato come sopra definito. L’invenzione riguarda infine anche le membrane ottenibili da detto processo, appartenenti a diverse classi definite da valori di flessibilità a freddo, misurata secondo norma EN 1109, negli intervalli da 0°C a -25°C.
Il polimero termoplastico à ̈ preferibilmente scelto fra polietilene bassa densità, polietilene alta densità, polipropilene isotattico, copolimero etilene/propilene, terpolimero etilene/propilene/butene, polipropilene atattico, copolimero a blocchi stirene-butadiene-stirene.
Il bitume industriale, in particolare bitume 180-200, à ̈ generalmente presente nei formulati dell’invenzione in quantità compresa tra il 70% e l’80% in peso mentre il polimero o i polimeri termoplastici sono presenti in quantità comprese tra il 15% e il 25%.
Le microsfere cave di vetro con densità compresa tra 0,10 e 0,14 g/cm<3>e dimensioni inferiori a 120 µm sono presenti in quantità compresa tra il 2% e il 7% in peso, preferibilmente in quantità comprese tra il 3% e il 5% in peso.
Il materiale di rinforzo da impregnare con i formulati dell’invenzione per la preparazione delle membrane impermeabilizzanti à ̈ preferibilmente un poliestere tessuto non tessuto.
Le microsfere cave di vetro con densità compresa tra 0,10 e 0,14 g/cm<3>e dimensioni inferiori a 120 µm sono disponibili in commercio con la denominazione di Scotchlite della 3M.
Le membrane bituminose sono tradizionalmente classificate in base al parametro di flessibilità a freddo, misurato secondo la norma EN 1109 che determina la temperatura minima alla quale il provino di membrana bituminosa può essere piegato intorno ad uno specifico mandrino senza rompersi.
Tre sono le classi più diffuse sul mercato, e precisamente Classe -5°C, Classe -10°C, Classe -15°C. Questa classificazione non trova riferimento in una normativa specifica ma à ̈ storicamente riconosciuta dal mercato. Tipici formulati tradizionali per ciascuna classe sono riportate di seguito:
Classe -5°C.
Composizione del formulato, espressa in % in peso:
ƒ Miscela di polietilene alta e bassa densità: 6%;
ƒ Carbonato di calcio: 49%;
ƒ Bitume industriale 180-200: 45%;
Peso della membrana di spessore 4 mm: 5,7 kg/m<2>
Peso del rotolo da 10 m<2>di membrana: 57 kg;
Caratteristiche meccaniche del compound:
ƒ Flessibilità a freddo (EN1109): -5°C
ƒ Penetrazione a 25°C (EN 1426): 18 dmm;
ƒ Penetrazione a 60°C (EN 1426): 80 dmm;
ƒ Temperatura di rammollimento (EN1427): 120°C;
ƒ Viscosità a 180°C con viscosimetro Brookfield DV-E, girante RV07, 100 rpm: 13000 cps.
Caratteristiche tipiche prestazionali della membrana:
ƒ Resistenza allo scorrimento ad elevata temperatura (EN 1110):
110°C;
ƒ Impermeabilità all’acqua (EN 1928-B): 100 kPa.
Classe -10°C.
Composizione del formulato, espressa in % in peso:
ƒ Miscela di polietilene alta e bassa densità: 8%;
ƒ Carbonato di calcio: 38%;
ƒ Bitume industriale 180-200: 54%;
Peso della membrana di spessore 4 mm: 5,2 kg/m<2>;
Peso del rotolo da 10 m<2>di membrana: 52 kg.
Caratteristiche meccaniche del compound:
ƒ Flessibilità a freddo (EN1109): -10°C;
ƒ Penetrazione a 25°C (EN 1426): 18 dmm;
ƒ Penetrazione a 60°C (EN 1426): 85 dmm;
ƒ Temperatura di rammollimento (EN1427): 120°C;
ƒ Viscosità a 180°C con viscosimetro Brookfield DV-E, girante RV07, 100 rpm: 9300 cps.
Caratteristiche tipiche prestazionali della membrana:
ƒ Resistenza allo scorrimento ad elevata temperatura (EN 1110):
110°C;
ƒ Impermeabilità all’acqua (EN 1928-B): 100 kPa.
Classe -20°C.
Composizione del formulato, espressa in % in peso:
ƒ Miscela di polietilene bassa densità e copolimero a blocchi stirenebutadiene-stirene: 6%;
ƒ Carbonato di calcio: 35%;
ƒ Bitume industriale 180-200: 59%.
Peso della membrana di spessore 4 mm: 5,1 kg/m<2>.
Peso del rotolo da 10 m<2>di membrana: 51 kg.
Caratteristiche meccaniche del compound:
ƒ Flessibilità a freddo (EN1109): -20°C;
ƒ Penetrazione a 25°C (EN 1426): 26 dmm;
ƒ Penetrazione a 60°C (EN 1426): 103 dmm;
ƒ Temperatura di rammollimento (EN1427): 118°C;
ƒ Viscosità a 180°C con viscosimetro Brookfield DV-E, girante RV07, 100 rpm: 9200 cps.
Caratteristiche tipiche prestazionali della membrana:
ƒ Resistenza allo scorrimento ad elevata temperatura (EN 1110):
100°C;
ƒ Impermeabilità all’acqua (EN 1928-B): 100 kPa.
Le caratteristiche distintive del nuovo formulato, rispetto al formulato tradizionale adatto per la fabbricazione di una membrana della stessa classe, possono così essere riassunte:
ƒ Totale assenza di carbonato di calcio.
ƒ Carica minerale costituita da microsfere cave di vetro con densità compresa tra 0,10 e 0,14 g/cm<3>e dimensioni inferiori a 120 µm. ƒ Temperatura di rammollimento più elevata.
ƒ Resistenza allo scorrimento più elevata.
L’invenzione sarà descritta in maggior dettaglio nei seguenti Esempi. ESEMPIO 1: membrana Classe -5
In un mescolatore di volume pari a 10 m<3>si alimentano:
ƒ Copolimero etilene/propilene: 1100 kg;
ƒ Polipropilene isotattico: 400 kg;
ƒ Carica minerale costituita da microsfere cave di vetro con densità compresa tra 0,10 e 0,14 g/cm<3>e dimensioni inferiori a 120 µm: 300 kg;
ƒ Bitume industriale 180-200: 5900 kg.
La composizione del formulato, espressa in % in peso, risulta:
ƒ Miscela di copolimero etilene/propilene e polipropilene isotattico:
19,5%;
ƒ Carica minerale: 3,9%;
ƒ Bitume industriale 180-200: 76,6%.
Caratteristiche meccaniche del compound:
ƒ Flessibilità a freddo (EN1109): -5°C
ƒ Penetrazione a 25°C (EN 1426): 21 dmm;
ƒ Penetrazione a 60°C (EN 1426): 78 dmm;
ƒ Temperatura di rammollimento (EN1427): 157°C;
ƒ Viscosità a 180°C con viscosimetro Brookfield DV-E, girante RV07, 100 rpm: 14000 cps.
Il compound così ottenuto, alimentato in una linea di produzione di membrane del tutto convenzionale consente di realizzare una membrana con le seguenti caratteristiche:
ƒ Peso della membrana di spessore 4 mm: 3,0 kg/m<2>;
ƒ Peso del rotolo da 10 m<2>di membrana: 30 kg.
Caratteristiche prestazionali della membrana:
ƒ Resistenza allo scorrimento ad elevata temperatura (EN 1110):
130°C;
ƒ Impermeabilità all’acqua (EN 1928-B): 100 kPa.
ESEMPIO 2: membrana Classe -10
In un mescolatore di volume pari a 10 m<3>si alimentano:
ƒ Copolimero etilene/propilene: 1400 kg;
ƒ Polipropilene isotattico: 200 kg;
ƒ Carica minerale costituita da microsfere cave di vetro con densità compresa tra 0,10 e 0,14 g/cm<3>e dimensioni inferiori a 120 µm: 300 kg;
ƒ Bitume industriale 180-200: 5822 kg.
La composizione del formulato, espressa in % in peso, risulta:
ƒ Miscela di polipropilene isotattico, copolimero etilene/propilene:
20,7%;
ƒ Carica minerale: 3,9%;
ƒ Bitume industriale 180-200: 75,4%.
Caratteristiche meccaniche del compound:
ƒ Flessibilità a freddo (EN1109): -10°C;
ƒ Penetrazione a 25°C (EN 1426): 27 dmm;
ƒ Penetrazione a 60°C (EN 1426): 107 dmm;
ƒ Temperatura di rammollimento (EN1427): 154°C;
ƒ Viscosità a 180°C con viscosimetro Brookfield DV-E, girante RV07, 100 rpm: 12900 cps.
Il compound così ottenuto, alimentato in una linea di produzione di membrane del tutto convenzionale consente di realizzare una membrana con le seguenti caratteristiche:
ƒ Peso della membrana di spessore 4 mm: 3,0 kg/m<2>;
ƒ Peso del rotolo da 10 m<2>di membrana: 30 kg.
Caratteristiche prestazionali della membrana:
ƒ Resistenza allo scorrimento ad elevata temperatura (EN 1110):
140°C.
ƒ Impermeabilità all’acqua (EN 1928-B): 100 kPa.
ESEMPIO 3: membrana Classe -20
In un mescolatore di volume pari a 10 m<3>si alimentano:
• Miscela di polietilene bassa densità e copolimero a blocchi stirenebutadiene-stirene: 1000 kg;
ƒ Carica minerale costituita da microsfere cave di vetro con densità compresa tra 0,10 e 0,14 g/cm<3>e dimensioni inferiori a 120 µm: 300 kg;
ƒ Bitume industriale 180-200: 6489 kg.
La composizione del formulato, espressa in % in peso, risulta:
ƒ Miscela di polietilene bassa densità e copolimero a blocchi stirenebutadiene-stirene: 12,8%;
ƒ Carica minerale: 3,9%;
ƒ Bitume industriale 180-200: 83,3%.
Caratteristiche meccaniche del compound:
ƒ Flessibilità a freddo (EN1109): -25°C;
ƒ Penetrazione a 25°C (EN 1426): 32 dmm;
ƒ Penetrazione a 60°C (EN 1426): 88 dmm;
ƒ Temperatura di rammollimento (EN1427): 135°C;
ƒ Viscosità a 180°C con viscosimetro Brookfield DV-E, girante RV07, 100 rpm: 16620 cps.
Il compound così ottenuto, alimentato in una linea di produzione di membrane del tutto convenzionale consente di realizzare una membrana con le seguenti caratteristiche:
ƒ Peso della membrana di spessore 4 mm: 3,0 kg/m<2>;
ƒ Peso del rotolo da 10 m<2>di membrana: 30 kg.
Caratteristiche prestazionali della membrana:
ƒ Resistenza allo scorrimento ad elevata temperatura (EN 1110):
120°C;
Impermeabilità all’acqua (EN 1928-B): 100 kPa.

Claims (9)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un formulato bituminoso comprendente bitume industriale, una carica minerale, un polimero termoplastico o una miscela di polimeri termoplastici caratterizzato dal fatto che la carica minerale à ̈ costituita da microsfere cave di vetro con densità compresa tra 0,10 e 0,14 g/cm<3>e dimensioni inferiori a 120 µm.
  2. 2. Un formulato bituminoso secondo la rivendicazione 1 in cui il polimero termoplastico à ̈ scelto fra polietilene bassa densità, polietilene alta densità, polipropilene isotattico, copolimero etilene/propilene, terpolimero etilene/propilene/butene, polipropilene atattico, copolimero a blocchi stirenebutadiene-stirene.
  3. 3. Un formulato bituminoso secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui il bitume industriale à ̈ presente in quantità compresa tra il 70% e l’80% in peso.
  4. 4. Un formulato bituminoso secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3 in cui il polimero o i polimeri termoplastici sono presenti in quantità compresa tra il 15% e il 25%.
  5. 5. Un formulato bituminoso secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4 in cui la carica minerale à ̈ presente in quantità compresa tra il 2% e il 7% in peso, preferibilmente in quantità compresa tra il 3% e il 5% in peso.
  6. 6. Impiego del formulato delle rivendicazioni 1-5 per la fabbricazione di membrane impermeabilizzanti bituminose caratterizzate da un peso specifico inferiore a 1g/cm<3>.
  7. 7. Processo per la preparazione di membrane impermeabilizzanti appartenenti a diverse classi definite da valori di flessibilità a freddo, misurata secondo norma EN 1109, negli intervalli da 0°C a -25°C. che comprende l’impregnazione di un materiale di rinforzo con un formulato delle rivendicazioni 1-5.
  8. 8. Processo secondo la rivendicazione 7, in cui il materiale di rinforzo à ̈ un poliestere tessuto non tessuto.
  9. 9. Membrane impermeabilizzanti ottenibili dal processo delle rivendicazioni 7 o 8.
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