CN102559135A - 一种沥青自粘胶及由其制成的高分子自粘橡胶防水卷材 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青自粘胶，其按重量百分比包括：沥青45～65％、橡胶油16～25％、SBS 5～15％、SBR 1～6％、石油树脂1～6％、EVA 1～7％、滑石粉10～20％。本发明还提供了一种高分子自粘橡胶防水卷材，其自下而上包括无纺布层、高分子片材层和上述所述的沥青自粘胶构成的沥青自粘胶层。所述防水卷材的两端设置有搭接边。本发明所述的沥青自粘胶中含有EVA，提高了自粘胶与高分子片材的相容性，增加了高分子片材层的复合强度。本发明采用自粘构造的搭接工艺解决了高分子片材搭接不可靠的问题，使卷材与卷材之间的搭接实现胶粘胶的方式，粘结牢实度可靠，调控自如，十分灵活。

Description

一种沥青自粘胶及由其制成的高分子自粘橡胶防水卷材

技术领域

本发明涉及一种自粘胶，本发明还涉及一种由其制成的可实现胶粘胶搭接方式的高分子自粘橡胶防水卷材。

背景技术

目前我国的防水卷材包括沥青基卷材和高分子卷材。沥青基卷材施工方法有：湿铺、预铺、自粘、热熔以及空铺，高分子卷材的施工方法有：空铺、机械固定以及胶粘。沥青基卷材搭接方式有：自粘、热熔，高分子卷材搭接方式有：热熔焊接、胶粘剂粘接。

热熔的施工方法使用比较普遍；空铺使用比较少见，主要适用于防水级别比较低的工程项目；自粘的施工方式由于受客观环境影响比较严重，基本上被湿铺和预铺所替代；预铺主要适用于底板和隧道施工，由于其简单的施工操作和极高的防水可靠度，近些年增长比较快；湿铺主要使用在侧墙、顶板和屋面；机械固定由于其高昂的成本、操作复杂性以及对人员要求高，只在一些极其重要的工程中使用；使用胶粘的方法主要是使用溶剂型的胶粘剂，污染严重，使用少见。目前行业中湿铺和预铺得到大家的认同。

自粘的搭接方式主要适用在自粘卷材、湿铺、预铺的防水卷材；热熔主要适用在热熔型的弹性体/塑性体改性沥青防水卷材；热熔焊接主要适用于聚氯乙烯防水卷材；使用胶粘剂搭接的材料在三元乙丙或氯化聚乙烯等高分子材料中常见。自粘的搭接方式为最可靠而且操作简单的方式。

预铺和湿铺是市场上广为推广、流行的施工方法，使用卷材基本上为GB/T23457-2009推荐的沥青基防水卷材。GB50108-2008要求若使用有胎卷材进行预铺厚度最少要达到4.0mm才能达到一级防水；无胎卷材要最少两层，每层1.5mm；热熔的改性沥青卷材更是要两层，每层3.0mm。这样防水材料的造价就会很高，对自然资源的消耗很大，效率太低。若使用高分子自粘胶膜防水卷材则单层1.2mm就可以达到一级防水。目前市场上的高分子自粘胶膜防水卷材所使用自粘胶有两种：丁基橡胶和自粘聚合物改性沥青，这两种材料有一个共同缺点即搭接的可靠度不高，主要是因为两点：1.搭接部分的自粘胶比较薄；2.自粘胶与高分子材料的复合强度较差，容易剥离，(高分子材料一般使用HDPE、EVA、TPO)，尤其在冬季时候难度更大，在使用过程中都要使用附加材料进行加固，这就导致工程造价高，施工程序多，难度大。另外一点，高分子材料存在尺寸变形，一般在2％左右，在施工过程中由于阳光照射，导致材料变形起鼓、搭接翘边以及片材与自粘胶层分开。

CN 1900207A公开了一种自粘胶，该自粘胶包括重交沥青、SBS橡胶、增粘剂，其特征是还包括SIS橡胶、顺酐、三氯化铝、秋兰姆、氯化镁、硅酸钙。该自粘胶采用化学反应改性沥青技术路线进行配制，配胶温度为150～170℃，污染少，能耗少。不仅会很好地与经等离子体表面改性的高分子材料粘结，还可以与湿混凝土粘结牢固。该发明还公开了由该自粘胶制成的高分子自粘防水卷材及其制造工艺。该种制造工艺使自粘胶与主题材料层粘结牢固，人为方法无法剥离。但是本发明所提供的防水卷材没有预留搭接边，施工过程中水泥浆很容易污染搭接部位而造成搭接不密实。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种沥青自粘胶，通过本发明所述沥青自粘胶制备得到的高分子自粘橡胶防水卷材，其与高分子片材的粘结强度高，不易剥离。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

所述沥青自粘胶，其按重量百分比包括：

沥青是沥青自粘胶中的基料，由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，呈液态、半固态或固态，是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种，其均可以实现本发明。所述沥青的质量百分比为45～65％，例如46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％。

橡胶是沥青自粘胶中沥青物理性能的主要改性剂，本发明选用橡胶油、SBR、SBS。

橡胶油，是一种良好的沥青改性剂，其可以减少SBS的使用量，降低成本。并且，添加橡胶油可以显著提高防水卷材的低温柔性、明显改善弹塑性、增加撕裂强度，并且可以提高抗刺穿性，增强耐老化性。橡胶油与橡胶的相容性好，可提高沥青的自粘性。所述橡胶油的质量百分比为16～25％，例如17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％。

苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)，受热后材料可以流动，容易加工成型。冷却到室温后，聚苯乙烯链段聚集成玻璃态微区，对聚丁二烯链段起到了物理交联点的作用，从而使材料表现出橡胶的特性。因此称之为“热塑性弹性体”。SBS具有两相结构：聚丁二烯相为连续相，聚苯乙烯相为分散相。SBS改性沥青自粘胶可以提高防水卷材的耐高、低温性能，有较高的弹性和耐疲劳性，以及高的伸长率和较强的耐穿刺能力、耐撕裂能力，可以适用于寒冷地区。所述SBS的质量百分比为5～15％，例如6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％。

丁苯橡胶(SBR)，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。它是丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用。SBR是一种优质的沥青改性剂，其与沥青混合后由于橡胶分子相互缠绕形成互穿网络结构，可改性沥青的高低温流变特性，使沥青具有低温延度大、软化点高的特点，同时可以改性沥青与高分子片材的粘结性能。另外其还具有工艺简单、环境污染小等特点，这些特点决定了SBR适用于改性沥青自粘胶。所述SBR的质量百分比为1～6％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％。

石油树脂，是石油裂解所副产的C5、C9馏份，经前处理、聚合、蒸馏等工艺生产的一种热塑性树脂，它不是高聚物，而是分子量介于300-3000的低聚物，是一种优质的增粘剂，是沥青自粘胶粘性的主要提供者。所述石油树脂的质量百分比为1～6％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％。

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，与聚乙烯相比，EVA由于在分子链中引入了乙酸乙烯单体，从而降低了结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能。EVA具有良好的柔软性，橡胶般的弹性，在-50℃下仍能够具有较好的可挠性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性。与填料的掺混性好，着色和成型加工性好。所述EVA的质量百分比为1～7％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％，6％、6.5％。本发明所述EVA优选一级本色EVA。

加入适量的填充料不仅可以降低成本，还能提高防水卷材的尺寸稳定性，本发明采用滑石粉作为填充料。所述滑石粉的质量百分比为10～20％，例如11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％。

作为优选方案，所述的沥青自粘胶，其按重量百分比包括：

作为优选方案，所述的沥青自粘胶，其按重量百分比包括：

所述沥青自粘胶可以仅包含沥青、橡胶油、SBS、SBR、石油树脂、EVA和滑石粉。同时，本领域技术人员根据需要还可以添加其它成分。不管沥青自粘胶包括何种成分，所述沥青自粘胶的各组分之和均应为100％。本发明典型的但非限制性的例如可以添加SIS、SEBS、硅酸钙、抗氧剂等。

本发明所述沥青自粘胶与水泥水化物产生耦合现象，两者紧密结合，从而保证了后浇筑混凝土与高分子自粘橡胶复合防水卷材有效地牢固粘结。

本发明的目的之二在于提供一种高分子自粘橡胶防水卷材，所述防水卷材采用上述所述沥青自粘胶制备得到。

所述高分子自粘橡胶防水卷材自下而上包括无纺布层、高分子片材层和上述所述的沥青自粘胶构成的沥青自粘胶层。

所述无纺布为聚丙烯无纺布、聚酯无纺布、丙纶无纺布、涤纶无纺布中的一种或者至少两种的组合。所述组合例如聚丙烯无纺布/聚酯无纺布、丙纶无纺布/涤纶无纺布，聚丙烯无纺布/聚酯无纺布/丙纶无纺布。

本发明可以通过热复合的方式将无纺布与高分子片材粘结复合，进行高分子片材的覆布工艺，此处为优选并非限制。本领域技术人员可获知的可将高分子片材与无纺布复合的方式均可实现本发明。

本发明所述防水卷材可以通过三辊压延机生产得到，其中，所述三辊压和的间隙为1.2mm。本领域技术人员可获知的其他可以得到防水卷材的设备均可实现本发明，此处为优选并非限制。

高分子片材表面复合无纺布，一方面减少了高分子片材的变形量，可以降低高分子材料的尺寸变形至0.5～1％，使卷材铺贴更加平整顺直；另一方面采用湿铺法施工完毕后，无纺布对防水卷材起到了保护的作用，避免后续施工的破坏；在施工保护层时又起到了隔离的作用，所谓一举三得，其抗刺穿能力远优于普通自粘橡胶沥青防水卷材。

本发明所述的沥青自粘胶中含有EVA，提高了自粘胶与高分子片材的相容性，增加了高分子片材层的复合强度。

所述高分子自粘橡胶防水卷材自下而上可以仅由无纺布层、高分子片材层和上述所述的沥青自粘胶构成的沥青自粘胶层。

同时，本领域技术人员可以根据需要添加其它结构组成。本发明典型但非限制性的实例如可以在上述所述的沥青自粘胶上复合隔离层。所述隔离层作为高分子自粘橡胶防水卷材成卷后的外表面，具有一定的延伸性，可以适应高分子自粘橡胶防水卷材生产时成卷的需要。同时，与自粘胶层隔离性优越，施工时可以方便的将其揭开。

本发明所述的高分子自粘橡胶防水卷材的两端设置有搭接边。所述搭接边包括高分子片材层，其中，所述高分子片材的两面复合有如上所述的沥青自粘胶。本发明采用自粘构造的搭接工艺解决了高分子片材搭接不可靠的问题，搭接部位采用自粘胶粘结自粘胶，使卷材与卷材之间的搭接实现胶粘胶的方式，粘结牢实度可靠，粘结强度高于普通自粘卷材，调控自如，十分灵活。

所述搭接边的宽度为2～20cm，优选2～15cm，进一步优选8～15cm。

本发明所述防水卷材在施工时可以采用预制挡板的方法使防水卷材连续施工，挡板之间的距离为5cm。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

(1)本发明所述的沥青自粘胶中含有EVA，提高了自粘胶与高分子片材的相容性，增加了高分子片材层的复合强度；

(2)本发明所述高分子自粘橡胶防水卷材的高分子片材表面复合无纺布，一方面减少了高分子片材的变形量，可以降低高分子材料的尺寸变形至0.5～1％，使卷材铺贴更加平整顺直；另一方面采用湿铺法施工完毕后，无纺布对防水卷材起到了保护的作用，避免后续施工的破坏；在施工保护层时又起到了隔离的作用，所谓一举三得，其抗刺穿能力远优于普通自粘橡胶沥青防水卷材；

(3)本发明采用自粘构造的搭接工艺解决了高分子片材搭接不可靠的问题，搭接部位采用自粘胶粘结自粘胶，使卷材与卷材之间的搭接实现胶粘胶的方式，粘结牢实度可靠，粘结强度高于普通自粘卷材，调控自如，十分灵活。

附图说明

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明所述高分子自粘橡胶防水卷材的生产工艺。

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

一种沥青自粘胶，其按重量百分比包括：

实施例2

一种沥青自粘胶，其按重量百分比包括：

实施例3

一种沥青自粘胶，其按重量百分比包括：

实施例4

一种沥青自粘胶，其按重量百分比包括：

实施例5

一种沥青自粘胶，其按重量百分比包括：

本发明典型的但非限制性的高分子自粘橡胶防水卷材的生产工艺如图1所示。

利用本发明实施例1-5所述的沥青自粘胶并按照本发明所述的高分子自粘橡胶防水卷材的生产工艺制备得到高分子自粘橡胶防水卷材。所述高分子自粘橡胶防水卷材自下而上由无纺布层、高分子片材层和上述所述的沥青自粘胶层组成。其持粘性和剥离强度按照GB18173.1-2006《高分子防水材料第1部分片材》和GB/T23457-2009《预铺/湿铺防水卷材》进行，测试结果如表1所示。

测试方法如下所述：

持粘性的测定：

在(23±2)℃条件下，将本发明所述防水卷材粘在两块表面已用溶剂清洁干净光滑的镜面不锈钢板上，上板的不锈钢板上的粘结面积为(50×50)mm，防水卷材粘结部位不允许接触手和其他物体，然后用质量为2千克、宽度为(50～60)mm的压辊反复滚压三次。

在(23±2)℃，将粘结好的防水卷材放置24h后，垂直悬挂，在下板下端挂1千克的重物(包括下板质量)，开始记录时间，记录试件从上板完全剥下所需时间，单位为min。取五个试件试验结果的平均值。若大于60min为剥落，记录为大于60min。

与后浇混凝土剥离强度的测定：

粘结面积尺寸为(100×100)mm，如果防水卷材有防粘材料，则将其取去除，将本发明所述防水卷材放在模具的底部，粘结面朝上，然后将混凝土倒入模具，在振动台上振实，厚度约50mm。在(20±2)℃放置24h脱模，在标准养护条件养护到7d。

防水卷材在(23±2)℃下放置4h，将混凝土板装在试验机一端的夹具上，将未粘结防水卷材一端翻转180℃夹在试验机另一端的夹具中，使防水卷材的纵向轴线与拉伸试验机及夹具的轴线重合。夹具间距离至少为100mm，不承受预载荷。试验在(23±2)℃进行，拉伸速度(100±10)mm/min。连续记录拉力直至分离。

按GB/T 328.20-2007计算平均剥离强度，单位为N/mm。

表1.本发明所述高分子自粘橡胶防水卷材的持粘性和剥离强度

本发明所述的高分子自粘橡胶防水卷材的两端设置有搭接边。所述搭接边包括高分子片材，其中，所述高分子片材的两面复合有如上所述的沥青自粘胶。本发明采用自粘构造的搭接工艺解决了高分子片材搭接不可靠的问题，搭接部位采用自粘胶粘结自粘胶，使卷材与卷材之间的搭接实现胶粘胶的方式，粘结牢实度可靠，粘结强度高于普通自粘卷材，调控自如，十分灵活。

所述搭接边的宽度为2～20cm，优选2～15cm，进一步优选8～15cm。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明沥青自粘胶的组成，但本发明并不局限于上述配方，即不意味着本发明必须依赖上述配方才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种沥青自粘胶，其特征在于，其按重量百分比包括：

所述沥青自粘胶各组分之和为100％。

2.如权利要求1所述的沥青自粘胶，其特征在于，其按重量百分比包括：

3.如权利要求1或2所述的沥青自粘胶，其特征在于，其按重量百分比包括：

4.如权利要求1-3之一所述的沥青自粘胶，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为一级本色乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

5.一种高分子自粘橡胶防水卷材，其特征在于，其自下而上包括无纺布层、高分子片材层和权利要求1-4之一所述的沥青自粘胶构成的沥青自粘胶层。

6.如权利要求5所述的防水卷材，其特征在于，所述无纺布为聚丙烯无纺布、聚酯无纺布、丙纶无纺布、涤纶无纺布中的一种或者至少两种的组合。

7.如权利要求5或6所述的防水卷材，其特征在于，所述防水卷材的两端设置有搭接边。

8.如权利要求7所述的防水卷材，其特征在于，所述搭接边包括高分子片材层，所述高分子片材的两面复合有权利要求1-4之一所述的沥青自粘胶。

9.如权利要求7或8所述的防水卷材，其特征在于，所述搭接边的宽度为2～20cm，优选2～15cm，进一步优选8～15cm。