CN102975465A - 阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材及其生产方法 - Google Patents

Abstract

阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材及其生产方法。一种包括能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的阻燃型改性沥青粘结层、隔离膜保护层和阻燃型主体材料层，其层间结构如下：表面层是保护膜，第二和第四层是废胶粉改性沥青粘结剂层，第三层是主体层，各层间通过生产过程中热压粘结。该防水卷材的防水性能优异，它通过具有反应活性的改性沥青在水泥、混凝土凝固过程中蠕动渗入到水泥凝胶和混凝土毛细孔，并在接触的界面处发生化学交联反应，形成基面反应层。通过加入废胶粉和阻燃剂改性，使卷材具有良好的阻燃效果。

Description

阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种建筑防水材料，特别是一种加有阻燃型废胶粉，且能与混凝土起化学交联反应的反应粘结型聚烯烃复合防水卷材。

背景技术

目前，用于交通运输上的隧道、地铁地下室以及用于车库顶板、人防工程、堤坝涵闸、各类水池以及楼房顶面等的防水抗渗施工工程越来越多，用以防水的材料主要是涂料和各种各样的片材或卷材，随着沥青防水卷材或带织物层的高分子片材的出现，因为其可以工厂化生产，使用方便，在建筑施工中应用越来越受到人们的青睐，特别是楼房顶层天面、地铁天面和堤坝涵闸顶面的施工，将改性沥青卷材带有粘合剂的一面直接粘贴到混凝土表面，达到防水的目的。公开文献也公开了一些这方面的技术，例如：

1.中国专利：复合有胎防水卷材及粘胶剂，申请号：CN94110918.6，申请日：1994.04.04，公开号：CN1110301，公开日：1995.10.18，申请人：张国明，地址：湖南省株洲市天台路天台山庄18号，发明人：张国明，摘要：复合有胎防水卷材及粘胶剂是建筑防水材料，所述防水卷材及粘胶剂均以热塑橡胶和氯化聚乙烯、聚氯乙烯共混后的混合基料，再加入适量的煤焦油和填充料、辅料制成。所述卷材的配比中混合基料占25 ～35％，煤焦油占35～40％，填充料占25～30％，辅料占5％，所述粘胶中混合基料占10～15％，煤焦油占50～55％，填充料占25～30％，辅料占5～10％。所用聚氯乙烯新旧不限，所用填充料为滑石粉、赤泥、炭酸钙或粉煤灰；所述复合有胎防水卷材，是用玻纤、黄麻、无纺布等织物为胎体，经挤压复合工艺制成。

2.中国专利：防水结构及其制造方法，申请号：CN200810112011.3，申请日：2008.05.20，公开号：CN101586381，公开日：2009.11.25，申请人：北京森聚柯高分子材料有限公司；余建平，地址：北京市石景山区八大处高科技园区西井路3号3号楼1111房间，发明人：余建平，摘要：该发明是关于一种防水结构及其制造方法。该防水结构用于屋面上细部节点的防水，包括防水卷材层，以及防水涂膜层，设置在细部节点位置，并与上述的防水卷材层相搭接粘结。所述的防水涂膜层内可以包括材质为聚酯或尼龙无纺布或纺织布加强层。该防水涂膜层的材质为暴露型聚脲防水涂料或其改性防水涂料、暴露型聚氨酯防水涂料或其改性防水涂料，暴露型聚甲基丙烯酸甲酯类防水涂料及其改性防水涂料或者暴露型聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯或其改性防水涂料。本发明的防水结构由于防水涂膜层的粘结力大，抗拉伸能力强，以及较高的弹性，在遇到大风天气或者其他原因造成屋面细部节点部位变形时，防水涂膜层不会被破坏，依然具有优良的防水效果。

2.中国专利：多层高分子防水卷材，申请号：00245890，申请日：2000.08.15，公告号：CN2442835，申请人：张守彬，地址：河北省秦皇岛市，摘要：一种多层高分子防水卷材，其横截面为至少四层构造，由上至下依次为：长丝丙纶无纺布上表面保护层，EVA树脂改性聚乙烯防水增强层，聚丙烯防水膜片层，长丝丙纶无纺布下表面保护层；其上、下表面的长丝丙纶无纺布材质外表面有立体网格状的矩形和／或菱形的凹槽和凸起。

但是，本发明人发现，以上的专利和现在市面上所见的防水卷材主要为改性沥青防水卷材、高分子片材，其施工方法多以热压施工或涂油性泊膏、油性底油、高分子胶水粘结，存在高耗能、危险、环境污染大、潮湿基面施工粘结不牢固；用聚乙烯醇胶乳水泥粘合剂及其它高分子胶乳水泥粘合剂粘结的防水卷材，它们是通过水泥浆料湿润与基面之间形成物理吸附和一定的卯榫作用而粘结在基面上，极容易受环境湿热循环、水汽膨胀、基层运动等因素影响，从而使粘结力下降，产生解吸附和脱卯榫的过程，失去永久密封防水效果，而且目前很少见有阻燃防水卷材，一旦防水卷材用于屋面，火灾发生时屋顶的沥青首先被点燃，增加了建筑物的隐患。

本发明人之前曾经申请了该有关方面的专利，申请号： 200910114456.X名称： 与混凝土进行化学交联和物理卯榫协同粘结的防水卷材  公开(公告)号： CN101694114A  主分类号： E04B1/66(2006.01)I 申请(专利权)人：广西金雨伞防水装饰有限公司  地址：广西壮族自治区南宁市望州路267-1号 发明(设计)人： 卢桂才;伍盛江;朱方伍;郭文雄，摘要：一种湿铺预铺防水卷材，是将改性沥青复合物在胎体上进行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制成的，所述的改性沥青复合物为改性沥青、增塑剂、抗氧化剂、功能性助剂和填充剂，制备方法是将基质沥青置于反应罐内，加入增粘剂、无规则聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，混和均匀，升温，搅拌1.5-2h，接着把温度降到180℃左右，再将填料、增塑剂、抗氧化剂、功能助剂加到反应罐，搅拌0.5-1h，进行充分混合改性，然后输送到胶体磨，对物料进行反复研磨，再将改性好的沥青在胎体上进行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷，便制备成性能优异的与混凝土进行化学交联及物理卯榫协同粘结。

申请号： 201010513849.0名称：单面粘湿铺防水卷材湿铺接边的施工方法，公开(公告) 号：CN102002983A，主分类号： E04B1/66(2006.01)I 申请(专利权)人：卢桂才 地址：广西壮族自治区南宁市望州路267-1号广西金雨伞防水装饰有限公司 发明(设计)人： 卢桂才，伍盛江;朱方伍;郭文雄，摘要，单面粘湿铺防水卷材湿铺接边的施工方法，一是在生产单面粘湿铺防水卷材时预先留好接边处，接边处有增强膜、反应粘胶或自粘胶和隔离保护膜，在湿铺防水卷材接边时，将接边处覆盖的隔离保护膜撕开，直接进行湿铺接边；二是在没有预先留好接边处的单面粘湿铺防水卷材接边处先干铺宽度60-100mm的湿铺防水卷材或双面粘胶，再进行湿铺接边，交叉部分靠粘胶叠合，形成大面积的防水卷材层。该方法由于接合处严格粘贴，且与混凝土层覆盖反应粘密封胶层发生化学交联反应，达到结合紧密、牢固、不可逆的骨肉相连粘结效果。适合应用于屋面及地下防水工程单面粘湿铺防水卷材接边的施工。 

申请号：201110122795.X 申请日： 2011.05.13 名称：星型SBS改性沥青的制备及防水卷材生产方法  公开(公告) 号： CN102220023A  公开(公告)日： 2011.10.19  主分类  号： C08L95/00(2006.01)I申请(专利权)人：广西金雨伞防水装饰有限公司，地址：广西壮族自治区南宁市兴宁区望州路267-1号 发明(设计)人：卢桂才，摘要，一种星型SBS改性沥青，是由沥青、溶胀星型SBS、填充剂和助剂制成的组合物，可以解决星型SBS作为沥青改性剂加工难的问题，生产方法是：将用非极性溶剂溶胀的星型SBS加入到沥青、填充剂和助剂中，在180～210℃的条件下通过胶体磨或强力高速剪切搅拌器下改性50～150min，然后加入填充剂和助剂搅拌均匀，得到均匀稳定的改性沥青，该改性沥青可以做成性能优异的防水卷材，也可以制成建筑物楼顶、地下室、高速公路、密封膏、隧道或水利设施防水防漏胶，它比现有SBS改性沥青具有与沥青相容更好、耐高低温性能更优异。

发明内容

本发明的目的是为了克服背景技术的不足，避免普通的预铺、湿铺防水卷材存在的问题，本发明人研究了一种粘结技术，通过化学交联反应与物理卯榫的双重作用，使防水卷材与基层达到结合紧密、牢固、不可逆的骨肉相连粘结效果，防水卷材用于屋面，火灾发生时屋顶的沥青首先被点燃，增加了建筑物的隐患。

本发明人由于研制开发了与混凝土层覆盖反应粘密封胶层发生化学交联反应的防水卷材，开创了防水技术领域的新路，将其应用于楼房顶层天面、地铁天面和堤坝涵闸顶面、水池等防水工程以后，取得了明显的效果，被誉为防水高端技术。而不同的产品有不同的用途，本发明人经过不断研究，又推出了几个新的产品，以下阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材是其中的一个：

本发明的技术方案是这样实现的：

一种阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材，包括隔离保护层，能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的阻燃型废胶粉改性沥青粘结层、主体材料层，其层间结构如下：表面层是保护膜，第二和第四层是废胶粉改性沥青粘结剂层，第三层是主体层，各层间通过生产过程中热压粘结。

以上所述的能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的改性沥青粘结层是将沥青加入废橡胶粉、增粘剂、功能性助剂、无规则聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行改性得到；

所述的增粘剂是丁苯橡胶在180－230℃的高温下炼制得到，增粘剂的重量百分含量占改性沥青总重量的5－10％；

所述的无规则聚丙烯的重量百分含量占改性沥青总重量的2－5％；

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量百分含量占改性沥青总重量的5－15％；

所述的废橡胶粉是废旧轮胎、废橡胶材料经研磨得到橡胶粉末，废橡胶粉重量含量占改性沥青总重量的30-50%；

所述的阻燃材料是是氧化锑、氢氧化镁、氢氧化铝、聚磷酸铵，八溴醚，磷酸三苯酯和六溴环十二烷之间的一种或两种以上组合，阻燃材料重量含量占改性沥青总重量的10-40%。

所述的功能性助剂是具有羟基、氨基或羧基的偶联剂，特别是有羟基、氨基或羧基反应性官能团的聚硅氧烷偶联剂、聚萘甲醛磺酸钠盐或者它们的混合物，聚硅氧烷偶联剂包括：羟烃基聚硅氧烷、羧基聚硅氧烷、二甲基硅氧烷或环甲基硅氧烷的衍生物，如聚甲基乙氧基硅烷、脂肪酰胺烷基硅烷、羧基聚硅氧烷或3—氨基丙三甲氧基硅烷或者它们两种、两种以上的混合物，它们中的羟基、氨基或羧基能够与水泥或混凝土起化学交联—物理卯樟的协同效应(Chemical Bonding and Physical Crosslinking Synergi sm，简称CPS)的添加剂(背景技术提到的本发明人申请的中国专利：申请(专利)号：CN2009lO114456．X，名称：与混凝土进行化学交联和物理卯樟协同粘结的防水卷材；公开(公告)号：CNlOl694114A。功能性助剂的重量百分含量占改性沥青总重量的2－10％。

所述的隔离膜保护层是聚乙烯薄膜、聚酯薄膜或具有隔离保护高分子薄膜或隔离纸，厚度为0.02～0.05mm，设置为一层所述的隔离膜保护层（3）的厚度为0.02～0.05mm，设置为一层。

所述的主体材料层是具有阻燃效果的聚酯纤维布或玻璃纤维布。

本发明阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材的粘结原理：

本反应粘结型橡胶防水卷材由于在改性沥青层中加入了功能性助剂，通过化学交联与物理卯榫的协同作用（Chemical Bonding and Physical Crosslinking Synergism）简称CPS），使卷材在水泥、混凝土凝固过程中蠕动渗入到水泥凝胶和混凝土毛细孔，形成网状卯榫；并与水泥相关成份发生化学反应，形成化学交联作用，起到CPS效应，使卷材与混凝土达到骨肉相连的粘结效果，它在与混凝土粘结的过程中，不但具有自粘卷材的蠕变抗裂性、自愈合性、湿粘结性、防窜水性的性能，更凸显它在混凝土界面粘结方面的独特优势，它是在防水卷材与混凝土之间形成“互穿网格式”界面结构，从而达到结合紧密、牢固、不可逆的骨肉相连粘结效果，彻底解决了改性沥青卷材与基面粘结力不够大、粘结力不持久、易受环境影响的问题，实现了卷材与基面形成粘结不可逆、不受损一体式的防水结构层，使“皮肤式”防水理念得到了完美实现。

本发明与现有技术相比有以下显著的特点：

1、本发明防水卷材用于屋面，火灾发生时屋顶的沥青不会被点燃，增加了建筑物的安全。

2．本聚烯烃复合改性沥青湿铺防水卷材是以聚烯烃热塑性弹性体材料为基材压片成型，具有优异的弹性，耐油性和耐屈挠性，特别是弹性最为突出，且无毒，安全环保、无污染，尤其适应用于楼房顶层天面、地铁天面和堤坝涵闸顶面、水池等防水工程的施工。

3．粘结力大。本发明是一种能够与混凝土起化学交联反应和物理卯榫协同作用的反应型改性沥青粘结层与橡胶片材层压合的预铺、湿铺防水卷材，该卷材的反应型改性沥青粘结层在水泥、混凝土凝固的过程中可蠕动渗入到水泥凝胶和混凝土毛细孔内，并发生化学交联反应形成具有粘结力更大、粘结不可逆、粘结刚柔相济、粘结更持久的界面反应层，达到结合紧密、牢固、不可逆的骨肉相连粘结效果。它的粘结力大，不仅有物理吸附和卯榫作用，而且在深入基层的卯榫部位产生化学键合作用，使卯榫和化学交联的两种作用协同进行，让粘结更为牢靠。即使卷材表层发生破坏，与粘结基层的界面也不会受损而产生窜水漏水现象。

4．粘结不可逆。由于相关部位存在化学键作用，这种粘结是不可逆的，要想取走或剥离防水层，是很难做到的，除非破坏卷材，铲掉卷材与基层粘结的界面。

5．粘结刚柔相济。通过物理吸附和卯榫作用形成柔性粘结，以消除由于基层变化产生的应力，而通过化学键产生的刚性粘结，使界面层有足够的粘结强度，能有效抵抗外界应力的破坏。

6．粘结持久。物理吸附和卯榫往往在溶剂、水汽或基面热胀冷缩的作用下，产生解吸附和脱卯榫的过程，从而使粘结力下降，失去永久封闭的防水效果。由于在卯榫部位存在化学键合作用，不受湿热循环、水汽膨胀、基层运动影响，而持久地产生粘附效果，使卷材的防水寿命与主体层相同。

附图说明

以下结合附图描述本发明的实施结构。

图1是阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材剖面结构的示意图。

附图标记说明：

1、 隔离膜保护层；2、阻燃型废胶粉改性沥青粘结层；3、主体材料层。

从附图中看出，阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材，包括隔离保护层（1），能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的阻燃型废胶粉改性沥青粘结层（2）、主体材料层（3），其层间结构如下：隔离保护层（1），第二和第四层是废胶粉改性沥青粘结剂层（2），第三层是主体材料层（3），各层间通过生产过程中热压粘结。

具体实施方式

以下结合实施例进行描述。

实施例1

生产阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材，主体材料层（3）是玻璃纤维布，主体材料层（3）的两面是能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的改性沥青粘结层（2），隔离保护层（1）是聚乙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜；

其中能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的改性沥青粘结层是将沥青加入废胶粉、增粘剂、功能性助剂、无规则聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行改性得到，所述的增粘剂是丁苯橡胶在180－230℃的高温下炼制得到，增粘剂的重量百分含量占改性沥青总重量的5－7％；无规则聚丙烯的重量百分含量占改性沥青总重量的2－3％；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量百分含量占改性沥青总重量的5－8％；废橡胶粉重量含量为30-35%，阻燃材料重量含量占改性沥青总重量的10-20%，功能性助剂占改性沥青总重量的2－5％，其余是沥青。废橡胶粉是废旧轮胎、废橡胶材料经研磨得到橡胶粉末。阻燃材料是是氧化锑、氢氧化铝、氧化锑，八溴醚之间的一种或两种以上组合。功能性助剂是有羟基、氢基或接基反应性官能团的聚硅氧烷偶联剂。

实施例2

生产阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材，主体材料层（3）是玻璃纤维布，主体材料层（3）的两面是能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的改性沥青粘结层（2），隔离保护层（1）是聚酯薄膜；

其中能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的改性沥青粘结层是将沥青加入废胶粉、增粘剂、功能性助剂、无规则聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行改性得到，所述的增粘剂是丁苯橡胶在180－230℃的高温下炼制得到，增粘剂的重量百分含量占改性沥青总重量的6－8％；无规则聚丙烯的重量百分含量占改性沥青总重量的3－5％；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量百分含量占改性沥青总重量的8－12％；废橡胶粉重量含量为30-40%，阻燃材料重量含量占改性沥青总重量的15-30%，功能性助剂占改性沥青总重量的5－8％，其余是沥青。废橡胶粉是废旧轮胎、废橡胶材料经研磨得到橡胶粉末。阻燃材料是氢氧化镁、八溴醚，磷酸三苯酯和六溴环十二烷之间的一种或两种以上组合。功能性助剂是聚萘甲醛磺酸钠盐。

实施例3

生产阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材，主体材料层（3）是玻璃纤维布，主体材料层（3）的两面是能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的改性沥青粘结层（2），隔离保护层（1）是聚乙烯薄膜或聚酯薄膜；

其中能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的改性沥青粘结层是将沥青加入废胶粉、增粘剂、功能性助剂、无规则聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行改性得到，所述的增粘剂是丁苯橡胶在180－230℃的高温下炼制得到，增粘剂的重量百分含量占改性沥青总重量的8－10％；无规则聚丙烯的重量百分含量占改性沥青总重量的4－5％；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量百分含量占改性沥青总重量的7－15％；废橡胶粉重量含量为40-50%，阻燃材料重量含量占改性沥青总重量的30-40%，功能性助剂占改性沥青总重量的6-10％，其余是沥青。废橡胶粉是废旧轮胎、废橡胶材料经研磨得到橡胶粉末。阻燃材料是是氧化锑、聚磷酸铵，八溴醚和六溴环十二烷之间的一种或两种以上组合。功能性助剂是有羟基、氢基或接基反应性官能团的聚硅氧烷偶联剂。

 

本发明产品技术性能：

本发明的产品经检查其剥离强度为国家标准2倍以上，本发明的产品经检查其剥离强度为国家标准2倍以上，防火氧指数指标达到难燃级别。其他性能符合GB/T23457—2009《预铺/湿铺防水卷材》本发明的主要技术检测指标（见以下表1）：

表1阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材物理力学性能　　　　　

  应用实施例

如附图1所示，广西南宁某车库顶板，2011年12月，采用阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材其层间结构如下：1、 隔离膜保护层；2、阻燃型废胶粉改性沥青粘结层；3、主体材料层。

其施工过程如下：在需要辅设的车库顶面上倒入一层水泥混凝土，当水泥混凝土未干时，撕开隔离膜保护层3，将露出的改性沥青粘结剂层2直接辅到水泥混凝土上，使得改性沥青在水泥、混凝土凝固过程中蠕动渗入到水泥凝胶和混凝土毛细孔，形成网状卯榫；并与水泥相关成份发生化学反应，形成化学交联作用，起到CPS效应，使卷材与混凝土达到骨肉相连的粘结效果。经过了专用仪器的测试，防或等级达到难燃级别，经过车库顶面洒泼汽油2公斤燃烧，没有发现燃烧，下雨也没有渗漏和裂纹现象。

Claims (4)

1.一种阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材，其特征在于：包括隔离保护层（1），能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的阻燃型废胶粉改性沥青粘结层（2）、主体材料层（3），其层间结构如下：表面层是隔离保护层（1），第二和第四层是废胶粉改性沥青粘结剂层（2），第三层是主体材料层（3），各层间通过生产过程中热压粘结。

2.根据权利要求1所述的阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材，其特征在于：能够与混凝土共同起化学交联反应和物理卯榫协同粘结作用的改性沥青粘结层是将沥青加入废橡胶粉、增粘剂、功能性助剂、无规则聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行改性得到；

所述的增粘剂是丁苯橡胶在180－230℃的高温下炼制得到，增粘剂的重量百分含量占改性沥青总重量的5－10％；

所述的无规则聚丙烯的重量百分含量占改性沥青总重量的2－5％；

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量百分含量占改性沥青总重量的5－15％；

所述的废橡胶粉是废旧轮胎、废橡胶材料经研磨得到橡胶粉末，废橡胶粉重量含量占改性沥青总重量的30-50%；

所述的阻燃材料是氧化锑、氢氧化镁、氢氧化铝、聚磷酸铵，八溴醚，磷酸三苯酯和六溴环十二烷之间的一种或两种以上组合，阻燃材料重量含量占改性沥青总重量的10-40%；

所述的功能性助剂是有羟基、氢基或羧基反应性官能团的聚硅氧烷偶联剂、聚萘甲醛磺酸钠盐或者它们的混合物，功能性助剂的重量百分含量占改性沥青总重量的2－10％。

3.根据权利要求1所述的阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材，其特征在于：所述的隔离保护层（1）是聚乙烯薄膜、聚酯薄膜或具有隔离保护高分子薄膜或隔离纸，厚度为0.02～0.05mm，设置为一层。

4.根据权利要求1所述的阻燃型废胶粉改性沥青湿铺防水卷材，其特征在于：所述的主体材料层是具有阻燃效果的纤维布。

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