CN103773241B - 一种聚合物复合沥青基膨胀阻火防水涂料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于有机高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料及制备方法。本发明的技术方案为：聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料，其组成和质量份数为：改性聚合物10-20、石油沥青10-30、增强树脂4-10、增塑软化剂2-8、溶剂60-80、热膨胀剂10-15、脱水碳化剂8-15、烧结成碳剂10-20；阻燃填充料15-30。本发明的技术方案可以形成柔软、致密的憎水涂层，密封防水性能可靠。

Description

一种聚合物复合沥青基膨胀阻火防水涂料及制备方法

技术领域

本发明属于有机高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料及制备方法。

背景技术

有机高分子防水涂料因为优越的防水功能和简便的施工方法，其应用快速发展，几乎可应用于所有的防水工程，其中用量最大种类之一是聚合物改性沥青基的防水涂料，特别适合用于厚度要求较大的应用部位的防水层。现有的聚合物改性沥青防水涂料的改性聚合物分别有聚氨酯、SBS、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氯化橡胶、过氯乙烯等，其中SBS和几种橡胶类的粘接力较低，聚氨酯改性沥青的强度不足和施工不便，施工环境毒性较高。

随着建筑节能与轻型钢结构建筑的发展，大多数屋面防水工程在可燃保温材料层以上实施防水层施工，防水层大多属于外露层，在干燥地区，外部失火燃烧的机会增加，提高防水层的阻火性能，增加防火安全性已属必要，对于外露厚质的防水涂料材质本身应达到必要的防火阻燃的要求。现有的阻燃防水材料，如阻燃防水卷材和阻燃防水涂料，采用的技术措施是在材料组分中使用阻燃剂，随着其含量达到一定要求，阻燃性能会有所提高。但是防水阻燃涂层一旦燃烧，随着热量向基层传递，基层或者底层结构会升温，燃烧会蔓延致基层和结构，导致结构失效。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料及制备方法。本发明的技术方案可以形成柔软、致密的憎水涂层，密封防水性能可靠；本发明使用SIS作为沥青改性剂聚合物，与现行改性剂比较，与沥青有更好的分散相容性，粘接性和延伸性得到了提高，与聚氨酯类比较，施工方便、毒性降低，由于不涉及固化反应，涂层质量稳定性增加。在使用阻燃剂技术的同时，采用了涂层燃烧膨胀结碳技术，可以阻燃、自熄，隔热，保护基层和底层结构，延缓结构失效的时间。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料，其组成和质量份数为：改性聚合物10-20、石油沥青10-30、增强树脂4-10、增塑软化剂2-8、溶剂60-80、热膨胀剂10-15、脱水碳化剂8-15、烧结成碳剂10-20；阻燃填充料15-30。

本发明所述改性聚合物是SIS，即苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)热塑性嵌段共聚物，是热塑性弹性体，由于含有异戊二烯聚合嵌段，与聚合物改性沥青基防水涂料常用的改性剂SBS、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氯化橡胶、过氯乙烯等比较，粘接力高，易于分散。与聚氨酯比较使用简便，质量稳定，毒性低。

本发明所述增强树脂为超高分子量聚氯乙烯树脂（UHMWPVC），其聚合度在2500以上，使用对体系有很好相容性，也有阻燃效果的氯化石蜡做增塑柔韧剂，在有机增塑剂和其他有机物的作用下，由于UHMWPVC的长链结构会成为类似弹性体，且有较高的强度，对涂层起增强作用。

本发明所述增塑软化剂是氯化石蜡，所述溶剂是二甲苯和溶剂汽油的一种或两种以任意比例混合。

本发明所述热膨胀剂是三聚氰胺，所述脱水碳化剂是聚磷酸铵，所述烧结成碳剂是季戊四醇。

本发明所述的石油沥青，使用10号建筑沥青，具有优良的致密性和憎水性能，粘接性、塑性、可提供可靠的防水功能，在燃烧结碳膨胀体系中，也是有效的结碳成分，由于具有热塑性，其炭层在膨胀剂的作用下，也能够在加热状况下膨胀。但是沥青有热淌冷脆的缺点，用于高性能防水涂料的沥青，应使用聚合物进行改性。

本发明所用阻燃填充剂是氢氧化镁和轻烧白云土的一种或两种任意比例混合。

聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料的制备方法，包括如下的步骤：

（1）改性聚合物、增塑软化剂、增强树脂和溶剂，搅拌预溶解分散得分散液，其中改性聚合物、增塑软化剂和增强树脂的加入量为配料组成量，溶剂的加入量为配料组成量的一半；

（2）按照配料组成量将热膨胀剂、脱水碳化剂、烧结成炭剂、阻燃填充料粉体高速捏合预混得共混粉，；

（3）按照配料组成称量石油沥青和剩余量的溶剂预溶解，投入到带有搅拌器的沥青预混罐内，启动搅拌30分钟，得到沥青溶液；

（4）步骤(1)的分散液、步骤（2）的共混粉、步骤（3）的沥青溶液进行搅拌共混，得共混液体；

（5）步骤（4）的共混液体进行研磨分散，制得聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料。

本发明涉及的聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料，含有阻燃成分，燃烧初期可以自熄阻燃。本发明基于膨胀隔热阻火机理，设计了防水涂料的遇火燃烧膨胀结碳成分组成，其中包括了热膨胀剂、脱水催化碳化剂，烧结成碳剂阻燃填充料。该发明涂料涂层在失火燃烧伊始，即会在热膨胀剂的作用下膨胀，脱水催化碳化剂脱水碳化，烧结成炭剂形成结碳层，结碳层具有高温隔热阻火的作用，类似隔热层阻滞热量的传递。

本发明提供的聚合物改性沥青膨胀阻火防水涂料，由于在遇火燃烧时可以阻滞热量的传递，降低基层和结构的温升速率，尤其对于基层和结构层是金属制造，或含有较多钢筋的混凝土结构，可明显延缓可燃保温层或者结构层的受热失效的时间。

本发明提供的聚合物改性沥青膨胀阻火防水涂料，防水与阻火功能一体化，除了对屋面防水密封外，对金属基层、金属屋顶梁件、大型钢筋混凝土屋顶构件等建筑结构，具有失火保护作用。

本发明的有益效果是：本发明使用聚合物改性沥青作为基料，得到既可用于防水工程，又可以具有防火功能的的涂料。使用改性沥青基料，得到的涂层致密、憎水符合防水涂料的要求。基于膨胀阻火机理，沥青质是天然的的成炭剂，易于高温结碳，有利于阻燃炭层的形成，该涂料燃烧结碳厚度可达到达到原厚度的30倍，阻火性能更可靠。

本发明使用SIS作为改性剂，较SBS、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氯化橡胶、过氯乙烯等改性沥青防水涂料，粘接性能提高，由于和沥青有更好的相容性，降低了形成连续相的最低质量含量，其延伸性得到了提高。与聚氨酯改性沥青防水涂料比较，其强度提高、施工方便、毒性降低，由于不涉及固化反应，涂层质量稳定性增加。

本发明使用了增强树脂UHMWPVC和氯化石蜡增塑柔韧剂，可以提高涂料强度，也有阻燃作用。使用的氢氧化镁和轻烧白云土，即时改性沥青防水涂料的填料，也是膨胀阻火功能的阻燃剂。

本发明的制备方法使用了粉体高速混合技术，便于各组分的互相渗透，提升各成分的功效；本发明的预分散处理和三辊研磨工艺，提高了涂料的均质性和功能助剂的有效性。本发明的制备方法是常温工艺，无加热过程。

本发明提供的聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料，一次施工，防水阻火双重功效，适合于屋面使用可燃保温层上部的外露防水层，也适合于金属结构屋顶的外露防水层施工。除了密封防水外，对于可燃保温层和金属构造有失火保护作用。

具体实施方式

实施例1：

（1）按照本发明的配方组分，按照质量分数称量：SIS，13份；UHMWPVC树脂，10份；10号建筑沥青，25份；氯化石蜡，6份；溶剂汽油，70份；三聚氰胺，10份；聚磷酸铵，10份；季戊四醇12份；轻烧白云土，12份。

（2）依据本发明制备方法，取（1）配方组分的溶剂汽油35份，加入搅拌容器，启动搅拌，顺序把的增塑剂氯化石蜡6份、UHMWPVC树脂10份、SIS胶粉13份混满加入，完成加料后高速搅拌分散60分钟，得到聚合物溶胶。

（3）依据本发明的制备方法，顺序把（1）配方组分的轻烧白云土12份、三聚氰胺10份、聚磷酸铵10份、季戊四醇12份加入高速捏合机，启动高速混合10分钟出料，得到共混粉体。

（4）依据本发明制备方法，取（1）配方组分的溶剂汽油35份，加入沥青预混罐，启动搅拌，投入（1）配方组分的10号建筑沥青25份，搅拌45分钟，得到沥青溶液。

（5）依据本发明制备方法，把步骤（2）的聚合物溶胶和步骤（3）的共混粉体，顺序投入到沥青预混罐内，继续搅拌60分钟，得到液状涂料。

（6）把预混涂料置入三辊机中研磨分散，得到聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料。

实施例2：

（1）按照本发明的配方组分，按照质量分数称量：SIS，16份；UHMWPVC，8份；10号建筑沥青，25份；氯化石蜡，6份；溶剂汽油，70份；三聚氰胺，10份；聚磷酸铵，10份；季戊四醇12份；轻烧白云土，12份。

制备步骤（2）到（6）与实例1相同。

实施例3：

（1）按照本发明的配方组分，按照质量分数称量：SIS，18份；UHMWPVC，6份；10号建筑沥青，25份；氯化石蜡，6份；溶剂汽油，70份；三聚氰胺，10份；聚磷酸铵，10份；季戊四醇12份；轻烧白云土，18份。

制备步骤（2）到（6）与实例1相同。

实施例4：

（1）按照本发明的配方组分，按照质量分数称量：SIS，20份；UHMWPVC，4份；10号建筑沥青，25份；氯化石蜡，6份；溶剂汽油，70份；三聚氰胺，10份；聚磷酸铵，10份；季戊四醇12份；轻烧白云土，20份。

制备步骤（2）到（6）与实例1相同。

聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料性能见下表：

表聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料性能

Claims (1)

1.聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料，其特征在于：其组成和质量份数为：改性聚合物10-20、石油沥青10-30、增强树脂4-10、增塑软化剂2-8、溶剂60-80、热膨胀剂10-15、脱水碳化剂8-15、烧结成碳剂10-20、阻燃填充料15-30；所述改性聚合物是SIS，即苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)热塑性嵌段共聚物；所述增强树脂为超高分子量聚氯乙烯树脂；所述增塑软化剂是氯化石蜡，所述溶剂是二甲苯和溶剂汽油的一种或两种以任意比例混合；所述石油沥青是10号建筑沥青；所述热膨胀剂是三聚氰胺，所述脱水碳化剂是聚磷酸铵，所述烧结成碳剂是季戊四醇；所用阻燃填充剂是氢氧化镁和轻烧白云土的一种或两种任意比例混合。

2.权利要求1所述聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料的制备方法，其特征在于如下的步骤：

（1）改性聚合物、增塑软化剂、增强树脂和溶剂，搅拌预溶解分散得分散液，其中改性聚合物、增塑软化剂和增强树脂的加入量为配料组成量，溶剂的加入量为配料组成量的一半；

（2）按照配料组成量将热膨胀剂、脱水碳化剂、烧结成碳剂、阻燃填充料粉体高速捏合预混得共混粉；

（3）按照配料组成称量石油沥青和剩余量的溶剂预溶解，投入到带有搅拌器的沥青预混罐内，启动搅拌30分钟，得到沥青溶液；

（4）步骤(1)的分散液、步骤（2）的共混粉、步骤（3）的沥青溶液进行搅拌共混，得共混液体；

（5）步骤（4）的共混液体进行研磨分散，制得聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料。