CN104057668A - 具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法。其技术方案是通过涂油对辊在胎基增强层的一侧或两侧涂覆具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶，形成改性沥青压敏自粘胶层，然后在改性沥青压敏自粘胶层上覆以防粘隔离膜，制成具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材产品；其有益效果是：改性沥青压敏自粘胶的应用使卷材具有水泥砂浆粘结特性，有效解决了施工现场的灰尘等玷污粘结面问题，且具有热蠕变特性，拓宽了卷材的施工适用温度。使改性沥青压敏自粘胶与结构层混凝土形成永久的有机结合，中间无窜水隐患；提高了防水层的可靠性，对于轻微施工损伤，有着独特的自我愈合能力。

Description

具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法

技术领域

本发明涉及一种防水卷材的制备方法，特别涉及具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法。

背景技术

在国内自粘改性沥青防水卷材是20世纪90年代后发展起来的一种新型防水卷材，是目前国际上建筑防水卷材的一个发展方向，与传统的建筑防水卷材相比主要是冷自粘施工具有没有明火，不易引起火灾，无溶剂污染，施工安全环保方便等优点，深受建筑防水界尤其是施工单位的青睐。因此近几年来在国内得到快速发展。但该类自粘防水卷材也有致命的技术缺陷、即施工受环境影响很大，一般而言该类材料在10℃以上时才具有优异的黏附特性，因此只有施工环境温度高于10℃时才能保证施工质量。另外施工现场的灰尘等往往导致卷材的粘结面受到玷污、从而难以保证卷材的粘结形成满粘（只少达到75%粘结到基层）。解决该技术缺陷的唯一途径是改善改性沥青自粘胶低温条件下（主要指5～10℃）的黏附特性和解决粘结面的玷污问题。近年来一些公开的文献报道了一些解决的办法，例如：

文献1，中国专利申请号为200910114456.X，专利名称为《与混凝土进行化学交联和物理卯榫协同粘结的防水卷材》，该发明公开了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的防水卷材，简称CPS防水卷材。

文献2，中国专利申请号为201210028719.7，专利名称为《一种沥青自粘胶及由其制成的高分子自粘橡胶防水卷材》，该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％、SBS5～15％、SBR1～6％、石油树脂1～6％、EVA1～7％、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。

上述公开文献中报道的技术方案均是通过改进改性沥青自粘胶的配方和通过水泥砂浆粘结施工解决粘结面的玷污问题等。但是文献1是通过添加环烷酸丁酯改进改性沥青自粘胶低温条件下（指施工环境温度5～10℃时）的黏附特性和通过添加聚甲基乙氧基硅烷等使改性沥青自粘胶具有水泥粘结特性。但存在环烷酸丁酯（与沥青的相容性差）易迁移到自粘料表面影响粘结可靠性等技术缺陷，另外聚甲基乙氧基硅烷属于闪点较低的易燃物质、在改性沥青的180℃以上的配料条件下易大量挥发引起职业伤害或引发火灾；文献2是通过添加SBR和EVA解决上述问题，其负面影响是改性沥青自粘胶的内聚力较小、因而不透水性差，只能采用价格相对较高的高分子片材作为增强材料 ，若采用价格相对较低的聚酯胎作为增强材料时则卷材的不透水性不符合相关国家标准要求，因而也限制了其推广应用。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，不仅能很好的解决了现有产品的技术缺陷，同时满足国家标准《预铺湿铺防水卷材（GB/T 23457-2009）》的技术要求，另外还具有显著的潮湿基面施工特性和不透水性好等技术优势。

其技术方案是通过涂油对辊在胎基增强层（3）的一侧或两侧涂覆具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶，形成改性沥青压敏自粘胶层（2），然后在改性沥青压敏自粘胶层（2）上覆以防粘隔离膜，制成具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材产品；

胎基增强层（3）采用长纤聚酯胎基或者高密度聚乙烯交叉层压膜或聚酯膜，防粘隔离膜采用热反射型聚酯防粘隔离膜或褶皱型聚乙烯防粘隔离膜；

所述改性沥青压敏自粘胶的组分为，按重量份计：

SBS热塑性橡胶3～8份；SIS热塑性橡胶0～5份；丁基橡胶粉 5～10份；粉末丁苯橡胶 0～5份；重交沥青35～55份；橡胶操作油8～15份；液体增粘树脂1～5份；增粘树脂 1～5份；白碳黑0～3份；滑石粉180目15～30份；

上述的SBS热塑性橡胶为苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物，SIS热塑性橡胶为苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物；橡胶操作油采用石油系橡胶油，增粘树脂采用软化点在90℃～110℃间的石油树脂，白碳黑为合成纳米二氧化硅。

改性沥青压敏自粘胶的制作方法是：

首先将上述配方量的重交沥青及橡胶操作油加入带有搅拌装置的立式配料罐中混合升温至140～160℃时，然后依次缓慢加入SBS热塑性橡胶、SIS热塑性橡胶、粉末丁苯橡胶及丁基橡胶粉，之后缓慢升温至160～180℃后启动胶体磨“倒罐”研磨2～3遍至无肉眼可见颗粒后，加入液体增粘树脂和石油树脂降温搅拌至石油树脂熔化均匀后，将改性沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入滑石粉保温搅拌均匀后，加入白碳黑搅拌均匀即可制成具有水泥反应活性的改性沥青自粘胶。

SBS热塑性橡胶采用技术参数包括：分子结构为线型，嵌段比S/B为30/70，分子量为10万的苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物。

SIS热塑性橡胶为苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物，其技术参数包括：分子结构为线型，嵌段比S/I为15/85，分子量为14万。

丁基橡胶粉的颗粒直径在40～100目之间。

粉末丁苯橡胶分子量在25～30万，苯乙烯含量在20～30%。

重交沥青选用环烷基重交沥青AH-90。

橡胶操作油采用环烷基橡胶油与芳香基橡胶油以任意比例复配使用。

液体增粘树脂的闪点大于180℃，玻璃温度在-5～-15℃。

白碳黑为合成纳米二氧化硅，为三维立体结构，属无定型粉末，是一种无毒、无味、无污染的无机纳米材料，优选的是比表面积为185±20、吸油值为2.4、PH值为5；滑石粉细度为200目、含水率小于0.5%。

本发明与现有技术相比，提供的一种具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材及制备方法，不仅能很好的解决了国内现有产品的技术缺陷，另外还具有显著的潮湿基面施工特性和结构形式灵活（按需而定）等技术优势。所用的原料均为市售工业产品，取材范围宽、方便易得，具有显著的成本优势。

其技术原理是：通过采用SBS热塑性橡胶、SIS热塑性橡胶、丁基橡胶粉及粉末丁苯

橡胶等多种改性剂对沥青进行复配改性，可富于改性沥青压敏自粘胶优异低温性能及压敏

特性等物理特性，同时起到调整改性沥青压敏自粘胶的极性，用以拓展对粘结基层的适应性；环烷基橡胶油与芳香基橡胶油分别用于软化SBS及SIS等改性剂的橡胶段和塑料段，使其充分溶涨于沥青中形成沥青为“岛”的“海岛”结构，从而具有优异的黏附和蠕变特性；通过增粘树脂的引入进一步提高改性沥青压敏自粘胶对粘结基层的侵润性，使改性沥青压敏自粘胶具有良好的初粘性、持粘性和黏基力；体系中添加纳米二氧化硅和液体增粘树脂目的是当产品与未固化水泥界面接触时纳米二氧化硅表面和液体增粘树脂分子结构上的活性基团—羟基可与水泥在固化过程中形成水化硅酸钙发生化学反应、生成化学键，进而形成化学键合力，与此同时在水泥水化热的作用下改性沥青压敏自粘胶可产生热蠕变，自动填充粘合界面上的毛细孔，因此水泥固化后在粘合界面上形成“范德化引力”+“化学键合力”等合力形成粘接力，形成“皮肤式”的防水体系，进而其防水性能有了显著的提高。正因为如此本发明的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材不仅可采用常规的干铺自粘法施工，也可采用水泥砂浆（或混凝土）湿铺法施工。

本发明的有益效果是：

采用本发明的制造工艺生产出的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材，不仅能很好的解决了国内现有产品的技术缺陷，满足了相关国家标准《预铺湿铺防水卷材（GB/T 23457-2009）》的技术要求，另外还具有显著的潮湿基面施工特性和结构形式灵活（按需而定）等技术优势。所用的原料均为市售工业产品，取材范围宽、方便易得，具有显著的成本优势。

本发明重要优点是：

一、具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶的应用使卷材具有水泥砂浆（或混凝土）粘结特性，因此卷材可以采用水泥砂浆（或混凝土）进行湿铺法施工作业。从而有效解决了施工现场的灰尘等玷污粘结面问题。

二、具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶的应用使卷材具有水泥水化热的作用下的热蠕变特性，从而保证了卷材低温条件下（指施工环境温度5～10℃时）黏附性，拓宽了卷材的施工适用温度。

三、具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶的粘结过程化学反应历程的引入使改性沥青压敏自粘胶与结构层混凝土形成永久的有机结合，中间无窜水隐患；即使卷材局部遭遇破坏，也会将水限定在很小范围内，完全提高了防水层的可靠性。

四、具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶自愈性强，对于轻微施工损伤，有着独特的自我愈合能力。

附图说明

附图1是本发明的卷材的一种结构示意图；

附图2是本发明的卷材的第二种结构示意图；

上图中：褶皱型防粘隔离膜1、改性沥青压敏自粘胶层2、胎基增强层3、间断式撕裂缝4、热反射型防粘隔离边膜5、热反射型防粘隔离膜6。

具体实施方式

实施例1：

1.具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶的制备方法

其制作方法是首先将45份重交沥青及10份环烷基橡胶油与4份芳香基橡胶油等加入带有搅拌装置的立式配料罐中混合升温至140～160℃时，然后依次缓慢加入6份SBS热塑性橡胶、3份SIS热塑性橡胶、2份粉末丁苯橡胶及4份丁基橡胶粉，之后缓慢升温至160～180℃后启动胶体磨“倒罐”研磨2～3遍至无肉眼可见颗粒后，加入5份液体增粘树脂和3份石油树脂降温搅拌至石油树脂熔化均匀后，将改性沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入15份滑石粉保温搅拌均匀后，加入3份白碳黑搅拌均匀即可制成具有水泥反应活性的改性沥青自粘胶。

2.卷材的成型制备方法

把预先制备好改性沥青自粘胶泵送至成型生产线的涂布定厚装置，然后在250 g/㎡的长纤聚酯胎增强层的两侧涂布改性沥青压敏自粘胶，然后在改性沥青压敏自粘胶的外侧覆以褶皱型聚乙烯防粘隔离膜和热反射型聚酯防粘隔离膜，再经“在线”间断裁切撕裂缝、冷却、输送、卷取、计量、切割及包装等工序制成即可具有水泥反应活性的内增强型自粘改性沥青防水卷材产品。按其相关国家标准《预铺湿铺防水卷材（GB/T 23457-2009）》检测粘结性能，有关数据见表1。

实施例2：

1.具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶的制备方法

其制作方法是首先将45份重交沥青及4份环烷基橡胶油与6份芳香基橡胶油等加入带有搅拌装置的立式配料罐中混合升温至140～160℃时，然后依次缓慢加入5份SBS热塑性橡胶、2份SIS热塑性橡胶、2份粉末丁苯橡胶及5份丁基橡胶粉，之后缓慢升温至160～180℃后启动胶体磨“倒罐”研磨2～3遍至无肉眼可见颗粒后，加入4份液体增粘树脂和4份石油树脂降温搅拌至石油树脂熔化均匀后，将改性沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入20份滑石粉保温搅拌均匀后，加入3份白碳黑搅拌均匀即可制成具有水泥反应活性的改性沥青自粘胶。

2.卷材的成型制备方法

把预先制备好改性沥青自粘胶泵送至成型生产线的涂布定厚装置，然后在180 g/㎡的长纤聚酯胎增强层的两侧涂布改性沥青压敏自粘胶，然后在改性沥青压敏自粘胶的外侧覆以褶皱型聚乙烯防粘隔离膜和热反射型聚酯防粘隔离膜，再经“在线”间断裁切撕裂缝、冷却、输送、卷取、计量、切割及包装等工序制成即可具有水泥反应活性的的内增强型自粘改性沥青防水卷材产品。按其相关国家标准《预铺湿铺防水卷材（GB/T 23457-2009）》检测粘结性能，有关数据见表1。

实施例3：

1.具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶的制备方法

其制作方法是首先将35份重交沥青及8份环烷基橡胶油加入带有搅拌装置的立式配料罐中混合升温至140～160℃时，然后依次缓慢加入3份SBS热塑性橡胶、0份SIS热塑性橡胶、0份粉末丁苯橡胶及5份丁基橡胶粉，之后缓慢升温至160～180℃后启动胶体磨“倒罐”研磨2～3遍至无肉眼可见颗粒后，加入1份液体增粘树脂和1份石油树脂降温搅拌至石油树脂熔化均匀后，将改性沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入15份滑石粉保温搅拌均匀后，即可制成具有水泥反应活性的改性沥青自粘胶。

2.卷材的成型制备方法

把预先制备好改性沥青自粘胶泵送至成型生产线的涂布定厚装置，然后在0.12mm厚的高密度聚乙烯交叉层压膜增强层的一侧涂布改性沥青压敏自粘胶，然后在改性沥青压敏自粘胶的外侧覆以褶皱型聚乙烯防粘隔离膜和热反射型聚酯防粘隔离边膜，再经冷却、输送、卷取、计量、切割及包装等工序制成即可具有水泥反应活性的外增强型自粘改性沥青防水卷材产品。按其相关国家标准《预铺湿铺防水卷材（GB/T 23457-2009）》检测粘结性能，有关数据见表1。

实施例4：

1.具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶的制备方法

其制作方法是首先将55份重交沥青及15份芳香基橡胶油等加入带有搅拌装置的立式配料罐中混合升温至140～160℃时，然后依次缓慢加入8份SBS热塑性橡胶、5份SIS热塑性橡胶、5份粉末丁苯橡胶及10份丁基橡胶粉，之后缓慢升温至160～180℃后启动胶体磨“倒罐”研磨2～3遍至无肉眼可见颗粒后，加入5份液体增粘树脂和5份石油树脂降温搅拌至石油树脂熔化均匀后，将改性沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入30份滑石粉保温搅拌均匀后，加入3份白碳黑搅拌均匀即可制成具有水泥反应活性的改性沥青自粘胶。

2.卷材的成型制备方法

参照附图1，把预先制备好改性沥青自粘胶泵送至成型生产线的涂布定厚装置，然后在0.10mm厚的高密度聚乙烯交叉层压膜增强层的一侧涂布改性沥青压敏自粘胶，然后在改性沥青压敏自粘胶的下侧覆以褶皱型聚乙烯防粘隔离膜，在改性沥青压敏自粘胶的外侧设有热反射型聚酯防粘隔离边膜5，再经冷却、输送、卷取、计量、切割及包装等工序制成即可具有水泥反应活性的外增强型自粘改性沥青防水卷材产品。按其相关国家标准《预铺湿铺防水卷材（GB/T 23457-2009）》检测粘结性能，有关数据见表1。

表1 产品粘结性能

通过以上结果可看出，该产品具有优异的水泥反应活性，即具有优异的水泥砂浆或后

浇混凝土粘结性，两者的粘结性能均满足其国家产品标准《预铺湿铺防水卷材（GB/T 23457-2009）》的技术要求。

以上所述仅是本发明的实施例，而非对本发明的特别限定，对于所属领域的技术人员而言，在理解上述技术方案的基础上还可在上述说明的基础上做出不同形式的变动或变换，由此引申出的显而易见的变动或变换仍处于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，其特征是：通过涂油对辊在胎基增强层（3）的一侧或两侧涂覆具有水泥反应活性的改性沥青压敏自粘胶，形成改性沥青压敏自粘胶层（2），然后在改性沥青压敏自粘胶层（2）上覆以防粘隔离膜，制成具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材产品；

胎基增强层（3）采用长纤聚酯胎基或者高密度聚乙烯交叉层压膜或聚酯膜，防粘隔离膜采用热反射型聚酯防粘隔离膜或褶皱型聚乙烯防粘隔离膜；

所述改性沥青压敏自粘胶的组分为，按重量份计：

SBS热塑性橡胶3～8份；SIS热塑性橡胶0～5份；丁基橡胶粉 5～10份；粉末丁苯橡胶 0～5份；重交沥青35～55份；橡胶操作油8～15份；液体增粘树脂1～5份；增粘树脂 1～5份；白碳黑0～3份；滑石粉180目15～30份；

上述的SBS热塑性橡胶为苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物，SIS热塑性橡胶为苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物；橡胶操作油采用石油系橡胶油，增粘树脂采用软化点在90℃～110℃间的石油树脂，白碳黑为合成纳米二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，其特征是，改性沥青压敏自粘胶由以下方法制成：

首先将上述配方量的重交沥青及橡胶操作油加入带有搅拌装置的立式配料罐中混合升温至140～160℃时，然后依次缓慢加入SBS热塑性橡胶、SIS热塑性橡胶、粉末丁苯橡胶及丁基橡胶粉，之后缓慢升温至160～180℃后启动胶体磨“倒罐”研磨2～3遍至无肉眼可见颗粒后，加入液体增粘树脂和石油树脂降温搅拌至石油树脂熔化均匀后，将改性沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入滑石粉保温搅拌均匀后，加入白碳黑搅拌均匀即可制成具有水泥反应活性的改性沥青自粘胶。

3.根据权利要求1所述的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，其特征是：SBS热塑性橡胶采用技术参数包括：分子结构为线型，嵌段比S/B为30/70，分子量为10万的苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物。

4.根据权利要求1所述的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，其特征是：SIS热塑性橡胶为苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物，其技术参数包括：分子结构为线型，嵌段比S/I为15/85，分子量为14万。

5.根据权利要求1所述的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，其特征是：丁基橡胶粉的颗粒直径在40～100目之间。

6.根据权利要求1所述的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，其特征是：粉末丁苯橡胶分子量在25～30万，苯乙烯含量在20～30%。

7.根据权利要求1所述的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，其特征是：重交沥青选用环烷基重交沥青AH-90。

8.根据权利要求1所述的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，其特征是：橡胶操作油采用环烷基橡胶油与芳香基橡胶油以任意比例复配使用。

9.根据权利要求1所述的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，其特征是：液体增粘树脂的闪点大于180℃，玻璃温度在-5～-15℃。

10.根据权利要求1所述的具有水泥反应活性的自粘改性沥青防水卷材的制备方法，其特征是：白碳黑为合成纳米二氧化硅，比表面积为185±20、吸油值为2.4、PH值为5；滑石粉细度为200目、含水率小于0.5%。