CN104057686A - 一种混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法。其技术方案是通过热熔压敏胶涂布机将SIS热熔压敏自粘胶满涂在改性聚乙烯塑料防水主体层上形成SIS热熔压敏自粘层，然后在压敏自粘层上覆以具有水泥反应活性的耐候矿物颗粒功能层和位于卷材一侧边部的防粘隔离边膜；有益效果是：一、是全新的湿粘结技术，卷材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。二、抗冲击和耐穿刺性能优异，能承受直接作用其上的施工荷载及钢筋骨架的冲击。三、具有较强的耐化学腐蚀性，四、施工方便，无需找平层，五、防水卷材与基层空铺，不受基层沉降变形的影响。

Description

一种混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法

技术领域

本发明涉及一种非沥青基的预铺式建筑防水卷材，特别涉及一种混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法。

背景技术

地下防水工程中困扰行业数十年的难题之一是底板以及无施工空间侧墙的防水质量问题。原因有二，其一窜水渗漏。传统的防水材料，只能采用外防内贴防水，防水卷材与基层粘贴，而非与结构混凝土本身粘结。一旦卷材破损，地下水会在防水层和结构混凝土间流动，从混凝土裂缝进入建筑物内部。其二沉降影响。当传统防水材料与基层粘结时，一旦发生地基沉降，基层很容易变形沉降，防水层随之扭曲变形，容易与粘结基层脱开，防水层不能完整封闭，使底板暴露在地下水中。因此如何在底板和侧墙无施工空间侧墙部位为结构混凝土提供直接的满粘防水保护，成为一个挑战。

美国格雷斯公司在1992年发明了预铺防水卷材系统及施工技术，第一次在世界范围内采用高分子自粘胶膜防水卷材实现在底板和侧墙无施工空间侧墙部位与结构混凝土形成满粘，取得了最佳的防水效果。该卷材商品名为“预铺胜（preprufe）防水卷材”，并申请了专利保护。从而揭开了国内预铺防水卷材的研究与应用序幕。

在国内该类防水卷材是20世纪90年代后发展起来的一种新型防水卷材，具有低温与防水性能好、拉力、延伸率高，自粘等优点，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。但目前国内该类防水卷材采用的自粘胶仍以改性沥青类为主，因此导致存在耐老化性能差、预铺施工过程中仍需要设置水泥砂浆保护层等技术缺陷，进而造成施工效率低和潜在的工程风险。解决问题的核心所在是加大高分子类自粘胶的生产应用研究、用以替代国内现用的改性沥青类自粘胶。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201310306309.9，专利名称为《一种具有预铺反粘功能的防水卷材及其制备方法》，该发明公开了一种具有预铺反粘功能的防水卷材，以塑料片材为载体，在塑料片材上刮涂有热熔压敏胶，在热熔压敏胶层上喷涂丙烯酸系隔离保护层，最上层采用PET涂硅隔离膜覆盖。本发明公开的防水卷材具有抗拉强度高、耐撕裂性能好、无毒无味、适应温度范围广、可焊接或自粘搭接、与后浇混凝土形成满粘结、可直接在卷材上行走施工等特点，适用于地下室、人工湖、涵洞、隧洞、地铁等地下防水工程的防水。

文献2，中国专利申请号为201310297231.9，专利名称为《一种免揭型高分子自粘防水卷材及其制备方法》，该发明包括在其上表面的两侧为搭接区、中部为与结构混凝土粘结区的塑料基材，在该塑料基材的上表面热敷有自粘胶层和隔离层。其中构成该免揭型高分子自粘防水卷材结构中的自粘胶层由SBS树脂、SIS树脂、增塑剂、增粘剂、光吸收剂和填料构成；在该自粘胶层上设置有由活性无机颗粒构成的能够与新拌水泥基材料能够产生水化反应的隔离层。该结构的自粘防水卷材使用时无需揭去自粘防水卷材表面的隔离层材料而直接浇筑混凝土，并形成牢固的连接界面。因而具有施工更简便、减少了资源的浪费和与混凝土粘结性能更稳定可靠等优点。

上述公开文献中报道的技术方案均是采用高分子类自粘胶代替改性沥青类自粘胶，基本解决了国内现有产品存在的耐老化性能差和预铺施工过程中仍需要设置水泥砂浆保护层的技术缺陷。但文献1存在施工过程中需要揭除PET涂硅隔离膜，因此存在施工效率低和增加生产成本等缺陷；文献2通过水泥基颗粒隔离层的设置解决了文献1的PET涂硅隔离膜免揭问题，但依旧存在水泥基颗粒隔离层耐水性差和紫外线老化性能的技术缺陷，存在潜在的工程隐患。

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，提供一种混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法。

其技术方案是通过热熔压敏胶涂布机将SIS热熔压敏自粘胶满涂在改性聚乙烯塑料防水主体层（1）上形成SIS热熔压敏自粘层（2），然后在SIS热熔压敏自粘层上覆以具有水泥反应活性的耐候矿物颗粒功能层（3）和位于卷材一侧边部的防粘隔离边膜（4）；

上述的改性聚乙烯塑料防水主体层（1）的组成质量份数为：

高密度聚乙烯树脂60～90份；

线型低密度聚乙烯树脂10～30份；

热塑性弹性体树脂 0～20份；

抗氧剂 0.5～2份；

钛白粉 1～4份；

所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以任意比复配而成；

改性聚乙烯塑料防水主体层（1）的制作方法是：首先将上述配方量的原料加入混料机，混合搅拌3～10分钟；然后将混合料加入到单螺杆挤出机中，挤出成型厚度为0.7～2.0mm的改性聚乙烯塑料防水主体层膜片。

上述的SIS热熔压敏自粘层（2）由以下组分制成：

SIS热塑性橡胶20～40份；

改性剂 0～5份；

环烷基白油10～30份；

石油树脂 30～50份；

聚异丁烯10～30份；

抗氧剂 0.5～2份；

偶联剂 0～2份；

SIS热塑性橡胶为苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物，改性剂是丙烯酸酯聚合物，抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以任意比复配使用，偶联剂采用硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂。

上述的SIS热熔压敏自粘层（2）的制作方法如下：

首先将上述配方量的环烷基白油、聚异丁烯、抗氧剂及石油树脂加入带有搅拌装置的反应釜中混合升温至100～140℃时，物料熔化充分后缓慢加入SIS热塑性橡胶和改性剂，然后充氮气保护下搅拌升温至170～190℃，然后保温搅拌30min以上至无肉眼可见颗粒后，然后加入偶联剂降温搅拌均匀后加入到热熔压敏胶涂布机中，通过热熔压敏胶涂布机将0.3mm～0.5mm的热熔压敏自粘胶满涂在改性聚乙烯塑料防水卷材主体层上形成压敏自粘层。

上述的苯乙烯—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。

上述的硅烷偶联剂采用氨基硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂采用单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂。

上述的耐候矿物颗粒功能层（3）是以高铝矾土、氧化铝等复配料原料，经过包含粉碎、烧制、冷却、粉碎、筛选、水洗及烘干等工序的窑炉烧成法生产的人工合成砂，其的尺寸范围是20-80目，但以30-50目的为主。

本发明具有以下特点：其一是为不规则扁平多角状、具有良好的级配，有效提高了与胶膜的接触面，从而提高黏附牢固性和对胶粘层的有效防护，同时杜绝了尖型颗粒对聚乙烯膜的损伤破坏；其二是优异的耐候性和耐水性，在其保护下可有效杜绝自粘胶长期暴露在空气中形成的紫外线老化问题等；其三是具有水泥反应活性，在混凝土的凝固过程中充当反应结合层的角色；其四是具有防粘功能，确保生产及运输中起防粘结功能，在施工过程中使卷材具有抗人员踩踏。

本发明与现有技术相比，提供的一种混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材及其制备方法，不仅解决了国内现有产品的技术缺陷，而且还具有显著的施工效率高、耐水性好等技术优势。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。

该预铺防水卷材的多层复合结构使其具有“预铺反粘”功能，其技术原理是：施工时将该卷材预先空铺或临时固定在混凝土表面或符合要求的压实砂土垫层上；然后在无需铺设水泥砂浆保护层的情况下，直接在卷材上进行绑扎钢筋、支模板等工序，之后将混凝土直接浇注在预铺好的防水卷材的耐候矿物颗粒功能层上，在混凝土浇注过程中耐候矿物颗粒表面的活性官能团在硅酸盐水泥固化过程中，能与水泥中的硅酸根形成化合物，产生化学键产生“化学键合力”，从而使特制耐候矿物颗粒与混凝土间形成更强的化学机械“铆固力”。同时SIS热熔压敏自粘胶和混凝土中未初凝的水泥浆在压力作用下，通过蠕变，相向渗过耐候矿物颗粒的间隙，形成巨大的分子间力。因此水泥固化后在粘合界面上形成“分子间力”+ “化学键合力”+“机械铆固”等合力形成粘接力，进而在混凝土固化后形成连续永久牢固的粘接。彻底消除了窜水通道，形成“皮肤式”的防水体系，即便是防水层局部破坏时，外来水也不会在防水层和结构混凝土之间窜流。进而其防水性能有了显著的提高。

该卷材的改性聚乙烯塑料防水主体层与我们称为“白色污染”的塑料袋属于同一类材料，在地下可百年不腐，其具有高强度、高延伸率、抗冲击和耐穿刺性能优异等特点，能承受直接作用在其上的施工荷载及钢筋骨架的冲击。同时甲烷气体及水蒸气透过率也低于同类产品；SIS热熔压敏自粘胶类似于家用粘接挂钩上的不干胶，能够提供很好的粘接性能，可承受结构产生的裂纹影响，且自身耐水性能极佳；耐候矿物颗粒功能层是一种特殊的矿物颗粒，既可使卷材在施工时可适当外露，同时提供不粘的表面供工人行走进行后续施工。

本发明的有益效果是：

采用本发明的制造工艺生产出的混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材，不仅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，而且还具有显著的施工效率高、耐水性好等技术优势。另外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。

本发明重要特点是：

一、全新的湿粘结技术，卷材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。

二、抗冲击和耐穿刺性能优异，能承受直接作用其上的施工荷载及钢筋骨架的冲击，而不需要格外的保护，而直接实施钢筋混凝土浇筑。

三、具有较强的耐化学腐蚀性，对来自混凝土的碱水有很好的抵抗性，不受生活垃圾及生物侵害，防霉，耐腐蚀。

四、施工方便，无需找平层，对基层要求低，不受天气及基层潮湿影响，雨季施工及赶工期工程有其独特的明显优势，也无需耗时又耗财力的水泥砂浆保护层。

五、SIS热熔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。

六、防水卷材与基层空铺，不受基层沉降变形的影响。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

1.改性聚乙烯塑料防水主体层的制备方法

首先将70份高密度聚乙烯树脂、30份线型低密度聚乙烯树脂、10份热塑性弹性体树脂、0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂168及2份钛白粉加入混料机，混合搅拌5分钟；然后将混合料加入到单螺杆挤出机中，挤出成型厚度为0.8mm的改性聚乙烯塑料防水主体层膜片。其操作工艺参数分别为螺杆温度为140～210℃、模具温度为190～220℃及三辊温度为40～70℃。

2.SIS热熔压敏自粘胶的制备方法

首先将15份环烷基白油、20份聚异丁烯、0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂168及45份软化点100℃的石油树脂加入带有搅拌装置的反应釜中混合升温至100～140℃时，物料熔化充分后缓慢加入20份SIS热塑性橡胶和3份改性剂，然后充氮气保护下搅拌升温至180～190℃，然后保温搅拌30min以上至无肉眼可见颗粒后，然后加入1份氨基硅烷偶联剂降温搅拌均匀备用。

3.卷材的复合成型制备方法

把预先制备好SIS热熔压敏自粘胶加入到热熔压敏胶涂布机中，通过热熔压敏胶涂布机将0.4mm的热熔压敏自粘胶满涂在0.8mm厚改性聚乙烯塑料防水主体层上形成压敏自粘层。然后在位于卷材一侧边部覆以8～10cm宽的防粘隔离边膜后，然后通过撒砂机在压敏自粘层上覆以具有水泥反应活性的耐候矿物颗粒功能层。然后经过牵引压实、冷却定型、卷取、计量、切割及包装等工序制成1.2mm厚的可混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材产品。按其相关国家标准《预铺湿铺防水卷材（GB/T 23457-2009）》检测产品性能，有关数据见表1。

上述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以任意比复配而成；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。改性剂是丙烯酸酯聚合物，抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以任意比复配使用，偶联剂采用硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂；所述的硅烷偶联剂采用氨基硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂采用单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂；所述的耐候矿物颗粒功能层（3）是以高铝矾土、氧化铝等复配料原料，经过包含粉碎、烧制、冷却、粉碎、筛选、水洗及烘干等工序的窑炉烧成法生产的人工合成砂，其的尺寸范围是20-80目，但以30-50目的为主。

实施例2：

1.改性聚乙烯塑料防水主体层的制备方法

首先将90份高密度聚乙烯树脂、30份线型低密度聚乙烯树脂,20份热塑性弹性体树脂、0.8份抗氧剂1010、1.2份抗氧剂168及4份钛白粉加入混料机，混合搅拌5分钟；然后将混合料加入到单螺杆挤出机中，挤出成型厚度为1.0mm的改性聚乙烯塑料防水主体层膜片。其操作工艺参数分别为螺杆温度为140～210℃、模具温度为190～220℃及三辊温度为40～70℃。

2.SIS热熔压敏自粘胶的制备方法

首先将30份环烷基白油、30份聚异丁烯、0.8份抗氧剂1010、1.2份抗氧剂168及50份软化点110℃的石油树脂加入带有搅拌装置的反应釜中混合升温至100～140℃时，物料熔化充分后缓慢加入40份SIS热塑性橡胶和5份改性剂，然后充氮气保护下搅拌升温至180～190℃，然后保温搅拌30min以上至无肉眼可见颗粒后，然后加入2份单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂降温搅拌均匀备用。

3.卷材的复合成型制备方法

把预先制备好SIS热熔压敏自粘胶加入到热熔压敏胶涂布机中，通过热熔压敏胶涂布机将0.5mm的热熔压敏自粘胶满涂在1.0mm厚改性聚乙烯塑料防水主体层上形成压敏自粘层。然后在位于卷材一侧边部覆以8～10cm宽的防粘隔离边膜后，然后通过撒砂机在压敏自粘层上覆以具有水泥反应活性的耐候矿物颗粒功能层。然后经过牵引压实、冷却定型、卷取、计量、切割及包装等工序制成1.5mm厚的可混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材产品。按其相关国家标准《预铺湿铺防水卷材（GB/T 23457-2009）》检测产品性能，有关数据见表1。

表1 产品物理性能

通过以上结果可看出，该产品具有优异的物理性能，按物理性能原高于其相关国家标准《预铺湿铺防水卷材（GB/T 23457-2009）》产品性能要求。

实施例3：

1.改性聚乙烯塑料防水主体层的制备方法

首先将60份高密度聚乙烯树脂、10份线型低密度聚乙烯树脂、0.5份抗氧剂1010及1份钛白粉加入混料机，混合搅拌5分钟；然后将混合料加入到单螺杆挤出机中，挤出成型厚度为1.0mm的改性聚乙烯塑料防水主体层膜片。其操作工艺参数分别为螺杆温度为140～210℃、模具温度为190～220℃及三辊温度为40～70℃。

2.SIS热熔压敏自粘胶的制备方法

首先将10份环烷基白油、10份聚异丁烯、0.5份抗氧剂168及30份软化点110℃的石油树脂加入带有搅拌装置的反应釜中混合升温至100～140℃时，物料熔化充分后缓慢加入20份SIS热塑性橡胶和0份改性剂，然后充氮气保护下搅拌升温至180～190℃，然后保温搅拌30min以上至无肉眼可见颗粒后，降温搅拌均匀备用。

3.卷材的复合成型制备方法

把预先制备好SIS热熔压敏自粘胶加入到热熔压敏胶涂布机中，通过热熔压敏胶涂布机将0.5mm的热熔压敏自粘胶满涂在1.0mm厚改性聚乙烯塑料防水主体层上形成压敏自粘层。然后在位于卷材一侧边部覆以8～10cm宽的防粘隔离边膜后，然后通过撒砂机在压敏自粘层上覆以具有水泥反应活性的耐候矿物颗粒功能层。然后经过牵引压实、冷却定型、卷取、计量、切割及包装等工序制成1.5mm厚的可混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材产品。

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 (6)

1.一种混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法，其特征是：通过热熔压敏胶涂布机将SIS热熔压敏自粘胶满涂在改性聚乙烯塑料防水主体层（1）上形成SIS热熔压敏自粘层（2），然后在SIS热熔压敏自粘层（2）上覆以具有水泥反应活性的耐候矿物颗粒功能层（3）和位于卷材一侧边部的防粘隔离边膜（4）；

上述的改性聚乙烯塑料防水主体层（1）的组成质量份数为：

高密度聚乙烯树脂60～90份；

线型低密度聚乙烯树脂10～30份；

热塑性弹性体树脂 0～20份；

抗氧剂 0.5～2份；

钛白粉 1～4份；

所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以任意比复配而成；

改性聚乙烯塑料防水主体层（1）的制作方法是：首先将上述配方量的原料加入混料机，混合搅拌3～10分钟；然后将混合料加入到单螺杆挤出机中，挤出成型厚度为0.7～2.0mm的改性聚乙烯塑料防水主体层膜片。

2.根据权利要求1所述的混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法，其特征是：所述的SIS热熔压敏自粘层（2）由以下组分制成：

SIS热塑性橡胶20～40份；

改性剂 0～5份；

环烷基白油10～30份；

石油树脂 30～50份；

聚异丁烯10～30份；

抗氧剂 0.5～2份；

偶联剂 0～2份；

SIS热塑性橡胶为苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物，改性剂是丙烯酸酯聚合物，抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以任意比复配使用，偶联剂采用硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂。

3.根据权利要求2所述的混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法，其特征是：所述的SIS热熔压敏自粘层（2）的制作方法如下：

首先将上述配方量的环烷基白油、聚异丁烯、抗氧剂及石油树脂加入带有搅拌装置的反应釜中混合升温至100～140℃时，物料熔化充分后缓慢加入SIS热塑性橡胶和改性剂，然后充氮气保护下搅拌升温至170～190℃，然后保温搅拌30min以上至无肉眼可见颗粒后，然后加入偶联剂降温搅拌均匀后加入到热熔压敏胶涂布机中，通过热熔压敏胶涂布机将0.3mm～0.5mm的热熔压敏自粘胶满涂在改性聚乙烯塑料防水卷材主体层上形成压敏自粘层。

4.根据权利要求2所述的混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法，其特征是：所述的苯乙烯—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2所述的混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法，其特征是：所述的硅烷偶联剂采用氨基硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂采用单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂。

6.根据权利要求1所述的混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材的制备方法，其特征是：所述的耐候矿物颗粒功能层（3）是以高铝矾土、氧化铝等复配料原料，经过包含粉碎、烧制、冷却、粉碎、筛选、水洗及烘干等工序的窑炉烧成法生产的人工合成砂，其的尺寸范围是20-80目。