CN104789148A - 一种免揭型自粘橡胶止水带及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑物的防水材料技术领域，具体地讲公开了一种免揭型自粘橡胶止水带及其制备方法。其主要技术方案为：即该橡胶止水带由橡胶基材、粘贴于该基材一侧面的高分子自粘胶层和隔离层组成。其中橡胶基材由天然橡胶、ZnO、硬脂酸、防老剂、补强剂、操作油、功能填料和硫化剂通过挤出工艺制备、高分子自粘胶层由SBS或/和SIS树脂软化油、防老剂、补强剂、操作油、功能填料和抗氧剂通过搅拌器融化形成、隔离层由天然沸石、偏高岭土、硅灰石和硬脂酸搅拌混合构成，然后将所制备的高分子自粘胶层和隔离层涂敷在橡胶基材上压延构成。该止水带具有自粘层和混凝土界面层牢固的连接在一起，极大的提高了橡胶止水带与混凝土之间的粘接，有效的解决了伸缩缝，变形缝和施工缝的漏水、串水问题。

Description

一种免揭型自粘橡胶止水带及其制备方法

技术领域

    本发明属于建筑物的防水工程配件技术领域，具体地涉及一种免揭型自粘橡胶止水带及其制备方法。

背景技术

橡胶止水带利用橡胶的高弹性和压缩变形性的特点，在各种载荷下产牛弹性变形，从而起到有效坚固密封，防止建筑结构的漏水和渗水问题。它主要用于混凝土现浇时设在施工缝、接缝及变形缝内与混凝土结构成为一体的基础工程。橡胶止水带的防水效果取决于止水带与混凝土的粘接效果，在止水带受力的情况下容易产生绕渗，最终失去防水效果。自粘止水带的防水机理就是利用止水带中的自粘层与混凝土有效粘接来封闭止水带渗水通道，从而实现防水功能，比如丁基腻子和改性沥青类的自粘层。该类自粘层与混凝土的粘结力源于分子之间的范德华力或者氢键等次级键，是一种物理作用力。随着时间延长，其中油类物质挥发，小分子迁移，会导致与混凝土界面间粘接力会急剧下降。

自粘止水带的隔离材料多为PET隔离膜，PE 隔离膜，隔离纸。施工过程前，必须将自粘层表面的隔离材料除去，然而在实际施工中由于各种因素往往导致隔离材料不易除去或者隔离材料残留在高分子自粘胶层上，甚至出现高分子自粘胶层被粘连揭下等现象。这些均严重影响了施工质量，导致工程存在渗水隐患。

另外，中国专利申请号为CN 103334409 A的发明专利申请公布了一种免揭型高分子自粘防水卷材及其制备方法。其主要技术方案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。该活性无机颗粒是活性二氧化硅，通过工艺辊将其压入自粘胶层之间，与自粘胶层之间无化学粘接，因此存在粘接力弱的缺陷。

发明的内容

本发明的第一目的就是提供一种免揭型自粘橡胶止水带。

本发明的第二目的就是提供一种制备上述免揭型自粘橡胶止水带的方法。

实现本发明第一目的采用的技术方案为：

一种免揭型橡胶止水带，由构成防水基础层的橡胶基材、具有自粘功能的中间高分子自粘胶层和隔离层组成；其中，

     所述的橡胶基材的构成包括下列重量份的组分：

  天然橡胶   100

  ZnO 4～5

  硬脂酸 1.5～2

  防老剂 1～3   

  补强剂 50～60

      操作油 8～12

  功能填料 20～30

  硫化剂 1.5～3.5，

     所述的中间高分子自粘胶层的构成包括下列重量份的组分：

     热塑性弹性体30～60

     软化油5～20

     增黏树脂30～60

     填充剂1～5

  抗氧剂0.1～1，

      所述的隔离层的构成包括下列重量份的组分：

     天然沸石60～80

     偏高岭土20～30

     硅灰石10～20

     硬脂酸 0.1～2。

 实现本发明第二目的采用的技术方案包括：

制备上述免揭型橡胶止水带的步骤为：

第一步，橡胶基材制备包括: 按比例取天然橡胶、ZnO、硬脂酸、防老剂、补强剂、操作油、功能填料和硫化剂通过挤出工艺制备出橡胶基材；

第二步，高分子自粘胶层的制备包括：先将软化油、增黏树脂、填充剂和抗氧剂加入反应釜中加热，温度控制在170～180℃，同时开启搅拌器搅拌；待上述物料全部融化后，加入自粘层主体材料热塑性弹性体、温度保持170℃～190℃之间，待物料全部融化后，保温在160～170℃继续搅拌1.0～1.5h即形成高分子自粘胶；

第三步，隔离层预处理工艺包括：

在100～120℃条件下，将上述无机颗粒和硬脂酸放入高速研磨机中高速共混15～20min，冷却备用；

    第四步，待自粘胶降温到后，在所制备的构成防水层的橡胶基材上表面涂覆高分子自粘胶层，并覆盖上隔离层；将三者用双金属辊进行挤压热复合，成型，收卷制成免揭型橡胶止水带。

    本发明所提供的免揭型橡胶止水带及其制备方法与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于利用高分子自粘胶层使传统橡胶止水带具有自粘功能，利用能与现浇混凝土反应的隔离层替代传统的隔离膜，一方面该隔离层可以与高分子自粘胶层之间形成化学键，同时隔离高分子自粘胶层，便于橡胶止水带的加工、收卷以及现场施工；另一方面，该填料层具有潜在的反应活性，可与现浇混凝土发生反应，实现与混凝土界面间的化学粘接；该隔离层如同“桥梁”，将高分子自粘层和混凝土界面层牢固的连接在一起，极大的提高了橡胶止水带与混凝土之间的粘接，有效的解决了伸缩缝，变形缝和施工缝的漏水、串水问题。

附图说明

图1是本发明提供的免揭型橡胶止水带的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明具有自愈功能的反应型高分子自粘防水卷材结构及工作原理做进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供的免揭型橡胶止水带的结构示意图。构成该橡胶止水带的结构包括橡胶基材1、粘贴于该基材一侧面的中间高分子自粘胶层2和隔离层3组成。其中橡胶基材可以是普通的止水带，包括中埋止水带，背贴止水带，或者是伸缩缝，变形缝等普通橡胶类止水产品。

    上述免揭型橡胶止水带的制备步骤：

第一步，所述的橡胶基材制备包括: 按额定的组分配比，利用传统挤出工艺生产出厚度在8—10毫米的橡胶基材；

第二步，所述高分子自粘胶层的制备包括：先将软化油、增黏树脂、填充剂和抗氧剂加入反应釜中加热，温度控制在170～180℃，同时开启搅拌器搅拌；待上述物料全部融化后，加入自粘层主体材料热塑性弹性体、温度保持170℃～190℃之间，待物料全部融化后，保温在160～170℃继续搅拌1.0～1.5h即形成高分子自粘胶；

第三步，所述的隔离层预处理工艺包括：

在100～120℃条件下，将天然沸石、偏高岭土和硅灰石无机颗粒和硬脂酸放入高速研磨机中个高速共混15～20min，冷却备用；在高速研磨机中，无机颗粒表面被激活，和硬脂酸发生反应，表面带有可以自粘胶层可以反应的官能团，可以实现与自粘胶层的有机结合；

    第四步，待自粘胶降温到合适温度后，在所制备的防水层的上表面涂覆厚度在0.5—0.8毫米的高分子自粘胶层，并覆盖上2.0—3.5毫米厚的又由天然沸石、偏高岭土和硅灰石无机颗粒和硬脂酸研磨后构成的隔离层；将三者用双金属辊进行挤压热复合，成型，收卷制成免揭型橡胶止水带。

    其上述制备免揭型橡胶止水带的具体实施例为：

     ——构成上述的橡胶止水带基材 由100重量份的天然橡胶以及以下规定的重量份内的组分构成，即4～5重量份的ZnO、1.5～2.0重量份的硬脂酸、1.0～3.0重量份的防老剂、 50～60重量份的补强剂、8～12重量份的操作油、20～30重量份的功能填料和1.5～3.5重量份的硫化剂；

上述材料的构成中，天然橡胶具有优异的阻隔水，并且经过适当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质，是基材的主料；氧化锌具有促进天然橡胶的硫化、活化和补强防老的功能，有助于提高橡胶制品的撕裂强度及耐磨性，降低产品不良率，由市售的工业级产品充任；硬脂酸由市售的工业级产品充任，做补强剂的炭黑具有赋予橡胶拉伸强度、撕裂强度、耐磨和抗老化的功效，由市售的N550型产品充任；功能性填料可使橡胶基材与自粘胶层粘接牢固，耐久性得到改善，由改性后的微硅粉充任；操作油可减少混炼过程中动力的消耗，促进各种辅料的均匀分散，提高橡胶的伸长率和回弹性功能，由市售的石蜡基油品充任；硫化体系使橡胶基材具有良好的物理机械性能，加工工艺，由市售的工业级S，CZ，DM通过一定比例复配实现；的防老体系，可提高橡胶基材的抗热氧老化能力和抗臭氧能力，由4010NA、RD、4020或CTU单独或复配充任即可。

构成高分子自粘胶层的材料，

实施例1：由50重量份的SBS、20重量份的软化油、34重量份的碳五石油树脂、15重量份的古马隆树脂、3重量份的金红石钛白粉和0.2重量份的抗氧剂1010构成；

实施例2：由48重量份的SBS、20重量份的SIS、15重量份的软化油、32重量份的碳九石油树脂、12重量份的古马隆树脂、2.5重量份的金红石钛白粉和0.3重量份的抗氧剂1010构成；

实施例3：由40重量份的SBS、15重量份的SIS、12重量份的软化油、35重量份的碳五石油树脂、18重量份的古马隆树脂、3.5重量份的金红石钛白粉和0.4重量份的抗氧剂1010构成；

实施例4：由12重量份的SIS、18重量份的软化油、38重量份的碳九石油树脂、16重量份的古马隆树脂、4.0重量份的金红石钛白粉和0.1重量份的抗氧剂1010构成；

实施例5：由44重量份的SBS、18重量份的SIS、16重量份的软化油、40重量份的碳五石油树脂、14重量份的古马隆树脂、2.0重量份的金红石钛白粉和0.25重量份的抗氧剂1010构成；

实施例6：由46重量份的SBS、16重量份的SIS、14重量份的软化油、30重量份的碳九石油树脂、20重量份的古马隆树脂、3.2重量份的金红石钛白粉和0.15重量份的抗氧剂1010构成；

另外，在上述实施例中，増黏树脂可以选用碳五石油树脂或碳九石油树脂；软化油可以在脂肪族矿物油或环烷油中选用；填充剂除金红石钛白粉外，还可以选择滑石粉或纳米钙；抗氧剂可以使用受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。

构成隔离层的材料，

实施例1：65重量份的天然沸石，28重量份的偏高岭土、12重量份的硅灰石、1.0重量份的硬脂酸；

实施例2：75重量份的天然沸石，29重量份的偏高岭土、18重量份的硅灰石、1.5重量份的硬脂酸；

实施例3：70重量份的天然沸石，21重量份的偏高岭土、15重量份的硅灰石、1.0重量份的硬脂酸；

实施例4：65重量份的天然沸石，28重量份的偏高岭土、12重量份的硅灰石、1.6重量份的硬脂酸；

实施例5：62重量份的天然沸石，25重量份的偏高岭土、16重量份的硅灰石、0.2重量份的硬脂酸；

实施例6：65重量份的天然沸石，28重量份的偏高岭土、12重量份的硅灰石、1.0重量份的硬脂酸。    

     利用该橡胶止水带时，构成隔离层中的天然沸石和偏高岭土都可参与到水泥水化过程中。具体反应如下：

天然沸石在高碱性的溶液中格架状构造开始分解

³⁺Si-O-Si³⁺和6OH^-反应形成2[SiO(OH)₃]^-

             ³⁺Si-O-Al³⁺和7OH^-反应形成[SiO(OH)₃]^- 和[Al (OH)₄]^-

解聚后的[SiO(OH)₃]^-和[Al(OH)₄]^-进入溶液并与Ca²⁺结合形成水化硅酸钙(CSH)和水化铝酸钙(CAH)，降低了液相中的Ca（OH）₂浓度生成对强度贡献较大的CSH和CAH凝胶。另外由于天然沸石内在的格架状结构内部孔隙具有巨大的内表面能，亲水性较强，其内部的孔吸收拌和水克服了混凝土泌水性而使混凝土黏性增加，进一步改善了高分子自粘胶层-混凝土的界面。当水泥持续水化过程中需要用水时，被其吸附的水又能逐渐释放出来．对水泥的水化起到自养护作用；同时内部产生自真空作用使自粘胶层和混凝土界面间接触更密．最终使两个界面凝结成一个致密的整体。

偏高岭土中的活性成分无水硅酸铝与水泥水化中的氢氧化钙生成具有凝胶性质的水化钙铝黄长石和二次C-S-H凝胶，这些水化物后期仍不断生长，显著增强界面间强度。

     硅灰石能作为界面增强剂的原因在于具有特殊的结构。硅灰石是一种天然链状偏硅酸盐矿物，结构式为Ca3（Si3O9），SiO₄骨架链和CaO₆面体柱形成的复合单链是硅灰石结晶结构的基本单元。当高长径比硅灰石粉（15~20：1）其粉碎成细小颗粒时，仍保持针状形态。硅灰石粉能与现浇混凝土发生化学反应，但不是所有的硅灰石都参与到水泥的水化过程中，在水泥水化后期仍然存在较多的硅灰石晶体，他以网状形式分散在两者界面间，起到加筋作用，在受到外力的作用时，可以防止现浇混凝土中的微细裂纹的发展，具有机械增强功能。

Claims (2)

1.一种免揭型橡胶止水带，由构成防水基础层的橡胶基材、具有自粘功能的中间高分子自粘胶层和隔离层组成；其中，

     所述的橡胶基材的构成包括下列重量份的组分：

  天然橡胶 100

  ZnO 4～5

  硬脂酸 1.5～2

  防老剂 1～3

  补强剂 50～60

      操作油 8～12

  功能填料 20～30

  硫化剂 1.5～3.5，

     所述的中间高分子自粘胶层的构成包括下列重量份的组分：

     热塑性弹性体30～60

     软化油5～20

     增黏树脂30～60

     填充剂1～5

  抗氧剂0.1～1，

      所述的隔离层的构成包括下列重量份的组分：

     天然沸石60～80

     偏高岭土20～30

     硅灰石10～20

     硬脂酸 0.1～2。

2.制备一种免揭型橡胶止水带的步骤为：

第一步，橡胶基材制备包括: 按比例取天然橡胶、ZnO、硬脂酸、防老剂、补强剂、操作油、功能填料和硫化剂通过挤出工艺制备出橡胶基材；

第二步，高分子自粘胶层的制备包括：先将软化油、增黏树脂、填充剂和抗氧剂加入反应釜中加热，温度控制在170～180℃，同时开启搅拌器搅拌；待上述物料全部融化后，加入自粘层主体材料热塑性弹性体、温度保持170℃～190℃之间，待物料全部融化后，保温在160～170℃继续搅拌1.0～1.5h即形成高分子自粘胶；

第三步，隔离层预处理工艺包括：

在100～120℃条件下，将上述无机颗粒和硬脂酸放入高速研磨机中高速共混15～20min，冷却备用；

    第四步，待自粘胶降温到后，在所制备的构成防水层的橡胶基材上表面涂覆高分子自粘胶层，并覆盖上隔离层；将三者用双金属辊进行挤压热复合，成型，收卷制成免揭型橡胶止水带。