CN104789149A - 偶联剂改性反应型高分子自粘止水带及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于止水带及制备方法技术领域，公开了一种偶联剂改性反应型高分子自粘止水带及其制备工艺。其主要技术特征为：包括止水带基材，在所述止水带基材两端与混凝土结合处表面设置有改性高分子自粘胶层，在所述改性高分子自粘胶层表面设置有隔离膜，所述改性高分子自粘胶层包括有下列重量份的成分：热塑性弹性体SIS：50~70；增粘树脂：40~60；偶联剂：2~4；增塑剂环烷油：15~20；着色剂钛白粉：2~5；紫外线吸收剂：1~2；填料：2~5；抗氧剂：1~2。偶联剂改性的反应型高分子自粘止水带通过偶联剂改性高分子自粘胶，经改性的高分子自粘胶与结构混凝土之间除具有基本的物理粘接作用外还具有化学键合，使橡胶基材与结构混凝土牢牢地结合在一起，粘接力不会随着时间的延续而减弱。
Description
技术领域
本发明属于止水带及其制备方法技术领域，尤其涉及一种偶联剂改性反应型高分子自粘止水带及其制备工艺。
背景技术
传统的埋入式止水带，由于止水带的基材与混凝土的粘结不够牢固， 在长期承受水压力情况下会引起渗水。混凝土震捣时止水带易错位变形、止水带周围的混凝土不易密实现象，止水带与混凝土之间的粘结力很小，易造成止水带与混凝土连接处部位渗漏，再加上地质情况变化，地面沉降等原因，混凝土蠕变会造成止水带变形撕裂，从而达不到止水效果。目前的自粘止水带的自粘层与混凝土的粘接强度大多属于物理粘接，自粘胶与混凝土之间没有产生化学键合，随着时间的延长，自粘层与混凝土之间的粘接强度逐渐降低，最终产生漏水，窜水事故。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种止水效果好、粘接牢固、使用寿命长的偶联剂改性反应型高分子自粘止水带。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：包括带有止水区的止水带基材，在所述止水带基材的止水区与混凝土结合处表面设置有改性高分子自粘胶层，在所述改性高分子自粘胶层表面设置有隔离膜，所述改性高分子自粘胶层包括有下列重量份的成分：热塑性弹性体SIS：50~70；增粘树脂：40~60；偶联剂：2~4；增塑剂环烷油：15~20；着色剂钛白粉：2~5；紫外线吸收剂：1~2；填料：2~5；抗氧剂：1~2。
其附加技术特征为：
所述改性高分子自粘胶层包括有下列重量份的成分：热塑性弹性体SIS：58~62；增粘树脂：49~51；偶联剂：2.5~3.2；增塑剂环烷油：17~18；着色剂钛白粉：3.5~3.7；紫外线吸收剂：1.5~1.6；填料：3.5~4；抗氧剂：1.5~1.6；
所述的偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铬络合物偶联剂中的一种或多种；
所述的填料包括氧化锌粉、碳酸钙、高岭土粉和软木粉中的一种或多种。
本发明解决的第二个技术问题就是提供一种上述偶联剂改性反应型高分子自粘止水带的制备工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
该制备工艺包括下述步骤：
第一步，称取原料
按权利要求1中的比例称取热塑性弹性体SIS、增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料；
第二步 改性高分子自粘胶的制备
将反应釜加热到160~180℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在160~180℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在100~150转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温1.5 h~2 h；
第三步 止水带基材涂覆改性高分子自粘胶
首先将止水带基材在80~100℃的温度下预热3~5分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至150~170℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用30~50牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
其附加技术特征为：
在所述第二步改性高分子自粘胶的制备步骤中，将反应釜加热到169~171℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在169~171℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在130~135转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温1.7 h~1.8 h；在所述第三步止水带基材止水区涂覆改性高分子自粘胶步骤中，将止水带基材在89~91℃的温度下预热3~4分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至159~161℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，改性高分子自粘胶层的厚度为0.5mm~1mm，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用39~41牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
本发明所提供的偶联剂改性反应型高分子自粘止水带与现有技术相比，具有以下优点：包括带有止水区的止水带基材，在所述止水带基材的止水区与混凝土结合处表面设置有改性高分子自粘胶层，在所述改性高分子自粘胶层表面设置有隔离膜，所述改性高分子自粘胶层包括有下列重量份的成分：热塑性弹性体SIS：50~70；增粘树脂：40~60；偶联剂：2~4；增塑剂环烷油：15~20；着色剂钛白粉：2~5；紫外线吸收剂：1~2；填料：2~5；抗氧剂：1~2，偶联剂改性的反应型高分子自粘止水带通过偶联剂改性高分子自粘胶，经改性的高分子自粘胶与结构混凝土之间除具有基本的物理粘接作用外还具有化学键合，使橡胶基材与结构混凝土牢牢地结合在一起，粘接力不会随着时间的延续而减弱。具体反应过程如下所述（以硅烷偶联剂为例）：硅烷偶联剂的一般分子式为RnSiX（4-n）（n<4自然数），其特点是分子结构中含有两种以上的不同反应基团，其中R基团是非水解可与有机物反应的基团，如乙烯基、烯丙基、环氧基等，X基团可水解后可与无机材料反应的基团，如：甲氧基、乙氧基、酰氧基等。在制备高分子自粘胶的过程中，硅烷偶联剂通过R基团与热塑性弹性体或增粘树脂发生化学键合或形成螯合、氢键等。当结构混凝土浇注在止水带上时，偶联剂上的X基团水解成相应的硅醇，生成的硅醇缩合成齐聚物；混凝土在凝固过程中会生成—OH，生成的—OH与偶联剂生成齐聚物形成氢键，在混凝土干燥过程中伴随失水而与混凝土之间形成共价键，将止水带基材与结构混凝土牢固的结合在一起。
附图说明
图1为本发明偶联剂改性反应型高分子自粘施工缝中埋止水带的结构示意图；
图2是本发明偶联剂改性反应型高分子自粘变形缝中埋止水带的结构示意图；
图3是本发明偶联剂改性反应型高分子自粘背贴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偶联剂改性反应型高分子自粘止水带的结构和使用原理做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明偶联剂改性反应型高分子自粘施工缝中埋止水带和偶联剂改性反应型高分子自粘变形缝中埋止水带的结构示意图；其结构包括由橡胶材料或塑料材料制得的止水带基材1、在止水带基材上带有止水区4，在止水带基材的止水区4与混凝土结合处表面设置有改性高分子自粘胶层2，在改性高分子自粘胶层2表面设置有隔离膜3，改性高分子自粘胶层2可以与混凝土界面之间形成化学键合作用。
如图3所示，偶联剂改性反应型高分子自粘背贴止水带的结构示意图，括由橡胶材料或塑料材料制得的止水带基材1、在止水带基材上带有止水区4，在止水带基材的止水区4与混凝土结合处表面设置有改性高分子自粘胶层2，在改性高分子自粘胶层2表面设置有隔离膜3。
改性高分子自粘胶层2包括有下列重量份的成分：
热塑性弹性体SIS：50~70；增粘树脂：40~60；偶联剂：2~4；增塑剂环烷油：15~20；着色剂钛白粉：2~5；紫外线吸收剂：1~2；填料：2~5；抗氧剂：1~2。
作为本发明的进一步改进，改性高分子自粘胶层2包括有下列重量份的成分：
所述改性高分子自粘胶层包括有下列重量份的成分：热塑性弹性体SIS：58~62；增粘树脂：49~51；偶联剂：2.5~3.2；增塑剂环烷油：17~18；着色剂钛白粉：3.5~3.7；紫外线吸收剂：1.5~1.6；填料：3.5~4；抗氧剂：1.5~1.6；
所述的偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铬络合物偶联剂；
所述的填料包括氧化锌粉、碳酸钙、高岭土粉和软木粉。
该制备工艺包括下述步骤：
第一步，称取原料
按比例称取热塑性弹性体SIS、增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料；
第二步 改性高分子自粘胶的制备
将反应釜加热到160~180℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在160~180℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在100~150转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温1.5 h~2 h；
第三步 止水带基材涂覆改性高分子自粘胶
首先将止水带基材在80~100℃的温度下预热3~5分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至150~170℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用30~50牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
作为本制备方法的进一步改进，在所述第二步改性高分子自粘胶的制备步骤中，将反应釜加热到169~171℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在169~171℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在130~135转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温1.7 h~1.8 h；在所述第三步止水带基材涂覆改性高分子自粘胶步骤中，将止水带基材在89~91℃的温度下预热3~4分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至159~161℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用39~41牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
偶联剂改性的反应型高分子自粘止水带通过偶联剂改性高分子自粘胶，经改性的高分子自粘胶与结构混凝土之间除具有基本的物理粘接作用外还具有化学键合，使橡胶基材与结构混凝土牢牢地结合在一起，粘接力不会随着时间的延续而减弱。具体反应过程如下所述（以硅烷偶联剂为例）：硅烷偶联剂的一般分子式为RnSiX（4-n）（n<4自然数），其特点是分子结构中含有两种以上的不同反应基团，其中R基团是非水解可与有机物反应的基团，如乙烯基、烯丙基、环氧基等，X基团可水解后可与无机材料反应的基团，如：甲氧基、乙氧基、酰氧基等。在制备高分子自粘胶的过程中，硅烷偶联剂通过R基团与热塑性弹性体或增粘树脂发生化学键合或形成螯合、氢键等。当结构混凝土浇注在止水带上时，偶联剂上的X基团水解成相应的硅醇，生成的硅醇缩合成齐聚物；混凝土在凝固过程中会生成—OH，生成的—OH与偶联剂生成齐聚物形成氢键，在混凝土干燥过程中伴随失水而与混凝土之间形成共价键，将止水带基材与结构混凝土牢固的结合在一起。
涉及的主要化学反应如下所示：
（1）硅烷偶联剂对高分子自粘胶的改性：
（2）硅烷偶联剂中的X基团（以甲氧基为例）遇现浇筑的混凝土中的水分发生水解生成硅醇
（3）水解后生成硅醇的偶联剂缩合成齐聚物
（4）齐聚物与混凝土硬化过程中生成的-OH形成氢键
（5）混凝土干燥过程成中伴随失水与偶联剂之间生成共价键
实施例1
称取热塑性弹性体SIS：50千克；增粘树脂：60千克；硅烷偶联剂KH570：2千克；增塑剂环烷油：15千克；着色剂钛白粉：2千克；紫外线吸收剂：1千克；填料：2千克；抗氧剂：1千克；
第二步 改性高分子自粘胶的制备
将反应釜加热到160℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在160℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在150转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温1.5 h；
第三步 止水带基材涂覆改性高分子自粘胶
首先将止水带基材在100℃的温度下预热3分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至150℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用30牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
实施例2
称取热塑性弹性体SIS：70千克；增粘树脂：40千克；钛酸酯偶联剂NDZ-201：4千克；增塑剂环烷油：20千克；着色剂钛白粉：5千克；紫外线吸收剂：2千克；填料：5千克；抗氧剂：2千克；
第二步 改性高分子自粘胶的制备
将反应釜加热到180℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在180℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在100转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温2 h；
第三步 止水带基材涂覆改性高分子自粘胶
首先将止水带基材在80℃的温度下预热3分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至170℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用50牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
实施例3
称取热塑性弹性体SIS：58千克；增粘树脂：49千克；铬络合物偶联剂-沃兰：2.5千克；增塑剂环烷油：17千克；着色剂钛白粉：3.5千克；紫外线吸收剂：1.5千克；填料：3.5千克；抗氧剂：1.5千克；
第二步 改性高分子自粘胶的制备
将反应釜加热到169℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在169℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在130转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温1.7h；
第三步 止水带基材涂覆改性高分子自粘胶
首先将止水带基材在89℃的温度下预热3分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至159℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，改性高分子自粘胶层的厚度为0.5mm，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用39牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
实施例4
称取热塑性弹性体SIS：62千克；增粘树脂：51千克；硅烷偶联剂Si69：2千克；钛酸酯偶联剂NDZ-301：1.2千克；增塑剂环烷油：18千克；着色剂钛白粉：3.7千克；紫外线吸收剂：1.6千克；填料：4千克；抗氧剂：1.6千克；
第二步 改性高分子自粘胶的制备
将反应釜加热到171℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在171℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在135转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温1.8h；
第三步 止水带基材涂覆改性高分子自粘胶
首先将止水带基材在91℃的温度下预热4分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至161℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，改性高分子自粘胶层的厚度为1mm，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用41牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
实施例5
称取热塑性弹性体SIS：60千克；增粘树脂：50千克；硅烷偶联剂KH550：1千克；铬络合物偶联剂-沃兰：2千克；增塑剂环烷油：17.5千克；着色剂钛白粉：3.6千克；紫外线吸收剂：1.5千克；填料：3.7千克；抗氧剂：1.5千克；
第二步 改性高分子自粘胶的制备
将反应釜加热到170℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在170℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在132转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温1.8h；
第三步 止水带基材涂覆改性高分子自粘胶
首先将止水带基材在90℃的温度下预热3分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至160℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，改性高分子自粘胶层的厚度为0.75mm，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用40牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要结构与本发明偶联剂改性反应型高分子自粘止水带结构相同，就落在本发明保护的范围。
Claims (6)
1.偶联剂改性反应型高分子自粘止水带，包括带有止水区的止水带基材，其特征在于：在所述止水带基材的止水区与混凝土结合处表面设置有改性高分子自粘胶层，在所述改性高分子自粘胶层表面设置有隔离膜，所述改性高分子自粘胶层包括有下列重量份的成分：
热塑性弹性体SIS：50~70；增粘树脂：40~60；偶联剂：2~4；增塑剂环烷油：15~20；着色剂钛白粉：2~5；紫外线吸收剂：1~2；填料：2~5；抗氧剂：1~2。
2.根据权利要求1所述的偶联剂改性反应型高分子自粘止水带，其特征在于：所述改性高分子自粘胶层包括有下列重量份的成分：热塑性弹性体SIS：58~62；增粘树脂：49~51；偶联剂：2.5~3.2；增塑剂环烷油：17~18；着色剂钛白粉：3.5~3.7；紫外线吸收剂：1.5~1.6；填料：3.5~4；抗氧剂：1.5~1.6。
3.根据权利要求1所述的偶联剂改性反应型高分子自粘止水带，其特征在于：所述的偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铬络合物偶联剂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的偶联剂改性反应型高分子自粘止水带，其特征在于：所述的填料包括氧化锌粉、碳酸钙、高岭土粉和软木粉中的一种或多种。
5.权利要求1、2、3或4所述的一种偶联剂改性的反应型高分子自粘止水带的制备工艺，其特征在于：该制备工艺包括下述步骤：
第一步，称取原料
按权利要求1中的比例称取热塑性弹性体SIS、增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂和填料；
第二步 改性高分子自粘胶的制备
将反应釜加热到160~180℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在160~180℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在100~150转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温1.5 h~2 h；
第三步 止水带基材涂覆改性高分子自粘胶
首先将止水带基材在80~100℃的温度下预热3~5分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至150~170℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用30~50牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
6.根据权利要求5所述的偶联剂改性的反应型高分子自粘止水带的制备工艺，其特征在于：包括下述步骤：
在所述第二步改性高分子自粘胶的制备步骤中，将反应釜加热到169~171℃，先将增粘树脂、偶联剂、增塑剂环烷油、着色剂钛白粉、抗氧剂、紫外线吸收剂以及填料加入到反应釜中，将温度保持在169~171℃，并开启搅拌器和真空泵，转速控制在130~135转/分钟；待上述物质完全熔融后加入热塑性弹性体，加热至其完全熔融后保温1.7 h~1.8 h；
在所述第三步止水带基材涂覆改性高分子自粘胶步骤中，将止水带基材在89~91℃的温度下预热3~4分钟，然后将制备的改性高分子自粘胶加热至159~161℃，待其完全熔融后将其涂敷在止水带基材上的止水区，改性高分子自粘胶层的厚度为0.5mm~1mm，并将涂有硅油的离型膜覆盖在改性高分子自粘胶上，用39~41牛顿的压力擀压，待其完全冷却进行打包储存。
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