CN105584173B - 一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，所述的防水卷材包括胎基层、导电布层、改性沥青层、隔离层。其沥青层包含以下组分所述改性沥青层包括以下组分：基质沥青40~80份、软化剂2~25份、SBS 5~35份、改性剂5~25份、导电填料1~35份、填充料5~20份、抗氧剂0.2~1份。所述胎基层为长纤聚酯胎；厚度为1~2mm。本发明的电磁屏蔽防水卷材具有优异的防水性能和电磁屏蔽性能。

Description

一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防水卷材，尤其涉及一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材及其制备方法，属于防水材料领域。
背景技术
众所周知，随着现代电磁技术的迅速发展和越来越多电子电器器件的应用，各种带有能量的不同频率的电磁波给人们的健康和生存环境带来了极大的干扰，同时在生活中构成了“电磁辐射污染”，医疗用器械、精密仪器容易被电磁波干扰、在军事、经济领域处理不当会造成极大破坏，因此电磁屏蔽问题变的日益重要。
屏蔽电磁辐射污染使其限定在一定区域，已成为环保领域重要的项目之一，防水材料是城市基础设施建设的物质基础，与人们的生活息息相关，在未来应具有电磁屏蔽的功能。
目前，穿透和开口严重影响电磁屏蔽的效能，致使屏蔽效能大幅度降低，防水卷材在工程施工中要求致密、无缝隙，若防水卷材具有电磁屏蔽功能，用于建筑物，在屏蔽外界电磁辐射污染的同时防止军事、经济信息通过无线信号被窃取，保证国家、经济的安全性。因此，为解决目前技术问题需要提供一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
现有技术存在以下缺陷：（1）不具有电磁屏蔽的效能（2）防水性能不够高（3）不能在具有较好的防水性能的同时，具有较好的耐候性。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的不足，提供一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，以实现以下发明目的：
（1）解决防水卷材电磁屏蔽效能低的问题，提供可应用于军事、医疗或精密器械需要电磁屏蔽的防水卷材；
（2）提高防水卷材的防水性能；
（3）提高防水卷材的耐候性。
为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，所述的防水卷材包括胎基层、导电布层、改性沥青层、隔离层。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述改性沥青层包括以下组分：基质沥青、软化剂、SBS、改性剂、导电填料、填充料、抗氧剂。
所述改性沥青层的组分，以重量份计，含量为：
基质沥青40~80份、软化剂2~25份、SBS 5~35份、改性剂 5~25份、导电填料 1~35份、填充料 5~20份、抗氧剂0.2~1份。
所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m³，厚度为1~2mm 。
所述的改性剂为三元乙丙橡胶、粉末丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶中的一种或多种的组合。
所述的导电填料为导电复合填料，是经化学镀处理的非金属粉末，将炭黑或石墨或碳纤维表面镀有0.2~0.5μm厚的铜或镍或铬镀层；
所述的软化剂为芳烃油、溶剂油、矿物机油中一种或多种的组合；
所述填充料为活性碳酸钙或/和滑石粉，目数为800~1500目；
所述活性碳酸钙由干法工艺生产，将有机酸类表面活性剂与干燥的碳酸钙于高速搅拌机（转速＞500r/min）活化、90~110℃干燥20±5min混合而成，活性剂用量约为碳酸钙的0.8~2.0%。
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
所述的导电布为镀镍导电布或镀碳导电布或铝箔纤维复合布。
所述隔离层：为PE膜。
一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材的制备方法：
所述防水卷材的制备方法：
（1）制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得镀镍导电布或镀碳导电布或铝箔纤维复合布；
（2）制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:1~1:2的质量比例混合，在180~200℃，600±50rpm搅拌1~2h混合而成预浸油。
（3）导电布处理
将步骤（1）制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.1~0.5mm；热敷处理的温度为180~200℃。
（4）制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到140℃~180℃；
加入SBS，搅拌0.5h~1.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到150℃~200℃，加入改性剂，
搅拌1h~2h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌0.5~1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至170±10℃，出料，制得改性沥青。
（5）准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
（6）制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1~2.5mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤（3）处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为0.5~1.5mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明防水卷材对20kHz波强的屏蔽效能为76.4～90.8 dB；对100MHz波强的屏蔽效能为75.7～96.8 dB；对500MHz波强的屏蔽效能为79.5～95.2dB；对2GHz波强的屏蔽效能为79.4～98.9dB；对10GHz波强的屏蔽效能为73.2～95.7dB；
2、本发明防水卷材不透水性可达： 0.3MPa、30min不透水；
3、本发明防水卷材耐热性可达115～125℃，低温柔性可达-32～-40℃，热老化后的低温柔性为-30℃无裂缝。
本发明提供的一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，保证防水卷材具有高标准的防水材料性能同时，赋予其良好的电磁屏蔽效能。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的应用。
实施例1 一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材
（一）防水卷材的组成
所述防水卷材，由胎基层、导电布层和改性沥青层及隔离层组成；
（1）所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m³，厚度为1mm
（2）所述改性沥青层含有以下重量份的组分：基质沥青40份，软化剂2份；SBS 5份，改性剂 5份，导电填料 1份，填充料 5份，抗氧剂0.2份；
所述的改性剂为粉末丁苯橡胶；
所述的导电填料为导电复合填料，是碳纤维表面镀有0.2μm厚的铜镀层；
所述的软化剂为矿物机油；
所述填充料为活性碳酸钙，目数为800~1500目；
所述活性碳酸钙由干法工艺生产，将有机酸类表面活性剂与干燥的碳酸钙于高速搅拌机（转速＞500r/min）活化、90~110℃干燥20±5min混合而成，活性剂用量约为碳酸钙的0.8~2.0%；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
（3）所述的导电布为镀镍导电布。
（4）所述隔离层：为PE膜。
（二）防水卷材的制备方法
所述防水卷材的制备方法：
（1）制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得镀镍导电布。
（2）制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:1的质量比例混合，在180℃，600±50rpm搅拌1~2h混合而成预浸油。
（3）导电布处理
将步骤（1）制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.1mm；热敷处理的温度为180℃。
（4）制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到140℃；
加入SBS，搅拌1.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到180℃，加入改性剂，
搅拌1h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌1h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至170±10℃，出料，制得改性沥青。
（5）准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
（6）制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤（3）处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为0.5mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
实施例2一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材
（一）防水卷材的组成
所述防水卷材，由胎基层、导电布层和改性沥青层及隔离层组成；
（1）所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m³，厚度为2mm
（2）所述改性沥青层含有以下重量份的组分：基质沥青50份，软化剂10份；SBS 8份，改性剂9份，导电填料10份，填充料11份，抗氧剂0.4份；
所述的改性剂为氯丁橡胶；
所述的导电填料为导电复合填料，是碳纤维表面镀有0.3μm厚的镍镀层；
所述的软化剂为芳烃油；
所述填充料为活性碳酸钙，目数为800~1500目；
所述活性碳酸钙由干法工艺生产，将有机酸类表面活性剂与干燥的碳酸钙于高速搅拌机（转速＞500r/min）活化、90~110℃干燥20±5min混合而成，活性剂用量约为碳酸钙的0.8~2.0%；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
（3）所述的导电布为镀碳导电布。
（4）所述隔离层：为PE膜。
（二）防水卷材的制备方法
所述防水卷材的制备方法：
（1）制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得镀碳导电布；
（2）制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:1的质量比例混合，在190℃，600±50rpm搅拌2h混合而成预浸油。
（3）导电布处理
将步骤（1）制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.3mm；热敷处理的温度为190℃。
（4）制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到150℃；
加入SBS，搅拌1h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到170℃，加入改性剂，
搅拌1h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至170±10℃，出料，制得改性沥青。
（5）准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
（6）制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为2mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤（3）处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
实施例3一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材
（一）防水卷材的组成
所述防水卷材，由胎基层、导电布层和改性沥青层及隔离层组成；
（1）所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m³，厚度为2mm
（2）所述改性沥青层含有以下重量份的组分：基质沥青70份，软化剂20份；SBS 25份，改性剂 18份，导电填料25份，填充料15份，抗氧剂 0.6份；
所述的改性剂为丁基橡胶。
所述的导电填料为导电复合填料，是炭黑表面镀有0.4μm厚的铬镀层；
所述的软化剂为矿物机油；
所述填充料为滑石粉，目数为800~1500目；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
（3）所述的导电布为铝箔纤维复合布。
（4）所述隔离层：为PE膜。
（二）防水卷材的制备方法
所述防水卷材的制备方法：
（1）制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得铝箔纤维复合布；
（2）制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:2的质量比例混合，在200℃，600±50rpm搅拌2h混合而成预浸油。
（3）导电布处理
将步骤（1）制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.4mm；热敷处理的温度为200℃。
（4）制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到160℃；
加入SBS，搅拌0.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到190℃，加入改性剂，
搅拌1.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至170±10℃，出料，制得改性沥青。
（5）准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
（6）制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为2.5mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤（3）处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1.5mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
实施例4一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材
（一）防水卷材的组成
所述防水卷材，由胎基层、导电布层和改性沥青层及隔离层组成；
（1）所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m³，厚度为2mm
（2）所述改性沥青层含有以下重量份的组分：基质沥青80份，软化剂25份；SBS35份，改性剂 25份，导电填料 35份，填充料 20份，抗氧剂1份；
所述的改性剂为三元乙丙橡胶；
所述的导电填料为导电复合填料，是炭黑表面镀有0.5μm厚的铬镀层；
所述的软化剂为矿物机油；
所述填充料为滑石粉，目数为800~1500目；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
（3）所述的导电布为铝箔纤维复合布。
（4）所述隔离层：为PE膜。
（二）防水卷材的制备方法
所述防水卷材的制备方法：
（1）制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得铝箔纤维复合布；
（2）制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:2的质量比例混合，在200℃，600±50rpm搅拌2h混合而成预浸油。
（3）导电布处理
将步骤（1）制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.5mm；热敷处理的温度为200℃。
（4）制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到180℃；
加入SBS，搅拌1.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到200℃，加入改性剂，
搅拌2h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至170±10℃，出料，制得改性沥青。
（5）准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
（6）制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为2.5mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤（3）处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1.5mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
测试实验：
本发明参照美国MIL-85328B标准进行电磁屏蔽性能的测试。
本发明防水卷材的电磁屏蔽性能测试结果见表1；
表1 本发明的具有电磁屏蔽功能的防水卷材的电磁屏蔽效应
由表1可见，本发明防水卷材对20kHz波强的屏蔽效能为76.4～90.8 dB；对100MHz波强的屏蔽效能为75.7～96.8 dB；对500MHz波强的屏蔽效能为79.5～95.2dB；对2GHz波强的屏蔽效能为79.4～98.9dB；对10GHz波强的屏蔽效能为73.2～95.7dB。
电磁屏蔽性能测试采用微波波导同轴传输线法来测定屏蔽效能（SET），测量线是3cm波导测量线，工作频率范围在8.0GHz~13.2GHz，电磁波被完全屏蔽掉，说明屏蔽效果很好。
本发明对实施例1-4制得的防水卷材进行物理性能测试，按GB/T18242-2008的测试方法进行检测，结果见表2：
表2 本发明的具有电磁屏蔽功能的防水卷材的物理性能测试结果
由表2可见，本发明防水卷材耐热性可达115～125℃，低温柔性可达-32～-40℃，不透水性：30min 0.3MPa 不透水；热老化后的拉力保持率为94～98%，延伸率保持率为90～95%，低温柔性为-30℃无裂缝。
实施例5 一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材
（一）防水卷材的组成
所述防水卷材，由胎基层、导电布层和改性沥青层及隔离层组成；
（1）所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m³，厚度为2mm
（2）所述改性沥青层含有以下重量份的组分：基质沥青80份，软化剂25份；SBS35份，改性剂 25份，导电填料 35份，填充料 20份，抗氧剂1份，木蜡 1.2份，木醋液 0.8份，月桂烯 3.4份，石蜡油 5份，N-苯基-α-苯胺 5.7份；
所述的改性剂为三元乙丙橡胶；
所述的导电填料为导电复合填料，是炭黑表面镀有0.5μm厚的铬镀层；
所述的软化剂为月见草油；其相对密度为0.9210~0.9350，不溶性杂质≤0.05%，皂化值为190mg/g~198mg/g；
所述填充料为镁铬砂，目数为1200目；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
所述木蜡：熔点为48℃-52℃；含油量为2%；
所述月桂烯：比重(20℃)为0.790 ~0.805，折光率(20℃) 为1.4670~1.4740；
上述百分数均为质量百分数。
（3）所述的导电布为铝箔纤维复合布。
（4）所述隔离层：为PE膜。
（二）防水卷材的制备方法
所述防水卷材的制备方法：
（1）制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得铝箔纤维复合布；
（2）制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:2的质量比例混合，在200℃，600±50rpm搅拌2h混合而成预浸油。
（3）导电布处理
将步骤（1）制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.5mm；热敷处理的温度为200℃。
（4）制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到180℃；
加入SBS，搅拌1.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到200℃，加入改性剂，
搅拌2h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至170±10℃，加入木蜡、木醋液、月桂烯 、石蜡油、N-苯基-α-苯胺；搅拌1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
出料，制得改性沥青。
（5）准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
（6）制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为2.5mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤（3）处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1.5mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
经试验，本实施例的防水卷材对20kHz波强的屏蔽效能为90.8 dB；对100MHz波强的屏蔽效能为96.9 dB；对500MHz波强的屏蔽效能为96.2dB；对2GHz波强的屏蔽效能为98.9dB；对10GHz波强的屏蔽效能为97.5dB。本实施例的防水卷材耐热性可达130℃，低温柔性可达-40℃，不透水性：30min 0.5MPa 不透水；热老化后的拉力保持率为98%，延伸率保持率为96%，低温柔性为-30℃无裂缝。
以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，其特征在于：所述的防水卷材包括胎基层、导电布层、改性沥青层、隔离层；
所述的导电布为镀镍导电布；
所述胎基层为长纤聚酯胎；厚度为1~2mm ；
所述改性沥青层包括以下组分：基质沥青、软化剂、SBS、改性剂、导电填料、填充料、抗氧剂；
所述改性沥青层的组分，以重量份计，含量为：
基质沥青40~80份、软化剂2~25份、SBS 5~35份、改性剂 5~25份、导电填料 1~35份、填充料 5~20份、抗氧剂0.2~1份；
所述的改性剂为三元乙丙橡胶、粉末丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶中的一种或多种的组合；所述的导电填料：为表面镀有0.2~0.5μm厚的铜或镍或铬镀层的炭黑或石墨或碳纤维；
所述的软化剂为芳烃油、溶剂油、矿物机油中一种或多种的组合；
所述填充料为活性碳酸钙或/和滑石粉，目数为800~1500目；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
所述一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材的制备方法包括制备导电布、制备改性沥青、制备预浸油、导电布处理、制得成品步骤；
所述的制备改性沥青：
在基质沥青中加入软化剂，升温到140℃~180℃；加入SBS，搅拌；温度升高到150℃~200℃，加入改性剂，搅拌；加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌；降温至170±10℃，出料；
所述的制备预浸油：
将充油橡胶和基质沥青按1:1~1:2的质量比例混合，在180~200℃，600±50rpm搅拌1~2h混合而成预浸油；
所述的导电布处理：
将预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.1~0.5mm；热敷处理的温度为180~200℃；
所述的制得成品：
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1~2.5mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为0.5~1.5mm；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成防水卷材。
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