CN106368333A - 一种反应型防氡防水卷材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反应型防氡防水卷材，是将反应型防氡辐射改性沥青复合物在胎体/隔离膜上进行滚涂/刮涂/浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制成的。其特征在于所述的反应型防氡辐射改性沥青复合物是由重量含量的0.1%~30%的聚合物改性剂、0.1%~30%的防氡辐射基元材料、0.1%~20%的桥联剂和0.1%~20%添加剂，其余为基质沥青组成。本发明还提供了反应型防氡防水卷材的制备方法，该反应型防氡防水卷材具有优异的密封粘结性能和防水性能，同时具有防氡辐射、净化空气等功能。

Description

一种反应型防氡防水卷材及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑材料、环保建筑材料技术领域，尤其涉及一种反应型防氡防水卷材及其制备方法。

背景技术

氡是无色无味的放射性惰性气体，系铀、镭、钍等放射性元素的衰变产物。1988 年国际癌症研究机构将氡列为人类致癌物，世界卫生组织（WHO）公布氡是19 种人类重要致癌物质之一，也是目前仅次于香烟引起人类肺癌的第二大元凶。

关注公众健康是国家最基本的政策。因此，地下建筑工程中，在人员长期停留的场所，还应充分考虑防潮。地下工程防潮主要是防止地下氡污染。据有关资料记载，室内氡污染，被联合国列为十项最具危险性的灾情之一。据国际抽样调查，有20%的住宅地下室存在氡污染。美国将氡污染列为肺癌第二大诱因，每年致2万人死亡。而我国的地下室，有资料认为，100%需要进行氡防护。

氡主要通过地下水渗漏被搬运并聚积在地下室内表面，从具有很强的α、β和γ放射性微粒逐步形成具有放射性的薄层。人在高氡场所将受放射影响，或直接吸入氡气，严重威胁健康。因此，地下氡防护最起码的构造措施就是防水防潮。

近30年来，地下空间开发利用已成为世界都市化的方向之一，然而大部分地下建筑工程渗漏水现象严重。2014年7月，中国建筑防水协会与北京零点市场调查与分析公司联合发布《2013年全国建筑渗漏状况调查项目报告》。本次抽样调查涉及全国28 个城市，地下建筑渗漏率达到57.51%；建筑屋面渗漏率达到95.33%。随着人口增长，社会经济的发展，过去闲置的地下建筑物利用率越来越高，新建地下建筑物也会越来越多。随着地下空间更加广泛的开发利用，在地下建筑工程中工作和生活的人群数量会越来越庞大，地下建筑工程中的氡污染防治问题亟待解决。

李书山等从工程实际出发，指出地下室底板迎水面柔性防水层的种种弊端，主要是“柔性防水层与需防水的结构主体实际上是不密贴，防水层与结构底板之间容易产生剥离脱落，柔性防水层只要一处有缺陷而漏水时，则整个隙缝将会充满水，柔性防水层失去其意义”。

近年来，用于防氡防水材料主要是单一功能涂料，例如，中国专利02114279.3公开了一种防氡涂料，中国专利200310122206.3公开了一种防氡涂料，中国专利02134863.4公开了一种水性防氡乳胶漆，中国专利02134996.7公开了一种防氡环保乳胶漆。针对现有技术生产的改性沥青用作防水材料时粘接力不强，施工不方便的问题，本发明人申请的中国专利：申请（专利）号: CN200910114456.X，名称: 与混凝土进行化学交联和物理卯榫协同粘结的防水卷材；公开（公告）号: CN101694114A 申请（专利权）人:广西金雨伞防水装饰有限公司，公开了一种能够与水泥混凝土发生化学交联和物理卯榫协同粘结的防水卷材，其使用的防水胶是在改性沥青中加入能够与水泥混凝土发生化学交联反应的防水桥联剂，所述的防水桥联剂是聚甲基乙氧基硅烷或聚萘甲醛磺酸钠盐。目前，现有技术未发现具有防氡功能的具有与现浇水泥浆料发生化学反应的防水卷材，现有技术涉及的防氡防水材料存在防氡效果差、力学性能差、与基面粘结强度低且可逆、易开裂脱离、价格高和难控厚施工性能差等问题。

发明内容

本发明为解决上述背景技术中的不足之处，提供一种反应型防氡防水卷材及其制备方法，其既能与混凝土基面形成密封粘结，实现达到全密封防水效果，而且还具备防氡污染、屏蔽吸收放射线辐射和净化空气的功能，从而有效解决地下建筑工程因渗漏造成的氡污染问题，保护地下建筑工程中工作和生活的人群的健康。

所述的氡防水卷材，是将反应型防氡辐射改性沥青复合物在胎体/隔离膜上进行滚涂/刮涂/浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制成的，其特征在于，所述的反应型防氡防水卷材包括主体材料层、反应型防氡辐射改性沥青层和隔离膜。

所述的反应型防氡辐射改性沥青复合物是由包括以下重量百分比的原料制备而成的：

聚合物改性剂 0.1%～30%；

防氡辐射基元材料 0.1%～30%；

添加剂 0.1%～20%；

桥连剂 0.1%～20%；

基质沥青 余量。

所述的聚合物改性剂包括SBS热塑性橡胶弹性体、SBR丁苯橡胶、APP无规聚丙烯、IIR丁基橡胶、CR氯丁橡胶、BR顺丁橡胶、IR异戊橡胶、SIS苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、SEBB、SEBS氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、NR天然橡胶、SIR硅橡胶、NBR丁腈橡胶、热熔胶中的一种和/或多种的混合物。

所述的添加剂包括增塑剂、抗老化剂、阻燃剂中的一种和/或多种的混合物。

所述的防氡辐射基元材料包括铁质基元料、硼质基元料、活性矿物基元料、锂质基元料、钡质基元料、氧化铋、稀土、白云石、锌矿石、云母、二氧化钛中的一种和/或多种的混合物。

所述的铁质基元料包括赤铁矿石、磁铁矿石、褐铁矿石、钛铁矿中的一种和/或多种的混合物。

所述的硼质基元料包括硼矿石、硼砂、碳化硼、硼酸、氧化硼、硼玻璃粉、硼酐、硼镁矿石、硬硼钙石、蛇纹石、石英砂、含硼水泥中的一种和/或多种的混合物。

所述的活性矿物基元料包括火山石、沸石、浮石、陶土、粉煤灰、硅藻土、硅粉、砾石、活性碳粉、石墨中的一种和/或多种的混合物。

所述的锂质基元料包括氟化锂、溴化锂、氢氧化锂中的一种和/或多种的混合物。

所述的钡质基元料包括氧化钡、钡水泥、重晶石中的一种和/或多种的混合物。

所述的基质沥青包括天然沥青和石油沥青的一种和/或多种的混合物。

所述基质沥青的针入度为70/0.1mm～120/0.1mm。

所述的增塑剂包括矿物油、合成油、半合成油和植物油中的一种和/或多种的混合物。

所述的桥联剂包括硅烷类桥联剂、钛酸酯桥联剂、铝酸酯桥联剂、双金属桥联剂、锡类桥联剂中的一种和/或多种的混合物。

所述的主体材料是聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、塑料金属铝复合薄膜、氟塑料薄膜、聚酯胎基布中的一种和/或多种的复合膜。

所述的隔离膜是聚乙烯类隔离膜、聚丙烯类隔离膜、聚酯类隔离膜、隔离纸中的一种和/或两种。

本发明提供了一种反应型防氡防水卷材及其制备方法，通过向基质沥青中添加聚合物改性剂、防氡辐射基元材料和添加剂制备反应型防氡辐射改性沥青复合物，提高卷材的防水性能，使其具备防氡辐射、净化空气功能。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

本发明除了具有普通防水卷材的蠕变抗裂性、自愈合性、湿铺法粘结性、防窜水性、冷施工便捷性等优点外，还具有独特的防氡辐射优势：

（1）具有屏蔽吸附氡气的功能。聚合物改性沥青具有优异的致密性和不透气性，加上火山石、沸石、浮石、陶土、粉煤灰、硅藻土、硅粉等活性矿物基元料是天然或人工多孔吸附材料，利用其离子交换能力、选择交换特性和吸附性，吸附氡气并固定吸收氡气衰变产物。

（2）可屏蔽吸收氡辐射射线。利用铁质基元料、硼质基元料、锂质基元料、钡质基元料、及稀土等防氡辐射基元料具有吸收屏蔽α射线、β射线、X射线和γ射线的性质，使防水卷材具有防氡辐射的能力。

（3）全密封的防氡防水效果。①防氡性能好，本发明的反应型防氡防水卷材与混凝土基面形成全密封满粘作用，不会出现漏一点窜一片的窜渗漏现象；②施工便捷，本发明的反应型防氡防水卷材为厚度固定的柔性定型材料，伏贴性好，采用冷施工，无须明火加热；③防氡辐射能力强，通过添加防氡辐射基元材料，具有较强的屏蔽吸收射线的能力。

制备反应型防氡辐射改性沥青复合物，将重量百分比20%～90%的基质沥青置于反应罐内，加入重量百分比0.1%～20%的添加剂、重量百分比0.1%～30%的聚合物改性剂，混合均匀后将料温升至180-230℃，搅拌1.5-2h，将料温降至160℃-190℃，加入含量为0.1%～30%的防氡辐射基元材料，加入重量0.1%～20%的桥联剂搅拌混合均匀；

对所述反应型防氡辐射改性沥青复合物在胎体/隔离膜上进行滚涂/刮涂/浸涂、控厚定型、覆膜、收卷制备成品。

目前，现有技术未发现具有防氡功能的具有与现浇水泥浆料发生化学反应的防水卷材，现有技术涉及的防氡防水材料属于物理混合，防水材料中的各组分存在相容性差、易分离等缺点，导致防氡效果差、力学性能差、与建筑混凝土基面粘结强度低且可逆、易开裂脱离、价格高和难控厚施工性能差等问题，最终造成防氡辐射、防水失败。本发明从产品设计开发到产品成型，通过大量的研究试验，发现桥联剂和防氡辐射基元材料的种类、添加顺序、添加温度和时间对防水卷材的物理化学性能、与混凝土的粘结性能以及防氡辐射性能影响很大，研究发现将料温降低至160℃-190℃时添加防氡辐射基元材料和桥联剂，在确保防氡辐射基元材料防辐射活性的前提下大大提高基元材料在改性沥青中的相容性和稳定性，不仅有利于促进防水卷材中改性沥青复合物与主题材料薄膜的粘结性，还能提高防水卷材与混凝土的粘结强度，这可能与桥联剂在沥青、改性剂和防氡辐射基元材料间发生了部分化学作用有关。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，但本发明不限于具体实施例（各原料使用的单位为重量%或重量份）。

实施例1

将50重量份针入度为120的石油沥青置于反应罐内，加入5重量份的增塑剂环烷烃油，再加入10重量份的聚合物改性剂线型SBS（styrene-butadiene-styrene，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体）和10重量份SBR丁苯橡胶，混合均匀后，将料温升至200℃，搅拌剪切研磨2h至改聚合物性剂完全分散于沥青中，将料温降至185℃，加入5重量份的防氡辐射基元材料硼矿石、5重量份的防氡辐射基元材料重晶石、9重量份的防氡辐射基元材料磁铁矿粉和5重量份的金红石型二氧化钛，再加入1重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷桥联剂，搅拌混合1h至均匀状态，制备好反应型防氡辐射改性沥青复合物。再将改性沥青在聚酯胎体上进行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制备出3.0mm厚的改性沥青防水卷材成品。防水卷材性能满足GB/T 23457-2009 PY类I型3.0mm的标准要求，其防氡气效果和防辐射性能如表1、表2所示：

实施例2

将55重量份份针入度为70的石油沥青置于反应罐内，加入15重量份份的增塑剂芳烃油，再加入5份的聚合物改性剂线型SBS（styrene-butadiene-styrene，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体），混合均匀后，将料温升至195℃，搅拌剪切研磨1.5h至聚合物改性剂SBS完全分散于沥青中，将料温降至180℃，加入12重量份份的防氡辐射基元材料石墨、5重量份份的防氡辐射基元材料陶土和5重量份的防氡辐射基元材料磁铁矿粉，再加入1重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷桥联剂和2重量份的乙烯基三乙氧基硅烷桥联剂，搅拌混合1h至均匀状态，制备好反应型防氡辐射改性沥青复合物。再将改性沥青在PET高分子胎体上进行刮涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制备出成品。防水卷材性能满足GB/T 23457-2009 P类I型2.0mm的标准要求，其防氡气效果和防辐射性能如表3、表4所示：

实施例3

将30重量份针入度为120的天然沥青置于反应罐内，加入20重量份的增塑剂环烷烃油，再加入5重量份的聚合物改性剂SBS（styrene-butadiene-styrene，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体）、5重量份的IIR丁基橡胶、5份的BR顺丁橡胶和10份的热熔胶，混合均匀后，将料温升至180℃，搅拌剪切研磨2h至改聚合物性剂完全分散于沥青中，将料温降至180℃，加入5重量份的防氡辐射基元材料硅藻土、5重量份的防氡辐射基元材料火山石粉、7重量份的防氡辐射基元材料锌矿石粉和3份的防氡辐射基元材料云母，再加入1重量份的乙烯基三甲氧基硅烷桥联剂、2重量份的乙烯基三乙氧基硅烷桥联剂和2重量份的异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯桥联剂，搅拌混合1.5h至均匀状态，制备好反应型防氡辐射改性沥青复合物。再将改性沥青在PE聚乙烯高分子膜上进行刮涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制备出成品。防水卷材性能满足GB/T 23457-2009 P类I型1.5mm的标准要求。

实施例4

将35重量份针入度为90的石油沥青置于反应罐内，加入5重量份的增塑剂糠醛抽出油和5重量份的减压馏分三线油，再加入10重量份的聚合物改性剂星型SBS（styrene-butadiene-styrene，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体）和5份的聚合物改性剂SBR丁苯橡胶，混合均匀后，将料温升至190℃，搅拌剪切研磨1.5h至聚合物改性剂完全分散于沥青中，将料温降至185℃，加入10重量份的防氡辐射基元材料赤铁矿、5份的防氡辐射基元材料磁铁矿、5重量份的防氡辐射基元材料硼矿石和10重量份的防氡辐射基元材料重晶石，再加入5重量份的异丁基三乙氧基硅烷桥联剂，搅拌混合1h至均匀状态，制备好反应型防氡辐射改性沥青复合物。再将改性沥青在聚酯胎体上进行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制备出成品。防水卷材性能满足GB/T 23457-2009 PY类I型3.0mm的标准要求。

实施例5

将53重量份针入度为120的天然沥青置于反应罐内，加入1重量份的增塑剂蓖麻油和4重量份的减压馏分三线油，再加入5重量份的聚合物改性剂SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、2重量份的APP无规聚丙烯、1重量份的NR天然橡胶、3重量份的SIR硅橡胶、4份重量份的NBR丁腈橡胶和5重量份的聚合物改性剂SBR丁苯橡胶，混合均匀后，将料温升至200℃，搅拌剪切研磨2h至聚合物改性剂完全分散于沥青中，将料温降至180℃，加入5重量份的防氡辐射基元材料硅藻土、5重量份的防氡辐射基元材料石墨、3重量份的防氡辐射基元材料金红石型二氧化钛和2重量份的防氡辐射基元材料重晶石，再加入2重量份的乙烯基三乙氧基硅烷桥联剂、3重量份的四氯化锡桥联剂、2重量份的铝锆酸酯双金属桥联剂，搅拌混合1h至均匀状态，制备好反应型防氡辐射改性沥青复合物。再将改性沥青在PET高分子胎体上进行滚涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制备出成品。防水卷材性能满足GB/T 23457-2009 P类I型2.0mm的标准要求。

实施例6

将90重量份针入度为70的天然沥青置于反应罐内，加入1重量份的增塑剂棕榈油，再加入4份的聚合物改性剂星型SBS（styrene-butadiene-styrene，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体），混合均匀后，将料温升至180℃，搅拌剪切研磨1.5h至SBS完全分散于沥青中，将料温降至165℃，加入2重量份的防氡辐射基元材料石墨、2重量份的防氡辐射基元材料硅藻土，再加入1重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷桥联剂，搅拌混合1h至均匀状态，制备好反应型防氡辐射改性沥青复合物。再将改性沥青在聚酯胎体上进行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制备出成品。防水卷材性能满足GB/T 23457-2009 PY类I型4.0mm的标准要求，其防氡气效果和防辐射性能如表5、表6所示：

实施例7

将20重量份针入度为120的天然沥青置于反应罐内，加入10重量份的增塑剂芳烃油和5重量份的减压馏分三线油，再加入5重量份的聚合物改性剂星型SBS（styrene-butadiene-styrene，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体）、7份的SBR丁苯橡胶和5重量份的IIR丁基橡胶，混合均匀后，将料温升至200℃，搅拌剪切研磨2h至聚合物改性剂完全分散于沥青中，将料温降至185℃，加入5重量份的防氡辐射基元材料陶土、5重量份的防氡辐射基元材料硅藻土、4重量份的防氡辐射基元材料石墨、5重量份的防氡辐射基元材料磁铁矿、3重量份的防氡辐射基元材料火山石、3重量份的防氡辐射基元材料硼矿石、3重量份的防氡辐射基元材料云母、2重量份的防氡辐射基元材料二氧化钛，再加入3重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌混合1.5h至均匀状态，制备好反应型防氡辐射改性沥青复合物。再将改性沥青在聚酯胎体上进行刮涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制备出成品。防水卷材性能满足GB23441-2009 PY类I型3.0mm的标准要求，其防氡气效果和防辐射性能如表7、表8所示

Claims (9)

1.一种反应型防氡防水卷材，是将反应型防氡辐射改性沥青复合物在胎体/隔离膜上进行滚涂/刮涂/浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制成的，其特征在于，所述的反应型防氡防水卷材包括主体材料层、反应型防氡辐射改性沥青层和隔离膜。

2.根据权利要求1所述的反应型防氡防水卷材，其特征在于：所述的反应型防氡辐射改性沥青复合物是由包括以下重量百分比的原料制备而成的：

聚合物改性剂 0.1%～30%；

防氡辐射基元材料 0.1%～30%；

桥联剂 0.1%～20%；

添加剂 0.1%～20%；

基质沥青 余量。

3.根据权利要求2所述的的反应型防氡防水卷材，其特征在于：所述的防氡辐射基元材料包括铁质基元料、硼质基元料、活性矿物基元料、锂质基元料、钡质基元料、氧化铋、稀土、白云石、锌矿石、云母、二氧化钛中的一种和/或多种的混合物。

4.根据权利要求2所述的的反应型防氡防水卷材，其特征在于：所述的基质沥青包括天然沥青和石油沥青的一种和/或多种的混合物。

5.根据权利要求2所述的的反应型防氡防水卷材，其特征在于：所述基质沥青的针入度为70/0.1mm～120/0.1mm。

6.根据权利要求2所述的的反应型防氡防水卷材，其特征在于：所述的聚合物改性剂包括SBS热塑性橡胶弹性体、SBR丁苯橡胶、APP无规聚丙烯、IIR丁基橡胶、CR氯丁橡胶、BR顺丁橡胶、IR异戊橡胶、SIS苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、SEBB、SEBS氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、NR天然橡胶、SIR硅橡胶、NBR丁腈橡胶、热熔胶中的一种和/或多种的混合物。

7.根据权利要求2所述的反应型防氡改性沥青，其特征在于：所述的桥联剂包括硅烷类桥联剂、钛酸酯桥联剂、铝酸酯桥联剂、双金属桥联剂、锡类桥联剂中的一种和/或多种的混合物。

8.根据权利要求2所述的的反应型防氡防水卷材，其特征在于：所述的添加剂包括增塑剂、抗老化剂、阻燃剂中的一种和/或多种的混合物。

9.根据权利要求1所述的的反应型防氡防水卷材，其特征在于：所述的主体材料是聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、塑料金属铝复合薄膜、氟塑料薄膜、聚酯胎基布中一种或两种以上复合膜；所述的隔离膜是聚乙烯类隔离膜、聚丙烯类隔离膜、聚酯类隔离膜、隔离纸中的一种和/或两种。

10.一种反应型防氡防水卷材的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备反应型防氡辐射改性沥青复合物，将重量百分比20%～90%的基质沥青置于反应罐内，加入重量百分比0.1%～20%的添加剂、重量百分比0.1%～30%的聚合物改性剂，混合均匀后将料温升至180-230℃，搅拌1.5-2h，将料温降至160℃-190℃，加入含量为0.1%～30%的防氡辐射基元材料，加入重量0.1%～20%的桥联剂搅拌混合均匀；

对所述反应型防氡辐射改性沥青复合物在胎体/隔离膜上进行滚涂/刮涂/浸涂、控厚定型、覆膜、收卷制备成品。