CN106398244B - 一种自粘沥青胶料及其制备方法、自粘沥青防水卷材 - Google Patents

一种自粘沥青胶料及其制备方法、自粘沥青防水卷材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自粘沥青胶料及其制备方法、自粘沥青防水卷材，自粘沥青胶料的原料配方包括：石油沥青、环烷油、增粘树脂、丁苯橡胶和/或改性丁苯橡胶、聚乙烯蜡、弹性体高分子、填料。采用本发明中的高初粘及高耐热性的自粘沥青胶料作为自粘防水卷材与基层(例如屋面)进行粘接的粘接层，粘接层中的聚乙烯蜡与石油沥青发生交联反应，从而提高了自粘沥青胶料的耐热性。该自粘沥青胶料粘接性能良好，与基层满粘，粘接牢固，且可以承受90℃以上的耐热，低温柔性达到‑30℃，由于自粘沥青胶料的耐热性高，所以可以满足防水卷材作为防水层时立面施工的需要，且可以防止自粘沥青胶料变软溢出。几乎满足各种气候对基层防水的需要，不需热熔施工。

Description

一种自粘沥青胶料及其制备方法、自粘沥青防水卷材
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种自粘沥青胶料及其制备方法、自粘沥青防水卷材。
背景技术
随着现代科技及建筑行业的发展，人们对防水材料的质量要求与施工要求不断提高，一些高性能、环保型的防水材料在工程中的应用逐年增加。自粘聚合物改性沥青防水卷材以其特有的施工方便性及其对基层的适应性，使其防水体系变得更加安全可靠，在国内得到积极推广应用。
现有技术中的自粘聚合物改性沥青防水卷材中的自粘沥青胶料由于耐热性差，在其作为防水层进行立面施工时，自粘沥青胶料易变软溢出，使得防水卷材无法施工或使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种自粘沥青胶料及其制备方法、自粘沥青防水卷材，该自粘沥青胶料粘接性能良好，与基层满粘，粘接牢固，且可以承受90℃以上的耐热，低温柔性达到-30℃，由于自粘沥青胶料的耐热性高，所以可以满足防水卷材作为防水层时立面施工的需要，且可以防止自粘沥青胶料变软溢出。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种自粘沥青胶料，其原料配方包括：石油沥青、环烷油、增粘树脂、丁苯橡胶和/或改性丁苯橡胶、聚乙烯蜡、弹性体高分子、填料。自粘沥青胶料具有高初粘及高耐热性。
优选的是，所述的自粘沥青胶料的原料配方包括以下重量组份：
Figure BDA0001102381290000021
优选的是，所述聚乙烯蜡的分子量为5000-10000。
原料配方中的聚乙烯蜡为合成蜡，其作用为增加自粘沥青胶料的触变性、提高软化点、提高蠕变性。
优选的是，所述石油沥青包括重交石油沥青70号、重交石油沥青90号、重交石油沥青110号、重交石油沥青130号中的一种或几种。
优选的是，所述增粘树脂包括松香、松香脂、氢化松香酚、C5系石油树脂、C9系石油树脂、二环戍二烯系石油树脂、苯乙烯系树脂、烷基酚醛树脂、萜烯酚醛树脂中的一种或几种。
优选的是，乳聚型丁苯橡胶经过接枝、加防老剂、加隔离剂制备得到所述改性丁苯橡胶，所述接枝基团单体为苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟基聚合物、硅烷基聚合物中的一种或几种，其中接枝后的乳聚型丁苯橡胶：防老剂：隔离剂的重量比为(90～95)：(0.1-5)：(2～10)。改性丁苯橡胶中的接枝后的乳聚型丁苯橡胶，使得改性丁苯橡胶与石油量之间的相容性更好。隔离剂的作用为防止改性丁苯橡胶成团。
优选的是，所述弹性体高分子包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、聚烯烃弹性体(POE)中的一种或几种。
优选的是，所述填料包括重钙、滑石粉、膨润土、高岭土、粒度大于80目的轮胎胶粉、炭黑中的一种或几种。
本发明还提供一种上述的自粘沥青胶料的制备方法，包括以下步骤：将原料配方中的物质混合，得到所述自粘沥青胶料。
优选的是，所述将原料配方中的物质混合的具体方法包括以下步骤：
将所述石油沥青加热到140-160℃，然后加入所述环烷油，升温至165-170℃，加入所述弹性体高分子以及所述丁苯橡胶和/或改性丁苯橡胶，在此温度下发育30～45分钟，并逐渐升温至180～190℃，溶胀0.5～2.5小时，搅拌，加入增粘树脂与聚乙烯蜡，搅拌0.5～1小时，然后加入所述填料，保持180～190℃搅拌0.5～2小时，得到所述自粘沥青胶料。该自粘沥青胶料的制备方法可以使得自粘沥青胶料的原料配方中的各个组份防止过久加热造成的热老化，使用最短的加热时间进行溶解。
本发明还提供一种自粘沥青防水卷材，包括上述的自粘沥青胶料。
优选的是，所述自粘沥青防水卷材包括由上而下设置的增强层、自粘沥青胶料层、隔离层，所述自粘沥青胶料层由所述自粘沥青胶料形成。
采用本发明中的高初粘及高耐热性的自粘沥青胶料作为自粘防水卷材与基层(例如屋面)进行粘接的粘接层，粘接层中的聚乙烯蜡与石油沥青发生交联反应，从而提高了自粘沥青胶料的耐热性。该自粘沥青胶料粘接性能良好，与基层满粘，粘接牢固，且可以承受90℃以上的耐热，低温柔性达到-30℃，由于自粘沥青胶料的耐热性高，所以可以满足防水卷材作为防水层时立面施工的需要，且可以防止自粘沥青胶料变软溢出。本发明中的自粘沥青胶料几乎满足各种气候对基层防水的需要，及满足长期在基层上的使用要求，施工便捷，不需要热熔施工，避免了因施工不当造成的火灾风险。
本发明中的高初粘性及高耐热性的自粘沥青胶料作为防水层，其物理性能完全满足GB 23441-2009《自粘聚合物改性沥青防水卷材》中II型产品的标准，其中耐热性能达到90℃，超过国标的要求，粘接性能中与铝板的剥离强度达到2.5N/mm，也超过国标的要求。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供一种自粘沥青胶料，其原料配方包括：石油沥青、环烷油、增粘树脂、丁苯橡胶和/或改性丁苯橡胶、聚乙烯蜡、弹性体高分子、填料。该自粘沥青胶料具有高初粘及高耐热性。
采用本实施例中的高初粘及高耐热性的自粘沥青胶料作为自粘防水卷材与基层(例如屋面)进行粘接的粘接层，粘接层中的聚乙烯蜡与石油沥青发生交联反应，从而提高了自粘沥青胶料的耐热性。该自粘沥青胶料粘接性能良好，与基层满粘，粘接牢固，且可以承受90℃以上的耐热，低温柔性达到-30℃，由于自粘沥青胶料的耐热性高，所以可以满足防水卷材作为防水层时立面施工的需要，且可以防止自粘沥青胶料变软溢出。本实施例中的自粘沥青胶料几乎满足各种气候对基层防水的需要，及满足长期在基层上的使用要求，施工便捷，不需要热熔施工，避免了因施工不当造成的火灾风险。
实施例2
本实施例提供一种自粘沥青胶料，其原料配方包括以下重量组份：
Figure BDA0001102381290000041
Figure BDA0001102381290000051
该自粘沥青胶料具有高初粘及高耐热性。
聚乙烯蜡的分子量为8000。
石油沥青为重交石油沥青70号。
增粘树脂为氢化松香酚。
弹性体高分子为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的混合物(重量份数比为2:3)。
填料为高岭土。
本实施例提供上述自粘沥青胶料的制备方法，包括以下步骤：将原料配方中的物质混合，得到自粘沥青胶料。
实施例3
本实施例提供一种自粘沥青胶料，其原料配方包括以下重量组份：
Figure BDA0001102381290000052
聚乙烯蜡的分子量为10000。
石油沥青为重交石油沥青70号和重交石油沥青130号的混合物，其中，重交石油沥青70号和重交石油沥青130号的重量份数比为1:1。
增粘树脂为松香。
丁苯橡胶和改性丁苯橡胶的重量份数比为2:1。乳聚型丁苯橡胶经过接枝、加防老剂、加隔离剂制备得到改性丁苯橡胶，接枝基团单体为苯乙烯。其中接枝后的乳聚型丁苯橡胶：防老剂：隔离剂的重量比为92：1：7。
弹性体高分子为聚烯烃弹性体(POE)。
填料为有机填料和无机填料的混合物，其中，有机填料为粒度大于80目的轮胎胶粉，无机填料为炭黑，轮胎胶粉与炭黑的质量比为(2:1)。
本实施例提供一种上述自粘沥青胶料的制备方法，包括以下步骤：将石油沥青加热到140℃，然后加入环烷油，升温至170℃，加入弹性体高分子以及丁苯橡胶和改性丁苯橡胶，在此温度下发育40分钟，并逐渐升温至182℃，开启胶体磨加速溶胀过程，使改性剂均化更完全，1.7小时后停止胶体磨，加入填料中的有机填料，保持匀速搅拌两小时，加入增粘树脂与聚乙烯蜡，搅拌0.9小时即可混合均匀，然后将剩余的填料中的无机填料全部加入，保持180℃搅拌0.8小时后取样做中控检测，合格后即可出料，该料即为高初粘及高耐热性的自粘沥青胶料。
实施例4
本实施例提供一种自粘沥青胶料，其原料配方包括以下重量组份：
Figure BDA0001102381290000061
该自粘沥青胶料具有高初粘及高耐热性。
聚乙烯蜡的分子量为5000。
石油沥青为重交石油沥青90号。
增粘树脂为C5系石油树脂和C9系石油树脂的混合物，其中，C5系石油树脂和C9系石油树脂的重量份数比为2:3。
乳聚型丁苯橡胶经过接枝、加防老剂、加隔离剂制备得到改性丁苯橡胶，接枝基团单体为丙烯腈。其中接枝后的乳聚型丁苯橡胶：防老剂：隔离剂的重量比为95：2：3。
弹性体高分子为SBS1401。
填料为重钙。
本实施例提供一种自粘沥青胶料的制备方法，包括以下步骤：将石油沥青加热到160℃，然后加入环烷油，升温至165℃，加入弹性体高分子以及改性丁苯橡胶，在此温度下发育37分钟，并逐渐升温至187℃，开启胶体磨加速溶胀过程，使改性剂均化更完全，2.2小时后停止胶体磨，保持匀速搅拌两小时，加入增粘树脂与聚乙烯蜡，搅拌0.5小时即可混合均匀，然后将填料全部加入，保持190℃搅拌1小时后取样做中控检测，合格后即可出料，该料即为高初粘及高耐热性的自粘沥青胶料。该自粘沥青胶料的制备方法可以使得自粘沥青胶料的原料配方中的各个组份防止过久加热造成的热老化，使用最短的加热时间进行溶解。
采用本实施例中的高初粘及高耐热性的自粘沥青胶料作为自粘防水卷材与基层(例如屋面)进行粘接的粘接层，粘接层中的聚乙烯蜡与石油沥青发生交联反应，从而提高了自粘沥青胶料的耐热性。该自粘沥青胶料粘接性能良好，与基层满粘，粘接牢固，且可以承受90℃以上的耐热，低温柔性达到-30℃，由于自粘沥青胶料的耐热性高，所以可以满足防水卷材作为防水层时立面施工的需要，且可以防止自粘沥青胶料变软溢出。本实施例中的自粘沥青胶料几乎满足各种气候对基层防水的需要，及满足长期在基层上的使用要求，施工便捷，不需要热熔施工，避免了因施工不当造成的火灾风险。
实施例5
本实施例提供一种自粘沥青胶料，其原料配方包括以下重量组份：
Figure BDA0001102381290000071
Figure BDA0001102381290000081
聚乙烯蜡的分子量为7000。
石油沥青为重交石油沥青110号。
增粘树脂为苯乙烯系树脂。
乳聚型丁苯橡胶经过接枝、加防老剂、加隔离剂制备得到改性丁苯橡胶，接枝基团单体为甲基丙烯酸甲酯。其中接枝后的乳聚型丁苯橡胶：防老剂：隔离剂的重量比为91：3：6。
弹性体高分子为POE和SBS1401的混合物，POE和SBS1401的重量份比为2:3。
填料为滑石粉。
本实施例提供一种上述自粘沥青胶料的制备方法，包括以下步骤：将石油沥青加热到150℃，然后加入环烷油，升温至167℃，加入弹性体高分子以及改性丁苯橡胶，在此温度下发育30分钟，并逐渐升温至190℃，开启胶体磨加速溶胀过程，使改性剂均化更完全，2小时后停止胶体磨，保持匀速搅拌两小时，加入增粘树脂与聚乙烯蜡，搅拌0.6小时即可混合均匀，然后将填料全部加入，保持185℃搅拌30分钟后取样做中控检测，合格后即可出料，该料即为高初粘及高耐热性的自粘沥青胶料。
实施例6
本实施例提供一种自粘沥青胶料，其原料配方包括以下重量组份：
Figure BDA0001102381290000082
Figure BDA0001102381290000091
聚乙烯蜡的分子量为9000。
石油沥青为重交石油沥青110号。
增粘树脂为二环戍二烯系石油树脂。
乳聚型丁苯橡胶经过接枝、加防老剂、加隔离剂制备得到改性丁苯橡胶，接枝基团单体为聚丙烯酸。其中接枝后的乳聚型丁苯橡胶：防老剂：隔离剂的重量比为93：3：4。
弹性体高分子为苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SIS)。
填料为有机填料和无机填料的混合物，其中，有机填料为粒度大于80目的轮胎胶粉，无机填料为滑石粉，其中，轮胎胶粉和滑石粉的重量份数比为(6:15.5)。
本实施例提供一种上述自粘沥青胶料的制备方法，包括以下步骤：将石油沥青加热到145℃，然后加入环烷油，升温至169℃，加入弹性体高分子以及丁苯橡胶，在此温度下发育45分钟，并逐渐升温至180℃，开启胶体磨加速溶胀过程，使改性剂均化更完全，0.5小时后停止胶体磨，加入填料中的有机填料，保持匀速搅拌两小时，加入增粘树脂与聚乙烯蜡，搅拌0.8小时即可混合均匀，然后将剩余的填料中的无机填料全部加入，保持187℃搅拌2小时后取样做中控检测，合格后即可出料，该料即为高初粘及高耐热性的自粘沥青胶料。
实施例7
本实施例提供一种自粘沥青胶料，其原料配方包括以下重量组份：
Figure BDA0001102381290000092
Figure BDA0001102381290000101
聚乙烯蜡的分子量为5000。
石油沥青为重交石油沥青90号。
增粘树脂烷基酚醛树脂和萜烯酚醛树脂的混合物，其中，增粘树脂烷基酚醛树脂和萜烯酚醛树脂的重量份数比为1:2。
乳聚型丁苯橡胶经过接枝、加防老剂、加隔离剂制备得到改性丁苯橡胶，接枝基团单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯。其中接枝后的乳聚型丁苯橡胶：防老剂：隔离剂的重量比为94：1：5。
弹性体高分子为SBS4402和SIS的混合物，SBS4402和SIS的重量份数比为3:2。
填料为有机填料和无机填料的混合物，其中，有机填料为粒度大于80目的轮胎胶粉，无机填料为膨润土，其中，轮胎胶粉和膨润土的重量份数比为10:9。
本实施例提供一种上述自粘沥青胶料的制备方法，包括以下步骤：将石油沥青加热到155℃，然后加入环烷油，升温至168℃，加入弹性体高分子以及丁苯橡胶，在此温度下发育42分钟，并逐渐升温至185℃，开启胶体磨加速溶胀过程，使改性剂均化更完全，2.5小时后停止胶体磨，加入填料中的有机填料，保持匀速搅拌两小时，加入增粘树脂与聚乙烯蜡，搅拌1小时即可混合均匀，然后将剩余的填料中的无机填料全部加入，保持182℃搅拌1.5小时后取样做中控检测，合格后即可出料，该料即为高初粘及高耐热性的自粘沥青胶料。
实施例8
本实施例提供一种自粘沥青防水卷材，包括实施例1～7任意一种自粘沥青胶料。
优选的是，所述自粘沥青防水卷材包括由上而下设置的增强层、自粘沥青胶料层、隔离层，所述自粘沥青胶料层由所述自粘沥青胶料形成。
但是本发明并不限于此，在实际应用中，自粘沥青胶料还可以用于其它结构的沥青防水卷材中。
自粘沥青防水卷材的典型成型工艺如下：
采用R&D公司3000型改性沥青卷材生产线，在幅宽1040mm的隔离膜的中间涂覆1000mm宽已制备好的自粘沥青胶料，底部采用钢带冷却，控制胶料厚度为1-3mm，在涂胶料之前与隔离膜同时随钢带运行的还包括玻璃纤维网格布增强层，该增强层与隔离膜距离为0.5-1mm，以保证成型后增强层不会在自粘沥青胶料表面裸露，随钢带运行，在自粘沥青胶料的上面单边对齐覆盖增强层，并给予一定的压力，使自粘沥青胶料与增强层间空气排空并满粘粘贴在一起，在另一面裸露的自粘沥青胶料一边覆盖边膜，冷却后，打卷，按照10平米一卷收好即可。
按照上述自粘沥青防水卷材的成型工艺，分别使用实施例4～7中的自粘沥青胶料做成自粘沥青防水卷材，按照相应的国家标准GB 23441-2009《自粘聚合物改性沥青防水卷材》中II型产品的标准进行测试、剥离强度(与铝板)，不透水性，耐热性，低温柔性，采用初粘性测定仪测试初粘性。测试性能见表1
Figure BDA0001102381290000111
Figure BDA0001102381290000121
表1
实施例中4～7中的自粘沥青胶料作为防水层，具有高初粘性及高耐热性，其物理性能完全满足GB 23441-2009《自粘聚合物改性沥青防水卷材》中II型产品的标准，其中耐热性能达到90℃，超过国标的要求，粘接性能中与铝板的剥离强度达到2.5N/mm，也超过国标的要求。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种应用于自粘沥青防水卷材的自粘沥青胶料，其特征在于，其原料配方由以下材料组成：石油沥青、环烷油、增粘树脂、丁苯橡胶和/或改性丁苯橡胶、聚乙烯蜡、弹性体高分子、填料，其中，聚乙烯蜡用于与石油沥青发生交联反应，乳聚型丁苯橡胶经过接枝、加防老剂、加隔离剂制备得到所述改性丁苯橡胶，所述接枝基团单体为苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟基聚合物、硅烷基聚合物中的一种或几种，其原料配方由以下重量组份组成：
Figure FDA0002416972480000011
2.根据权利要求1所述的应用于自粘沥青防水卷材的自粘沥青胶料，其特征在于，所述聚乙烯蜡的分子量为5000-10000。
3.根据权利要求1所述的应用于自粘沥青防水卷材的自粘沥青胶料，其特征在于，所述石油沥青包括重交石油沥青70号、重交石油沥青90号、重交石油沥青110号、重交石油沥青130号中的一种或几种；
所述增粘树脂包括松香、松香脂、氢化松香酚、C5系石油树脂、C9系石油树脂、二环戍二烯系石油树脂、苯乙烯系树脂、烷基酚醛树脂、萜烯酚醛树脂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的应用于自粘沥青防水卷材的自粘沥青胶料，其特征在于，所述弹性体高分子包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃弹性体中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的应用于自粘沥青防水卷材的自粘沥青胶料，其特征在于，所述填料包括重钙、滑石粉、膨润土、高岭土、粒度大于80目的轮胎胶粉、炭黑中的一种或几种。
6.一种权利要求1～5任意一项所述的应用于自粘沥青防水卷材的自粘沥青胶料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原料配方中的物质混合，得到所述自粘沥青胶料。
7.根据权利要求6所述的自粘沥青胶料的制备方法，其特征在于，所述将原料配方中的物质混合的具体方法包括以下步骤：
将所述石油沥青加热到140-160℃，然后加入所述环烷油，升温至165-170℃，加入所述弹性体高分子、以及所述丁苯橡胶和/或改性丁苯橡胶，发育30-45分钟，升温至180-190℃，溶胀0.5-2.5小时，加入所述增粘树脂与所述聚乙烯蜡，然后加入所述填料，得到所述自粘沥青胶料。
8.一种自粘沥青防水卷材，其特征在于，包括权利要求1～5任意一项所述的自粘沥青胶料。
9.根据权利要求8所述的自粘沥青防水卷材，其特征在于，所述自粘沥青防水卷材包括由上而下设置的增强层、自粘沥青胶料层、隔离层，所述自粘沥青胶料层由所述自粘沥青胶料形成。
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