CN106515142A - 金属芯自修复阻根防水卷材及其制备方法 - Google Patents

金属芯自修复阻根防水卷材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种金属芯自修复阻根防水卷材及其制备方法，其包括金属芯层，金属芯层的两侧分别设置有高分子层，高分子层远离金属芯层的一侧或两侧分别设置有非固化橡胶层，非固化橡胶层的外表面设置有防粘隔离层。所述非固化橡胶层的各组分，质量份为：基质沥青30～50份、环烷油6～8份、SEPS橡胶12～16份、聚异丁烯10～15份、改性添加剂0.5～0.8份、增粘树脂5～10份、反应活性剂0.1～0.5份、纳米碳酸钙15～25份，化学阻根剂0.5～1.0份。本发明集密封防水和多重阻根融合一体，具有自修复、抗穿刺、密封粘结、耐老化，使用寿命长的特点；同时本发明还具有多道阻根功能，对于防止植物根穿刺具有多重保险作用，解决了屋顶绿化植物根穿刺防水层的问题。

Description

金属芯自修复阻根防水卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑防水材料，具体涉及一种金属芯自修复阻根防水卷材及其制备方法。
背景技术
随着“海绵城市”建设的不断推进，城市建设的重点早已不是“水泥森林”，即可以像海绵一样去“呼吸”，作为重要实现手段之一的屋顶绿化措施已迎来前所未有的挑战和机遇。
“海绵城市”建设的首要环节就是“吸”的问题，要使城市建筑具备对雨水的吸纳、蓄滞和缓释作用，可以采用屋顶绿化的措施，然而屋顶绿化的防水抗渗一直是建筑防水的老大难问题。
很多种植屋面经过2至3年左右的时间后出现了屋面漏水现象，最短的不到1年就出现了屋面渗漏现象，与一般屋面工程相比，种植屋面出现渗漏水的频率增多。
究其原因，传统防水材料无法满足屋顶绿化种植系统的要求，因为这些材料不具备阻根性能，很容易被植物根尖穿透，导致“屋顶绿化”体系失败，也会给建筑安全带来隐患。
在“海绵城市”建设的推进中，屋顶绿化用的防水材料必须兼顾屋面结构承载能力和抗裂，避免由于植物根系穿透造成防水层破坏甚至结构破坏而带来的连带损失，使屋顶绿化真正成为遏制日趋恶化的生存环境、改善城市生态环境，促进屋顶绿化工程的可持续发展，进而使“海绵城市”的功能得到完美的体现，具有重要意义。
发明内容
为实现上述发明目的，本发明提供一种既具有密封防水功能，又同时具有多重阻根功能的金属芯自修复阻根防水卷材。
另外，本发明还提供一种金属芯自修复阻根防水卷材的制备方法，采用该方法制备的防水卷材既具有防水功能，又同时具有多重阻根功能。
为此，本发明提供一种金属芯自修复阻根防水卷材，其包括金属芯层，金属芯层的两侧分别设置有高分子层，高分子层远离金属芯层的一侧或两侧分别设置有非固化橡胶层，非固化橡胶层的外表面设置有防粘隔离层。
其中，非固化橡胶层由包括基质沥青、环烷油、SEPS橡胶、聚异丁烯、改性添加剂、增粘树脂、反应活性剂、纳米碳酸钙、化学阻根剂的原料制成。
其中，制成非固化橡胶层的原料的质量份数为：
所述，SEPS橡胶是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，不含不饱和和双键，具有良好的紫外线稳定性、抗养性、耐老化性和优异的力学性能。
所述，聚异丁烯是一种典型的饱和线型聚合物，结构单元为-(CH2-C(CH3)2)-，其耐酸、耐碱、耐盐、耐水、耐热、耐光、耐臭养和耐老化，具有优良的防水性和气密性，与橡胶和基质沥青相容性甚佳。优选地，聚异丁烯为低分子量PIB，选用韩国大林的PB1400。
所述，改性添加剂为一种特殊的聚烯烃类添加剂，在基质沥青中少量添加即可大大改善产品的粘结性、提高耐热度、保持低温特性、促进韧性，避免开裂。优选地，改性添加剂为美国霍尼维尔的Honerwell聚烯烃类添加剂。
优选地，增粘树脂选用P580芳香族改性树脂、C5石油树脂、T-100萜烯树脂中的任何一种，具有粘接力强,抗老化性能好、内聚力高、耐热、耐光、耐酸、耐碱、耐臭、无毒等优良性能，能显著提高卷材与基层的粘结力。
优选地，反应活性剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，其亲无机物基团可与无机物表面的化学基团反应，形成强固的化学键合；亲有机物基团可与有机物分子反应或物理缠绕，从而使有机与无机材料的界面实现化学键接，大幅度提高卷材的粘接强度。优选地，反应活性剂为美国迈图公司的Silques A-171、德国瓦克公司的XL-10的任何一种。
优选地，化学阻根剂为德国朗盛公司的B5阻根剂，其作用机理为：当植物根系接触到非固化橡胶层中的化学阻根剂就会发生角质化,不会继续向下生长,并且不损伤植物已有的根系，既避免根系穿透防水层,又保障了植物正常的生长。
其中，所述金属芯层采用铜、铝、锌、铅、锡、镍中的任一种或者任意几种的合金，所述金属芯层的厚度为20微米。所述高分子层为高分子膜或高分子片材。优选地，高分子膜采用聚酯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、高分子强力交叉层压膜中的一种或多种，所述高分子膜的厚度为50微米～100微米；高分子片材采用TPO、PVC、EVA、HDPE、LDPE中的一种或多种，所述高分子片材的厚度为1.0毫米～1.5毫米。
所述，非固化橡胶层的外表面设置有防粘隔离层。优选地，防粘隔离层为硅油隔离纸、PET硅油隔离膜、PE硅油隔离膜、石英砂中的一种或两种，采用湿铺、预铺、自粘施工，简单方便，施工时采用“胶粘胶”自粘搭接密封。
作为另一种实施方案，本发明还提供一种金属芯自修复阻根防水卷材的制备方法，该防水卷材为上述的任意一种防水卷材，该制备方法包括以下步骤：
步骤一，制备非固化橡胶阻根防水混合料，
(S01)按配比在配料罐中加入基质沥青和环烷油，加热至180±5℃，搅拌0.5h；
(S02)在配料罐中依次加入SEPS橡胶、聚异丁烯、改性添加剂，保持温度180±5℃，搅拌1.0～1.5h，融化均匀；
(S03)在配料罐中依次加入增粘树脂、反应活性剂、纳米碳酸钙，保持温度180±5℃，搅拌1.0～1.5h；
(S04)在配料罐中加入化学阻根剂，保持温度160±5℃，搅拌0.5～1.0h，制成非固化橡胶阻根防水混合料，备用。
步骤二，生产成型，
(S05)将制备好的非固化橡胶阻根防水混合料，输入生产线；
(S06)在生产线上进行均匀涂覆；
(S07)通过厚度辊进行厚度控制；
(S08)覆盖防粘隔离层；
(S09)经水冷却定型；
(S10)卷取、包装。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的金属芯自修复阻根防水卷材，该防水卷材集密封防水和多重阻根融合一体，具有自修复、抗穿刺、密封粘结、耐老化，使用寿命长的特点；同时本发明还具有多道阻根功能，对于防止植物根穿刺具有多重保险作用，解决了屋顶绿化植物根穿刺防水层的问题。
本发明提供的金属芯自修复阻根防水卷材的制备方法，通过该制备方法制备的防水卷材，集密封防水和多重阻根融合一体，具有自修复、抗穿刺、密封粘结、耐老化，使用寿命长的特点；同时本发明还具有多道阻根功能，对于防止植物根穿刺具有多重保险作用，解决了屋顶绿化植物根穿刺防水层的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的金属芯自修复阻根防水卷材的结构示意图；
图2为本发明实施例中提供的非固化橡胶阻根防水混合料的制备方法的操作流程图；
图3为本发明实施例中提供的金属芯自修复阻根防水卷材的制备方法的操作流程图；其中，
1-防粘隔离层；2-非固化橡胶层；3-高分子层；4-金属芯层；5-高分子层；6-非固化橡胶层；7-防粘隔离层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的金属芯自修复阻根防水卷材及其制备方法进行详细描述。
本发明提供了一种金属芯自修复阻根防水卷材，该防水卷材集密封防水和多重阻根融合一体，本发明具有自修复、抗穿刺、密封粘结、耐老化，使用寿命长的特点；同时本发明还具有多道阻根功能，对于防止植物根穿刺具有多重保险作用，解决了屋顶绿化植物根穿刺防水层的问题。
请参考附图1，为实现上述目的，本实施例提供的金属芯自修复阻根防水卷材为多层复合结构，包括金属芯层4，金属芯层4的两侧分别设置有高分子层3、高分子层5，高分子层3、高分子层5远离金属芯层4的一侧或两侧分别设置有非固化橡胶层2、非固化橡胶层6，非固化橡胶层2、非固化橡胶层6的外表面设置有防粘隔离层1、防粘隔离层7。其中，非固化橡胶层的原料中包括化学阻根剂。
在本实施例中，金属芯层4提高了卷材的机械强度和防水抗渗能力，当用于种植屋面时，金属芯层4因金属具有质地密实、强度高、尺寸稳定、水蒸汽渗透系数小的特点，不给植物提供水的信息，使植物根无法疏水生长，同时又不会影响植物的正常生长，当植物找不到水的信息时便会产生逆向生长的现象向有水的地方生长，有效地阻拦了植物根穿刺，防止植物根破坏防水层和结构层。
在本实施例中，金属芯层4的两面复合的是抗穿刺能力强的高分子层3、高分子层5，主要起防水作用，同时具有较好的抗植物根穿刺的作用。高分子层具有耐化学稳定性，保护夹设在中间的金属芯层4不被腐蚀和氧化的作用。
在本实施例中，高分子层3、高分子层5之间夹设金属芯层4，在承受外力拉伸的情况下高分子层3、高分子层5和金属芯层4同时受力，共同作用。因此本发明的非固化金属芯阻根防水卷材相较于传统防水材料具有更大的抗拉强度及更强的抵抗外界破坏的能力，能够提高结构层的抗破坏性，既提升了产品的机械力学性能及尺寸稳定性，同时提升了产品的抗渗能力，又具有优异的多道物理防穿刺的作用；
在本实施例中，非固化橡胶层2、非固化橡胶层6与空气长期接触后不固化，不溶于水，可与不同基层粘结，即使在潮湿基面也有很好的粘结力，并可自动寻找漏水部位修复已损坏的防水层，永久防漏；当基层开裂、拉伸防水层时，由非固化橡胶层吸收应力，封闭基层的所有缝隙及孔洞且难以剥离，确保整个防水系统长期保持完整性。当防水层受到外力作用被戳破时，破坏点不会扩大，防水层底部也不会发生窜水现象，提高了防水层的可靠性。同时，非固化橡胶层2、非固化橡胶层6的原料中包括化学阻根剂，又具有优异的化学阻根抗穿刺的作用。
在本实施例中，非固化橡胶层2、非固化橡胶层6与高分子层3、金属芯层4、高分子层5之间构成复合防水层，与结构牢固粘结、融合一体，具有自修复、抗穿刺、密封粘结、耐老化，潮湿基面可粘结、不窜水，使用寿命长的特点；同时本发明还具有多道阻根功能，对于防止植物根穿刺具有多重保险作用，解决了屋顶绿化植物根穿刺防水层的问题。
在本实施例中，非固化橡胶层由包括基质沥青、环烷油、SEPS橡胶、聚异丁烯、改性添加剂、增粘树脂、反应活性剂、纳米碳酸钙、化学阻根剂的原料制成。
其中，制成非固化橡胶层的原料的质量份数为：
所述，SEPS橡胶是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，不含不饱和和双键，具有良好的紫外线稳定性、抗养性、耐老化性和优异的力学性能。
优选地，聚异丁烯为低分子量PIB，选用韩国大林公司的PB1400。
优选地，改性添加剂为美国霍尼维尔公司的Honerwell 聚烯烃类添加剂。
优选地，增粘树脂选用P580芳香族改性树脂、C5石油树脂、T-100萜烯树脂中的任何一种。
优选地，反应活性剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，选用美国迈图公司的Silques A-171、德国瓦克公司的XL-10中任意一种。
优选地，化学阻根剂为德国朗盛公司的B5阻根剂。
其中，金属芯包括铜、铝、锌、铅、锡、镍中的任一种或者任意几种的合金，所述金属芯的厚度为20微米。
所述高分子层包括高分子膜或高分子片材。优选地，高分子膜为聚酯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、高分子强力交叉层压膜中的一种或多种，所述高分子膜的厚度为50微米～100微米。更优选地，高分子片材为TPO、PVC、EVA、HDPE、LDPE中的一种或多种，所述高分子片材的厚度为1.0毫米～1.5毫米。
所述的，在高分子层中间夹设有金属芯层，为定制的外购品。
其中，非固化橡胶层的外表面设置有防粘隔离层。优选地，防粘隔离层为硅油隔离纸、PET硅油隔离膜、PE硅油隔离膜、石英砂中的一种或两种，采用湿铺、预铺、自粘施工，简单方便，施工时采用“胶粘胶”自粘搭接密封。
请参照图2和图3，作为另一种技术方案，本发明还提供一种金属芯自修复阻根防水卷材的制备方法，该防水卷材为上述的任意一种防水卷材，该制备方法包括以下步骤：
步骤一，制备非固化橡胶阻根防水混合料，
(S01)按配比在配料罐中加入基质沥青和环烷油，加热至180±5℃，搅拌0.5h；
(S02)在配料罐中依次加入SEPS橡胶、聚异丁烯、改性添加剂，保持温度180±5℃，搅拌1.0～1.5h，融化均匀；
(S03)在配料罐中依次加入增粘树脂、反应活性剂、纳米碳酸钙，保持温度180±5℃，搅拌1.0～1.5h；
(S04)在配料罐中加入化学阻根剂，保持温度160±5℃，搅拌0.5～1.0h，制成非固化橡胶阻根防水混合料，备用。
步骤二，生产成型，
(S05)将制备好的非固化橡胶阻根防水混合料，输入生产线；
(S06)在生产线上进行均匀涂覆；
(S07)通过厚度辊进行厚度控制；
(S08)覆盖防粘隔离层；
(S09)经水冷却定型；
(S10)卷取、包装。
在制备过程中，采用上述制备方法，制备出的金属芯自修复阻根防水卷材，集密封防水和多重阻根融合一体，具有自修复、抗穿刺、密封粘结、耐老化，使用寿命长的特点；同时本发明还具有多道阻根功能，对于防止植物根穿刺具有多重保险作用，解决了屋顶绿化植物根穿刺防水层的问题。
以上为本发明提供的一种金属芯自修复阻根防水卷材及其制备方法，产品优选的原材料、配方、生产工艺、以及工程施工和应用过程，都不释放有害物质且符合相关国家标准和规范中的安全与环保规定。其中非固化橡胶层掺入了化学阻根剂，在生产与使用中不会对土壤、水与植物生长造成有害影响。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明所作的等效变换，均在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种金属芯自修复阻根防水卷材，其特征在于，所述防水卷材包括金属芯层，金属芯层的两侧分别设置有高分子层，高分子层远离金属芯层的一侧或两侧分别设置有非固化橡胶层，非固化橡胶层的外表面设置有防粘隔离层。
2.根据权利要求1所述的一种金属芯自修复阻根防水卷材，其特征在于，所述非固化橡胶层由包括基质沥青、环烷油、SEPS橡胶、聚异丁烯、改性添加剂、增粘树脂、反应活性剂、纳米碳酸钙、化学阻根剂的原料制成。
3.根据权利要求1或2所述的一种金属芯自修复阻根防水卷材，其特征在于，所述非固化橡胶层的原料的质量份数为：
4.根据权利要求1或2或3所述的一种金属芯自修复阻根防水卷材，其特征在于，所述的SEPS橡胶是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，不含不饱和双键。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种金属芯自修复阻根防水卷材，其特征在于，所述的聚异丁烯为低分子量PIB，其结构单元为-(CH2-C(CH3)2)-，选用韩国大林公司的PB1400。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种金属芯自修复阻根防水卷材，其特征在于，所述的改性添加剂为一种特殊的聚烯烃类添加剂。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种金属芯自修复阻根防水卷材，其特征在于，所述的增粘树脂为P580芳香族改性树脂、C5石油树脂、T-100萜烯树脂中的任意一种。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种金属芯自修复阻根防水卷材，其特征在于，所述的反应活性剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，选用美国迈图公司的Silques A-171或德国瓦克公司的XL-10；所述的化学阻根剂为德国朗盛公司的B5阻根剂。
9.根据权利要求1所述的一种金属芯自修复阻根防水卷材，其特征在于，所述金属芯层为铜、铝、锌、铅、锡、镍中的任一种或者任意几种的合金，所述金属芯层的厚度为20微米；所述高分子层为高分子膜或高分子片材；所述高分子膜包括聚酯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、高分子强力交叉层压膜中的一种或多种，所述高分子膜的厚度为50微米～100微米；所述高分子片材包括TPO、PVC、EVA、HDPE、LDPE中的一种或多种，所述高分子片材的厚度为1.0毫米～1.5毫米；所述防粘隔离层为硅油隔离纸、PET硅油隔离膜、PE硅油隔离膜、石英砂中的一种或两种。
10.一种金属芯自修复阻根防水卷材的制备方法，其特征在于，所述金属芯自修复阻根防水卷材为权利要求1～9中所述的任意一种防水卷材，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，制备非固化橡胶阻根防水混合料，
S01)按配比在配料罐中加入基质沥青和环烷油，加热至180±5℃，搅拌0.5h；
S02)在配料罐中依次加入SEPS橡胶、聚异丁烯、改性添加剂，保持温度180±5℃，搅拌1.0～1.5h，融化均匀；
S03)在配料罐中依次加入增粘树脂、反应活性剂、纳米碳酸钙，保持温度180±5℃，搅拌1.0～1.5h；
S04)在配料罐中加入化学阻根剂，保持温度160±5℃，搅拌0.5～1.0h，制成非固化橡胶阻根防水混合料，备用。
步骤二，生产成型，
S05)将制备好的非固化橡胶阻根防水混合料，输入生产线；
S06)在生产线上进行均匀涂覆；
S07)通过厚度辊进行厚度控制；
S08)覆盖防粘隔离层；
S09)经水冷却定型；
S10)卷取、包装。
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