CN107118576A - 一种自粘沥青及其制备方法和自粘沥青防水卷材 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑防水材料领域，具体提供了一种自粘沥青及其制备方法和自粘沥青防水卷材；所述自粘沥青由按重量计的以下原料制成：高标号液态沥青45～65份，SIS 15～25份，SBS 12～20份，液态增粘剂3～10份，抗氧剂0.2～0.5份，降粘剂0.2～1.2份，轻质碳酸钙0～12份；所述高标号液态沥青的软化点为15～20℃，在0℃的针入度(0.1mm)为220～280。本发明的自粘沥青能满足高低温环境下对卷材破坏后的自修复，提高卷材的抗破坏性，以及自粘卷材与基层粘结性能，确保在‑10℃以上防水层受到100次震动破坏时，不与基层脱离。

Description

一种自粘沥青及其制备方法和自粘沥青防水卷材
技术领域
本发明属于建筑防水材料领域，具体涉及一种自粘沥青，该自粘沥青的制备方法，以及一种自粘沥青防水卷材。
背景技术
目前沥青卷材按照施工方法可以分为热熔、自粘和机械固定三类。热熔沥青类卷材，施工方法成熟，粘结牢固可靠，但是，一方面受加热施工方法的影响，导致部分工程不能应用，另一方面，与基层一旦脱落就不能再粘结。机械固定类沥青卷材不能与基层形成满粘结，一旦发生渗漏，将难以进行维修。自粘沥青类防水卷材采取冷粘结的施工方式，安全可靠，目前应用较广。然而，自粘沥青卷材虽与基层形成满粘结，但随着时间的推移，与基层的粘结性会下降，进而出现脱离基层的现象；如果局部有渗漏点，且发生窜水现象，那么建筑物的渗漏治理将难以根治。
基于此，亟需一种具有持久粘结性强、自愈性和可以抗疲劳性粘结的自粘沥青防水卷材。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种自粘沥青，该自粘沥青的制备方法，以及一种自粘沥青防水卷材。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种自粘沥青，所述自粘沥青由按重量计的以下原料制成：
其中，所述高标号液态沥青的软化点为15～20℃，在0℃的针入度(0.1mm)为220～280。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种所述自粘沥青的制备方法，该制备方法包括：将所述高标号液态沥青、液态增粘剂和降粘剂混合并熔融，然后加入SIS和SBS进行均化，最后与所述轻质碳酸钙、抗氧剂混合均匀，制得所述自粘沥青。
根据本发明的第三方面，本发明提供了一种自粘沥青防水卷材，所述自粘沥青防水卷材包括所述的自粘沥青。
本发明的自粘沥青能满足高低温环境下对卷材破坏后的自修复，提高卷材的抗破坏性，以及自粘卷材与基层粘结性能，确保在-10℃以上防水层受到震动破坏时，不与基层脱离。所述自粘沥青防水卷材的性能典型值为：耐高温性能软化点85℃以上，低温性能不高于-30℃，粘结强度2.50N/mm以上，标准环境温度下自愈时间在3秒以内，5℃自愈时间5秒以内；在-10℃、0℃和10℃与水泥板粘结，抗疲劳性各震动100次不渗水。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1为按照一种实施方式的HDPE膜的局部表面防滑结构。
附图标记说明
1：凸起；2：菱形图案。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细描述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种自粘沥青，所述自粘沥青由按重量计的以下原料制成：
本发明中，选用高标号液态石油沥青作为改性的基体，可赋予防水卷材持久的稳定性，低分子组分不迁移，避免传统自粘卷材沥青采用沥青加环烷油或增塑剂等助剂。
具体地，所述高标号液态沥青的软化点为15～20℃，在0℃的针入度(0.1mm)为220～280。
本发明中，所述SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)可参照现有技术进行选择。通常所述SBS为线型SBS和/或星型SBS，其中的苯乙烯含量为30～45重量％。另外，所述SBS分子量可以为10万～30万，溶体流动速率为0.05～3g/10min。所述SBS既可通过本领域熟知的阴离子方法聚合得到，也可通过商购获得，例如选自燕化4402、岳化803和李长荣3411中的至少一种。
优选情况下，所述SBS为粉末状(即使用前将其加工成粉末状)，所述粉末状SBS的粒径分布为0.075～0.25mm，这样能进一步避免SBS颗粒研磨不均导致的颗粒和不能充分改性现象，并使高速均化时间缩短(例如缩短50min)，提高所述自粘沥青的自愈性。
本发明中，所述SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)可选自型SIS，其中的苯乙烯含量为10～25重量％。所述SIS可通过常规方法制得，例如采用有机锂引发剂经溶液阴离子聚合反应获得；也可以商购得到，例如选自岳化1105、李长荣5516和科腾D1113P中的至少一种。
在满足上述配比下，优选所述原料中的SBS和SIS的总重量在30份以上。
本发明中，所述降粘剂能降低本发明高橡胶含量下自粘沥青制备过程的粘度，同时增加应用环境状态下的强度。所述降粘剂可选自本领域常规的含羰基的有机物降粘剂。优选地，所述降粘剂选自马来酸酐-苯乙烯-丙烯酸高级酯稠油降粘剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物降粘剂、烷基苯乙烯-丙烯酸高级酯降粘剂中的至少一种，且降粘剂的粘度为200～1000cps/25℃。加入所述降粘剂后，例如可赋予自粘沥青粘度为20～50dPa·s/150℃，从而有利于沥青高含量橡胶的改性。
本发明中，所述液态增粘剂可提高自粘沥青的粘结性，并持久保持自粘卷材与基层的粘结性。优选情况下，所述液态增粘剂选自液态聚异丁烯、液态萜烯树脂和液态古马隆树脂中的至少一种，且前述两种树脂各自的软化点为-5℃至2℃，酸值不高于1mgKOH/g，液态聚异丁烯的数均分子量为350～3500；这样能进一步提高自粘沥青的初粘力和粘结力，尤其是在低温-5℃环境下与基层的粘结。
本发明对所述抗氧剂的种类没有特别限定，可以为改性沥青中的常规选择，例如选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂TNP等。
本发明中，所述轻质碳酸钙的粒度可以为400～800目。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种所述自粘沥青的制备方法，该制备方法包括：将所述高标号液态沥青、液态增粘剂和降粘剂混合并熔融，然后加入SIS和SBS进行均化，最后与所述轻质碳酸钙、抗氧剂混合均匀，从而制得所述自粘沥青。
按照一种优选的实施方式，所述制备方法具体包括以下步骤：
1)将所述高标号液态沥青、液态增粘剂和降粘剂加入反应釜中，升温至100～150℃(优选为135～145℃)；
2)加入SIS和SBS，升温至170～185℃(更优选为175～180℃)，并在此温度范围内高速均化0.8～1.2h；
3)加入轻质碳酸钙搅拌0.5～1h，再加入抗氧剂搅拌0.2～0.6h，从而制得所述自粘沥青。
根据本发明的第三方面，本发明提供了一种自粘沥青防水卷材，所述自粘沥青防水卷材包括本发明所述的自粘沥青。
按照一种优选的实施方式，所述自粘沥青防水卷材还包括HDPE膜与压纹隔离膜，所述HDPE膜与压纹隔离膜通过所述自粘沥青连接。
通常地，所述HDPE膜中，HDPE的分子量分布可以在80000～200000。
所述HDPE膜可由多层薄膜按一定角度(例如90度)交叉叠压在一起形成，薄膜的层数例如为二层、三层或四层等。
优选情况下，所述HDPE膜的表面设有防滑结构，所述防滑结构包括多个压制的图案，所述压制的图案内设有多个凸起。另外，所述压制的图案可以为菱形、矩形、圆形或椭圆形等。多个压制的图案可以均匀分布或不均匀分布。所述凸起的密度可以为25万个/平方米～160万个/平方米。上述防滑结构的设置，可使得所述HDPE膜具有0.5～0.9，优选0.65以上的防滑系数(按照ASTM D1984-14标准测试)，从而提高所述自粘沥青防水卷材的施工安全性，防止操作人员滑倒。
优选情况下，所述压纹隔离膜为压纹涂硅隔离膜。
本发明中，所述自粘沥青防水卷材可在本领域熟知的卷材成型线上进行生产，具体工艺为领域所熟知，在此不再赘述。
下面通过实施例详细说明本发明，但本发明不受实施例的限制。
以下实施例和对比例中，自粘沥青性能评价方法，即防水卷材典型性能测试方法为：软化点参照GB/T4507，低温柔性参照GB/T328.14，剥离强度参照GB/T328.20，自愈性参照JC/T1068，疲劳性实验参照韩国KS F4953测试方法标准。
实施例1
1)自粘沥青的原料配方(按重量计)：
2)制备方法为：
将上述高标号液态沥青、液态增粘剂和降粘剂加入反应釜中，升温至140℃，加入SIS和粉末状SBS，升温至175～180℃，并在此温度范围内高速均化1.0h；而后加入轻质碳酸钙搅拌0.6h，最后加入抗氧剂搅拌0.3h，从而制得自粘沥青。
产品的典型性能指标为软化点88℃，低温柔性-30℃，剥离强度2.51N/mm，标准环境温度下自愈时间2秒，5℃自愈时间5秒；且分别在-10℃、0℃和10℃与水泥板粘结，抗疲劳性各震动100次不渗水。
实施例2
1)自粘沥青的原料配方(按重量计)：
2)制备方法为：
将上述高标号液态沥青、液态增粘剂和降粘剂加入反应釜中，升温至140℃，加入SIS和粉末状SBS，升温至175～180℃，并在此温度范围内高速均化0.8h；而后加入轻质碳酸钙搅拌0.6h，最后加入抗氧剂搅拌0.4h，从而制得自粘沥青。
产品的典型性能指标为软化点8℃，低温柔性-32℃，剥离强度2.57N/mm，标准环境温度下自愈时间2秒，5℃自愈时间3秒；且分别在-10℃、0℃和10℃与水泥板粘结，抗疲劳性各震动100次不渗水。
实施例3
1)自粘沥青的原料配方(按重量计)：
2)制备方法为：
将高标号液态沥青、液态增粘剂和降粘剂加入反应釜中，升温至40℃，加入SIS和粉末状SBS，升温至175～180℃，并在此温度范围内高速均化0.8h；而后加入轻质碳酸钙搅拌0.7h，最后是加入抗氧剂搅拌0.4h，从而制得自粘沥青。
产品的典型性能指标为软化点88℃，低温柔性-34℃，剥离强度2.64N/mm，标准环境温度下自愈时间2秒，5℃自愈时间3秒；且分别在-10℃、0℃和10℃与水泥板粘结，抗疲劳性各震动100次不渗水。
实施例4
1)自粘沥青的原料配方(按重量计)：
2)制备方法为：
将上述高标号液态沥青、液态增粘剂和降粘剂加入反应釜中，升温至140℃，加入SIS和粉末状SBS，升温至175～180℃，并在此温度范围内高速均化1.1h；而后加入轻质碳酸钙搅拌0.6h，最后是加入抗氧剂搅拌0.4h，从而制得自粘沥青。
产品的典型性能指标为软化点90℃，低温柔性-35℃，剥离强度2.84N/mm，标准环境温度下自愈时间2秒，5℃自愈时间3秒；且分别在-10℃、0℃和10℃与水泥板粘结，抗疲劳性各震动100次不渗水。
实施例5
1)自粘沥青的原料配方(按重量计)：
2)制备方法为：
将上述高标号液态沥青、液态增粘剂和降粘剂加入反应釜中，升温至140℃，加入SIS和粉末状SBS，升温至175～180℃，并在此温度范围内高速均化1.2h；而后加入轻质碳酸钙搅拌0.6h，最后加入抗氧剂搅拌0.4h，从而制得自粘沥青。
产品的典型性能指标为软化点92℃，低温柔性-35.5℃，剥离强度2.87N/mm，标准环境温度下自愈时间2秒，5℃自愈时间3秒；且分别在-10℃、0℃和10℃与水泥板粘结，抗疲劳性各震动100次不渗水。
对比例1
按照实施例1的配方和方法制备自粘沥青，不同在于，用等重量份的液体沥青(软化点：36℃，0℃的针入度(0.1mm)：100)代替高标号液态沥青，从而制得自粘沥青。
自粘沥青典型性能指标为软化点96℃，低温柔性-25℃，剥离强度1.75N/mm，标准环境温度下自愈时间15秒，5℃自愈时间36秒；且分别在-10℃、0℃和10℃与水泥板粘结，抗疲劳性各震动20、48和95次后开始渗水。
对比例2
采用实施例2的配方和方法制备自粘沥青，不同在于，将高标号液态沥青的用量调整为50份，并添加环烷油8份，从而制得自粘沥青。
产品的典型性能指标为软化点72℃，低温柔性-36.5℃，剥离强度0.89N/mm，标准环境温度下自愈时间2秒，5℃自愈时间3秒；且分别在-10℃、0℃和10℃与水泥板粘结，抗疲劳性各震动100次后不渗水。
对比例3
采用实施例2的配方和方法制备自粘沥青，不同在于，将SIS的用量调整为10份，粉末状SBS的用量调整为22份，从而制得自粘沥青。
产品的典型性能指标为软化点97℃，低温柔性-35.8℃，剥离强度1.34N/mm，标准环境温度下自愈时间5秒，5℃自愈时间14秒；且分别与水泥板粘结；抗疲劳性在-10℃震动60次后开始渗水，在0℃和10℃时100次无渗水。
以上结合实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自粘沥青，其特征在于，所述自粘沥青由按重量计的以下原料制成：
其中，所述高标号液态沥青的软化点为15～20℃，在0℃、以0.1mm计的针入度为220～280。
2.根据权利要求1所述的自粘沥青，其中，所述SBS为粉末状，粒径分布为0.075～0.25mm。
3.根据权利要求1所述的自粘沥青，其中，所述SBS为线型SBS和/或星型SBS，其中的苯乙烯含量为30～45重量％；所述SIS为线型SIS，其中的苯乙烯含量为10～25重量％。
4.根据权利要求1所述的自粘沥青，其中，所述降粘剂选自马来酸酐-苯乙烯-丙烯酸高级酯稠油降粘剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物降粘剂和烷基苯乙烯-丙烯酸高级酯降粘剂中的至少一种，降粘剂的粘度为200～1000cps/25℃。
5.根据权利要求1所述的自粘沥青，其中，所述液态增粘剂选自液态聚异丁烯、液态萜烯树脂和液态古马隆树脂中的至少一种，且所述液态萜烯树脂、液态古马隆树脂各自的软化点为-5℃至2℃，酸值不高于1mgKOH/g，所述液态聚异丁烯的数均分子量为350～3500。
6.权利要求1-5中任意一项所述自粘沥青的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：将所述高标号液态沥青、液态增粘剂和降粘剂混合并熔融，然后加入SIS和SBS进行均化，最后与所述轻质碳酸钙、抗氧剂混合均匀，制得所述自粘沥青。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
1)将所述高标号液态沥青、液态增粘剂和降粘剂加入反应釜中，升温至100～150℃；
2)加入SIS和SBS，升温至170～185℃，并在此温度范围内均化0.8～1.2h；
3)加入轻质碳酸钙搅拌0.5～1h，再加入抗氧剂搅拌0.2～0.6h，从而制得自粘沥青。
8.一种自粘沥青防水卷材，其特征在于，所述自粘沥青防水卷材包括权利要求1-5中任意一项所述的自粘沥青。
9.根据权利要求8所述的自粘沥青防水卷材，其中，所述自粘沥青防水卷材还包括HDPE膜与压纹隔离膜，所述HDPE膜与压纹隔离膜通过所述自粘沥青连接。
10.根据权利要求9所述的自粘沥青防水卷材，其中，所述HDPE膜的表面设有防滑结构，所述防滑结构包括多个压制的图案，所述压制的图案内设有多个凸起。
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