CN107759817A - 一种强耐候性改性沥青防水卷材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防水材料技术领域，是一种强耐候性改性沥青防水卷材的制造方法，按重量需要以下原料：沥青40～65份、加氢‑苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物1‑11份、苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯嵌段共聚物2‑9份，马来酸酐接枝改性丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物1‑10份、脱硫胶粉2‑20份、无规聚丙烯高温树脂1‑6份、碳五加氢增粘树脂2‑9份、滑石粉5‑25份，玄武岩矿粉填料5‑15份热熔混合后涂覆在基体上并覆以隔离材料即得，具有强耐候性、强耐老化性、强耐化学腐蚀性、高强度、抗水性能优异、致密度高、持久粘结力强、低迁移度等优点。
Description
技术领域
本发明涉及防水材料技术领域，具体地说是涉及一种防水卷材的配方及配料方法。
背景技术
沥青类的防水卷材可以分为热熔卷材和自粘卷材两大类。
自粘沥青卷材类不管是GB 23441-2009《自粘聚合物改性沥青防水卷材》还是GB/T23457-2009《预铺/湿铺防水卷材》涉及到的产品，其自身性能特点要求其具备良好的初粘性以及自愈性能，故而不可能具有良好的耐候性能，这也就决定了该类卷材的施工是离不开保护层的（即非外露施工）。GB 23441-2009《自粘聚合物改性沥青防水卷材》中明确规定“本标准适用于自粘聚合物改性沥青为基料，非外露使用的无胎基或采用聚酯胎增强的本体自粘防水卷材”；同样的GB/T 23457-2009 《预铺/湿铺防水卷材》中也明确规定“预铺防水卷材用于地下防水等工程，直接与后浇结构混凝土拌合物粘结”“湿铺防水卷材用于非外露防水工程，采用水泥砂浆与基层粘结”。
热熔沥青卷材目前主要使用弹性体（SBS）改性沥青防水卷材和塑性体（APP）改性沥青防水卷材，也是耐候性较强的两类产品。GB 18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》和GB 18243-2008《塑性体改性沥青防水卷材》两个国标中均明确规定“外露使用采用上表面隔离材料为不透明的矿物粒料的防水卷材”。而在GB 50345-2012《屋面工程技术规范》、GB50693-2011《坡屋面工程技术规范》以及GB 50207《屋面工程质量验收规范》中均没有明确规定屋面防水必须铺设保护层，且对防水卷材上表面材料并未要求。事实上，在实际工程使用中，为了节省成本与方便维修，绝大多数工程都使用上表面材料为聚乙烯膜的防水卷材且未进行铺设保护层。
根据经验，SBS/APP改性沥青防水卷材正常在民用屋顶使用寿命会根据使用的材料优劣，施工情况好坏等来判定。假设使用符合国标的II型SBS改性沥青防水卷材，施工完全没有问题的话，质保期是五年，五年之外如果材料好的话延长几年也是没有问题的。也就是说，通常情况下屋面防水层的寿命是达不到10年的。而使用上表面材料为不透明矿物粒料的防水卷材也会随着粘结料的老化造成卷材表面的矿物粒料脱离卷材，使用寿命大打折扣。
目前改性沥青防水卷材的耐候性能远远达不到我们的实用需求。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺点，提供一种耐候性更好的防水材料的配方及配料方法——一种强耐候性改性沥青防水卷材的制造方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种强耐候性改性沥青防水卷材的制造方法，按重量需要以下原料：沥青40～65份、加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物1-11份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物2-9份，马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1-10份、脱硫胶粉2-20份、无规聚丙烯高温树脂1-6份、碳五加氢增粘树脂2-9份、滑石粉5-25份，玄武岩矿粉填料5-15份；
包括以下步骤：
a.将重量是40～65份沥青打入配料罐中加热升温至180～220℃，加入重量是1-10份马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及重量是1-6份无规聚丙烯高温树脂，保持温度180～220℃，搅拌均匀；
b.在步骤b的混合料中加入重量是1-11份的加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度180~220℃，1-5小时，搅拌速率20-50HZ，至完全溶胀；
c.将步骤b的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm；
d.在步骤c中研磨好的混合料中加入重量是2-9份苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度180~220℃，0.5-3小时，至完全溶胀；
e.在步骤d的混合料中加入重量2-20份是脱硫胶粉，保持温度180~220℃，1-4小时，至完全溶胀；
f.在步骤e的混合料中加入重量是2-9份的碳五加氢增粘树脂，保持温度180~220℃，0.5-2小时，至完全融化；
g.将步骤f的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm，研磨后转入共混罐中；
h.在步骤g的共混罐中的混合料中加入重量是5-15份玄武岩矿粉填料及滑石粉，共混搅拌1-4小时，保持温度180~220℃；
i.用步骤h中的混合料，用传统改性沥青卷材生产方法，作为涂料铺设在基体上，即得本强耐候性沥青防水卷材。
较好的：所述的各原料重量是：沥青56份、加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3.5份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物2.5份，马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1.5份、脱硫胶粉11份、无规聚丙烯高温树脂2.5份、碳五加氢增粘树脂2份、滑石粉11份，玄武岩矿粉填料10份。
最好的是以下步骤：
a.沥青打入配料罐中加热升温至195℃，加入重量是1-10份马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及重量是1-6份无规聚丙烯高温树脂，保持温度200℃，搅拌均匀；
b.在步骤b的混合料中加入重量是1-11份的加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度200℃，2.5小时，搅拌速率20-50HZ，至完全溶胀；
c.将步骤b的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm；
d.在步骤c中研磨好的混合料中加入重量是2-9份苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度195℃，1小时，至完全溶胀；
e.在步骤d的混合料中加入重量2-20份是脱硫胶粉，保持温度195℃，3小时，至完全溶胀；
f.在步骤e的混合料中加入重量是2-9份的碳五加氢增粘树脂，保持温度195℃，1小时，至完全融化；
g.将步骤f的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm，研磨后转入共混罐中；
h.在步骤g的共混罐中的混合料中加入重量是5-15份玄武岩矿粉填料及滑石粉，共混搅拌2小时，保持温度180℃。
i.用步骤h中的混合料，用传统改性沥青卷材生产方法，作为涂料铺设在基体上，即得本强耐候性沥青防水卷材。
最好的，所描述的玄武岩矿粉填料目数为120目-200目,所描述的马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物要求有5%以上的接枝率。
本发明的有益效果是：这样的防水卷材拥有强耐候性能——比较传统卷材寿命可以延长20年以上；改性机理：首先，加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯与传统的弹性体苯乙烯-丁二烯-苯乙烯比较拥有的不饱和键更少，使得其稳定性能及耐候性能更加优异，同时加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯具有更高的可充油量，即溶胀改性后能够更好的锁住沥青中的油分，避免发生迁移，使得卷材拥有更好的耐候性能；第二，马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物特有的极性结构能够使得沥青与加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯拥有更好的相容性，达到更高的改性效果；第三，玄武岩具有耐磨、吃水量少、导电性能差、抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、沥青粘附性等优点使得玄武岩矿粉填料成为耐候性填料的优秀选择，玄武岩矿粉填料能够完美的与沥青基质结合形成稳定的胶体结构并作为胶体结构的核心存在，使得混合料具有更加稳定的胶体结构，从而达到提高耐候性的目的。
所述的沥青56份、加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3.5份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物2.5份，马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1.5份、脱硫胶粉11份、无规聚丙烯高温树脂2.5份、碳五加氢增粘树脂2份、滑石粉11份，玄武岩矿粉填料10份，耐候性能更好；所描述的玄武岩矿粉填料目数为120目-200目；所描述的马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物具有5%以上的接枝率，耐候性能更佳。
具体实施方式
首先，对部分原料做如下介绍：
沥青：沥青使用为国标重交70#沥青及国标10#建筑沥青，市面有售，本发明没有特殊要求。
加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：即SEBS，市面有售，本发明没有特殊要求
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物：即SIS，市面有售，本发明没有特殊要求
来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物：即马来酸酐接枝改性ABS工程塑料，要求有较高的接枝率（5%以上）。
脱硫胶粉：市面有售，本发明没有特殊要求。
无规聚丙烯高温树脂：即APP树脂，市面有售，本发明没有特殊要求。
碳五加氢增粘树脂：即C5H石油树脂，市面有售，本发明没有特殊要求。
玄武岩矿粉填料：市面有售，本发明要求为较细，最好的为120目-200目
滑石粉：市面有售，本发明没有特殊要求。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
对原料进行分组：
第一组
沥青40kg、加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物1kg、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物2kg，马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1kg、脱硫胶粉2kg、无规聚丙烯高温树脂1kg、碳五加氢增粘树脂2kg、滑石粉5kg，玄武岩矿粉填料5kg。
第二组
沥青65kg、加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物11kg、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物9kg，马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10kg、脱硫胶粉20kg、无规聚丙烯高温树脂6kg、碳五加氢增粘树脂9kg、滑石粉25kg，玄武岩矿粉填料15kg。
第三组
沥青60kg、加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2kg、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物5kg，马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5kg、脱硫胶粉8kg、无规聚丙烯高温树脂5kg、碳五加氢增粘树脂8kg、滑石粉10kg，玄武岩矿粉填料10kg。
分别按照下述方法实施
第一方法
a.将沥青打入配料罐中加热升温至180℃，加入马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及无规聚丙烯高温树脂，保持温度180℃，搅拌均匀；
b.在步骤b的混合料中加入加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度180℃，1-5小时，搅拌至完全溶胀；
c.将步骤b的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm；
d.在步骤c中研磨好的混合料中加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度180℃，1小时，至完全溶胀；
e.在步骤d的混合料中加入脱硫胶粉，保持温度180℃，1小时，至完全溶胀；
f.在步骤e的混合料中加入碳五加氢增粘树脂，保持温度180℃，0.5小时，至完全融化；
g.将步骤f的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm，研磨后转入共混罐中；
h.在步骤g的共混罐中的混合料中加入玄武岩矿粉填料及滑石粉，共混搅拌1小时，保持温度180℃。
i.用步骤h中的混合料，用传统改性沥青卷材生产方法，作为涂料铺设在基体上，即得本强耐候性沥青防水卷材。
第二方法
a.将沥青打入配料罐中加热升温至220℃，加入马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及无规聚丙烯高温树脂，保持温度220℃，搅拌均匀；
b.在步骤b的混合料中加入加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度220℃，5小时，搅拌至完全溶胀；
c.将步骤b的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm；
d.在步骤c中研磨好的混合料中加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度220℃，5小时，至完全溶胀；
e.在步骤d的混合料中加入脱硫胶粉，保持温度180℃，1小时，至完全溶胀；
f.在步骤e的混合料中加入碳五加氢增粘树脂，保持温度180℃，0.5小时，至完全融化；
g.将步骤f的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm，研磨后转入共混罐中；
h.在步骤g的共混罐中的混合料中加入玄武岩矿粉填料及滑石粉，共混搅拌1小时，保持温度220℃。
i.用步骤h中的混合料，用传统改性沥青卷材生产方法，作为涂料铺设在基体上，即得本强耐候性沥青防水卷材。
第三方法
a.将沥青打入配料罐中加热升温至200℃，加入马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及无规聚丙烯高温树脂，保持温度200℃，搅拌均匀；
b.在步骤b的混合料中加入加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度200℃，3小时，搅拌至完全溶胀；
c.将步骤b的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm；
d.在步骤c中研磨好的混合料中加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度200℃，2小时，至完全溶胀；
e.在步骤d的混合料中加入脱硫胶粉，保持温度200℃，1小时，至完全溶胀；
f.在步骤e的混合料中加入碳五加氢增粘树脂，保持温度200℃，1小时，至完全融化；
g.将步骤f的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm，研磨后转入共混罐中；
h.在步骤g的共混罐中的混合料中加入玄武岩矿粉填料及滑石粉，共混搅拌1小时，保持温度200℃。
i.用步骤h中的混合料，用传统改性沥青卷材生产方法，作为涂料铺设在基体上，即得本强耐候性沥青防水卷材。
使用上述的原料组和方法，分别得出下述产品：编号如下，原料组—方法；
| 第一组 | 第一组 | 第一组 | |
| 第二方法 | 1-1 | 2-1 | 3-1 |
| 第二方法 | 1-2 | 2-2 | 2-2 |
| 第三方法 | 3-2 | 3-2 | 3-2 |
测试产品的耐候性能——人工气候加速老化，根据GB/T 18244-2000进行，采用氙弧灯法，对比材料的尺寸规格一致4mm厚，覆面材料均使用聚乙烯薄膜，每24小时检查一次试样，直至试样表面涂盖层出现松动龟裂。
情况如下：
| 产品 | 累计光照时间（天） |
| 传统SBS改性沥青防水卷材 | 45 |
| 传统APP改性沥青防水卷材 | 48 |
| 1-1 | 102 |
| 1-2 | 105 |
| 1-3 | 106 |
| 2-1 | 105 |
| 2-2 | 109 |
| 2-3 | 110 |
| 3-1 | 117 |
| 3-2 | 119 |
| 3-3 | 126 |
以上事实证明：本强耐候性改性沥青防水卷材具有超强的耐候性能，是传统改性沥青防水卷材远远不及的。
以上事实证明：用第一组，第二组、第三组都可以达到本发明的目的，其中第三组材料达到的效果最好，而在相同材料组分的情况下，3-1、3-2、3-3所制得的耐候性能最强。
重复上述的实验，将所述的玄武岩矿粉填料达到120-200目效果更好，实验证明，目数越小（即越粗）耐候性能越好，当目数小于120（即比120目的更粗）时，会影响卷材外观质量及施工服帖性。
重复上述的实验，将所述的马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝率达到5%以上时，效果更好，实验证明，马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝率越高，对于改善加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在沥青中的溶胀效果越好。
事实上，发明人做过许多类似的实验，得出相同的结论，本领域的技术技术人员，按照此方法还可以做出许多实验和推理，不再赘述。
利用上述方法生产出的防水材料可以进一步生产出防水卷材、涂缝胶、防水涂料等，进一步的开放和利用。
以上实施例仅为本发明的部分实施例，但本发明的宗旨并不限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (5)
1.一种强耐候性改性沥青防水卷材的制造方法，按重量需要以下原料：沥青40～65份、加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物1-11份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物2-9份，马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1-10份、脱硫胶粉2-20份、无规聚丙烯高温树脂1-6份、碳五加氢增粘树脂2-9份、滑石粉5-25份，玄武岩矿粉填料5-15份；
包括以下步骤：
a.将重量是40～65份沥青打入配料罐中加热升温至180～220℃，加入重量是1-10份马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及重量是1-6份无规聚丙烯高温树脂，保持温度180～220℃，搅拌均匀；
b.在步骤b的混合料中加入重量是1-11份的加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度180~220℃，1-5小时，搅拌速率20-50HZ，至完全溶胀；
c.将步骤b的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm；
d.在步骤c中研磨好的混合料中加入重量是2-9份苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度180~220℃，0.5-3小时，至完全溶胀；
e.在步骤d的混合料中加入重量2-20份是脱硫胶粉，保持温度180~220℃，1-4小时，至完全溶胀；
f.在步骤e的混合料中加入重量是2-9份的碳五加氢增粘树脂，保持温度180~220℃，0.5-2小时，至完全融化；
g.将步骤f的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm，研磨后转入共混罐中；
h.在步骤g的共混罐中的混合料中加入重量是5-15份玄武岩矿粉填料及滑石粉，共混搅拌1-4小时，保持温度180~220℃；
i.用步骤h中的混合料，用传统改性沥青卷材生产方法，作为涂料铺设在基体上，即得本强耐候性沥青防水卷材。
2.根据权利要求1所述的强耐候性改性沥青防水卷材的制造方法，其特征是：
所述的各原料重量是：沥青56份、加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3.5份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物2.5份，马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1.5份、脱硫胶粉11份、无规聚丙烯高温树脂2.5份、碳五加氢增粘树脂2份、滑石粉11份，玄武岩矿粉填料10份。
3.根据权利要求1或2所述的强耐候性改性沥青防水卷材的制造方法，其特征是：
a.沥青打入配料罐中加热升温至195℃，加入重量是1-10份马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及重量是1-6份无规聚丙烯高温树脂，保持温度200℃，搅拌均匀；
b.在步骤b的混合料中加入重量是1-11份的加氢-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度200℃，2.5小时，搅拌速率20-50HZ，至完全溶胀；
c.将步骤b的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm；
d.在步骤c中研磨好的混合料中加入重量是2-9份苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持温度195℃，1小时，至完全溶胀；
e.在步骤d的混合料中加入重量2-20份是脱硫胶粉，保持温度195℃，3小时，至完全溶胀；
f.在步骤e的混合料中加入重量是2-9份的碳五加氢增粘树脂，保持温度195℃，1小时，至完全融化；
g.将步骤f的混合料使用胶体磨研磨一遍，要求胶体磨间隙不大于0.1mm，研磨后转入共混罐中；
h.在步骤g的共混罐中的混合料中加入重量是5-15份玄武岩矿粉填料及滑石粉，共混搅拌2小时，保持温度180℃。
i.用步骤h中的混合料，用传统改性沥青卷材生产方法，作为涂料铺设在基体上，即得本强耐候性沥青防水卷材。
4.根据权利要求1或2所述的强耐候性改性沥青防水卷材的制造方法，其特征是：所描述的玄武岩矿粉填料目数为120目-200目,所描述的马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物要求有5%以上的接枝率。
5.根据权利要求3所述的强耐候性改性沥青防水卷材的制造方法，其特征是：所描述的玄武岩矿粉填料目数为120目-200目,所描述的马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物要求有5%以上的接枝率。
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