CN108192515A - 一种橡胶防水卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种橡胶防水卷材及其制备方法，所述的橡胶防水卷材自上而下依次包括防水基层、自粘层和隔离层，其中，防水基层包括以下原料组分：三元乙丙橡胶、丁基橡胶、补强剂、高闪点石蜡油、活性白土、硅胶、防老剂、硫化剂、促进剂、酚醛树脂、偶联剂、水镁石粉、硫酸亚铁、单硬脂酸甘油酯、顺式‑9‑十八烯醇。本发明硫化型三元乙丙橡胶防水卷材的使用寿命长、耐老化性能好，与基层粘结强度高。

Description

一种橡胶防水卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶防水卷材及其制备方法，属于防水卷材技术领域。
背景技术
橡胶防水卷材，系用于粘贴于屋顶，地下，以防止雨雪水渗漏入室内或地下水渗入建筑，具有较大面积的片状橡胶产品。橡胶防水卷材其主体材料可用CR，IIR，EPDM和CPE等，也可用几种橡胶并用或橡胶、塑料并用。一般用压延或挤出成型，并卷曲成卷，用硫化罐硫化或鼓式硫化机连续硫化、辊压连续蒸汽硫化法。主要用于各种建筑物屋顶防水、贮水池防水、地下防水等。
三元乙丙橡胶防水卷材(简称EPDM卷材)分为硫化型和非硫化型三元乙丙橡胶防水卷材。硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，由于在三元乙丙橡胶分子结构中的主链上没有双键，因此，当其受到臭氧、紫外线、湿热的作用时，主键上不易发生断裂，所以它有优异的耐气候性，耐老化性，而且抗拉强度高、延伸率大，对基层伸缩或开裂的适应性强，价值高，重量轻，使用温度范围宽(在-40~+80℃范围内可以长期使用)，是一种高效防水材料。
现有技术的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材存在以下缺陷：（1）使用寿命短 ，（2）耐老化性能差 ，（3）与基层粘结困难，（4）耐穿刺性能差，（5）制备过程中易产生污染气体，危害环境。
发明内容
本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种橡胶防水卷材及其制备方法，实现以下发明目的：
（1）延长硫化型三元乙丙橡胶防水卷材的使用寿命；
（2）提高硫化型三元乙丙橡胶防水卷材的耐老化性能；
（3）提高硫化型三元乙丙橡胶防水卷材与基层的粘结强度；
（4）提高硫化型三元乙丙橡胶防水卷材的耐穿刺性能；
（5）制备过程中无任何有害气体产生，安全环保。
为实现上述发明目的，采用以下技术方案：
本发明提供了一种橡胶防水卷材及其制备方法；所述的橡胶防水卷材自上而下依次包括防水基层、自粘层和隔离层，其中，防水基层包括以下重量份的原料组分：
三元乙丙橡胶 245～253份；
丁基橡胶 75～90份；
补强剂 10～13份；
高闪点石蜡油 15～19份；
活性白土 10～20份；
硅胶 20～50份；
酚醛树脂 20～27份；
偶联剂 5～10份；
水镁石粉 5～10份；
硫酸亚铁 1～6份；
单硬脂酸甘油酯 12～16份；
顺式-9-十八烯醇 2.8～3.5份；
防老剂 5.5～6.5份；
硫化剂 5.5～6.2份；
促进剂 7.1～7.5份。
所述的丁基橡胶：门尼黏度为55～56，不饱和度为1.6%；
所述的补强剂：为4000目的凹凸棒粉，白度为95.2%，折射率为1.62，吸油量为60g/100g，分散性为45um。
所述的高闪点石蜡油：闪点（C℃）为300℃，15℃密度为0.927kg/L,40℃粘度为848mm2/s。
所述的活性白土 ：目数为220目，游离酸含量低于0.2%，脱色率为98%，水分含量为8-9%。
所述的硅胶：目数为200目，含水量为5%；
所述的酚醛树脂：牌号为2123，聚合速度为130-170s，游离酚含量为6%，挥发份为1%。
所述的偶联剂：铝酸酯偶联剂DL-411、钛酸酯偶联剂201以及钛酸酯偶联剂311按照质量比4:3:1混合而成。
所述的水镁石粉：目数为1200目，相对密度为1.39，二氧化三铁含量为0.44%，氧化镁含量为65.8%，氧化钙含量为0.15%；
所述的防老剂：防老剂2246、防老剂RD以及防老剂4010NA按照质量比2:1:3混合而成；
所述的硫化剂为硫磺；
所述的促进剂为促进剂TMTD、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂PZ按照质量比3:1:2:2的质量比混合而成。
所述的一种橡胶防水卷材的制造方法，包括：
步骤1、密炼：
将三元乙丙橡胶、丁基橡胶、补强剂、高闪点石蜡油、活性白土和硅胶按配方比例称量，投入密炼机中，密炼温度控制在160~175℃，密炼时间为20~28min，待密炼均匀后排胶。
步骤2、混炼拉条
开启混炼机，将排出的胶料导入混炼机中，薄通3次，将胶料降温，至80-84℃后将胶料导入滤胶机；
经过滤胶机过滤去杂质；然后向胶料中依次加入称量好的防老剂、硫化剂 、促进剂、酚醛树脂、偶联剂 、水镁石粉、硫酸亚铁、单硬脂酸甘油酯、顺式-9-十八烯醇；
将上述混合物料导入混炼机，再次进行混炼，薄通3次，混炼均匀后下条，控制在20~23cm宽、0.7~0.9cm厚，放置12小时。
步骤3、挤出成型
通过冷喂料挤出机挤出成型，冷喂料挤出机机筒温度控制在79~83℃，得到防水基层。
步骤4、硫化
将防水基层送布进入硫化罐进行硫化，硫化罐硫化温度控制在187~194℃，硫化压力控制在0.2MPa，硫化时间控制在18~24min，得到硫化后的防水基层。
步骤5、制备自粘胶
所述自粘层的原料包括：松节油10~15重量份、聚异丁烯2.8~3.5重量份、氯化丁基橡胶5.8~6.5重量份、凹凸棒粉5~7重量份、丙烯酸乙酯15~19重量份、甲基丙烯酸甲酯10~13重量份、丙烯酸7.2~7.9重量份；
将上述原料称量并加入到橡胶捏合机中混合，制成膏状自粘胶。
步骤6、复合
将得到的自粘胶与防水基层复合，然后在自粘胶形成的自粘层上设置隔离纸进行隔离卷曲，得到本发明橡胶防水卷材。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
（1）本发明硫化型三元乙丙橡胶防水卷材的使用寿命长达40年；
（2）本发明硫化型三元乙丙橡胶防水卷材的耐老化性能强，70℃，168h热老化后性能保持率高，拉力保持率为99.6～99.8%，延伸率保持率为99.1～99.4%，低温柔性为-40℃无裂缝。耐水能力强，漏水发生率为0；
（3）本发明硫化型三元乙丙橡胶防水卷材与基层的粘结强度高，卷材的接缝剥离强度可达8.2~8.5N/mm；
（4）本发明硫化型三元乙丙橡胶防水卷材的耐穿刺性能强，可耐乔木、灌木根系穿刺；
（5）采用的原料在制备过程中无任何污染气体产生，安全无害，绿色环保。
具体实施方式
实施例1 一种橡胶防水卷材及其制备方法
所述的橡胶防水卷材自上而下依次包括防水基层、自粘层和隔离层，其中，防水基层包括以下重量份的原料组分：
三元乙丙橡胶 245份；
丁基橡胶 75份；
补强剂 10份；
高闪点石蜡油 15份；
活性白土 10份；
硅胶 20份；
酚醛树脂 20份；
偶联剂 5份；
水镁石粉 5份；
硫酸亚铁 1份；
单硬脂酸甘油酯 12份；
顺式-9-十八烯醇 2.8份；
防老剂 5.5份；
硫化剂 5.5份；
促进剂 7.1份。
所述的丁基橡胶：门尼黏度为55～56，不饱和度为1.6%；
所述的补强剂：为4000目的凹凸棒粉，白度为95.2%，折射率为1.62，吸油量为60g/100g，分散性为45um。
所述的高闪点石蜡油：闪点（C℃）为300℃，15℃密度为0.927kg/L,40℃粘度为848mm2/s。
所述的活性白土 ：目数为220目，游离酸含量低于0.2%，脱色率为98%，水分含量为8-9%。
所述的硅胶：目数为200目，含水量为5%；
所述的酚醛树脂：牌号为2123，聚合速度为130-170s，游离酚含量为6%，挥发份为1%。
所述的偶联剂：铝酸酯偶联剂DL-411、钛酸酯偶联剂201以及钛酸酯偶联剂311按照质量比4:3:1混合而成。
所述的水镁石粉：目数为1200目，相对密度为1.39，二氧化三铁含量为0.44%，氧化镁含量为65.8%，氧化钙含量为0.15%。
所述的防老剂：防老剂2246、防老剂RD以及防老剂4010NA按照质量比2:1:3混合而成；
所述的硫化剂为硫磺；
所述的促进剂为促进剂TMTD、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂PZ按照质量比3:1:2:2的质量比混合而成。
所述的一种橡胶防水卷材的制造方法，包括：
步骤1、密炼
将三元乙丙橡胶、丁基橡胶、补强剂、高闪点石蜡油、活性白土和硅胶按配方比例称量，投入密炼机中，密炼温度控制在160℃，密炼时间为20min，待密炼均匀后排胶。
步骤2、混炼拉条
开启混炼机，将排出的胶料导入混炼机中，薄通3次，将胶料降温，至80℃后将胶料导入滤胶机；
经过滤胶机过滤去杂质；然后向胶料中依次加入称量好的防老剂、硫化剂 、促进剂、酚醛树脂、偶联剂 、水镁石粉、硫酸亚铁、单硬脂酸甘油酯、顺式-9-十八烯醇；
将上述混合物料导入混炼机，再次进行混炼，薄通3次，混炼均匀后下条，控制在20~23cm宽、0.7~0.9cm厚，放置12小时。
步骤3、挤出成型
通过冷喂料挤出机挤出成型，冷喂料挤出机机筒温度控制在79℃，得到防水基层。
步骤4、硫化
将防水基层送布进入硫化罐进行硫化，硫化罐硫化温度控制在187℃，硫化压力控制在0.2MPa，硫化时间控制在18min，得到硫化后的防水基层。
步骤5、制备自粘胶
所述自粘层的原料包括：松节油10重量份、聚异丁烯2.8重量份、氯化丁基橡胶5.8重量份、凹凸棒粉5重量份、丙烯酸乙酯15重量份、甲基丙烯酸甲酯10重量份、丙烯酸7.2重量份；
将上述原料称量并加入到橡胶捏合机中混合，制成膏状自粘胶。
步骤6、复合
将得到的自粘胶与防水基层复合，然后在自粘胶形成的自粘层上设置隔离纸进行隔离卷曲，得到本发明橡胶防水卷材。
实施例2 一种橡胶防水卷材及其制备方法
所述的橡胶防水卷材自上而下依次包括防水基层、自粘层和隔离层，其中，防水基层包括以下重量份的原料组分：
三元乙丙橡胶 251份；
丁基橡胶 82份；
补强剂 11.8份；
高闪点石蜡油 17份；
活性白土 16份；
硅胶 38份；
酚醛树脂 24份；
偶联剂 8份；
水镁石粉 8份；
硫酸亚铁 4份；
单硬脂酸甘油酯 14份；
顺式-9-十八烯醇 3.1份；
防老剂 6.2份；
硫化剂 5.9份；
促进剂 7.3份。
所述的丁基橡胶：门尼黏度为55～56，不饱和度为1.6%；
所述的补强剂：为4000目的凹凸棒粉，白度为95.2%，折射率为1.62，吸油量为60g/100g，分散性为45um。
所述的高闪点石蜡油：闪点（C℃）为300℃，15℃密度为0.927kg/L,40℃粘度为848mm2/s。
所述的活性白土 ：目数为220目，游离酸含量低于0.2%，脱色率为98%，水分含量为8-9%。
所述的硅胶：目数为200目，含水量为5%；
所述的酚醛树脂：牌号为2123，聚合速度为130-170s，游离酚含量为6%，挥发份为1%。
所述的偶联剂：铝酸酯偶联剂DL-411、钛酸酯偶联剂201以及钛酸酯偶联剂311按照质量比4:3:1混合而成。
所述的水镁石粉：目数为1200目，相对密度为1.39，二氧化三铁含量为0.44%，氧化镁含量为65.8%，氧化钙含量为0.15%。
所述的防老剂：防老剂2246、防老剂RD以及防老剂4010NA按照质量比2:1:3混合而成；
所述的硫化剂为硫磺；
所述的促进剂为促进剂TMTD、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂PZ按照质量比3:1:2:2的质量比混合而成。
所述的一种橡胶防水卷材的制造方法，包括：
步骤1、密炼：
将三元乙丙橡胶、丁基橡胶、补强剂、高闪点石蜡油、活性白土和硅胶按配方比例称量，投入密炼机中，密炼温度控制在168℃，密炼时间为25min，待密炼均匀后排胶。
步骤2、混炼拉条
开启混炼机，将排出的胶料导入混炼机中，薄通3次，将胶料降温，至82℃后将胶料导入滤胶机；
经过滤胶机过滤去杂质；然后向胶料中依次加入称量好的防老剂、硫化剂 、促进剂、酚醛树脂、偶联剂 、水镁石粉、硫酸亚铁、单硬脂酸甘油酯、顺式-9-十八烯醇；
将上述混合物料导入混炼机，再次进行混炼，薄通3次，混炼均匀后下条，控制在20~23cm宽、0.7~0.9cm厚，放置12小时。
步骤3、挤出成型
通过冷喂料挤出机挤出成型，冷喂料挤出机机筒温度控制在79~83℃，得到防水基层。
步骤4、硫化
将防水基层送布进入硫化罐进行硫化，硫化罐硫化温度控制在190℃，硫化压力控制在0.2MPa，硫化时间控制在20min，得到硫化后的防水基层。
步骤5、制备自粘胶
所述自粘层的原料包括：松节油13重量份、聚异丁烯3.1重量份、氯化丁基橡胶6.1重量份、凹凸棒粉6重量份、丙烯酸乙酯17重量份、甲基丙烯酸甲酯12重量份、丙烯酸7.5重量份；
将上述原料称量并加入到橡胶捏合机中混合，制成膏状自粘胶。
步骤6、复合
将得到的自粘胶与防水基层复合，然后在自粘胶形成的自粘层上设置隔离纸进行隔离卷曲，得到本发明橡胶防水卷材。
实施例3 一种橡胶防水卷材及其制备方法
所述的橡胶防水卷材自上而下依次包括防水基层、自粘层和隔离层，其中，防水基层包括以下重量份的原料组分：
三元乙丙橡胶 253份；
丁基橡胶 90份；
补强剂 13份；
高闪点石蜡油 19份；
活性白土 20份；
硅胶 50份；
酚醛树脂 27份；
偶联剂 10份；
水镁石粉 10份；
硫酸亚铁 6份；
单硬脂酸甘油酯 16份；
顺式-9-十八烯醇 3.5份；
防老剂 6.5份；
硫化剂 6.2份；
促进剂 7.5份。
所述的丁基橡胶：门尼黏度为55～56，不饱和度为1.6%；
所述的补强剂：为4000目的凹凸棒粉，白度为95.2%，折射率为1.62，吸油量为60g/100g，分散性为45um。
所述的高闪点石蜡油：闪点（C℃）为300℃，15℃密度为0.927kg/L,40℃粘度为848mm2/s。
所述的活性白土 ：目数为220目，游离酸含量低于0.2%，脱色率为98%，水分含量为8-9%。
所述的硅胶：目数为200目，含水量为5%；
所述的酚醛树脂：牌号为2123，聚合速度为130-170s，游离酚含量为6%，挥发份为1%。
所述的偶联剂：铝酸酯偶联剂DL-411、钛酸酯偶联剂201以及钛酸酯偶联剂311按照质量比4:3:1混合而成。
所述的水镁石粉：目数为1200目，相对密度为1.39，二氧化三铁含量为0.44%，氧化镁含量为65.8%，氧化钙含量为0.15%。
所述的防老剂：防老剂2246、防老剂RD以及防老剂4010NA按照质量比2:1:3混合而成；
所述的硫化剂为硫磺；
所述的促进剂为促进剂TMTD、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂PZ按照质量比3:1:2:2的质量比混合而成。
所述的一种橡胶防水卷材的制造方法，包括：
步骤1、密炼：
将三元乙丙橡胶、丁基橡胶、补强剂、高闪点石蜡油、活性白土和硅胶按配方比例称量，投入密炼机中，密炼温度控制在175℃，密炼时间为28min，待密炼均匀后排胶。
步骤2、混炼拉条
开启混炼机，将排出的胶料导入混炼机中，薄通3次，将胶料降温，至84℃后将胶料导入滤胶机；
经过滤胶机过滤去杂质；然后向胶料中依次加入称量好的防老剂、硫化剂 、促进剂、酚醛树脂、偶联剂 、水镁石粉、硫酸亚铁、单硬脂酸甘油酯、顺式-9-十八烯醇；
将上述混合物料导入混炼机，再次进行混炼，薄通3次，混炼均匀后下条，控制在20~23cm宽、0.7~0.9cm厚，放置12小时。
步骤3、挤出成型
通过冷喂料挤出机挤出成型，冷喂料挤出机机筒温度控制在83℃，得到防水基层。
步骤4、硫化
将防水基层送布进入硫化罐进行硫化，硫化罐硫化温度控制在194℃，硫化压力控制在0.2MPa，硫化时间控制在24min，得到硫化后的防水基层。
步骤5、制备自粘胶
所述自粘层的原料包括：松节油15重量份、聚异丁烯3.5重量份、氯化丁基橡胶6.5重量份、凹凸棒粉7重量份、丙烯酸乙酯19重量份、甲基丙烯酸甲酯13重量份、丙烯酸7.9重量份；
将上述原料称量并加入到橡胶捏合机中混合，制成膏状自粘胶。
步骤6、复合
将得到的自粘胶与防水基层复合，然后在自粘胶形成的自粘层上设置隔离纸进行隔离卷曲，得到本发明橡胶防水卷材。
除特殊说明的外，本发明所述的百分数均为质量百分数，所述的比值均为质量比。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种橡胶防水卷材，其特征在于：所述的橡胶防水卷材自上而下依次包括防水基层、自粘层和隔离层，其中，防水基层包括以下原料组分：三元乙丙橡胶、丁基橡胶、补强剂、高闪点石蜡油、活性白土和硅胶。
2. 根据权利要求1所述的一种橡胶防水卷材，其特征在于： 所述的防水基层还包括以下原料组分：防老剂、硫化剂 、促进剂、酚醛树脂、偶联剂 、水镁石粉、硫酸亚铁、单硬脂酸甘油酯、顺式-9-十八烯醇。
3.根据权利要求1所述的一种橡胶防水卷材，其特征在于：
所述的防水基层包括以下重量份的原料组分：
三元乙丙橡胶 245～253份；
丁基橡胶 75～90份；
补强剂 10～13份；
高闪点石蜡油 15～19份；
活性白土 10～20份；
硅胶 20～50份；
酚醛树脂 20～27份；
偶联剂 5～10份；
水镁石粉 5～10份；
硫酸亚铁 1～6份；
单硬脂酸甘油酯 12～16份；
顺式-9-十八烯醇 2.8～3.5份；
防老剂 5.5～6.5份；
硫化剂 5.5～6.2份；
促进剂 7.1～7.5份。
4.根据权利要求1所述的一种橡胶防水卷材，其特征在于：所述的丁基橡胶：门尼黏度为55～56，不饱和度为1.6%；
所述的补强剂：为4000目的凹凸棒粉，白度为95.2%，折射率为1.62，吸油量为60g/100g，分散性为45um。
5.根据权利要求1所述的一种橡胶防水卷材，其特征在于：所述的高闪点石蜡油：闪点（C℃）为300℃，15℃密度为0.927kg/L,40℃粘度为848mm2/s；
所述的活性白土 ：目数为220目，游离酸含量低于0.2%，脱色率为98%，水分含量为8-9%。
6.根据权利要求2所述的一种橡胶防水卷材，其特征在于：所述的酚醛树脂：牌号为2123，聚合速度为130-170s，游离酚含量为6%，挥发份为1%；
所述的偶联剂：铝酸酯偶联剂DL-411、钛酸酯偶联剂201以及钛酸酯偶联剂311按照质量比4:3:1混合而成。
7.根据权利要求2所述的一种橡胶防水卷材，其特征在于所述的水镁石粉：目数为1200目，相对密度为1.39，二氧化三铁含量为0.44%，氧化镁含量为65.8%，氧化钙含量为0.15%；
所述的防老剂：防老剂2246、防老剂RD以及防老剂4010NA按照质量比2:1:3混合而成；
所述的硫化剂为硫磺。
8.根据权利要求2所述的一种橡胶防水卷材，其特征在于：所述的促进剂为促进剂TMTD、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂PZ按照质量比3:1:2:2的质量比混合而成。
9.根据权利要求1所述的一种橡胶防水卷材的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括密炼和制备自粘胶；
所述密炼：密炼温度控制在160~175℃，密炼时间为20~28min。
10.根据权利要求9所述的一种橡胶防水卷材的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括挤出成型、硫化、混炼拉条以及复合；所述的混炼拉条：下条控制宽20~23cm、厚0.7~0.9cm。
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