CN108504117A - 一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料及其制备方法 - Google Patents

一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，由以下质量百分比的原料组成：沥青35~60%、环烷基橡胶油5~20%、SBS 2~15%、再生丁基橡胶2~15%、萜烯树脂1~7%；水泥2~15%、填充料15~35%、助剂0.2~1.5%。本发明所提供的防水卷材在经过长时间外露、热老化或泡水仍能保持高剥离强度，同时具有优秀的耐水性、耐化学品性以及耐候性。

Description

一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防水材料领域，具体涉及一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料及其制备方法。
背景技术
防水卷材主要用于建筑墙体、屋面，以及隧道、公路、垃圾填埋场等处，起到抵御外界雨水、防御地下水渗漏的作用。防水卷材作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程的防水质量起着至关重要的作用。
湿铺法自粘防水卷材是采用后浇混凝土或水泥砂浆拌合物粘结的防水卷材，它具有可靠、经济、简单、环保等特点。现市场上的湿铺自粘防水卷材主要分为两大类，有胎类和无胎类。无胎类湿铺自粘防水卷材多以聚乙烯膜或聚酯膜做增强膜，然后在膜面上覆以改性沥青自粘胶，在自粘胶两侧覆上PE硅油膜、PET硅油和牛皮硅油纸的一种，经过对辊挤压成型而成。无胎类卷材在湿铺法施工时要求与结构满粘，根据湿铺防水卷材标准（GB/T35467-2017)要求，卷材与水泥砂浆无处理的剥离强度需满足≥1.5N/mm，热老化后与水泥砂浆剥离强度≥1.0N/mm，泡水28天后水水泥砂浆剥离强度同样≥1.5N/mm，但是目前市面上一些材料特别是无胎类的湿铺防水卷材长时间外露老化后或泡水28天后与水泥砂浆剥离强度下降明显，很难满足标准要求。
发明内容
为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种在热老化、外露和泡水条件下具有高剥离强度的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料及其制备方法。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，由以下质量百分比的原料组成：沥青35~60%、环烷基橡胶油5~20%、SBS 2~15%、再生丁基橡胶2~15%、萜烯树脂1~7%；水泥2~15%、填充料15~35%、助剂0.2~1.5%。
进一步优选地，所述的改性沥青胶料由以下质量百分比的原料组成：沥青40~50%、环烷基橡胶油8~15%、SBS5~10%、再生丁基橡胶5~10%、萜烯树脂2~5%；水泥5~10%、填充料20~30%、助剂0.5~1%。
进一步优选地，所述的改性沥青胶料由以下质量百分比的原料组成：沥青42~47%、环烷基橡胶油10~12%、SBS 6~8%、再生丁基橡胶6~8%、萜烯树脂2.4~4%；水泥6~8%、填充料22~26%、助剂0.6~0.8%。
其中，所述沥青选用具有比较好延度和低温性能优异的90#沥青。
为进一步提高卷材的低温柔性，所述环烷基橡胶油选用倾点低于-30℃的环烷油。
所述SBS采用分子量为6~8万，对应的丁二烯含量在75~85%之间的SBS。满足该条件的SBS与沥青的改性时间短，对工艺温度的要求低，同时在低温柔性和粘结性能方面也表现优异。
所述再生丁基橡胶为60~80目的脱硫再生丁基橡胶粉。丁基橡胶是一种合成橡胶，由聚丁烯和少量异戊二烯合成，具有非常好的化学稳定性和热稳定性。本发明采用经过超声波打断碳硫键的脱硫再生丁基橡胶粉，相对于普通的丁基橡胶，能够大大增强与沥青的改性效果，进而大大提高改性沥青自粘胶料的粘结强度。
为进一步的提高卷材与基材的剥离强度，所述萜烯树脂选用软化点小于100℃，分子量为4000~6000的萜烯树脂。
所述水泥为42.5级硅酸盐水泥。本发明通过在配方中加入水泥组份，可以使材料在湿铺施工时水化反应更加剧烈，自粘胶料层与水泥砂浆粘结更加牢靠。
所述填充料为碳酸钙、滑石粉、重钙、轻钙、煅烧高岭土中的一种或几种；
为增强卷材的耐候性和耐老化性，所述助剂为防老剂和抗氧剂。
上述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料的制备方法，具体步骤为：
S1：向第一反应釜加入配方比例的沥青和环烷基橡胶油，开启搅拌，然后升温到150℃，脱水0.5h；
S2：再加入SBS和再生丁基橡胶，温度升温到178~182℃，在178~182℃下改性3h；
S3：待改性完成后，且在肉眼检查物料无明显颗粒后，加入萜烯树脂在178~182℃下搅拌40min；
S4：将物料转移至高剪切研磨分散机中，通过高剪切研磨分散机研磨分散40~50min后转移至第二反应釜中，在第二反应釜中依次加入水泥、填充料和助剂，温度控制在165~175℃之间，搅拌40~60 min后即得到改性沥青胶料。
与现有技术比较，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明所采用的改性沥青自粘胶料在配方中通过加入水泥代替部分填充料，在施工时，改性沥青自粘胶料中的水泥能和湿铺时用于粘接卷材的水泥砂浆共同发生水化反应，从而大大提高卷材于水泥砂浆的剥离强度。
（2）本发明所采用的改性沥青自粘胶料在配方中还加入了低分子量、高丁二烯含量的SBS，降低了SBS改性沥青的时间和工艺温度；同时还加入了脱硫再生丁基橡胶、萜烯树脂、抗氧剂和防老剂，可以增加卷材在湿铺法施工时的与水泥砂浆的粘结力，还可以提高材料的耐水、耐化学和耐侯性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步详细地说明。
实施例1
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，由以下质量百分比的原料组成：沥青35%、环烷基橡胶油20%、SBS 15%、再生丁基橡胶2%、萜烯树脂7%；水泥5%、填充料15%、助剂1%。
其中，沥青选用90#沥青；环烷基橡胶油选用倾点在-30℃以下的环烷油，如一种清亮透明、无荧光、无异味、倾点低、极低稠环芳烃含量的环保的填充油（KN4006）；SBS采用分子量为6~8万，对应的丁二烯含量在75~85%之间的SBS；再生丁基橡胶为60~80目的脱硫再生丁基橡胶粉；萜烯树脂选用软化点小于100℃，分子量为4000~6000的萜烯树脂；水泥为42.5级硅酸盐水泥；填充料为碳酸钙；助剂为防老剂4010和抗氧剂1010。
上述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料的制备方法，具体步骤为：
S1：向第一反应釜加入配方比例的沥青和环烷基橡胶油，开启搅拌，然后升温到150℃，脱水0.5h；
S2：再加入SBS和再生丁基橡胶，温度升温到178~182℃，在178~182℃下改性3h；
S3：待改性完成后，且在肉眼检查物料无明显颗粒后，加入萜烯树脂在178~182℃下搅拌40min；
S4：将物料转移至高剪切研磨分散机中，通过高剪切研磨分散机研磨分散40~50min后转移至第二反应釜中，在第二反应釜依次加入水泥、填充料和助剂，温度控制在165~175℃之间，搅拌40~60 min后即得到改性沥青胶料。
实施例2
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，由以下质量百分比的原料组成：沥青38%、环烷基橡胶油7%、SBS 10%、再生丁基橡胶3.5%、萜烯树脂3%；水泥12%、填充料25%、助剂1.5%。
其中，沥青选用90#沥青；环烷基橡胶油选用倾点在-30℃以下的环烷油，如一种清亮透明、无荧光、无异味、倾点低、极低稠环芳烃含量的环保的填充油（KN4006）；SBS采用分子量为6~8万，对应的丁二烯含量在75~85%之间的SBS；再生丁基橡胶为60~80目的脱硫再生丁基橡胶粉；萜烯树脂选用软化点小于100℃，分子量为4000~6000的萜烯树脂；水泥为42.5级硅酸盐水泥；填充料为碳酸钙；助剂为防老剂4010和抗氧剂1010。
上述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料的制备方法参考实施例1。
实施例3
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，由以下质量百分比的原料组成：沥青60%、环烷基橡胶油5%、SBS 2%、再生丁基橡胶14.8%、萜烯树脂1%；水泥2%、填充料15%、助剂0.2%。
其中，沥青选用90#沥青；环烷基橡胶油选用倾点在-30℃以下的环烷油，如一种清亮透明、无荧光、无异味、倾点低、极低稠环芳烃含量的环保的填充油（KN4006）；SBS采用分子量为6~8万，对应的丁二烯含量在75~85%之间的SBS；再生丁基橡胶为60~80目的脱硫再生丁基橡胶粉；萜烯树脂选用软化点小于100℃，分子量为4000~6000的萜烯树脂；水泥为42.5级硅酸盐水泥；填充料为碳酸钙；助剂为防老剂4010和抗氧剂1010。
上述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料的制备方法参考实施例1。
实施例4
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，由以下质量百分比的原料组成：沥青40%、环烷基橡胶油9.5%、SBS 5%、再生丁基橡胶5%、萜烯树脂5%；水泥5%、填充料30%、助剂0.5%。
其中，沥青选用90#沥青；环烷基橡胶油选用倾点在-30℃以下的环烷油，如一种清亮透明、无荧光、无异味、倾点低、极低稠环芳烃含量的环保的填充油（KN4006）；SBS采用分子量为6~8万，对应的丁二烯含量在75~85%之间的SBS；再生丁基橡胶为60~80目的脱硫再生丁基橡胶粉；萜烯树脂选用软化点小于100℃，分子量为4000~6000的萜烯树脂；水泥为42.5级硅酸盐水泥；填充料为碳酸钙；助剂为防老剂4010和抗氧剂1010。
上述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料的制备方法参考实施例1。
实施例5
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，由以下质量百分比的原料组成：沥青50%、环烷基橡胶油8%、SBS 5%、再生丁基橡胶5%、萜烯树脂2%；水泥9%、填充料20%、助剂1%。
其中，沥青选用90#沥青；环烷基橡胶油选用倾点在-30℃以下的环烷油，如一种清亮透明、无荧光、无异味、倾点低、极低稠环芳烃含量的环保的填充油（KN4006）；SBS采用分子量为6~8万，对应的丁二烯含量在75~85%之间的SBS；再生丁基橡胶为60~80目的脱硫再生丁基橡胶粉；萜烯树脂选用软化点小于100℃，分子量为4000~6000的萜烯树脂；水泥为42.5级硅酸盐水泥；填充料为碳酸钙；助剂为防老剂4010和抗氧剂1010。
上述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料的制备方法参考实施例1。
实施例6
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，由以下质量百分比的原料组成：沥青47%、环烷基橡胶油10%、SBS 6%、再生丁基橡胶6%、萜烯树脂2.4%；水泥6%、填充料22%、助剂0.6%。
其中，沥青选用90#沥青；环烷基橡胶油选用倾点在-30℃以下的环烷油，如一种清亮透明、无荧光、无异味、倾点低、极低稠环芳烃含量的环保的填充油（KN4006）；SBS采用分子量为6~8万，对应的丁二烯含量在75~85%之间的SBS；再生丁基橡胶为60~80目的脱硫再生丁基橡胶粉；萜烯树脂选用软化点小于100℃，分子量为4000~6000的萜烯树脂；水泥为42.5级硅酸盐水泥；填充料为碳酸钙；助剂为防老剂4010和抗氧剂1010。
上述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料的制备方法参考实施例1。
实施例7
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，由以下质量百分比的原料组成：沥青42%、环烷基橡胶油12%、SBS 8%、再生丁基橡胶6%、萜烯树脂2.4%；水泥7%、填充料22%、助剂0.6%。
其中，沥青选用90#沥青；环烷基橡胶油选用倾点在-30℃以下的环烷油，如一种清亮透明、无荧光、无异味、倾点低、极低稠环芳烃含量的环保的填充油（KN4006）；SBS采用分子量为6~8万，对应的丁二烯含量在75~85%之间的SBS；再生丁基橡胶为60~80目的脱硫再生丁基橡胶粉；萜烯树脂选用软化点小于100℃，分子量为4000~6000的萜烯树脂；水泥为42.5级硅酸盐水泥；填充料为碳酸钙；助剂为防老剂4010和抗氧剂1010。
上述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料的制备方法参考实施例1。
实施例8
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，由以下质量百分比的原料组成：沥青43.2%、环烷基橡胶油10%、SBS 6%、再生丁基橡胶8%、萜烯树脂4%；水泥6%、填充料22%、助剂0.8%。
其中，沥青选用90#沥青；环烷基橡胶油选用倾点在-30℃以下的环烷油，如一种清亮透明、无荧光、无异味、倾点低、极低稠环芳烃含量的环保的填充油（KN4006）；SBS采用分子量为6~8万，对应的丁二烯含量在75~85%之间的SBS；再生丁基橡胶为60~80目的脱硫再生丁基橡胶粉；萜烯树脂选用软化点小于100℃，分子量为4000~6000的萜烯树脂；水泥为42.5级硅酸盐水泥；填充料为碳酸钙；助剂为防老剂4010和抗氧剂1010。
上述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料的制备方法参考实施例1。
对比例1
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，除配方中不含水泥外，其他与实施例1相同（也就是，先按照实施例1中的质量百分数配置各原料的重量，但是制备时不添加水泥这一组份）。
对比例2
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，除配方中沥青选用70#沥青，其他与实施1相同。
对比例3
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，除配方中萜烯树脂的软化点为120℃，其他与实施1相同。
对比例4
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，除配方中SBS为分子量为12~13万，对应的丁二烯含量在65~75%之间的SBS，其他与实施1相同。
对比例5
一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，除配方中再生丁基橡胶为30-40目的脱硫再生丁基橡胶粉，其他与实施1相同。
性能测试
将实施例1~8及对比文件1~5所提供的改性沥青胶料制成湿铺法自粘防水卷材，具体方法如下：
S1：对辊成型：将制备好的改性沥青自粘胶料加入到在线涂胶反应釜中，调整对辊间距和挡板距离，把增强膜和隔离膜分别放置于两个对辊表面，然后进行改性沥青自粘胶料的放料挤压成型；
S2：冷却定型：将对辊挤压成型的卷材进行喷水后再进入水槽中，使卷材快速充分冷却定型；
S3：吹水-吸水-烘干：经过水槽冷却后，用风机将卷材表面的水进行吹干，再经过海绵层把卷材表面剩余的水吸干，最后用热风机组烘干；
S4：展平：卷材烘干后，经过多个辊筒进行展平处理；
S5：收卷和包装：用自动收卷机对卷材进行收卷，然后用热收缩包装机进行包装。
其中，增强膜为上层为聚乙烯层、下层为聚丙烯层的复合膜（聚丙烯层与改性沥青胶料层粘合）；隔离膜为镀铝PET硅油膜。
根据GB/T34567-2017对实施例1~8及对比文件1~5制得的防水卷材的剥离强度进行测试，具体测试结果如表1所示。
表1
卷材与卷材剥离强度/ N/mm 卷材与水泥砂浆的剥离强度/ N/mm 卷材与水泥砂浆的剥离强度（热老化后）/ N/mm 卷材与水泥砂浆的剥离强度（外露15天）/ N/mm 卷材与水泥砂浆剥离强度（泡水28天）/ N/mm
指标 ≥1.0 ≥1.5 ≥1.0 ≥1.5 ≥1.5
实施例1 1.62 2.13 2.15 1.85 1.82
实施例2 1.59 1.96 1.99 1.67 1.60
实施例3 1.56 1.86 1.87 1.58 1.51
实施例4 1.63 2.18 2.20 1.78 1.69
实施例5 1.68 2.25 2.28 1.91 1.60
实施例6 1.76 2.21 2.30 1.96 1.66
实施例7 1.82 2.27 2.33 2.01 1.75
实施例8 1.87 2.26 2.34 2.05 1.77
对比例1 1.55 1.97 2.02 1.75 1.69
对比例2 1.56 2.11 2.10 1.81 1.76
对比例3 1.51 2.08 2.10 1.76 1.71
对比例4 1.48 2.01 2.04 1.72 1.69
对比例5 1.49 2.02 2.03 1.68 1.66
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：沥青35~60%、环烷基橡胶油5~20%、SBS 2~15%、再生丁基橡胶2~15%、萜烯树脂1~7%；水泥2~15%、填充料15~35%、助剂0.2~1.5%。
2.根据权利要求1所述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：沥青40~50%、环烷基橡胶油8~15%、SBS5~10%、再生丁基橡胶5~10%、萜烯树脂2~5%；水泥5~10%、填充料20~30%、助剂0.5~1%。
3.根据权利要求2所述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，其特征在于，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：沥青42~47%、环烷基橡胶油10~12%、SBS 6~8%、再生丁基橡胶6~8%、萜烯树脂2.4~4%；水泥6~8%、填充料22~26%、助剂0.6~0.8%。
4.根据权利要求1~3任一项所述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，其特征在于，所述沥青为90#沥青。
5.根据权利要求1~3任一项所述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，其特征在于，所述环烷基橡胶油倾点低于-30℃。
6.根据权利要求1~3任一项所述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，其特征在于，所述SBS为分子量为6~8万、丁二烯含量在75~85%之间的SBS。
7.根据权利要求1~3任一项所述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，其特征在于，所述再生丁基橡胶为60~80目的脱硫再生丁基橡胶粉。
8.根据权利要求1~3任一项所述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，其特征在于，所述萜烯树脂的软化点小于100℃，分子量为4000~6000。
9.根据权利要求1~3任一项所述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料，其特征在于，所述水泥为42.5级硅酸盐水泥；和/或所述填充料为碳酸钙、滑石粉、重钙、轻钙、煅烧高岭土中的一种或几种；和/或所述助剂为防老剂和抗氧剂。
10.根据权利要求1~9任一项所述的湿铺法自粘防水卷材用改性沥青胶料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
S1：向第一反应釜加入配方比例的沥青和环烷基橡胶油，开启搅拌，然后升温到150℃，脱水0.5h；
S2：再加入SBS和再生丁基橡胶，温度升温到178~182℃，在178~182℃下改性3h；
S3：待改性完成后，且在肉眼检查物料无明显颗粒后，加入萜烯树脂在178~182℃下搅拌40min；
S4：将物料转移至高剪切研磨分散机中，通过高剪切研磨分散机研磨分散40~50min后进入第二反应釜，在第二反应釜中依次加入水泥、填充料和助剂，温度控制在165~175℃之间，搅拌40~60min后即得到改性沥青胶料。
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