CN109098009A - 一种自愈型sbs改性沥青防水卷材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，本发明以10#石油沥青和90#石油沥青按一定质量比复合后为基体，添加SBS弹性体、改性剑麻纤维、钠基膨润土微球、软化油、活性剂及普通填料等在180‑195℃搅拌混熔，制成防水卷材涂盖料，涂覆在聚酯胎两面制成防水卷材除具有普通SBS改性沥青防水卷材性能外，还具有自愈性特点，即卷材的细小裂纹在水的作用下一定时间内能自行愈合，卷材再次具有防水抗渗功能。

Description

一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法
技术领域
本发明属于改性沥青防水卷材技术领域，具体涉及一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法。
背景技术
源于生物仿生学的自愈合(也称为自闭性、自修复性等)概念被应用到各方面的研究及应用中。在建筑防水涂料领域，有水泥基渗透结晶型防水涂料，自闭型聚合物水泥防水涂料等。在改性沥青防水卷材方面，有自粘改性沥青类防水卷材，其自愈性源于卷材涂盖料具有高粘弹性、延伸性。在改性沥青防水卷材中，还有一类非自粘型沥青防水卷材，主要有弹性体改性沥青防水卷材、塑性体改性沥青防水卷材等，其中二十世纪八十年代我国开发成功SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物)改性沥青生产防水卷材，是一种最常见的非自粘型沥青防水卷材，因具有价格适中、防水效果好、施工方便等优点，迅速在建筑防水行业得到了推广应用并迅猛发展。时至今日，它仍然是防水材料中最重要、最普遍的卷材产品之一。
然而改性沥青防水卷材一般热熔法施工，其涂盖料耐高温(>90℃)，而延伸性小、蠕变性小，导致卷材本身自修复能力弱，卷材施工过程中若被尖锐的钉子、石子等刺破，搭接不实形成虚搭，这些都是渗水漏水的通道，为渗漏埋下隐患。这些隐患对于有自愈性的自粘沥青防水卷材不是问题，而非自粘类沥青防水卷材对这些隐患无能为力，不能自行修复，隐患一直存在，渗水畅通无阻，防水失效。因而提高SBS改性沥青防水卷材的自愈性尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：现有SBS改性沥青防水卷材本身自修复能力弱，渗水漏水的隐患一直存在，渗水畅通无阻，防水失效。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种自愈型SBS改性沥青防水卷材以聚酯胎为胎基层，在胎基层上下两面涂覆自愈型SBS改性沥青涂盖料制备而成，所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法包括以下步骤：
(1)以羧甲基壳聚糖和海藻酸钠为壁材制备钠基膨润土微球；
(2)将剑麻纤维烘干后机械破碎为1-3cm，平铺在玻璃面板上，平稳地放入等离子体仪器的真空腔内进行等离子体活化处理；
(3)将步骤(2)中活化处理的剑麻纤维置于高压罐内，进行爆破处理，得改性剑麻纤维；
(4)将软化油、SBS加入到配料釜内升温搅拌10-15min，升温至150-160℃，加入步骤(3)改性剑麻纤维继续搅拌1-2h，加入沥青保持温度搅拌至全部熔化后，加入步骤(1)钠基膨润土微球、活性剂、填料搅拌30-40min，继续加热至180-195℃，搅拌2-3h，得自愈型SBS改性沥青涂盖料；
(5)将上述自愈型SBS改性沥青涂盖料双面涂盖于浸渍挤干的聚酯胎上，卷材厚度控制在3-4mm，覆面或撒砂制成样品，养护、计长、切边、收卷、包装出料。
所述的沥青由10#石油沥青、90#石油沥青按照质量比(4∶6)-(6∶4)复配而成。
所述的SBS弹性体：牌号1401，工业级，300％定伸应力4.2MPa，拉伸强度25.6MPa，断裂伸长率940％，岳阳石化。
所述步骤(1)中钠基膨润土微球的制备方法为：
1)将一定质量的羧甲基壳聚糖溶解于20mL60℃蒸馏水中搅拌至完全溶解，加入一定质量的氯化钙于溶液中，均质5min，得壁材溶液；
2)称取一定质量的海藻酸钠充分溶解于20mL蒸馏水中，加入0.5-0.7g钠基膨润土，均质10min，得钠基膨润土和海藻酸钠混合溶液；
3)用注射器将步骤2)所得混合溶液每秒钟1滴的速率滴入到步骤1)的壁材溶液中，半封闭静置12h，用95％乙醇溶液清洗已固化后的钠基膨润土微球，去除杂质，放入干燥器中，干燥至微球表面没有残余的溶液为止，即得。
所述的羧甲基壳聚糖质量浓度为3.4-3.6g/L，所述的氯化钙质量浓度为4.4-4.7g/L，所述的海藻酸钠质量浓度为8.3-8.7g/L。
所述步骤(2)中低温等离子体仪器处理参数为：放电功率为280W，处理时间为80-90s，工作气氛为空气、氩气、氦气、氧气、氮气的任意一种；所述低温等离子体机器的电源可以由直流或交流或脉冲模式驱动。
所述步骤(3)中爆破处理的罐内温度为150-200℃，罐内压强为3-5MPa，保持5-10min，罐内压力释放时间为0.01-0.1s。
所述步骤(4)中软化油为46#工业基础油，所述活性剂为苯磺酸盐，所述填料为200-300目页岩粉。
所述步骤(5)中覆面材料为30-40目细砂；所述涂盖温度175-185℃；所述浸渍温度180-195℃。
所述的自愈型SBS改性沥青涂盖料由下列重量份的原料制成：沥青40-50份、SBS8-10份、软化油15-18份、改性剑麻纤维1-2份、钠基膨润土微球7-9份、活性剂0.5-0.7份、填料18-20份。
本发明技术有益效果：本发明以10#石油沥青和90#石油沥青按一定质量比复合后为基体，添加SBS弹性体、改性剑麻纤维、钠基膨润土微球、软化油、活性剂及普通填料等在180-195℃搅拌混熔，制成防水卷材涂盖料，涂覆在聚酯胎两面制成防水卷材除具有普通SBS改性沥青防水卷材性能外，还具有自愈性特点，即卷材的细小裂纹在水的作用下一定时间内能自行愈合，卷材再次具有防水抗渗功能；同时本发明添加的剑麻纤维先利用低温等离子处理，纤维表面出现局部孔洞，表面更加粗糙，刻蚀现象严重，且纤维表面形成羟基和羧基等官能团，纤维表面的羟基与聚丁二烯中的环氧键反应，使剑麻纤维与SBS形成更强的共价键，提高了SBS复合材料的高粘弹性、延伸性及耐老化性能，进而提高了卷材的的抗拉伸强度、耐老化性能及自愈性，然后再进行爆破处理后，纤维变得更细更小，表面裂纹更多，比表面积提高，便于分散于沥青基质中。
本发明将钠基膨润土完好的包裹在微球内部，有效提高了钠基膨润土的稳定性，作为高吸水膨胀材料添加到原料中，具有缓释效果,解决了传统的膨润土膨胀材料因其中含有大量的结晶水和少量的自由水，添加过程中涂盖料暴沸、体积膨胀易出事故的技术问题，且经羧甲基壳聚糖和海藻酸钠包埋改性后，其分子链接上憎水性部分植入改性沥青涂盖料中，亲水部分(羟基及其上的醚键)伸入裂纹处水中并提高该处的粘稠性，起到吸附或束缚矿物功能，从而有利于堵塞、弥补裂纹。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，对本发明技术方案做进一步的说明。
实施例一
一种自愈型SBS改性沥青防水卷材以聚酯胎为胎基层，在胎基层上下两面涂覆自愈型SBS改性沥青涂盖料制备而成，所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法包括以下步骤：
(1)以羧甲基壳聚糖和海藻酸钠为壁材制备钠基膨润土微球；
(2)将剑麻纤维烘干后机械破碎为1cm，平铺在玻璃面板上，平稳地放入等离子体仪器的真空腔内进行等离子体活化处理；
(3)将步骤(2)中活化处理的剑麻纤维置于高压罐内，进行爆破处理，得改性剑麻纤维；
(4)将软化油、SBS加入到配料釜内升温搅拌10min，升温至150℃，加入步骤(3)改性剑麻纤维继续搅拌1h，加入沥青保持温度搅拌至全部熔化后，加入步骤(1)钠基膨润土微球、活性剂、填料搅拌30min，继续加热至180℃，搅拌2h，得自愈型SBS改性沥青涂盖料；
(5)将上述自愈型SBS改性沥青涂盖料双面涂盖于浸渍挤干的聚酯胎上，卷材厚度控制在3-4mm，覆面或撒砂制成样品，养护、计长、切边、收卷、包装出料。
所述的沥青由10#石油沥青、90#石油沥青按照质量比4∶6复配而成。
所述的SBS弹性体：牌号1401，工业级，300％定伸应力4.2MPa，拉伸强度25.6MPa，断裂伸长率940％，岳阳石化。
所述步骤(1)中钠基膨润土微球的制备方法为：
1)将一定质量的羧甲基壳聚糖溶解于20mL60℃蒸馏水中搅拌至完全溶解，加入一定质量的氯化钙于溶液中，均质5min，得壁材溶液；
2)称取一定质量的海藻酸钠充分溶解于20mL蒸馏水中，加入0.5g钠基膨润土，均质10min，得钠基膨润土和海藻酸钠混合溶液；
3)用注射器将步骤2)所得混合溶液每秒钟1滴的速率滴入到步骤1)的壁材溶液中，半封闭静置12h，用95％乙醇溶液清洗已固化后的钠基膨润土微球，去除杂质，放入干燥器中，干燥至微球表面没有残余的溶液为止，即得。
所述的羧甲基壳聚糖质量浓度为3.4g/L，所述的氯化钙质量浓度为4.4g/L，所述的海藻酸钠质量浓度为8.3g/L。
所述步骤(2)中低温等离子体仪器处理参数为：放电功率为280W，处理时间为80s，工作气氛为空气、氩气、氦气、氧气、氮气的任意一种；所述低温等离子体机器的电源可以由直流或交流或脉冲模式驱动。
所述步骤(3)中爆破处理的罐内温度为150℃，罐内压强为3MPa，保持5min，罐内压力释放时间为0.01s。
所述步骤(4)中软化油为46#工业基础油，所述活性剂为苯磺酸盐，所述填料为200-300目页岩粉。
所述步骤(5)中覆面材料为30-40目细砂；所述涂盖温度175℃；所述浸渍温度180℃。
所述的自愈型SBS改性沥青涂盖料由下列重量份的原料制成：沥青40份、SBS 8份、软化油15份、改性剑麻纤维1份、钠基膨润土微球7份、活性剂0.5份、填料18份。
实施例二
一种自愈型SBS改性沥青防水卷材以聚酯胎为胎基层，在胎基层上下两面涂覆自愈型SBS改性沥青涂盖料制备而成，所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法包括以下步骤：
(1)以羧甲基壳聚糖和海藻酸钠为壁材制备钠基膨润土微球；
(2)将剑麻纤维烘干后机械破碎为3cm，平铺在玻璃面板上，平稳地放入等离子体仪器的真空腔内进行等离子体活化处理；
(3)将步骤(2)中活化处理的剑麻纤维置于高压罐内，进行爆破处理，得改性剑麻纤维；
(4)将软化油、SBS加入到配料釜内升温搅拌15min，升温至160℃，加入步骤(3)改性剑麻纤维继续搅拌2h，加入沥青保持温度搅拌至全部熔化后，加入步骤(1)钠基膨润土微球、活性剂、填料搅拌40min，继续加热至195℃，搅拌3h，得自愈型SBS改性沥青涂盖料；
(5)将上述自愈型SBS改性沥青涂盖料双面涂盖于浸渍挤干的聚酯胎上，卷材厚度控制在3-4mm，覆面或撒砂制成样品，养护、计长、切边、收卷、包装出料。
所述的沥青由10#石油沥青、90#石油沥青按照质量比6∶4复配而成。
所述的SBS弹性体：牌号1401，工业级，300％定伸应力4.2MPa，拉伸强度25.6MPa，断裂伸长率940％，岳阳石化。
所述步骤(1)中钠基膨润土微球的制备方法为：
1)将一定质量的羧甲基壳聚糖溶解于20mL60℃蒸馏水中搅拌至完全溶解，加入一定质量的氯化钙于溶液中，均质5min，得壁材溶液；
2)称取一定质量的海藻酸钠充分溶解于20mL蒸馏水中，加入0.7g钠基膨润土，均质10min，得钠基膨润土和海藻酸钠混合溶液；
3)用注射器将步骤2)所得混合溶液每秒钟1滴的速率滴入到步骤1)的壁材溶液中，半封闭静置12h，用95％乙醇溶液清洗已固化后的钠基膨润土微球，去除杂质，放入干燥器中，干燥至微球表面没有残余的溶液为止，即得。
所述的羧甲基壳聚糖质量浓度为3.6g/L，所述的氯化钙质量浓度为4.7g/L，所述的海藻酸钠质量浓度为8.7g/L。
所述步骤(2)中低温等离子体仪器处理参数为：放电功率为280W，处理时间为90s，工作气氛为空气、氩气、氦气、氧气、氮气的任意一种；所述低温等离子体机器的电源可以由直流或交流或脉冲模式驱动。
所述步骤(3)中爆破处理的罐内温度为200℃，罐内压强为5MPa，保持10min，罐内压力释放时间为0.1s。
所述步骤(4)中软化油为46#工业基础油，所述活性剂为苯磺酸盐，所述填料为200-300目页岩粉。
所述步骤(5)中覆面材料为30-40目细砂；所述涂盖温度185℃；所述浸渍温度195℃。
所述的自愈型SBS改性沥青涂盖料由下列重量份的原料制成：沥青50份、SBS10份、软化油18份、改性剑麻纤维2份、钠基膨润土微球9份、活性剂0.7份、填料20份。
实施例三
一种自愈型SBS改性沥青防水卷材以聚酯胎为胎基层，在胎基层上下两面涂覆自愈型SBS改性沥青涂盖料制备而成，所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法包括以下步骤：
(1)以羧甲基壳聚糖和海藻酸钠为壁材制备钠基膨润土微球；
(2)将剑麻纤维烘干后机械破碎为2cm，平铺在玻璃面板上，平稳地放入等离子体仪器的真空腔内进行等离子体活化处理；
(3)将步骤(2)中活化处理的剑麻纤维置于高压罐内，进行爆破处理，得改性剑麻纤维；
(4)将软化油、SBS加入到配料釜内升温搅拌12min，升温至155℃，加入步骤(3)改性剑麻纤维继续搅拌1h，加入沥青保持温度搅拌至全部熔化后，加入步骤(1)钠基膨润土微球、活性剂、填料搅拌35min，继续加热至190℃，搅拌2h，得自愈型SBS改性沥青涂盖料；
(5)将上述自愈型SBS改性沥青涂盖料双面涂盖于浸渍挤干的聚酯胎上，卷材厚度控制在3-4mm，覆面或撒砂制成样品，养护、计长、切边、收卷、包装出料。
所述的沥青由10#石油沥青、90#石油沥青按照质量比5∶4复配而成。
所述的SBS弹性体：牌号1401，工业级，300％定伸应力4.2MPa，拉伸强度25.6MPa，断裂伸长率940％，岳阳石化。
所述步骤(1)中钠基膨润土微球的制备方法为：
1)将一定质量的羧甲基壳聚糖溶解于20mL60℃蒸馏水中搅拌至完全溶解，加入一定质量的氯化钙于溶液中，均质5min，得壁材溶液；
2)称取一定质量的海藻酸钠充分溶解于20mL蒸馏水中，加入0.6g钠基膨润土，均质10min，得钠基膨润土和海藻酸钠混合溶液；
3)用注射器将步骤2)所得混合溶液每秒钟1滴的速率滴入到步骤1)的壁材溶液中，半封闭静置12h，用95％乙醇溶液清洗已固化后的钠基膨润土微球，去除杂质，放入干燥器中，干燥至微球表面没有残余的溶液为止，即得。
所述的羧甲基壳聚糖质量浓度为3.5g/L，所述的氯化钙质量浓度为4.5g/L，所述的海藻酸钠质量浓度为8.5g/L。
所述步骤(2)中低温等离子体仪器处理参数为：放电功率为280W，处理时间为85s，工作气氛为空气、氩气、氦气、氧气、氮气的任意一种；所述低温等离子体机器的电源可以由直流或交流或脉冲模式驱动。
所述步骤(3)中爆破处理的罐内温度为180℃，罐内压强为4MPa，保持7min，罐内压力释放时间为0.05s。
所述步骤(4)中软化油为46#工业基础油，所述活性剂为苯磺酸盐，所述填料为200-300目页岩粉。
所述步骤(5)中覆面材料为30-40目细砂；所述涂盖温度180℃；所述浸渍温度185℃。
所述的自愈型SBS改性沥青涂盖料由下列重量份的原料制成：沥青45份、SBS9份、软化油16份、改性剑麻纤维2份、钠基膨润土微球8份、活性剂0.6份、填料19份。

Claims (10)

1.一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的防水卷材以聚酯胎为胎基层，在胎基层上下两面涂覆自愈型SBS改性沥青涂盖料制备而成，包括以下步骤：
(1)以羧甲基壳聚糖和海藻酸钠为壁材制备钠基膨润土微球；
(2)将剑麻纤维烘干后机械破碎为1-3cm，平铺在玻璃面板上，平稳地放入等离子体仪器的真空腔内进行等离子体活化处理；
(3)将步骤(2)中活化处理的剑麻纤维置于高压罐内，进行爆破处理，得改性剑麻纤维；
(4)将软化油、SBS加入到配料釜内升温搅拌10-15min，升温至150-160℃，加入步骤(3)改性剑麻纤维继续搅拌1-2h，加入沥青保持温度搅拌至全部熔化后，加入步骤(1)钠基膨润土微球、活性剂、填料搅拌30-40min，继续加热至180-195℃，搅拌2-3h，得自愈型SBS改性沥青涂盖料；
(5)将上述自愈型SBS改性沥青涂盖料双面涂盖于浸渍挤干的聚酯胎上，卷材厚度控制在3-4mm，覆面或撒砂制成样品，养护、计长、切边、收卷、包装出料。
2.根据权利要求1所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的沥青由10#石油沥青、90#石油沥青按照质量比(4∶6)-(6∶4)复配而成。
3.根据权利要求1所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的SBS弹性体：牌号1401，工业级，300％定伸应力4.2MPa，拉伸强度25.6MPa，断裂伸长率940％，岳阳石化。
4.根据权利要求1所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中钠基膨润土微球的制备方法为：
1)将一定质量的羧甲基壳聚糖溶解于20mL60℃蒸馏水中搅拌至完全溶解，加入一定质量的氯化钙于溶液中，均质5min，得壁材溶液；
2)称取一定质量的海藻酸钠充分溶解于20mL蒸馏水中，加入0.5-0.7g钠基膨润土，均质10min，得钠基膨润土和海藻酸钠混合溶液；
3)用注射器将步骤2)所得混合溶液每秒钟1滴的速率滴入到步骤1)的壁材溶液中，半封闭静置12h，用95％乙醇溶液清洗已固化后的钠基膨润土微球，去除杂质，放入干燥器中，干燥至微球表面没有残余的溶液为止，即得。
5.根据权利要求4所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的羧甲基壳聚糖质量浓度为3.4-3.6g/L，所述的氯化钙质量浓度为4.4-4.7g/L，所述的海藻酸钠质量浓度为8.3-8.7g/L。
6.根据权利要求1所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中低温等离子体仪器处理参数为：放电功率为280W，处理时间为80-90s，工作气氛为空气、氩气、氦气、氧气、氮气的任意一种；所述低温等离子体机器的电源可以由直流或交流或脉冲模式驱动。
7.根据权利要求1所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中爆破处理的罐内温度为150-200℃，罐内压强为3-5MPa，保持5-10min，罐内压力释放时间为0.01-0.1s。
8.根据权利要求1所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中软化油为46#工业基础油，所述活性剂为苯磺酸盐，所述填料为200-300目页岩粉。
9.根据权利要求1所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中覆面材料为30-40目细砂；所述涂盖温度175-185℃；所述浸渍温度180-195℃。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种自愈型SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的自愈型SBS改性沥青涂盖料由下列重量份的原料制成：沥青40-50份、SBS 8-10份、软化油15-18份、改性剑麻纤维1-2份、钠基膨润土微球7-9份、活性剂0.5-0.7份、填料18-20份。
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