CN109575824B - 一种预铺防水卷材用耐候薄膜及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种预铺防水卷材用耐候薄膜及其制备方法和用途，所述耐候薄膜包括依次叠合的隔离层、增强层和耐候粘结层，所述隔离层包括高分子乳液涂层，所述增强层为具有支撑和增强作用的聚合物层，所述耐候粘结层的组分包括水泥、矿物粒和粘结树脂乳液；本发明含有的隔离层、增强层和耐候粘结层能够为预铺防水卷材提供中短期内抗候劣化的效果，确保预铺材料在施工外露一个月后仍能维持其原有的性能，其与后浇混凝土之间能够形成多种化学键合，剥离强度可到2.8N/mm左右，其自身能够在卷曲状态下存放，使用时仅需与预铺防水卷材粘结即可，能够满足生产运输和使用中的需求。

Description

一种预铺防水卷材用耐候薄膜及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种预铺防水卷材用耐候薄膜及其制备方法和用途。
背景技术
防水卷材是一种可卷曲的片状防水材料，是建筑工程防水材料中的重要品种之一，防水卷材通常通过将沥青类或高分子类的防水材料浸渍在基胎上制成，以卷材的形式运输存储，防水卷材根据其主要组成材料不同，可以分为沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材，根据基胎的不同，可以分为无胎体卷材、纸胎卷材、玻璃纤维胎卷材、玻璃布胎卷材和聚乙烯胎卷材等。
由于防水卷材处于高温、日晒、雨淋等复杂的使用环境中，因此，防水卷材需要具有良好的耐水性和对温度变化的稳定性，在高温下不流淌、不起泡、不淆动，在低温下不脆裂，而且，需要其具有一定的机械强度，较好的延伸性和抗断裂性，还要具有一定的柔韧性和抗老化性等，由于制备防水卷材需要满足多种复杂性能，其制备方法通常也是通过将具有不同性能的材料组合得到，根据其制备方法，预铺防水卷材目前可以分为三大类：即上表面撒砂的防水卷材、上表面包覆隔离膜的防水卷材以及上表面涂覆耐候层的防水卷材，上表面撒砂的防水卷材容易出现掉砂、砂粒下沉等缺点，已经慢慢被淘汰，上表面包覆隔离膜的防水卷材由于其包覆的材料多为聚合物片层料，在安装时容易产生垃圾，且在高温下粘度发生变化，进而影响后续工段，上表面涂覆耐候层的防水卷材属于较为新颖的研究方向，然而由于目前技术尚不成熟，其耐候老化性能难于达标。
现有技术中，CN106541638B公开了一种纤维增强型湿铺预铺防水卷材及其施工方法，其公开的防水卷材从上到下依次为纤维加强层、上胶粘层、胎基层、下胶粘层和隔离膜，纤维加强层采用丙纶制成无纺布，其规格为120g/m2，胎基层采用聚酯毯，规格为200g/m2，上胶粘层和下胶粘层的厚度均为1.8mm，上胶粘层和下胶粘层均为为改性沥青，改性剂为SBI或PAPP；CN104057686A中公开了一种混凝土砂浆粘结施工的预铺防水卷材，通过热熔压敏胶涂布机将SIS热熔压敏自粘胶满涂在改性聚乙烯塑料防水主体层上形成SIS热熔压敏自粘层，然后在SIS热熔压敏自粘层上覆以具有水泥反应活性的耐候矿物颗粒功能层和位于卷材一侧边部的防粘隔离边膜得到，然而，上述防水卷材耐候性能仍然较差，与混凝土板材粘结性能也较差，无法适应长时间的防水需求。
因此，在现有技术的基础上，本领域的技术人员需要得到一种可以较长时间耐候劣化且与后浇混凝土粘附性能更好的预铺防水卷材。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可以较长时间耐候劣化且与后浇混凝土粘附性能更好的预铺防水卷材用耐候薄膜。
为达此目的，本发明的目的之一在于提供一种预铺防水卷材用耐候薄膜，所述预铺防水卷材用耐候薄膜的结构包括依次叠合的隔离层、增强层和耐候粘结层。
所述隔离层包括高分子乳液涂层。
所述增强层为具有支撑和增强作用的聚合物层。
所述耐候粘结层的组分包括水泥、矿物粒和粘结树脂乳液。
优选地，所述水泥的强度等级≥42.5，例如为45、47.5、50、52.5或55等。
优选地，所述水泥为硅酸盐水泥或白水泥。
优选地，所述水泥为强度为42.5的硅酸盐水泥和/或强度为52.5的白水泥。
优选地，所述粘结树脂乳液为苯丙乳液。
优选地，所述苯丙乳液的分子量为40000～100000，例如为42000、45000、50000、55000、60000、65000、70000、75000、80000、85000、90000、95000或98000等。
优选地，所述矿物粒为石英砂。
优选地，所述矿物粒的粒径≥200目，例如为10目、20目、40目、60目、80目、100目、120目、140目、160目或180目等。
优选地，所述矿物粒的粒径为60～200目。
优选地，所述耐候粘结层的组分还包括水。
优选地，所述耐候粘结层的组分还包括反应助剂。
优选地，所述反应助剂为流变剂和/或消泡剂。
优选地，按重量份数计算，所述耐候粘结层由如下组分构成：
Figure BDA0001872076770000031
其中，水泥组分的重量份数可以为22份、24份、26份、28份、30份、35份、40份、45份、50份、55份或58份等，矿物粒组分的重量份数可以为22份、24份、26份、28份、30份、35份、40份、45份、50份、55份或58份等，粘结树脂乳液的重量份数可以为12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份或28份等，水的重量份数可以为12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份或28份，反应助剂的重量份数可以为6份、8份、10份、12份、14份、16份或18份等。
优选地，所述高分子乳液涂层为聚乙烯醇乳液涂层。
本发明的目的之二在于提供一种所述耐候薄膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤(1)，将水泥、矿物粒和粘结树脂乳液按配方量混合，反应得到耐候层预混液；
步骤(2)，在增强层两侧分别涂覆耐候层预混液和高分子乳液涂层，烘干得到所述耐候薄膜。
优选地，步骤(1)中所述反应的时间为5～15min，例如为6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min或14min等。
优选地，步骤(1)中的耐候层预混液中还要加入10～30重量份的水和/或5～20重量份的反应助剂。
优选地，步骤(2)中所述的涂覆方法为辊涂法。
优选地，步骤(2)中所述的烘干的温度为50～80℃，例如为52℃、54℃、56℃、60℃、64℃、68℃、72℃、76℃或78℃等。
优选地，步骤(2)中所述的烘干的时间为5～10min，例如为6min、7min、8min或9min等。
优选地，所述制备方法包括如下步骤：
步骤(1)，将20～60重量份水泥、20～60重量份矿物粒和10～30重量份粘结树脂乳液混合，向其中加入10～30重量份的水和5～20重量份的反应助剂，反应3～5min得到耐候层预混液；
步骤(2)，在增强层两侧分别用辊筒辊涂耐候层预混液和高分子乳液涂层，在50～80℃下烘干5～10min得到所述耐候薄膜。
本发明的目的之三在于提供一种所述耐候薄膜的用途，即所述耐候薄膜作为预铺防水卷材的耐候层使用。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种新型预铺防水卷材用耐候薄膜，其含有的隔离层、增强层和耐候粘结层能够为预铺防水卷材提供中短期内抗候劣化的技术效果，确保预铺材料在施工外露一个月后仍能维持其原有的性能，其与后浇混凝土之间能够形成多种化学键合，剥离强度可到2.8N/mm左右，其自身能够在卷曲状态下存放，使用时仅需与预铺防水卷材粘结即可，能够满足生产运输和使用中的需求。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
通过如下步骤制备耐候薄膜1：
步骤(1)，将40kg强度为52.5的白水泥、40kg粒径为200目的石英砂和20kg数均分子量为50000的苯丙乳液混合，向其中加入20kg水和10kg消泡剂，反应15min得到耐候层预混液；
步骤(2)，以无纺布作为增强层，在其两侧分别用辊筒辊涂耐候层预混液和聚乙烯醇乳液涂层，之后在70℃下烘干10min后得到所述耐候薄膜1。
实施例2
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中的白水泥替换为强度为42.5的水泥。
实施例2得到耐候薄膜2。
实施例3
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中的石英砂的粒径为60目。
实施例3得到耐候薄膜3。
实施例4
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中的苯丙乳液的数均分子量为40000。
实施例4得到耐候薄膜4。
实施例5
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中的苯丙乳液的数均分子量为100000。
实施例5得到耐候薄膜5。
实施例6
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中白水泥的加入量为60kg。
实施例6得到耐候薄膜6。
实施例7
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中白水泥的加入量为20kg。
实施例7得到耐候薄膜7。
实施例8
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中石英砂的加入量为60kg。
实施例8得到耐候薄膜8。
实施例9
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中石英砂的加入量为20kg。
实施例9得到耐候薄膜9。
实施例10
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中苯丙乳液的加入量为30kg。
实施例10得到耐候薄膜10。
实施例11
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中苯丙乳液的加入量为10kg。
实施例11得到耐候薄膜11。
实施例12
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中反应的时间为5min。
实施例12得到耐候薄膜12。
实施例13
与实施例1的区别仅在于，步骤(2)中烘干的温度为50℃，烘干的时间为5min。
实施例13得到耐候薄膜13。
实施例14
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中石英砂的粒径为40目。
实施例14得到耐候薄膜14。
实施例15
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中苯丙乳液的数均分子量为150000。
实施例15得到耐候薄膜15。
实施例16
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中苯丙乳液的数均分子量为30000。
实施例16得到耐候薄膜16。
实施例17
与实施例1的区别仅在于，步骤(2)中不使用聚乙烯醇乳液，而是使用聚甲基丙烯酸乳液。
实施例17得到耐候薄膜17。
对照例1
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中不加入白水泥组分。
对照例1得到耐候薄膜18。
对照例2
与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中不加入石英砂组分。
对照例2得到耐候薄膜19。
对照例3
通过如下步骤制备耐候薄膜20：
步骤(1)，将40kg强度为52.5的白水泥、40kg粒径为200目的石英砂和20kg数均分子量为50000的苯丙乳液混合，向其中加入20kg水和10kg消泡剂，反应15min得到耐候层预混液；
步骤(2)，以无纺布作为增强层，在其两侧分别用辊筒辊涂耐候层预混液涂层，之后在70℃下烘干10min后得到所述耐候薄膜20。
将上述各实施例和对照例中得到的耐候薄膜1～20分别代替现有技术中卓宝集团公司生产的S-CLF型预铺防水卷材中的砂面整合进预铺防水卷材中，得到预铺防水卷材1～20，通过如下测试方法对各实施例和对照例得到的预铺防水卷材1～20进行表征测试，测试结果列于表1。
(1)剥离强度测试
根据国家标准GB/T 23457-2017《预铺防水卷材》中所述的方法分别测试得到的预铺防水卷材1～20与经过浸水处理的后浇混凝土的剥离强度。
(2)耐候性测试
根据国家标准GB/T 23457-2017《预铺防水卷材》中所述的方法分别测试得到的预铺防水卷材1～20在紫外线照射条件下、热处理条件下和泥沙污染条件下与后浇混凝土的剥离强度。
(3)抗窜水性测试
根据国家标准GB/T 23457-2017《预铺防水卷材》中所述的方法分别测试得到的预铺防水卷材1～20的抗窜水性，测试条件为：用卷材中间开孔到卷材表面抗渗砂浆块边缘的距离(约35mm)，所承受的规定压力作为抗窜水性(水力梯度)，测试时间4h，单位为MPa/35mm。达到规定压力(0.8MPa)保持时间(4h)后所有3个试件中至少2个试件砂浆表面无渗水水迹且压力保持不下降则说明得到的预铺防水卷材的抗窜水性合格。
表1预铺防水卷材1～20的性能对比表
Figure BDA0001872076770000091
Figure BDA0001872076770000101
从表1中预铺防水卷材1与预铺防水卷材4～5和预铺防水卷材15～16之间的对比可知，提高耐候薄膜中苯丙乳液的分子量有利于提高其剥离强度，但苯丙乳液的分子量过大或过小反而会导致其剥离强度和耐候性下降。
从表1中预铺防水卷材1与预铺防水卷材3和预铺防水卷材14之间的对比可知，适当增大耐候薄膜中矿物粒的粒径有利于提高其与接触面之间的摩擦性能，进而提高预铺防水卷材整体的剥离强度，但粒径过大则接触面积下降较大，反而不利于剥离强度的增强，较为适合的矿物粒的粒径选择为60～200目。
从表1中预铺防水卷材1与预铺防水卷材17和预铺防水卷材20之间的对比可知，聚乙烯醇相较于其他高分子材料具有更多的羟基和氢键，将其应用于耐候薄膜后能够为预铺防水卷材提供更高的剥离强度、耐候性和抗窜水性。
从表1中预铺防水卷材1与预铺防水卷材18～19之间的对比可知，本发明中的水泥和矿物粒组分能够为耐候薄膜提供足够的耐紫外线能力和一定的抗窜水能力。
综上所述，本发明提供了一种新型预铺防水卷材用耐候薄膜，其含有的隔离层、增强层和耐候粘结层能够为预铺防水卷材提供中短期内抗候劣化的技术效果，确保预铺材料在施工外露一个月后仍能维持其原有的性能，其与后浇混凝土之间能够形成多种化学键合，剥离强度可到2.8N/mm左右，其自身能够在卷曲状态下存放，使用时仅需与预铺防水卷材粘结即可，能够满足生产运输和使用中的需求。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (3)

1.一种预铺防水卷材用耐候薄膜，其特征在于，所述耐候薄膜包括依次叠合的隔离层、增强层和耐候粘结层；
所述隔离层包括高分子乳液涂层；
所述增强层为具有支撑和增强作用的聚合物层；
所述耐候粘结层的组分包括水泥20～60份、矿物粒20～60份、粘结树脂乳液10～30份、反应助剂5～20份和水10～30份；
所述高分子乳液涂层为聚乙烯醇乳液涂层；
所述水泥为强度为42.5的硅酸盐水泥和/或强度为52.5的白水泥；
所述粘结树脂乳液为苯丙乳液；
所述苯丙乳液的分子量为40000～100000；
所述矿物粒为石英砂；
所述矿物粒的粒径为60～200目；
所述反应助剂为流变剂和/或消泡剂。
2.根据权利要求1所述的耐候薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤(1)，将20～60重量份水泥、20～60重量份矿物粒和10～30重量份粘结树脂乳液混合，向其中加入10～30重量份的水和5～20重量份的反应助剂，反应3～5min得到耐候粘结层预混液；
步骤(2)，在增强层两侧分别用辊筒辊涂耐候粘结层预混液和聚乙烯醇乳液，在50～80℃下烘干5～10min得到所述耐候薄膜。
3.一种如权利要求1所述的耐候薄膜的用途，其特征在于，所述耐候薄膜作为预铺防水卷材的耐候层使用。
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