CN109895480A - 一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材及其制备方法。所述的防水卷材包括胎基层、导电布层、改性沥青层、隔离层。其沥青层包含以下组分所述改性沥青层包括以下组分：基质沥青35～75份、软化剂6～20份、SBS10～25份、改性剂5～25份、导电填料5～30份、填充料5～15份、抗氧剂0.3～1.5份。所述胎基层为长纤聚酯胎；厚度为1.5～2.5mm。本发明的电磁屏蔽防水卷材具有优异的防水性能和电磁屏蔽性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种防水卷材，尤其涉及一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材及其制备方法，属于防水材料领域。
背景技术
众所周知，随着现代电磁技术的迅速发展和越来越多电子电器器件的应用，各种带有能量的不同频率的电磁波给人们的健康和生存环境带来了极大的干扰，同时在生活中构成了“电磁辐射污染”，医疗用器械、精密仪器容易被电磁波干扰、在军事、经济领域处理不当会造成极大破坏，因此电磁屏蔽问题变的日益重要。
屏蔽电磁辐射污染使其限定在一定区域，已成为环保领域重要的项目之一，防水材料是城市基础设施建设的物质基础，与人们的生活息息相关，在未来应具有电磁屏蔽的功能。
目前，穿透和开口严重影响电磁屏蔽的效能，致使屏蔽效能大幅度降低，防水卷材在工程施工中要求致密、无缝隙，若防水卷材具有电磁屏蔽功能，用于建筑物，在屏蔽外界电磁辐射污染的同时防止军事、经济信息通过无线信号被窃取，保证国家、经济的安全性。因此，为解决目前技术问题需要提供一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
现有技术存在以下缺陷：(1)不具有电磁屏蔽的效能(2)防水性能不够高(3)不能在具有较好的防水性能的同时，具有较好的耐候性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材及其制备方法，以克服现有技术的不足。
本发明实施例一方面提供了一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，所述的防水卷材包括胎基层、导电布层、改性沥青层、隔离层。
进一步的，所述改性沥青层包括以下组分：基质沥青、软化剂、SBS、改性剂、导电填料、填充料、抗氧剂。
较为优选的，所述改性沥青层的组分，以重量份计，含量为：基质沥青35～75份、软化剂6～20份、SBS10～25份、改性剂5～25份、导电填料5～30份、填充料5～15份、抗氧剂0.3～1.5份。
较为优选的，所述胎基层为长纤聚酯胎；厚度为1.5～2.5mm。
较为优选的，所述的改性剂为三元乙丙橡胶、粉末丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶中的一种或两种以上的组合。
较为优选的，所述的导电填料：为表面镀有0.2～0.5μm厚的铜或镍或铬镀层的炭黑或石墨或碳纤维；所述的软化剂为芳烃油、溶剂油、矿物机油中一种或两种以上的组合；所述填充料为活性碳酸钙或/和滑石粉，目数为900～1600目；所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚。
本发明另一方面提供了所述防水卷材的制备方法，所述制备方法包括制备导电布、制备改性沥青、制备预浸油、导电布处理、制得成品步骤。
优选的，所述的制备改性沥青：在基质沥青中加入软化剂，升温到145℃～185℃；加入SBS，搅拌；温度升高到150℃～170℃，加入改性剂，搅拌；加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌；降温至160±10℃，出料。
优选的，所述的制备预浸油：将充油橡胶和基质沥青按1:1～1:2的质量比例混合，在170～190℃，600±50rpm搅拌1～2h混合而成预浸油。
较为优选的，所述的导电布处理：将预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.1～0.5mm；热敷处理的温度为180～200℃；所述的制得成品：将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1～2.5mm；在改性沥青层上方，迅速贴覆处理后的导电布；在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为0.5～1.5mm；在改性沥青层上覆盖隔离层；经冷却、定型制成防水卷材。
具体实施方式
本发明实施例一方面提供了一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，所述的防水卷材包括胎基层、导电布层、改性沥青层、隔离层。
进一步的，所述改性沥青层包括以下组分：基质沥青、软化剂、SBS、改性剂、导电填料、填充料、抗氧剂。
较为优选的，所述改性沥青层的组分，以重量份计，含量为：基质沥青35～75份、软化剂6～20份、SBS10～25份、改性剂5～25份、导电填料5～30份、填充料5～15份、抗氧剂0.3～1.5份。
较为优选的，所述胎基层为长纤聚酯胎；厚度为1.5～2.5mm。
较为优选的，所述的改性剂为三元乙丙橡胶、粉末丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶中的一种或两种以上的组合。
较为优选的，所述的导电填料：为表面镀有0.2～0.5μm厚的铜或镍或铬镀层的炭黑或石墨或碳纤维；所述的软化剂为芳烃油、溶剂油、矿物机油中一种或两种以上的组合；所述填充料为活性碳酸钙或/和滑石粉，目数为900～1600目；所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚。
本发明另一方面提供了所述防水卷材的制备方法，所述制备方法包括制备导电布、制备改性沥青、制备预浸油、导电布处理、制得成品步骤。
以下将结合具体实施例对本发明进行进一步的说明，本实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的应用。
实施例1
一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材
(一)防水卷材的组成
所述防水卷材，由胎基层、导电布层和改性沥青层及隔离层组成；
(1)所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m3，厚度为1mm
(2)所述改性沥青层含有以下重量份的组分：基质沥青40份，软化剂2份；SBS5份，改性剂5份，导电填料1份，填充料5份，抗氧剂0.2份；
所述的改性剂为粉末丁苯橡胶；
所述的导电填料为导电复合填料，是碳纤维表面镀有0.2μm厚的铜镀层；
所述的软化剂为矿物机油；
所述填充料为活性碳酸钙，目数为900～1600目；
所述活性碳酸钙由干法工艺生产，将有机酸类表面活性剂与干燥的碳酸钙于高速搅拌机(转速＞500r/min)活化、90～110℃干燥20±5min混合而成，活性剂用量约为碳酸钙的0.8～2.0％；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
(3)所述的导电布为镀镍导电布。
(4)所述隔离层：为PE膜。
(二)防水卷材的制备方法
所述防水卷材的制备方法：
(1)制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得镀镍导电布。
(2)制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:1的质量比例混合，在180℃，600±50rpm搅拌1～2h混合而成预浸油。
(3)导电布处理
将步骤(1)制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.1mm；热敷处理的温度为180℃。
(4)制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到140℃；
加入SBS，搅拌1.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到180℃，加入改性剂，
搅拌1h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌1h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至160±10℃，出料，制得改性沥青。
(5)准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
(6)制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤(3)处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为0.5mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
实施例2
一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材
(一)防水卷材的组成
所述防水卷材，由胎基层、导电布层和改性沥青层及隔离层组成；
(1)所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m3，厚度为2mm
(2)所述改性沥青层含有以下重量份的组分：基质沥青50份，软化剂10份；SBS8份，改性剂9份，导电填料10份，填充料11份，抗氧剂0.4份；
所述的改性剂为氯丁橡胶；
所述的导电填料为导电复合填料，是碳纤维表面镀有0.3μm厚的镍镀层；
所述的软化剂为芳烃油；
所述填充料为活性碳酸钙，目数为900～1600目；
所述活性碳酸钙由干法工艺生产，将有机酸类表面活性剂与干燥的碳酸钙于高速搅拌机(转速＞500r/min)活化、90～110℃干燥20±5min混合而成，活性剂用量约为碳酸钙的0.8～2.0％；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
(3)所述的导电布为镀碳导电布。
(4)所述隔离层：为PE膜。
(二)防水卷材的制备方法
所述防水卷材的制备方法：
(1)制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得镀碳导电布；
(2)制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:1的质量比例混合，在190℃，600±50rpm搅拌2h混合而成预浸油。
(3)导电布处理
将步骤(1)制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.3mm；热敷处理的温度为190℃。
(4)制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到150℃；
加入SBS，搅拌1h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到170℃，加入改性剂，
搅拌1h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至160±10℃，出料，制得改性沥青。
(5)准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
(6)制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为2mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤(3)处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
实施例3
一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材
(一)防水卷材的组成
所述防水卷材，由胎基层、导电布层和改性沥青层及隔离层组成；
(1)所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m3，厚度为2mm
(2)所述改性沥青层含有以下重量份的组分：基质沥青70份，软化剂20份；SBS25份，改性剂18份，导电填料25份，填充料15份，抗氧剂0.6份；
所述的改性剂为丁基橡胶。
所述的导电填料为导电复合填料，是炭黑表面镀有0.4μm厚的铬镀层；
所述的软化剂为矿物机油；
所述填充料为滑石粉，目数为900～1600目；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
(3)所述的导电布为铝箔纤维复合布。
(4)所述隔离层：为PE膜。
(二)防水卷材的制备方法
所述防水卷材的制备方法：
(1)制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得铝箔纤维复合布；
(2)制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:2的质量比例混合，在200℃，600±50rpm搅拌2h混合而成预浸油。
(3)导电布处理
将步骤(1)制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.4mm；热敷处理的温度为200℃。
(4)制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到160℃；
加入SBS，搅拌0.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到190℃，加入改性剂，
搅拌1.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至160±10℃，出料，制得改性沥青。
(5)准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
(6)制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为2.5mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤(3)处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1.5mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
实施例4
一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材
(一)防水卷材的组成
所述防水卷材，由胎基层、导电布层和改性沥青层及隔离层组成；
(1)所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m3，厚度为2mm
(2)所述改性沥青层含有以下重量份的组分：基质沥青80份，软化剂25份；SBS35份，改性剂25份，导电填料35份，填充料20份，抗氧剂1份；
所述的改性剂为三元乙丙橡胶；
所述的导电填料为导电复合填料，是炭黑表面镀有0.5μm厚的铬镀层；
所述的软化剂为矿物机油；
所述填充料为滑石粉，目数为900～1600目；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
(3)所述的导电布为铝箔纤维复合布。
(4)所述隔离层：为PE膜。
(二)防水卷材的制备方法
所述防水卷材的制备方法：
(1)制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得铝箔纤维复合布；
(2)制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:2的质量比例混合，在200℃，600±50rpm搅拌2h混合而成预浸油。
(3)导电布处理
将步骤(1)制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.5mm；热敷处理的温度为200℃。
(4)制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到180℃；
加入SBS，搅拌1.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到200℃，加入改性剂，
搅拌2h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至160±10℃，出料，制得改性沥青。
(5)准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
(6)制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为2.5mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤(3)处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1.5mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
测试实验：
本发明参照美国MIL-85328B标准进行电磁屏蔽性能的测试。
本发明防水卷材对20kHz波强的屏蔽效能为76.4～90.8dB；对100MHz波强的屏蔽效能为75.7～96.8dB；对500MHz波强的屏蔽效能为79.5～95.2dB；对2GHz波强的屏蔽效能为79.4～98.9dB；对10GHz波强的屏蔽效能为73.2～95.7dB。
电磁屏蔽性能测试采用微波波导同轴传输线法来测定屏蔽效能(SET)，测量线是3cm波导测量线，工作频率范围在8.0GHz～13.2GHz，电磁波被完全屏蔽掉，说明屏蔽效果很好。
本发明对实施例1-4制得的防水卷材进行物理性能测试，按GB/T18242-2008的测试方法进行检测。
本发明防水卷材耐热性可达115～125℃，低温柔性可达-32～-40℃，不透水性：30min0.3MPa不透水；热老化后的拉力保持率为94～98％，延伸率保持率为90～95％，低温柔性为-30℃无裂缝。
实施例5
一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材
(一)防水卷材的组成
所述防水卷材，由胎基层、导电布层和改性沥青层及隔离层组成；
(1)所述胎基层为长纤聚酯胎；基重为250g/m3，厚度为2mm
(2)所述改性沥青层含有以下重量份的组分：基质沥青80份，软化剂25份；SBS35份，改性剂25份，导电填料35份，填充料20份，抗氧剂1份，木蜡1.2份，木醋液0.8份，月桂烯3.4份，石蜡油5份，N-苯基-α-苯胺5.7份；
所述的改性剂为三元乙丙橡胶；
所述的导电填料为导电复合填料，是炭黑表面镀有0.5μm厚的铬镀层；
所述的软化剂为月见草油；其相对密度为0.9210～0.9350，不溶性杂质≤0.05％，皂化值为190mg/g～198mg/g；
所述填充料为镁铬砂，目数为1200目；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
所述木蜡：熔点为48℃-52℃；含油量为2％；
所述月桂烯：比重(20℃)为0.790～0.805，折光率(20℃)为1.4670～1.4740；
上述百分数均为质量百分数。
(3)所述的导电布为铝箔纤维复合布。
(4)所述隔离层：为PE膜。
(二)防水卷材的制备方法
所述防水卷材的制备方法：
(1)制备导电布
以聚酯纤维布为基材，单面进行电镀金属镀层处理；获得铝箔纤维复合布；
(2)制备预浸油
将充油橡胶和基质沥青按1:2的质量比例混合，在200℃，600±50rpm搅拌2h混合而成预浸油。
(3)导电布处理
将步骤(1)制备的导电布进行预浸油热敷处理，预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.5mm；热敷处理的温度为200℃。
(4)制备改性沥青
在基质沥青中加入软化剂，升温到180℃；
加入SBS，搅拌1.5h，搅拌速率为1600±50rpm；
温度升高到200℃，加入改性剂，
搅拌2h，搅拌速率为1600±50rpm；
加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
降温至160±10℃，加入木蜡、木醋液、月桂烯、石蜡油、N-苯基-α-苯胺；搅拌1.5h；搅拌速率为1600±50rpm；
出料，制得改性沥青。
(5)准备胎基和隔离层
选择好胎基和隔离层，备用；
(6)制得成品
将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为2.5mm；
在改性沥青层上方，迅速贴覆步骤(3)处理后的导电布；
在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1.5mm；
导电布与改性改性沥青层紧密粘合；
在改性沥青层上覆盖隔离层；
经冷却、定型制成具有电磁屏蔽功能的防水卷材。
经试验，本实施例的防水卷材对20kHz波强的屏蔽效能为90.8dB；对100MHz波强的屏蔽效能为96.9dB；对500MHz波强的屏蔽效能为96.2dB；对2GHz波强的屏蔽效能为98.9dB；对10GHz波强的屏蔽效能为97.5dB。本实施例的防水卷材耐热性可达130℃，低温柔性可达-40℃，不透水性：30min0.5MPa不透水；热老化后的拉力保持率为98％，延伸率保持率为96％，低温柔性为-30℃无裂缝。
以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，其特征在于：所述的防水卷材包括胎基层、导电布层、改性沥青层、隔离层。
2.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，其特征在于：所述改性沥青层包括以下组分：基质沥青、软化剂、SBS、改性剂、导电填料、填充料、抗氧剂。
3.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，其特征在于：所述改性沥青层的组分，以重量份计，含量为：基质沥青35～75份、软化剂6～20份、SBS10～25份、改性剂5～25份、导电填料5～30份、填充料5～15份、抗氧剂0.3～1.5份。
4.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，其特征在于：所述胎基层为长纤聚酯胎；厚度为1.5～2.5mm。
5.根据权利要求2所述的一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，其特征在于：所述的改性剂为三元乙丙橡胶、粉末丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求2所述的一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材，其特征在于：所述的导电填料：为表面镀有0.2～0.5μm厚的铜或镍或铬镀层的炭黑或石墨或碳纤维；所述的软化剂为芳烃油、溶剂油、矿物机油中一种或两种以上的组合；所述填充料为活性碳酸钙或/和滑石粉，目数为900～1600目；所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚。
7.一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括制备导电布、制备改性沥青、制备预浸油、导电布处理、制得成品步骤。
8.根据权利要求7所述的一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材的制备方法，其特征在于：所述的制备改性沥青：在基质沥青中加入软化剂，升温到145℃～185℃；加入SBS，搅拌；温度升高到150℃～170℃，加入改性剂，搅拌；加入导电填料、填充料和抗氧剂，搅拌；降温至160±10℃，出料。
9.根据权利要求7所述的一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材的制备方法，其特征在于：所述的制备预浸油：将充油橡胶和基质沥青按1:1～1:2的质量比例混合，在170～190℃，600±50rpm搅拌1～2h混合而成预浸油。
10.根据权利要求7所述的一种具有电磁屏蔽功能的防水卷材的制备方法，其特征在于：所述的导电布处理：将预浸油敷于导电布两侧，每侧预浸油厚度均为0.1～0.5mm；热敷处理的温度为180～200℃；所述的制得成品：将胎基展开，在胎基上方涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为1～2.5mm；在改性沥青层上方，迅速贴覆处理后的导电布；在导电布上方再涂覆一层改性沥青层，涂覆厚度为0.5～1.5mm；在改性沥青层上覆盖隔离层；经冷却、定型制成防水卷材。
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