CN110497663B - 一种可自粘的改性沥青防水卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可自粘的改性沥青防水卷材及其制备方法，防水卷材分为自粘层、沥青层和聚酯胎，沥青层覆盖在聚酯胎上，自粘层覆盖在沥青层上。自粘层由10#沥青、30#沥青、丁苯橡胶、SBS、APP、自制的改性水性聚氨酯、聚四氟乙烯、溶剂和石粉制备而成，沥青层由70#沥青、丁苯橡胶、SBS、APP、线性低密度聚乙烯、溶剂和石粉制备而成，最后制备得到的改性沥青防水卷材具备优异的防水性和机械性能，能满足在不同温度条件下的使用，且制备方法简单，成本低。

Description

一种可自粘的改性沥青防水卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑防水卷材生产领域，具体涉及一种可自粘的改性沥青防水卷材的制备方法。
背景技术
防水卷材主要用于建筑墙体、屋面、隧道以及公路等，主要起到抵御遇水、地下水渗漏的作用。而随便现代建筑水平、建筑技术的提高，对建筑工程的防水材料的要求越来越高，需求越来越大，提供一种具备高柔韧性、粘黏性同时又不易弯曲，具备高拉伸强度、高自愈能力的改性沥青防水卷材是现阶段所要解决的问题。
申请号为201510232818.0的中国发明专利“一种掺混介孔二氧化硅的环氧树脂-硅橡胶改性沥青防水卷材及其制备方法”具体公开了采用聚醋酸乙烯酯、硅橡胶、环氧树脂、基质沥青、丙烯酸异辛酯、有机硅流平剂、二聚磷酸二异辛酯硬脂酸镁、介孔二氧化硅、高炉矿渣微粉、甲基硅油、硅烷偶联剂、环烷油、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇和水制成的一种改性沥青防水卷材，使用经过改性处理后的高炉矿渣微粉，有效的降低了生产成本，二氧化硅的使用又能够提高材料的稳定性，其材料性能符合防水卷材国标测试，但是其采用的为高炉矿渣微粉、以及介孔二氧化硅，其实际材料的孔隙导致其透水性不能再有一定提升，同时还需要添加流平剂等助剂提高材料表面的光滑度。
提供一种高性能，尤其是高防水等级的可自粘的改性沥青防水卷材还是一个待以完善的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于解决上述问题，提供一种可自粘的改性沥青防水卷材。
本发明的另一目的在于提供上述可自粘的改性沥青防水卷材的制备方法。
实现本发明的第一目的的技术方案为：
一种可自粘的改性沥青防水卷材，所述防水卷材的结构包括：自粘层、沥青层和聚酯胎；
其中，自粘层包括以下重量份数的原料：
10#沥青 1000~1200份
30#沥青 1000~1200份
丁苯橡胶 300~500份
SBS 200~300份
APP 200~500份
改性水性聚氨酯 200~500份
聚四氟乙烯 100~200份
溶剂 400~800份
石粉 600~800份；
其中，沥青层包括以下重量份数的原料：
70#沥青 2000~2500份
丁苯橡胶 400~700份
环氧树脂 300~400份
SBS 200~500份
APP 300~600份
线性低密度聚乙烯 100~300份
溶剂 200~500份
石粉 900~1100份；
其中，自粘层中的改性水性聚氨酯包括以下重量份数的原料：
聚四氢呋喃多元醇 160~240份
甲苯二异氰酸酯 40~80份
2，2-二羟甲基丁酸 10~40份
三乙胺 5~20份
蓖麻油 5~20份
丙酮 5~10份
乙二胺 5~15份。
通过采用上述方案，提供了一种可自粘的改性沥青防水卷材，包括自粘层、沥青层和聚酯胎，其中在最外面的自粘层采用改性水性聚氨酯、聚四氟乙烯、SBS、APP和丁苯橡胶来改性沥青，一则是起到提高材料防水性的作用，同时采用的沥青为10#沥青和30#沥青的组合，选用较高粘度的水性聚氨酯等来改性较低粘度的沥青组合，调节改性沥青材料粘度于一定的范围，提高材料性能和稳定性；而位于内部的沥青层采用环氧树脂、线性低密度聚乙烯、SBS、APP和丁苯橡胶来改性沥青，一则是起到提高增韧、防水的作用，同时线性低密度聚乙烯、SBS和丁苯橡胶还起到改善材料可使用的温度区间的作用，而采用的70#沥青在上述改性材料的配合下所制备的沥青层，能够有效的提高最终材料的的性能和稳定性。
所述的自粘层和沥青层所用的溶剂由环己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇按重量份数比1-3:2-5:1-2:1-2混合而成。
通过采用上述方案，采用环己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇的溶剂体系，有利于改善反应体系中材料的粘度，有利于反应的进行以及充分反应。
优选的，自粘层的溶剂由环己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇按重量份数比2:5:2:1混合而成；沥青层的溶剂由环己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇按重量份数比3:2:2:1混合而成。
通过采用上述方案，采用环己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇不同重量比的体系，来分别调节自粘层和沥青层反应过程中的体系粘度，从而控制改性材料的性能。
所述的聚四氢呋喃多元醇分子量为2000。
通过采用上述方案，通过采用较高分子量的聚四氢呋喃多元醇来制备的水性聚氨酯，具备较高的粘度，用以配合沥青材料制备适宜粘度的自粘层材料从而达到改善整体防水卷材的性能的目的。
所述的沥青层覆盖在聚酯胎上，所述的自粘层覆盖在沥青层上。
通过采用上述方案，采用沥青层增韧改性聚酯胎，提高聚酯胎的防水性、柔韧性和拉伸强度，同时改善材料对温度的适应性；采用自粘层覆盖在沥青层上，提高材料的防水性，改善材料的其他性能，通过上述各层的有机结合，最后制备得到的防水卷材具有优良的性能。
实现本发明另一目的的技术方案是：上述一种可自粘的改性沥青防水卷材的制备方法，具有以下步骤：
a、改性水性聚氨酯制备：
向搅拌反应釜内加入称取好的聚四氢呋喃多元醇，真空脱水2h，降温至60℃后缓慢加入甲苯二异氰酸酯，并缓慢升温，控制反应温度至80℃反应2h；加入2，2-二羟甲基丁酸，缓慢加入蓖麻油，继续反应2h，然后降温至60℃，加入三乙胺中和，并加入适量溶剂丙酮控制反应釜内粘度反应30min，加入一定量的水，控制乳化剂转速7000r/min，乳化5-10min，加入乙二胺扩链15min，出料备用；
b、自粘层制备：
取10#沥青和30#沥青加热至190~210℃混合，然后加入丁苯橡胶，升温至230℃，恒温搅拌反应1.5h，降温至180℃，加入SBS、APP，控制温度在160~170℃下氧化0.5~1h，接着加入步骤a制备得到的改性水性聚氨酯、聚四氟乙烯，控制反应温度在140~150℃，并加入溶剂控制反应粘度反应1h，最后加入石粉、抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌0.5~1h，然后研磨1~1.5h，得到制备好的自粘层；
c、沥青层制备：
取70#沥青加热至190~210℃，加入丁苯橡胶，升温至230℃，恒温搅拌反应1h，降温至180℃，加入环氧树脂、SBS、APP，控制温度在160~170℃下氧化0.5~1h，加入线性低密度聚乙烯，控制反应温度在120~130℃，并加入溶剂控制反应粘度继续反应1h，最后加入石粉搅拌混匀，然后研磨1~1.5h，得到制备好的沥青层；
d、准备好聚酯胎，将步骤c得到的沥青层均匀覆盖在聚酯胎上，控制厚度，冷却，然后将步骤b得到的自粘层均匀覆盖在沥青层上，控制厚度，冷却即可。
通过采用上述方案，提供了可自粘的改性沥青防水卷材的制备方法，将上述材料有机的结合在一起从而制备得到具有优良性能的防水卷材。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的水性聚氨酯改性沥青防水卷材的自粘层，由于本身水性聚氨酯就具有优异的防水性能和机械性能，配合聚四氟乙烯能有效的改善自粘层的防水性能以及机械性能，改性后的自粘层能满足在潮湿环境下长期使用。
2、本发明提供的环氧树脂和线性低密度聚乙烯改性沥青防水卷材的沥青层，由于本身环氧树脂和线性低密度聚乙烯具备优良的增韧材料的作用，同时线性低密度聚乙烯还具备良好的防水性能，并且能改善材料的可使用的温度区间，配合其他改性材料，能提高材料的适稳性和防水性。
3、本发明提供的自粘层、沥青层与聚酯胎有机的结合，制备得到的一种改性沥青防水卷材，具备优异的防水性，以及其他优良的机械性能，能在不同温度条件下的使用，且制备方法简单，成本低。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图中，1、自粘层； 2、沥青层；3、聚酯胎。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均可以通过市购获得的常规产品。
实施例：本实施例的一种可自粘的改性沥青防水卷材结构如图1所示，其制备方法包括下述步骤：
自粘层具体包括以下重量份数的原料：
10#沥青 1100份，30#沥青 1100份，丁苯橡胶500份，SBS 250份，APP 300份，改性水性聚氨酯 400份，聚四氟乙烯 120份，溶剂 600份，石粉700份；
沥青层包括以下重量份数的原料：
70#沥青2200份，丁苯橡胶600份，环氧树脂 330份，SBS 280份，APP 400份，环硅油300份，线性低密度聚乙烯 220份，溶剂 300份，石粉1100份；
自粘层中的改性水性聚氨酯包括以下重量份数的原料：
聚四氢呋喃多元醇220份，甲苯二异氰酸酯60份，2，2-二羟甲基丁酸25份，三乙胺10份，蓖麻油13份，丙酮7份，乙二胺5~15份。
a、改性水性聚氨酯制备：
向搅拌反应釜内加入称取好的聚四氢呋喃多元醇，真空脱水2h，降温至60℃后缓慢加入甲苯二异氰酸酯，并缓慢升温，控制反应温度至80℃反应2h；加入2，2-二羟甲基丁酸，缓慢加入蓖麻油，继续反应2h，然后降温至60℃，加入三乙胺中和，并加入适量溶剂丙酮控制反应釜内粘度反应30min，加入一定量的水，控制乳化剂转速7000r/min，乳化5-10min，加入乙二胺扩链15min，出料备用；
b、自粘层制备：
取10#沥青和30#沥青加热至190~210℃混合，然后加入丁苯橡胶，升温至230℃，恒温搅拌反应1.5h，降温至180℃，加入环硅油、SBS、APP，控制温度在160~170℃下氧化0.5~1h，接着加入步骤a制备得到的改性水性聚氨酯、聚四氟乙烯，控制反应温度在140~150℃，并加入溶剂控制反应粘度反应1h，最后加入石粉、抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌0.5~1h，然后研磨1~1.5h，得到制备好的自粘层；
c、沥青层制备：
取70#沥青加热至190~210℃，加入丁苯橡胶，升温至230℃，恒温搅拌反应1h，降温至180℃，加入环硅油、环氧树脂、SBS、APP，控制温度在160~170℃下氧化0.5~1h，加入线性低密度聚乙烯，控制反应温度在120~130℃，并加入溶剂控制反应粘度继续反应1h，最后加入石粉搅拌混匀，然后研磨1~1.5h，得到制备好的沥青层；
d、准备好聚酯胎，将步骤c得到的沥青层均匀覆盖在聚酯胎上，控制厚度，冷却，然后将步骤b得到的自粘层均匀覆盖在沥青层上，控制厚度，冷却即可。
经过以上工艺步骤后，取出制备得到的防水卷材样品试样3份，按照GB18242-2008弹性体改性沥青防水卷材，测定产品的性能，具体见下表。
标准 1 2 3
可溶性含量g/m<sup>2</sup> 2100 2150 2170 2155
耐热性/℃ 105℃无流淌、无低落 符合 符合 符合
低温柔性/℃ -20℃无裂缝 符合 符合 符合
不透水性30min 0.3MPa 1.7 1.9 1.7
最大峰拉力/（N/50mm）≥ 900 1600 1610 1660
拉力保持率/%≥ 90 94.3 94.7 94.4
热老化延伸率保持率/%≥ 80 91.0 91.6 91.0
热老化尺寸变化率/%≤ 0.3 0.05 0.05 0.06
接缝剥离强度/（N/50mm）≥ 1.5 9.1 8.9 9.1
钉杆撕裂强度/N≥ 300 720 710 723
本发明提供的可自粘的改性沥青防水卷材具备优异的耐热性、低温柔性，抗拉强度高、耐老化性强，同时具备优异的防水等级。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可自粘的改性沥青防水卷材，其特征在于：防水卷材的结构包括：自粘层（1）、沥青层（2）和聚酯胎（3）；
其中，自粘层（1）包括以下重量份数的原料：
10#沥青 1000~1200份
30#沥青 1000~1200份
丁苯橡胶 300~500份
SBS 200~300份
APP 200~500份
改性水性聚氨酯 200~500份
聚四氟乙烯 100~200份
溶剂 400~800份
石粉 600~800份；
其中，沥青层（2）包括以下重量份数的原料：
70#沥青 2000~2500份
丁苯橡胶 400~700份
环氧树脂 300~400份
SBS 200~500份
APP 300~600份
线性低密度聚乙烯 100~300份
溶剂 200~500份
石粉 900~1100份；
其中，自粘层（1）中的改性水性聚氨酯包括以下重量份数的原料：
聚四氢呋喃多元醇 160~240份
甲苯二异氰酸酯 40~80份
2，2-二羟甲基丁酸 10~40份
三乙胺 5~20份
蓖麻油 5~20份
丙酮 5~10份
乙二胺 5~15份；
所述的自粘层（1）和沥青层（2）的溶剂由环己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇按重量份数比1-3:2-5:1-2:1-2混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种可自粘的改性沥青防水卷材，其特征在于：所述自粘层（1）的溶剂由环己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇按重量份数比2:5:2:1混合而成；所述沥青层（2）的溶剂由环己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇按重量份数比3:2:2:1混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种可自粘的改性沥青防水卷材，其特征在于：所述的聚四氢呋喃多元醇分子量为2000。
4.根据权利要求1所述的一种可自粘的改性沥青防水卷材，其特征在于：沥青层（2）覆盖在聚酯胎（3）上，所述的自粘层（1）覆盖在沥青层（2）上。
5.权利要求1所述的一种可自粘的改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于具有以下步骤：
a、改性水性聚氨酯制备：
向搅拌反应釜内加入称取好的聚四氢呋喃多元醇，真空脱水2h，降温至60℃后缓慢加入甲苯二异氰酸酯，并缓慢升温，控制反应温度至80℃反应2h；加入2，2-二羟甲基丁酸，缓慢加入蓖麻油，继续反应2h，然后降温至60℃，加入三乙胺中和，并加入适量溶剂丙酮控制反应釜内粘度反应30min，加入一定量的水，控制乳化剂转速7000r/min，乳化5-10min，加入乙二胺扩链15min，出料备用；
b、自粘层（1）制备：
取10#沥青和30#沥青加热至190~210℃混合，然后加入丁苯橡胶，升温至230℃，恒温搅拌反应1.5h，降温至180℃，加入SBS、APP，控制温度在160~170℃下氧化0.5~1h，接着加入步骤a制备得到的改性水性聚氨酯、聚四氟乙烯，控制反应温度在140~150℃，并加入溶剂控制反应粘度反应1h，最后加入石粉，搅拌0.5~1h，然后研磨1~1.5h，得到制备好的自粘层（1）；
c、沥青层（2）制备：
取70#沥青加热至190~210℃，加入丁苯橡胶，升温至230℃，恒温搅拌反应1h，降温至180℃，加入环氧树脂、SBS、APP，控制温度在160~170℃下氧化0.5~1h，加入线性低密度聚乙烯，控制反应温度在120~130℃，并加入溶剂控制反应粘度继续反应1h，最后加入石粉搅拌混匀，然后研磨1~1.5h，得到制备好的沥青层（2）；
d、准备好聚酯胎（3），将步骤c得到的沥青层（2）均匀覆盖在聚酯胎（3）上，控制厚度，冷却，然后将步骤b得到的自粘层（1）均匀覆盖在沥青层（2）上，控制厚度，冷却即可。
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