CN110626009B - 防水材料、其制备方法、防水卷材、复合防水搭接结构和防水结构的制备工艺 - Google Patents

防水材料、其制备方法、防水卷材、复合防水搭接结构和防水结构的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了防水材料、其制备方法、防水卷材、复合防水搭接结构和防水结构的制备工艺，涉及建筑防水技术领域。以重量份计，防水材料包括35‑60份聚乙烯混合物、30‑50份弹性材料和10‑25份极性调节剂，聚乙烯混合物是低密度聚乙烯和中密度聚乙烯按照质量比为7‑9：1‑2的比例混合形成混合物。该防水材料具有一定的弹性，可以发生一定的形变，使得防水材料的耐环境应力开裂性得到提高，继而提升防水材料的防水性能。

Description

防水材料、其制备方法、防水卷材、复合防水搭接结构和防水 结构的制备工艺
技术领域
本发明涉及建筑防水技术领域，具体而言，涉及防水材料、其制备方法、防水卷材、复合防水搭接结构和防水结构的制备工艺。
背景技术
现有技术中的防水材料大多数应用于新建及现有建筑物和构筑物的防水和建筑物渗水修复。现有技术的防水材料主体原料为线性低密度聚乙烯，防水材料的柔性小，不易定型，粘贴不紧密，适应复杂部位能力弱，降低防水效果。且防水材料通过聚合物水泥类材料与基层进行满粘连接，粘接层刚性大形变范围小，由于建筑变形及蠕变振动源的存在，极容易产生裂纹，会引起的防水设防失效。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供防水材料、其制备方法、防水卷材、复合防水搭接结构和防水结构的制备工艺。该防水材料具有一定的弹性，可以发生一定的形变，使得防水材料的柔性、与防护增强层的复合强度、耐基层开裂性能得到提高，继而提升防水材料的防水性能。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种防水材料，以重量份计，其包括35-60份聚乙烯混合物、30-50份弹性材料和10-25份极性调节剂，聚乙烯混合物是低密度聚乙烯和中密度聚乙烯按照质量比为7-9：1-2的比例混合形成混合物。
在可选的实施方式中，以重量份计，其包括45-55份聚乙烯混合物、30-35份弹性材料和10-20份极性调节剂；
优选地，防水材料还包括防老化剂；
优选地，防老化剂的用量为聚乙烯混合物、弹性材料和极性调节剂总用量的(0.1-0.5)％；
优选地，防水材料还包括相容剂；
优选地，相容剂的用量为聚乙烯混合物、弹性材料和极性调节剂总用量的(1.5-2.5)％。
在可选的实施方式中，以重量份计，低密度聚乙烯的熔体指数为(2-10)g/10min，伸长率≥700％；
优选地，中密度聚乙烯的熔体指数为(0.9-1.5)g/10min，伸长率≥500％；
优选地，弹性材料为热塑性弹性体，更优选为烯烃类弹性体，进一步优选为乙烯基弹性体，进一步优选地，乙烯基弹性体的熔体指数为(3-20)g/10min；
优选地，极性调节剂为醋酸-乙烯类聚合物，优选为EVA；
优选地，防老化剂为抗氧化剂，优选地，抗氧化剂为醇酯类化合物，更优选为硫代二丙酸双十二醇酯；
优选地，相容剂为工业白油。
第二方面，本发明实施例提供如前述实施方式任一项的防水材料的制备方法，包括将聚乙烯混合物、弹性材料、极性调节剂、防老化剂以及相容剂混合后塑化挤出；
优选地，塑化挤出的温度为165-195℃。
第三方面，本发明实施例提供一种防水卷材，其包括主体防水层，主体防水层利用前述实施方式任一项的防水材料或者前述实施方式的制备方法制备得到的防水材料制备得到。
在可选的实施方式中，其还包括辅助防水层，辅助防水层与主体防水层连接；
优选地，辅助防水层是利用橡胶制成的层状结构；
优选地，防水卷材还包括防护增强层，防护增强层与主体防水层相对远离辅助防水层的一侧连接；
优选地，防护增强层为无纺布层；
优选地，无纺布层采用的无纺布的强度≥95N/5cm,伸长率≥130％，克重(50-65)g/m2；
优选地，防水卷材还包括离型层，离型层与辅助防水层相对远离主体防水层的一侧连接。
第四方面，本发明实施例提供一种复合防水搭接结构，其包括第一防水件、第二防水件和搭接件，第一防水件、第二防水件和搭接件均为前述实施方式的防水卷材制成的元件；
第一防水件具有第一端和第二端，第二防水件具有第三端和第四端，第一端和第三端接触，第一端和第三端均位于搭接件上，并与搭接件连接。
在可选的实施方式中，第一防水件和第二防水件相对设置，并沿搭接件的长度方向设置，第一端部和第三端部均位于搭接件的中部；
优选地，搭接件的宽度为100-300毫米，优选为200毫米；
优选地，第一防水件的辅助防水层和第二防水件的辅助防水层分别与搭接件的辅助防水层连接。
第五方面，本发明实施例提供一种防水结构的制备工艺，包括：将前述实施方式的防水卷材铺设于基体上。
在可选的实施方式中，铺设防水卷材之前还包括对基体进行清扫；
优选地，铺设述防水卷材的过程中还包括对相邻的防水卷材的节点部位进行处理。
本发明具有以下有益效果：通过使用低密度聚乙烯和中密度聚乙烯形成聚乙烯混合物，保证防水材料具有良好地防水性能，且柔韧性适宜，而聚乙烯混合物、弹性材料和极性调节剂合用并控制其用量，使得各个原料具有良好的相容性，使得防水材料有优异的柔顺性、抗刺穿性、伸长率和高弹性，能够提升防水材料的耐环境开裂性能，继而保证了防水材料的防水效果，同时，保证防水材料的粘结性能，保证防水材料与基体的作用效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的防水卷材的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的复合防水搭接结构的结构示意图；
图3为本发明实验例3提供的检测结构示意图。
图示：100-防水卷材；101-主体防水层；102-辅助防水层；103-防护增强层；104-离型层；200-复合防水搭接结构；210-第一防水件；220-第二防水件；230-搭接件；211-第一端；212-第二端；221-第三端；222-第四端。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明实施例提供一种防水材料，以重量份计，其包括35-60份聚乙烯混合物、30-50份弹性材料和10-25份极性调节剂。优选地，其包括45-55份聚乙烯混合物、30-45份弹性材料和10-20份极性调节剂。
利用上述物质并控制上述原料的配比能够使得防水材料具有良好的粘结能力，能够良好的粘结基体，同时，也具有优异的柔韧性，显著提升了防水材料的力学性能和耐环境应力开裂性能。
聚乙烯混合物是低密度聚乙烯和中密度聚乙烯按照质量比为7-9：1-2的比例混合形成混合物。控制低密度聚乙烯和中密度聚乙烯的用量能进一步保证形成的防水材料在具有良好的柔韧性的同时，也具有良好的耐冲击强度和耐撕裂强度。
具体地，聚乙烯混合物能够为防水材料提供一定的力学性能、耐冲击强度、耐撕裂强度等性能，使得防水材料不会过于柔软或者变形能力过强而导致防水材料力学性能性能降低。弹性体材料使得防水材料有良好的柔顺性、抗穿刺性、伸长率和高弹性，有利于提升防水材料的耐环境应力开裂性，同时，弹性基体与各个原料有良好的相容性，且具有较好的流动性，能够与聚乙烯混合物良好的相容性，并可改善分散效果，保证防水材料的性能。极性调节剂可以调节防水材料的极性，提升与防护增强层间的复合强度、提升防水材料的耐环境应力开裂性，提升防水材料的防水效果。同时，能够提升防水材料与基体的粘结能力。
进一步地，低密度聚乙烯的熔体指数为(2-10)g/10min，伸长率≥700％；
优选地，中密度聚乙烯的熔体指数为(0.9-1.5)g/10min，伸长率≥500％。采用上述低密度聚乙烯和中密度聚乙烯能够进一步保证防水材料的性能。
进一步地，弹性材料为热塑性弹性体，更优选为乙烯基弹性体，进一步优选地，乙烯基弹性体的熔体指数为(3-20)g/10min；更优选地，以重量份计，弹性材料包括熔体指数为5g/10min的乙烯基弹性体15-20份以及熔体指数为18g/10min的乙烯基弹性体15-25份。采用该弹性材料能够保证其与聚乙烯混合良好的相容性，改善各物料的分散效果，且提升防水材料的柔顺性、抗穿刺性等性能。
进一步地，极性调节剂为醋酸-乙烯类聚合物，优选为EVA；且该EVA的含量为(10-20)％，指的是EVA占聚乙烯混合物、弹性材料和极性调节剂总用量的(10-20)％。采用EVA作为极性调节剂能够提升与防护增强层间的复合强度、提升防水材料的耐环境应力开裂性。
优选地，防水材料还包括防老化剂；
优选地，防老化剂的用量为聚乙烯混合物、弹性材料和极性调节剂总用量的(0.1-0.5)％。抗老化剂能够进一步提升防水材料的耐坏境性能。
优选地，防老化剂为抗氧化剂，优选地，抗氧化剂为醇酯类化合物，更优选为硫代二丙酸双十二醇酯。
防水材料还包括相容剂；
优选地，相容剂的用量为聚乙烯混合物、弹性材料和极性调节剂总用量的(1.5-2.5)％。相容剂有良好的氧化稳定性、润滑性，利于各个物质混合均匀，提升防水材料的性能。
优选地，相容剂为工业白油，最优选为工业白油≥15#。采用上述相容剂能够进一步提升防水材料的性能。
本发明实施例还提供一种防水材料的制备方法，包括将聚乙烯混合物、弹性材料、极性调节剂、防老化剂以及相容剂混合后塑化挤出；
优选地，塑化挤出的温度为165-195℃。
实施例1
本实施例提供一种防水材料，其包括55份聚乙烯混合物、35份乙烯基弹性体、10份EVA、0.5份DLTDP以及2份相容剂。
其中，55份聚乙烯混合物包括45份低密度聚乙烯和10份中密度聚乙烯，本实施例采用的低密度聚乙烯为大庆石化公司，7042型号，其熔体指数为2g/10min，伸长率为700％；本实施例采用的中密度聚乙烯为大庆石化公司，5000S型号，其熔体指数为1.1g/10min，伸长率为500％。
35份弹性体包括熔体指数为5g/10min的乙烯基弹性体20份和熔体指数为18g/10min的乙烯基弹性体15份，相容剂为工业级白油≥15#。
本实施例还提供一种防水材料的制备方法，包括：将上述材料按照比例混合后塑化挤出，塑化挤出的温度为165℃。
参见图1，本实施例还提供一种防水卷材100，其包括主体防水层101，主体防水层101利用前述实施方式任一项的防水材料或者前述实施方式的制备方法制备得到的防水材料制备得到。
进一步地，防水卷材100还包括辅助防水层102，辅助防水层102与主体防水层101连接；设置辅助防水层102能够进一步提升防水卷材100的防水性能，同时，能够提升防水卷材100与基体的作用力。
优选地，辅助防水层102是利用橡胶制成的层状结构；利用橡胶制备辅助防水层102一方面可实现防水卷材100与建筑基层的结合，另一方面可作为辅助防水层102，具有可蠕变功能，具备特有的气密性和水密布性能，进一步提升防水卷材100的性能。
进一步地，防水卷材100还包括防护增强层103，防护增强层103与主体防水层101相对远离辅助防水层102的一侧连接；
优选地，防护增强层103为无纺布层；
优选地，无纺布层采用的无纺布的强度≥95N/5cm，伸长率≥130％，克重(50-65)g/m2；防护增强层103有较高切向拉伸强度；有较高的法向剥离强度；能保证卷材的内部粘合结构和防水系统的粘接结构的性能；能保证表面层的防护作用并与主防水层能有效粘合。
优选地，防水卷材100还包括离型层104，离型层104与辅助防水层102相对远离主体防水层101的一侧连接。离型层104有利于提升防水卷材100的便携性，并有利于保证防水卷材100的防水性能。
参见图2，本实施例还提供一种复合防水搭接结构200，其包括第一防水件210、第二防水件220和搭接件230，第一防水件210、第二防水件220和搭接件230均为前述实施方式的防水卷材100制成的元件；第一防水件210具有第一端211和第二端212，第二防水件220具有第三端221和第四端222，第一端211和第三端221接触，第一端211和第三端221均位于搭接件230上，并与搭接件230连接。现有技术中对第一防水件210和第二防水件220连接处的处理一般是利用聚合物水泥胶粘剂粘合，但是聚合物水泥胶粘剂固化后表现为钢性粘接，受外力破坏后不能自愈，影响防水效果。
而本实施例利用搭接件230对第一防水件210和第二防水件220的连接处进行防护，进一步提升了防水效果。同时，搭接件230具有一定的柔韧性，即使受外力破坏后也不易破裂，保证了防水效果。
进一步地，第一防水件210和第二防水件220相对设置，并沿搭接件230的长度方向设置，第一端211部和第三端221部均位于搭接件230的中部；
优选地，搭接件230的宽度为100-300毫米，优选为200毫米；也就是说第一防水件210和第二防水件220与搭接件230作用的总宽度为100-300毫米，优选为200毫米。最优选地，第一防水件210的第一端211沿第一防水件210的长度方向与搭接件230的粘结宽度为100毫米，第二防水件220的第三端221沿第一防水件210的长度方向与搭接件230的粘结宽度为100毫米，保证防水效果。
进一步地，第一防水件210的辅助防水层102和第二防水件220的辅助防水层102分别与搭接件230的辅助防水层102连接。采用上述方式能够保证第一防水件210、第二防水件220和搭接件230连接紧密，同时保证第一防水件210、第二防水件220、搭接件230与基体连接紧密，保证防水效果。
本实施例还提供一种防水结构的制备工艺，包括：将前述实施方式的防水卷材铺设于基体上。
具体地，铺设防水卷材之前还包括对基体进行清扫；去除灰尘或者垃圾，保证防水卷材与基体的粘结效果。
而后铺设防水卷材，具体地，撕去防水卷材的离型层，而后防水卷材的辅助防水层与基体作用，进行铺设，且在铺设防水卷材的过程中，对相邻的防水卷材的节点部位进行处理，使得相邻的防水卷材的节点部位形成本实施例前述提供的复合防水搭接结构，使得搭接处防水。
实施例2-实施例5
实施例2-实施例5提供的防水材料中各组分比例如下：
Figure BDA0002230738840000091
实施例2-5提供的防水材料的制备方法与实施例1提供的防水卷材的制备方法，操作一致，区别在于，温度不同，实施例2的塑化挤出温度为165，实施例3的塑化挤出温度为180℃，实施例4的塑化挤出温度为175℃，实施例5的塑化挤出温度为195℃。
实施例6-实施例10
Figure BDA0002230738840000092
Figure BDA0002230738840000101
实施例6-10的提供的防水材料的制备方法与实施例1提供的防水卷材的制备方法一致。
对比例1-5用料如下：
Figure BDA0002230738840000102
实验例1
利用相同方法分别将实施例1-9的防水材料和对比例1-5的防水材料制备为厚度为1.2毫米的主体防水层，通过热融直压方式将无纺布热融直压于对应的主体防水层上。参照GB18173.1-2012、GBT23457-2017标准对实施例1-9和对比例1-5的防水材料制备得到的主体防水层进行检测，检测结果参见表1-表3。
表1实施例1-5检测结果
Figure BDA0002230738840000111
表2实施例6-10检测结果
Figure BDA0002230738840000112
表3对比例1-5检测结果
Figure BDA0002230738840000113
Figure BDA0002230738840000121
由表1-表3的性能测试结果可知，实施例1-10的断裂强度、伸长率、直角撕裂强度、耐低温、不透水等性能指标均优于对比例1-5，说明本发明提供的防水材料充分发挥了其结构优势以及组成其结构的各种原料间的配合作用，其力学性能、材料抗渗性能、柔韧性、防水整体材料稳定性等各项性能高于实际使用需求，综合性能优于现有防水材料。聚乙烯混合物能够为防水材料提供一定的力学性能，随着中密度聚乙烯添量的增加，材料拉伸强度有所增加，直角撕裂强度增加，过大的添量比例，产品加工性能下降，产品的刚性增加。实施例1、实施例3、实施例8、实施例9综合性能较为优异。弹性基体比例增加，防水材料伸长率、力学性能和弹性都有明显提高，有利于提升防水材料的柔韧性，同时融体具有更好的流动性，过大的添量比例，产品的可加工性能下降。实施例2加工性能最好，柔韧性最好。极性调节剂比例增加可以调节防水材料的极性，与弹性基体共同作用，伸长率增加，与防护增强层间的复合强度增加，但力学性能有所下降。
实验例2
对实施例1提供的防水卷材进行卷材横向不透水实验
操作方法：
1.预制混凝土，保证混凝土的抗渗性不能小于1.5MPa；
2.在混凝土试件上铺设实施例1的防水卷材(中心开透孔，直径10mm)，保证防水卷材与混凝土基层贴合满粘，完成抗渗试件制作；
3.将抗渗试件装入水泥砂浆抗渗仪，卷材面迎水，抗渗试件周围锥面不采取密封措施，保持与外界畅通；
4.按0.1+0.1*n(n＝1、2、3.....)压力序列的加压，初始压力(0.1MPa)保持4小时，共余加压间隔2小时，记录试件不透水时的压力值。
5、达到规定压力保持时间后，试件无渗水水迹，所承受的压力作为郑材横向不透水实验结果。
表4卷材进行卷材横向不透水实验
项目 试件1 试件2 试件3 试件4 试件5 试件6
实验压力 0.9 0.9 1.0 0.9 0.9 0.9
实验现象 不渗透 不渗透 不渗透 不渗透 不渗透 不渗透
根据表4可知，使用实施例1的防水卷材在压力小于0.9Mpa时不会发生卷材与混凝土基层间的串水渗透现象。
实验例3
操作方法：利用实施例1提供的防水材料制备主体防水层，主体防水材料中心开孔；而后根据图3所示的结构，按顺序设置各层，按箭头所示方向加压至0.6Mpa，保压120min。实现结果：0.6Mpa，保压120min依然不透水，说明防水材料具有良好的防水性能。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种防水卷材，其特征在于，其包括主体防水层，所述主体防水层利用防水材料制备得到，
其还包括辅助防水层，所述辅助防水层与所述主体防水层连接；
所述辅助防水层是利用橡胶制成的层状结构；
所述防水卷材还包括防护增强层，所述防护增强层与所述主体防水层相对远离所述辅助防水层的一侧连接；
所述防护增强层为无纺布层；
所述防水材料，以重量份计，其包括35-60份聚乙烯混合物、30-50份弹性材料和10-25份极性调节剂，所述聚乙烯混合物是低密度聚乙烯和中密度聚乙烯按照质量比为7-9：1-2的比例混合形成混合物；
所述防水材料还包括防老化剂；
所述防水材料还包括相容剂；
所述弹性材料为乙烯基弹性体；
所述乙烯基弹性体的熔体指数为（3-20）g/10min；
所述弹性材料包括熔体指数为5g/10min的乙烯基弹性体15-20份以及熔体指数为18g/10min的乙烯基弹性体15-25份；
所述防老化剂的用量为所述聚乙烯混合物、所述弹性材料和所述极性调节剂总用量的（0.1-0.5）%；
所述相容剂的用量为所述聚乙烯混合物、所述弹性材料和所述极性调节剂总用量的（1.5-2.5）%。
2.根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述防水材料，以重量份计，其包括45-55份所述聚乙烯混合物、30-45份所述弹性材料和10-20份所述极性调节剂。
3.根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述低密度聚乙烯的熔体指数为（2-10）g/10min，伸长率≥700%。
4.根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述中密度聚乙烯的熔体指数为（0.9-1.5）g/10min，伸长率≥500%。
5.根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述极性调节剂为醋酸-乙烯类聚合物。
6.根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述极性调节剂为EVA。
7.根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述防老化剂为抗氧化剂。
8.根据权利要求7所述的防水卷材，其特征在于，所述抗氧化剂为醇酯类化合物。
9.根据权利要求7所述的防水卷材，其特征在于，所述抗氧化剂为硫代二丙酸双十二醇酯。
10.根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述相容剂为工业白油。
11.根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述的防水材料的制备方法包括将聚乙烯混合物、弹性材料、极性调节剂、防老化剂以及相容剂混合后塑化挤出。
12.根据权利要求11所述的防水卷材，其特征在于，所述塑化挤出的温度为165-195℃。
13.根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述无纺布层采用的无纺布的强度≥95N/5cm,伸长率≥130%，克重（50-65）g/m2。
14.根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述防水卷材还包括离型层，所述离型层与所述辅助防水层相对远离所述主体防水层的一侧连接。
15.一种复合防水搭接结构，其特征在于，其包括第一防水件、第二防水件和搭接件，所述第一防水件、所述第二防水件和所述搭接件均为权利要求1-14任一项所述的防水卷材制成的元件；
所述第一防水件具有第一端和第二端，所述第二防水件具有第三端和第四端，所述第一端和所述第三端接触，所述第一端和所述第三端均位于所述搭接件上，并与所述搭接件连接。
16.根据权利要求15所述的复合防水搭接结构，其特征在于，所述第一防水件和所述第二防水件相对设置，并沿所述搭接件的长度方向设置，所述第一端部和所述第三端部均位于所述搭接件的中部。
17.根据权利要求16所述的复合防水搭接结构，其特征在于，所述搭接件的宽度为100-300毫米。
18.根据权利要求16所述的复合防水搭接结构，其特征在于，所述搭接件的宽度为200毫米。
19.根据权利要求18所述的复合防水搭接结构，其特征在于，所述第一防水件的辅助防水层和所述第二防水件的辅助防水层分别与所述搭接件的辅助防水层连接。
20.一种防水结构的制备工艺，其特征在于，包括：将权利要求1-14任一项所述的防水卷材铺设于基体上。
21.根据权利要求20所述的防水结构的制备工艺，其特征在于，铺设所述防水卷材之前还包括对基体进行清扫。
22.根据权利要求20所述的防水结构的制备工艺，其特征在于，铺设所述防水卷材的过程中还包括对相邻的防水卷材的节点部位进行处理。
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