CN110724475B - 一种改性包覆胶粉的反应粘层及其制备方法和预铺高分子防水卷材 - Google Patents

一种改性包覆胶粉的反应粘层及其制备方法和预铺高分子防水卷材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性包覆胶粉的反应粘层及其制备方法和预铺高分子防水卷材。该反应粘层的原料组成包括：废旧轮胎胶粉、端羟基液体橡胶、萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、高岭土、加工助剂、防老剂、交联剂、反应活性助剂。本发明通过使用含有活性端羟基的液体橡胶材料进行混炼加工，部分交联反应包裹，形成永久性的化学键，最终将废旧胶粉颗粒包裹形成整体海岛结构，制备具有与混凝土发生化学反应的高分子预铺反应粘层，保证预铺高分子防水卷材与混凝土之间形成真正的皮肤式防水结构。

Description

一种改性包覆胶粉的反应粘层及其制备方法和预铺高分子防 水卷材
技术领域
本发明属于防水卷材技术领域，更具体地，涉及一种改性包覆胶粉的反应粘层及其制备方法和预铺高分子防水卷材。
背景技术
高分子预铺反应粘防水卷材适用于各类民用建筑和工业建筑的地下室、蓄水池、屋面、室内以及外墙的防水。此外，各类污水处理厂、游泳池等的抗渗防漏，各类地下工程的防水抗渗，如地铁、隧道、地下室、人防工程等，也能采用此材料。此类材料的优势在于，可与后浇混凝土在固化后，形成永久性粘接，有效防止了当渗漏发生时，水在防水材料的混凝土之间窜流。
我国废旧轮胎的产量持续增加，如此庞大数量的废旧轮胎给环境带来了巨大的负担。对废旧轮胎进行无害化处置并资源化利用，即通过粉碎方式将废轮胎制成胶粉，然后直接使用或者与其他材料复配使用，被认为是最佳的回收利用方式之一。
对于建筑防水行业，塑料防水卷材已数见不鲜，防水效果施工性能较好，但是塑料防水卷材由于材料自身性能所致其材料硬度较大，不宜敷贴，在某些建筑施工场所施工困难，且成本较高。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种改性包覆胶粉的反应粘层及其制备方法和预铺高分子防水卷材。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种改性包覆胶粉的反应粘层，该反应粘层的原料组成包括：
废旧轮胎胶粉80-120重量份、端羟基液体橡胶40-90重量份、萜烯树脂10-30重量份、石油树脂3-10重量份、纳米碳酸钙35-65重量份、高岭土5-20重量份、加工助剂8-25重量份、防老剂1-3重量份、交联剂0.5-1.5重量份、反应活性助剂0.2-0.8重量份。
作为优选方案，所述反应粘层的原料组成包括：
废旧轮胎胶粉90-110重量份、端羟基液体橡胶50-80重量份、萜烯树脂15-25重量份、石油树脂5-8重量份、纳米碳酸钙45-55重量份、高岭土10-15重量份、加工助剂12-20重量份、防老剂1.5-2.5重量份、交联剂0.8-1.2重量份、反应活性助剂0.4-0.6重量份。
作为优选方案，所述废旧轮胎胶粉的粒径为60-100目。如青岛惠商橡胶有限公司生产的粒径为60-100目废旧轮胎胶粉。
作为优选方案，所述端羟基液体橡胶的平均分子量为2500-5000。
作为优选方案，所述端羟基液体橡胶选自端羟基液体丁腈橡胶、端羟基液体丁苯橡胶、端羟基液体硅橡胶、端羟基液体异戊二烯橡胶和端羟基液体聚丁二烯橡胶中的至少一种。
作为优选方案，所述加工助剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、石蜡油和芳烃油中的至少一种。
作为优选方案，所述防老剂选自防老剂445、防老剂MBZ和防老剂2246中的至少一种。
作为优选方案，所述交联剂选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、2,4-二氯过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯中的至少一种。
作为优选方案，所述反应活性助剂选自羧酸盐、苯磺酸盐、木质素磺酸盐和柠檬酸盐中的至少一种。
本发明中，各组分均可通过市售获得。
本发明的第二方面提供上述的反应粘层的制备方法，该制备方法包括：
1)将废旧轮胎胶粉、第一部分端羟基液体橡胶、第一部分交联剂于90℃-110℃混合剪切；
2)向体系中加入第二部分端羟基液体橡胶、萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、高岭土、加工助剂和防老剂，混合剪切；
3)控制体系温度＜80℃，加入第二部分交联剂、反应活性助剂，混炼后得到所述反应粘层。
作为优选方案，所述第一部分端羟基液体橡胶的量为端羟基液体橡胶总量的1/3-2/3，更优选接近1/2。
作为优选方案，所述第一部分交联剂的量为交联剂总量的1/3-2/3，更优选接近1/2。
作为优选方案，步骤1)中，混合剪切的转速为50r/min-60r/min，混合剪切的时间为5min-8min。
作为优选方案，步骤2)中，混合剪切的转速为80r/min-90r/min，混合剪切的时间为8min-10min。
作为优选方案，步骤3)中，通常将混炼的时间控制在4min-5min左右。
作为优选方案，步骤2)中，第二部分端羟基液体橡胶分多次加入。
根据本发明一个具体的实施方式，反应粘层的制备方法包括：
1)将废旧轮胎胶粉置于捏合机中，加入一半端羟基液体橡胶和一半交联剂，于90℃-110℃、50r/min-60r/min的转速下混合剪切；
2)向体系中分两次加入剩余端羟基液体橡胶，再加入萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、高岭土、加工助剂和防老剂，在80r/min-90r/min的转速下混合剪切；
3)控制体系温度＜80℃，加入剩余交联剂、反应活性助剂，混炼，出料，再经开炼机上下片，橡胶挤出机上挤出后得到所述反应粘层。
具体地，步骤3)中，可以选择在橡胶挤出机上挤出1.0mm厚的改性包覆胶粉的反应粘层。
本发明的第三方面一种预铺高分子防水卷材，该预铺高分子防水卷材包括改性包覆胶粉的反应粘层，所述改性包覆胶粉的反应粘层的制备原料为上述的反应粘层。
本发明的有益效果：
本发明通过使用含有活性端羟基的液体橡胶材料进行混炼加工，部分交联反应包裹，形成永久性的化学键，最终将废旧胶粉颗粒包裹形成整体海岛结构，制备具有与混凝土发生化学反应的高分子预铺反应粘层，保证预铺高分子防水卷材与混凝土之间形成真正的皮肤式防水结构。
本发明使用改性包覆活化废旧轮胎胶粉与配方中的其他成分制备价格低廉、生产工艺简便的防水预铺反应粘卷材；实现了变废为宝，对环境友好绿色可持续发展的产品再造，经济价值明显；可以在高温下不发生流淌、变形和起皱，可以适应高热的施工环境，拓宽了预铺反应粘卷材的施工应用区域。
其中，改性包覆后的高分子自粘层内局部结构如图1所示。在水泥水化过程中，高分子链的活性端羟基与混凝土界面的水化硅酸盐逐渐发生化学反应，生成永久的化学键结构，改性包覆后的高分子自粘层与混凝土固化后的界面结构如图2所示。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1示出了改性包覆后的高分子自粘层内局部结构图。
图2示出了改性包覆后的高分子自粘层与混凝土固化后的界面结构图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明实施例中，废旧轮胎胶粉购自青岛惠商橡胶有限公司，粒径为60-100目。其他各组分也均通过市售获得。
本发明实施例中，各组分均指重量份。
实施例1：
本实施例提供一种改性包覆胶粉的反应粘层和预铺高分子防水卷材。
反应粘层的配方为：废旧轮胎胶粉100份，端羟基液体丁腈橡胶50份，萜烯树脂15份，石油树脂5份，纳米碳酸钙50份，高岭土10份，邻苯二甲酸二辛酯12份，防老剂445 2份，交联剂2,4-二氯过氧化苯甲酰1份，羧酸钠0.5份。
加工工艺：将废旧轮胎胶粉置于捏合机中，加入端羟基液体丁腈橡胶25分的，交联剂2,4-二氯过氧化苯甲酰0.5份，温度调整到105℃，转速60r/min条件下剪切加工5min-8min，然后分多次加入剩余的端羟基液体丁腈橡胶，再加入萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、高岭土、邻苯二甲酸二辛酯和防老剂445，转速调至80r/min，加工8min-10min，至混合均匀，将温度降至70℃，然后加入剩余交联剂2,4-二氯过氧化苯甲酰和羧酸钠，混炼4min-5min后出料，然后在开炼机上下片，在橡胶挤出机上挤出1.0mm厚的改性包覆胶粉的反应粘层。
实施例2：
本实施例提供一种改性包覆胶粉的反应粘层和预铺高分子防水卷材。
所述改性包覆胶粉的反应粘层的重量份数为：废旧轮胎胶粉100份，端羟基液体聚丁二烯橡胶40份，端羟基液体异戊二烯橡胶20份，萜烯树脂20份，石油树脂6份，纳米碳酸钙50份，高岭土12份，石蜡油15份，防老剂MBZ 2份，交联剂过氧化二异丙苯1份，木质素磺酸钠0.5份。
加工工艺：将废旧轮胎胶粉置于捏合机中，加入端羟基液体聚丁二烯橡胶20份和端羟基液体异戊二烯橡胶10份，交联剂过氧化二异丙苯0.5份，温度调整到105℃，转速60r/min条件下加工5min-8min，然后分多次加入剩余的端羟基液体聚丁二烯橡胶和端羟基液体异戊二烯橡胶，再加入萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、高岭土、石蜡油和防老剂MBZ，转速调至80r/min，加工8min-10min，至混合均匀，将温度降至70℃，然后加入剩余交联剂过氧化二异丙苯和木质素磺酸钠，混炼4min-5min后出料，然后在开炼机上下片，在橡胶挤出机上挤出1.0mm厚的改性包覆胶粉的反应粘层。
实施例3：
本实施例提供一种改性包覆胶粉的反应粘层和预铺高分子防水卷材。
所述改性包覆胶粉的反应粘层的重量份数为：废旧轮胎胶粉100份，端羟基液体丁腈橡胶20份、端羟基液体丁苯橡胶30份、端羟基液体硅橡胶30份，萜烯树脂25份，石油树脂6份，纳米碳酸钙50份，高岭土15份，芳烃油20份，防老剂2246 1份，防老剂MBZ 1份，交联剂过氧化二异丙苯0.5份，2，5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.5份，柠檬酸钠0.5份。
加工工艺：将废旧轮胎胶粉置于捏合机中，加入端羟基液体丁腈橡胶10份、端羟基液体丁苯橡胶15份和端羟基液体硅橡胶15份，交联剂过氧化二异总质量的1/2，温度调整到105℃，转速60r/min条件下加工5-8min，然后分多次加入剩余的端羟基液体丁腈橡胶、端羟基液体丁苯橡胶和端羟基液体硅橡胶，再加入萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、高岭土、石蜡油、防老剂2246和防老剂MBZ，转速调至80r/min，加工8min-10min，至混合均匀，将温度降至70℃，然后加入剩余交联剂过氧化二异丙苯和2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和柠檬酸钠，混炼4min-5min后出料，然后在开炼机上下片，在橡胶挤出机上挤出1.0mm厚的改性包覆胶粉的反应粘层。
将实施例1-3制备出的改性包覆胶粉的反应粘层分别与HDPE、HDPE、TPO底膜片材在三辊压延机上进行热压复合成型得到高分子预铺防水卷材的化学、物理力学性能检测指标如表1所示：
表1
Figure BDA0002244725440000071
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种改性包覆胶粉的反应粘层，其特征在于，该反应粘层的原料组成为：
废旧轮胎胶粉80-120重量份、端羟基液体橡胶40-90重量份、萜烯树脂10-30重量份、石油树脂3-10重量份、纳米碳酸钙35-65重量份、高岭土5-20重量份、加工助剂8-25重量份、防老剂1-3重量份、交联剂0.5-1.5重量份、反应活性助剂0.2-0.8重量份。
2.根据权利要求1所述的反应粘层，其中，所述反应粘层的原料组成为：
废旧轮胎胶粉90-110重量份、端羟基液体橡胶50-80重量份、萜烯树脂15-25重量份、石油树脂5-8重量份、纳米碳酸钙45-55重量份、高岭土10-15重量份、加工助剂12-20重量份、防老剂1.5-2.5重量份、交联剂0.8-1.2重量份、反应活性助剂0.4-0.6重量份。
3.根据权利要求1或2所述的反应粘层，其中，
所述废旧轮胎胶粉的粒径为60-100目；
所述端羟基液体橡胶的平均分子量为2500-5000。
4.根据权利要求1或2所述的反应粘层，其中，所述端羟基液体橡胶选自端羟基液体丁腈橡胶、端羟基液体丁苯橡胶、端羟基液体硅橡胶、端羟基液体异戊二烯橡胶和端羟基液体聚丁二烯橡胶中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的反应粘层，其中，所述加工助剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、石蜡油和芳烃油中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的反应粘层，其中，所述防老剂选自防老剂445、防老剂MBZ和防老剂2246中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的反应粘层，其中，所述交联剂选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、2,4-二氯过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的反应粘层，其中，所述反应活性助剂选自羧酸盐、苯磺酸盐、木质素磺酸盐和柠檬酸盐中的至少一种。
9.权利要求1-8中任意一项所述的反应粘层的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
1)将废旧轮胎胶粉、第一部分端羟基液体橡胶、第一部分交联剂于90℃-110℃混合剪切；
2)向体系中加入第二部分端羟基液体橡胶、萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、高岭土、加工助剂和防老剂，混合剪切；
3)控制体系温度＜80℃，加入第二部分交联剂、反应活性助剂，混炼，出料，再经开炼机上下片、橡胶挤出机挤出后得到所述反应粘层。
10.一种预铺高分子防水卷材，其特征在于，该预铺高分子防水卷材包括改性包覆胶粉的反应粘层，所述改性包覆胶粉的反应粘层的制备原料为权利要求1-8中任意一项所述的反应粘层。
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