CN110819255A - 一种反应型高分子自粘防水卷材 - Google Patents

一种反应型高分子自粘防水卷材 Download PDF

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Abstract

一种反应型高分子自粘防水卷材，涉及防水卷材技术领域。反应型高分子自粘防水卷材，包括依次设置的防水基层、高分子自粘胶层和隔离层；高分子自粘胶层与现浇混凝土进行反应，使反应型高分子自粘防水卷材与混凝土能形成整体；按照重量份计，高分子自粘胶层包括如下组分：60～80份热塑性丁基橡胶、5～15份甲基丙烯酸月桂酯、5～15份纳米SiO2、5～9份硅酸钠、8～10份功能性助剂、60～80份增粘剂、20～30份增塑剂和6～8份抗氧化剂。本发明的反应型高分子自粘防水卷材通过在合成高分子自粘胶层的过程中加入纳米SiO2、硅酸钠和甲基丙烯酸月桂酯有效的提高了高分子自粘胶层的粘接性，进而提高了防水卷材的防水性。

Description

一种反应型高分子自粘防水卷材
技术领域
本发明涉及防水卷材技术领域，且特别涉及一种反应型高分子自粘防水卷材。
背景技术
自粘防水卷材是一种以SBS等合成橡胶、增粘剂及优质道路石油沥青等配制成的自粘橡胶为基料，强韧的高密度聚乙烯膜或铝箔作为上表面材料，可剥离的涂硅隔离膜或涂硅隔离纸为下表面防粘隔离材料制成的防水材料。它是一种极具发展前景的新型防水材料，具有低温柔性、自愈性、及粘结性能好的特点。自粘橡胶沥青防水卷材是传统的自粘防水卷材，其具有极强的粘接性能和自愈性。
但是此类防水卷材强度低、卷材和混泥土之间存在缝隙，且因为此类防水卷材与混泥土之间的粘接力源自自粘层和混泥土之间的范德华力或者氢键，因而粘接力小。随着时间的推移粘接力迅速下降，最终产生漏水和窜水的问题，寿命达不到使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应型高分子自粘防水卷材，通过在合成高分子自粘胶层的过程中加入纳米SiO2、硅酸钠和甲基丙烯酸月桂酯有效的提高了高分子自粘胶层的粘接性，进而提高了防水卷材的防水性。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种反应型高分子自粘防水卷材，其包括依次设置的防水基层、高分子自粘胶层和隔离层；
高分子自粘胶层与现浇混凝土进行反应，使反应型高分子自粘防水卷材与混凝土能形成整体；按照重量份计，高分子自粘胶层包括如下组分：60～80份热塑性丁基橡胶、5～15份甲基丙烯酸月桂酯、5～15份纳米SiO2、5～9份硅酸钠、8～10份功能性助剂、60～80份增粘剂、20～30份增塑剂和6～8份抗氧化剂。
优选地，功能性助剂为硅烷偶联剂。
优选地，增粘剂为萜烯树脂或古马隆树脂。
优选地，增塑剂为环烷油。
优选地，抗氧化剂为苯乙烯化苯酚、硫代二丙酸酯和多烷基亚磷酸酯中的一种。
优选地，高分子自粘胶层的制备包括以下步骤：
将热塑性丁基橡胶搅拌条件下升温至156～160℃，待热塑性丁基橡胶完全融化后，加入甲基丙烯酸月桂酯、功能性助剂、增粘剂、增塑剂、抗氧化剂，升温至170～180℃，待体系呈均匀粘稠状液体时加入纳米SiO2和硅酸钠，170～180℃下持续搅拌3～4h形成高分子自粘胶；待自粘胶降温后涂覆至防水基层形成高分子自粘胶层。
优选地，制备高分子自粘胶层时，在微波条件下进行。
优选地，微波采用频率为500MHz到1000MHz的波长。
本发明实施例的反应型高分子自粘防水卷材的有益效果是：本发明的反应型高分子自粘防水卷材的高分子自粘胶层在合成过程中加入纳米SiO2、硅酸钠和甲基丙烯酸月桂酯。水泥熟料的主要成分硅酸三钙水化反应生成C-S-H凝胶和氢氧化钙。纳米SiO2与氢氧化钙反应形成水化硅酸钙凝胶，硅酸钠在有水存在的条件下能够与氢氧化钙反应形成硅酸钙。甲基丙烯酸月桂酯水解生成的反应活性的羟基(-OH)与C-S-H凝胶发生化学反应生成-O-CHS。纳米SiO2、硅酸钠和甲基丙烯酸月桂酯协同作用将自粘胶层与水泥(或混凝土)界面形成空间立体交联结构，实现二者的皮肤式接触。
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。
硅酸三钙在水泥熟料中的含量约占50％，有时高达60％。硅酸三钙在常温下的水化反应，大体上可用下面的方程式表示：
3(CaO·SiO2)+nH2O＝xCaO·SiO2·yH2O(胶体)+(3-x)Ca(OH)2(晶体)
简写为：C3S+nH＝C-S-H+(3-x)CH
上式表明，其水化产物为C-S-H凝胶和氢氧化物，C-S-H凝胶也被笼统的称为水化硅酸钙。
纳米SiO2与氢氧化钙反应形成水化硅酸钙凝胶。
硅酸钠俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂。其化学式为R2O·nSiO2，式中R2O为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的摩数。建筑上常用的水玻璃是硅酸钠的水溶液。硅酸钠的水溶液与氢氧化钙反应形成硅酸钙沉淀。
硅烷偶联剂能够与水化硅酸钙中的Si-OH基团上的羟基反应生成醚键，使得水泥或混凝土表面和防水卷材表面形成化学键，实现牢固粘接，从而防止漏水、窜水。
萜烯树脂由天然松节油加工而成，其具有透明、疏水、耐稀酸稀碱、耐热、耐光、抗老化和粘接力强等良好性能，并对各种合成物质有良好的相溶性。古马隆树脂以乙烯焦油、碳九为原料经催化聚合反应而得，具有良好的相溶性、耐水性、耐酸碱性、防锈和电气特性。古马隆树脂与橡胶的相容性能好，是溶剂型增粘剂、增塑剂和软化剂。
环烷油具有饱和环状碳链结构，具有高密度、高粘度、高溶解力与橡胶的良好增塑和互溶性等特点。
自粘胶和防水卷材的成分种类繁多，在空气中氧气或紫外光作用下易老化，导致防水卷材防水性能变差，最终严重影响防水卷材的使用寿命。而防水卷材的使用寿命远远低于建筑的使用寿命，防水卷材使用寿命的长短严重影响其应用。在自粘胶和防水卷材的制备过程中加入抗氧化剂能够有效的抑制防水卷材的老化速度。
下面对本发明实施例的反应型高分子自粘防水卷材进行具体说明。
本发明实施例提供的一种氯化聚乙烯防水卷材，其包括依次设置的防水基层、高分子自粘胶层和隔离层；
高分子自粘胶层与现浇混凝土进行反应，使反应型高分子自粘防水卷材与混凝土能形成整体；按照重量份计，高分子自粘胶层包括如下组分：60～80份热塑性丁基橡胶、5～15份甲基丙烯酸月桂酯、5～15份纳米SiO2、5～9份硅酸钠、8～10份功能性助剂、60～80份增粘剂、20～30份增塑剂和6～8份抗氧化剂。
水泥熟料的主要成分硅酸三钙(也是混凝土的主要成分)，常温下水化反应可以生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙。其中，纳米SiO2与氢氧化钙反应形成水化硅酸钙凝胶，能够将水泥与高分子自粘胶层发生反应形成整体。硅酸钠在有水存在的条件下能够与氢氧化钙反应形成硅酸钙沉淀。甲基丙烯酸月桂酯能够水解生成具有反应活性的羟基(-OH)，上述羟基能够与C-S-H凝胶发生化学反应生成-O-CHS。纳米SiO2、硅酸钠和甲基丙烯酸月桂酯协同作用，能够有效的和水泥、混凝土发生化学反应，通过上述三种活性物质将自粘胶层与水泥(或混凝土)界面形成空间立体交联结构，实现二者的皮肤式接触。
进一步地，在本发明较佳实施例中，功能性助剂为硅烷偶联剂。
硅烷偶联剂能够与水化硅酸钙中的Si-OH基团上的羟基反应生成醚键，使得水泥或混凝土表面和防水卷材表面形成化学键，实现牢固粘接，从而防止漏水、窜水。
进一步地，在本发明较佳实施例中，增粘剂为萜烯树脂或古马隆树脂。加入增粘剂能够赋予高分子自粘胶层良好的粘接性，其掺量太大对高分子自粘胶层的剥离强度有不良影响。本发明中采用萜烯树脂或古马隆树脂时，效果较好，且较优异的量为60～80份。
进一步地，在本发明较佳实施例中，增塑剂为环烷油。在制备高分子自粘胶层的过程中，加入适量的增塑剂，能够达到增强自粘胶的粘接力，降低其熔体粘度的效果。环烷油具有较为优异的效果。
进一步地，在本发明较佳实施例中，抗氧化剂为苯乙烯化苯酚、硫代二丙酸酯和多烷基亚磷酸酯中的一种。高分子自粘胶层在空气中氧气或者紫外线光作用下容易老化，加入抗氧化剂能够有效的抑制其老化速度，提高防水卷材的使用寿命。
进一步地，在本发明较佳实施例中，高分子自粘胶层的制备包括以下步骤：
将热塑性丁基橡胶搅拌条件下升温至156～160℃，待热塑性丁基橡胶完全融化后，加入甲基丙烯酸月桂酯、功能性助剂、增粘剂、增塑剂、抗氧化剂，升温至170～180℃，待体系呈均匀粘稠状液体时加入纳米SiO2和硅酸钠，170～180℃下持续搅拌3～4h形成高分子自粘胶；待自粘胶降温后涂覆至防水基层形成高分子自粘胶层。
先将作为基料的热塑性丁基橡胶完全融化，再把高分子类的甲基丙烯酸月桂酯、功能性助剂、增粘剂、增塑剂、抗氧化剂等添加剂进行融化使其混合，最后加入固态纳米SiO2和硅酸钠混合形成均匀高分子自粘胶。分多次融化、混合，制备的高分子自粘胶性能较为优异，混合程度高。
进一步地，在本发明较佳实施例中，制备高分子自粘胶层时，在微波条件下进行。微波条件下能够加速各物质的混合速度，同时提高均匀性。
进一步地，在本发明较佳实施例中，微波采用频率为500MHz到1000MHz的波长。采用上述波长，效果较好。
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。
实施例1
本实施例提供一种反应型高分子自粘防水卷材，其包括依次设置的防水基层、高分子自粘胶层和隔离层。其中高分子自粘胶层的制备包括以下步骤：
将700g热塑性丁基橡胶搅拌条件下升温至158℃，待热塑性丁基橡胶完全融化后，加入100g甲基丙烯酸月桂酯、90g硅烷偶联剂、700g萜烯树脂、250g环烷油、70g苯乙烯化苯酚，升温至175℃，待体系呈均匀粘稠状液体时加入100g纳米SiO2和70g硅酸钠，175℃下持续搅拌3.5h形成高分子自粘胶；待自粘胶降温后涂覆至防水基层形成高分子自粘胶层。上述步骤全部在微波条件下进行，且微波采用频率为700MHz的波长。
实施例2
本实施例提供一种反应型高分子自粘防水卷材，其包括依次设置的防水基层、高分子自粘胶层和隔离层。其中高分子自粘胶层的制备包括以下步骤：
将600g热塑性丁基橡胶搅拌条件下升温至156℃，待热塑性丁基橡胶完全融化后，加入150g甲基丙烯酸月桂酯、80g硅烷偶联剂、800g古马隆树脂、200g环烷油、80g硫代二丙酸酯，升温至180℃，待体系呈均匀粘稠状液体时加入50g纳米SiO2和90g硅酸钠，170℃下持续搅拌4h形成高分子自粘胶；待自粘胶降温后涂覆至防水基层形成高分子自粘胶层。上述步骤全部在微波条件下进行，且微波采用频率为500MHz的波长。
实施例3
本实施例提供一种反应型高分子自粘防水卷材，其包括依次设置的防水基层、高分子自粘胶层和隔离层。其中高分子自粘胶层的制备包括以下步骤：
将800g热塑性丁基橡胶搅拌条件下升温至160℃，待热塑性丁基橡胶完全融化后，加入50g甲基丙烯酸月桂酯、100g硅烷偶联剂、600g古马隆树脂、300g环烷油、60g多烷基亚磷酸酯，升温至170℃，待体系呈均匀粘稠状液体时加入150g纳米SiO2和50g硅酸钠，180℃下持续搅拌3h形成高分子自粘胶；待自粘胶降温后涂覆至防水基层形成高分子自粘胶层。上述步骤全部在微波条件下进行，且微波采用频率为1000MHz的波长。
对比例1
本对比例提供一种反应型高分子自粘防水卷材，其与实施例1提供的反应型高分子自粘防水卷材的不同之处在于：本对比例提供的反应型高分子自粘防水卷材在制备过程中不添加纳米SiO2、硅酸钠和甲基丙烯酸月桂酯。
对比例2
本对比例提供一种反应型高分子自粘防水卷材，其与实施例1提供的反应型高分子自粘防水卷材的不同之处在于：本对比例提供的反应型高分子自粘防水卷材制备过程中不添加纳米SiO2。
对比例3
本对比例提供一种反应型高分子自粘防水卷材，其与实施例1提供的反应型高分子自粘防水卷材的不同之处在于：本对比例提供的反应型高分子自粘防水卷材在制备过程中不添加硅酸钠。
对比例4
本对比例提供一种反应型高分子自粘防水卷材，其与实施例1提供的反应型高分子自粘防水卷材的不同之处在于：本对比例提供的反应型高分子自粘防水卷材在制备过程中不添加甲基丙烯酸月桂酯。
试验例
本试验例用于说明实施例1～3和对比例1～4制得的反应型高分子自粘防水卷材的自粘性的评价方法。采用GB/T23457-2009《预铺湿铺防水卷材》中的方法对实施例1～3和对比例1～4制备的反应型高分子自粘防水卷材进行试验，测试防水卷材的防窜水性、不透水性、与后浇混凝土剥离强度，以及与水泥砂浆浸水后剥离强度。表1给出试验例的实验结果。
表1.实施例1～3和对比例1～4制备的反应型高分子自粘防水卷材性能测试结果
通过上述表1的实验结果可以看出，本发明实施例合成的反应型高分子自粘防水卷材在防窜水性、不透水性、与后浇混凝土剥离强度和与水泥砂浆剥离强度等方面具有明显的优势，符合技术指标。同时对比实施例1和对比例1～4制备的反应型高分子自粘防水卷材，制备高分子自粘胶层时添加纳米SiO2、硅酸钠和甲基丙烯酸月桂酯能够有效提高防水卷材剥离强度。可以看出三者中甲基丙烯酸月桂酯对材料的粘接性影响最大。纳米SiO2、硅酸钠和甲基丙烯酸月桂酯均不添加时合成的材料不符合技术要求。
综上所述，本发明实施例的反应型高分子自粘防水卷材，其高分子自粘胶层的合成中加入纳米SiO2、硅酸钠和甲基丙烯酸月桂酯。水泥熟料的主要成分硅酸三钙水化反应生成C-S-H凝胶和氢氧化钙。纳米SiO2与氢氧化钙反应形成水化硅酸钙凝胶，硅酸钠在有水存在的条件下能够与氢氧化钙反应形成硅酸钙。甲基丙烯酸月桂酯水解生成的反应活性的羟基(-OH)与C-S-H凝胶发生化学反应生成-O-CHS。纳米SiO2、硅酸钠和甲基丙烯酸月桂酯协同作用将自粘胶层与水泥(或混凝土)界面形成空间立体交联结构，实现二者的皮肤式接触。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种反应型高分子自粘防水卷材，其特征在于，其包括依次设置的防水基层、高分子自粘胶层和隔离层；
所述高分子自粘胶层与现浇混凝土进行反应，使反应型高分子自粘防水卷材与混凝土能形成整体；按照重量份计，所述高分子自粘胶层包括如下组分：60～80份热塑性丁基橡胶、5～15份甲基丙烯酸月桂酯、5～15份纳米SiO2、5～9份硅酸钠、8～10份功能性助剂、60～80份增粘剂、20～30份增塑剂和6～8份抗氧化剂。
2.根据权利要求1所述的反应型高分子自粘防水卷材，其特征在于，所述功能性助剂为硅烷偶联剂。
3.根据权利要求1所述的反应型高分子自粘防水卷材，其特征在于，所述增粘剂为萜烯树脂或古马隆树脂。
4.根据权利要求1所述的反应型高分子自粘防水卷材，其特征在于，所述增塑剂为环烷油。
5.根据权利要求1所述的反应型高分子自粘防水卷材，其特征在于，所述抗氧化剂为苯乙烯化苯酚、硫代二丙酸酯和多烷基亚磷酸酯中的一种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的反应型高分子自粘防水卷材，其特征在于，所述高分子自粘胶层的制备包括以下步骤：
将所述热塑性丁基橡胶搅拌条件下升温至156～160℃，待所述热塑性丁基橡胶完全融化后，加入所述甲基丙烯酸月桂酯、所述功能性助剂、所述增粘剂、所述增塑剂、所述抗氧化剂，升温至170～180℃，待体系呈均匀粘稠状液体时加入纳米SiO2和硅酸钠，170～180℃下持续搅拌3～4h形成高分子自粘胶；待自粘胶降温后涂覆至防水基层形成高分子自粘胶层。
7.根据权利要求6所述的反应型高分子自粘防水卷材，其特征在于，制备所述高分子自粘胶层时，在微波条件下进行。
8.根据权利要求7所述的反应型高分子自粘防水卷材，其特征在于，所述微波采用频率为500MHz到1000MHz的波长。
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CN112574700A (zh) * 2020-12-12 2021-03-30 安徽新辰光学新材料有限公司 一种用于led灯覆膜的胶粘材料及其制备方法
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