CN111101658B

CN111101658B - 一种改性沥青防水卷材及其制备方法

Info

Publication number: CN111101658B
Application number: CN201911377830.5A
Authority: CN
Inventors: 李传智
Original assignee: Tangshan Dongfang Yuhong Waterproof Technology Co ltd
Current assignee: Tangshan Dongfang Yuhong Waterproof Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2021-10-12
Anticipated expiration: 2039-12-27
Also published as: CN111101658A

Abstract

本发明公开了一种改性沥青防水卷材及其制备方法。该改性沥青防水卷材包括从上到下依次设置的上表面隔离层、第一改性沥青层、胎基层、第二改性沥青层、下表面隔离层；所述上表面隔离层的原料为聚乙烯膜、细沙、矿物粒料或隔离层乳液；所述下表面隔离层的原料为隔离层乳液。本发明彻底消除目前市场上普通防水卷材在烤掉PE膜后出现的“龟壳”状网纹，使施工后的防水卷材与基层能够充分接触，提高改性沥青与基层的粘接强度，进而提高防水性能、降低窜水风险；本发明的防水卷材在生产时不会出现生产线“偏胎”后导致的改性沥青涂盖料裸露、粘辊等现象，降低生产停机事故，提升效率。

Description

一种改性沥青防水卷材及其制备方法

技术领域

本发明属于防水卷材领域，更具体地，涉及一种改性沥青防水卷材及其制备方法。

背景技术

热熔型弹性体(SBS)改性沥青防水卷材是目前国内外市场主要应用的防水卷材产品，在欧洲市场及国内市场占有率均超80％，得益于其优异低温性能、高温性能及老化性能等，弹性体(SBS)改性沥青防水卷材在屋面、地下、铁路、桥涵、隧道等领域均有普遍的应用。

按照GB 18242-2008规定，目前所提及的弹性体(SBS)改性沥青防水卷材是指以聚酯毡、玻纤毡、玻纤增强聚酯毡为胎基，以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)热塑性弹性体作石油沥青改性剂，两面附以隔离材料所制成的防水卷材。

目前市场使用的隔离材料均为聚乙烯(PE)膜，聚乙烯膜虽具有良好的隔离效果，但热熔施工时会出现诸多问题：(1)施工所需温度较高，热熔温度需达2000-3000℃，不仅消耗大量的能源，造成资源浪费，亦会迅速加速沥青卷材产品老化，影响防水效果和老化性能；(2)即便是高温，热熔后的PE膜亦会收缩产生“龟壳”式网纹，在基层和卷材间继续形成隔离，影响粘接效果；(3)以目前的生产工艺，在卷材生产至PE膜覆膜工艺时，由于PE膜与胎基分属两个动力系统，所以胎基跑偏时极易发生沥青卷材涂盖料部分裸漏导致粘辊、停机，严重影响产量、质量和成本。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种新型改性沥青防水卷材，依靠一种全新型隔离材料，使施工能耗降低50％以上，并完全消除高分子膜隔离材料的在沥青防水卷材生产、施工中的缺陷。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供改性沥青防水卷材，该改性沥青防水卷材包括从上到下依次设置的上表面隔离层、第一改性沥青层、胎基层、第二改性沥青层、下表面隔离层；

所述上表面隔离层的原料为聚乙烯膜、细沙、矿物粒料或隔离层乳液；

所述下表面隔离层的原料为隔离层乳液；

所述隔离层乳液为气化温度为400℃-600℃、软化点为120℃-140℃的乳液。

作为优选方案，所述第一改性沥青层和所述第二改性沥青层的涂盖料的原料组成包括：

石油沥青100-130重量份、软化油10-25重量份、第一改性剂13-20重量份、第二改性剂2.5-4.5重量份、任选的第三改性剂0-35重量份、抗老化剂2-4重量份、填料40-50重量份；

所述第一改性剂为SBS；所述第二改性剂为软化点100℃-120℃、常温下为固态粉末的第一聚乙烯蜡；所述第三改性剂选自APAO、APP和SEBS中的至少一种。

根据本发明，所述第一聚乙烯蜡耐热温度高、加工粘度小，于本发明中能够发挥更好的易熔效果，其机理是：聚乙烯蜡在熔点以下粘度较高，几乎成固态，可使改性沥青耐热性得到非常明显改善，而在超过熔点后粘度会急剧降低，又有益于改性沥青的加工性能和成品后烤火时使用的易熔性能。

根据本发明，所述第一改性沥青层和所述第二改性沥青层的涂盖料的制备方法为本领域技术人员常规采用的技术手段，如：将石油沥青、软化油打入配料罐，升温至140-160℃，加入SBS，开启胶体磨研磨，在200℃以下研磨80min-110min，待SBS在沥青中呈均相后加入任选的第三改性剂，继续胶体磨研磨50min-70min后，停止研磨，加入第二改性剂、抗老化剂，搅拌30min-40min，加入填料继续搅拌60min-80min，制得改性沥青层。

作为优选方案，所述石油沥青选自70#-110#石油沥青中的至少一种。

作为优选方案，所述软化油采用石油沥青提炼的减三线油。

作为优选方案，所述SBS为分子量为20万-25万的星型SBS。

作为优选方案，所述抗老化剂为抗氧剂和/或有机蒙脱土。

根据本发明，所述填料可选用本领域技术人员常规采用的填料。作为优选方案，所述填料的粒径≤200目，所述填料选自滑石粉、粉煤灰、重钙和轻钙中的至少一种。

作为优选方案，所述聚乙烯膜的厚度为0.01-0.02mm。

作为优选方案，所述隔离层乳液选自第二聚乙烯蜡乳液、费托蜡乳液、氧化聚乙烯蜡乳液中的至少一种。

根据本发明，所述胎基层可选用本领域技术人员常规采用的胎基层。作为优选方案，所述胎基层选用克重为200-310g/m²的长纤聚酯胎基。

作为优选方案，下表面隔离层的厚度为0.01mm-0.03mm。

本发明的第二方面提供上述的改性沥青防水卷材的制备方法，该制备方法包括步骤1)，以及步骤2)或步骤3)：

1)将胎基层浸入涂油池，于胎基层两面涂覆改性沥青层的涂盖料，控制涂覆温度为180℃-200℃，得到涂有改性沥青的半成品；

2)当所述改性沥青防水卷材的上表面隔离层的原料为聚乙烯膜、细沙或矿物粒料时，将涂有改性沥青的半成品的下表面喷涂隔离层乳液，待冷却、隔离层乳液成膜后，在上表面覆作为上表面隔离层的聚乙烯膜、细沙或矿物粒料，得到所述改性沥青防水卷材；

3)当所述改性沥青防水卷材的上表面隔离层的原料为隔离层乳液时，将改性沥青的半成品的上下表面喷涂隔离层乳液或将改性沥青的半成品浸渍于隔离层乳液中，待隔离层乳液成膜后，得到所述改性沥青防水卷材。

作为优选方案，隔离层乳液的喷涂量为0.04-0.06kg/m²。

作为优选方案，选择气化温度为400℃-600℃、成膜软化温度为120℃-140℃，低温-20℃不开裂的隔离层乳液。该隔离层乳液可直接通过商购获得。

根据本发明，覆上表面隔离层时的温度不超过隔离层乳液成膜后的软化点减10℃，如某隔离层乳液成膜后的软化点为120℃，则控制覆膜时的温度≤110℃。

作为优选方案，在喷涂和浸渍时，控制温度为100℃-200℃。

本发明的有益效果：

1)本发明采用全新的隔离材料，可提高改性沥青防水卷材施工效率，降低能耗及施工温度达50％以上；

2)本发明彻底消除目前市场上普通防水卷材在烤掉PE膜后出现的“龟壳”状网纹，使施工后的防水卷材与基层能够充分接触，提高改性沥青与基层的粘接强度，进而提高防水性能、降低窜水风险；

3)本发明的防水卷材在生产时不会出现生产线“偏胎”后导致的改性沥青涂盖料裸露、粘辊等现象，降低生产停机事故，提升效率；

4)本发明采用满足一定条件的聚乙烯蜡做改性沥青改性剂，根据该聚乙烯蜡的机理及特点，可明显达到在其他性能无损失的情况下，实现易熔的目的；

5)改善沥青防水卷材在高温施工后的加速老化现象，提升防水卷材使用寿命。

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示出了本发明的一个实施例的改性沥青防水卷材的示意性结构图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的改性沥青防水卷材制造工艺流程图。

附图标记说明：

1-上表面隔离层、2-第一改性沥青层、3-胎基层、4-第二改性沥青层、5-下表面隔离层。

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，各份数均指重量份。

本发明实施例中的改性沥青防水卷材结构如图1所示。该改性沥青防水卷材包括从上到下依次设置的上表面隔离层1、第一改性沥青层2、胎基层3、第二改性沥青层4、下表面隔离层5。

本发明实施例中，改性沥青防水卷材制造工艺参考图2，具体步骤各实施例也进行了详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种改性沥青防水卷材。

1、第一改性沥青层2和第二改性沥青层4的制备过程为：

1)将90#石油沥青100份、减三线油20份打入配料罐，升温至140-160℃；

2)加入星型SBS(燕山石化SBS 4402，分子量为20-25万)14份，APP 10份，开启胶体磨研磨，在200℃以下研磨85min；

3)加入APAO 10份、SEBS 5份，继续在200℃以下研磨50min；

4)停止胶体磨，加入亚磷酸酯类抗氧剂(双季戊四醇二亚磷酸酯)0.5份、蒙脱土1.5份、聚乙烯蜡(上海瑞勒化工有限公司RL-825)2.5份，搅拌30min；

5)加入滑石粉45份，于180-200℃下搅拌60-80min，制得改性沥青涂盖料。

2、改性沥青防水卷材的制备工艺为：

选择克重为200g/m²的聚酯胎基，厚度为1.2mm，上表面隔离层1为聚乙烯膜(厚度为0.01mm)，下表面隔离层5采用聚乙烯蜡乳液(上海瑞勒化工有限公司，SE-915；软化点135℃，气化温度400～500℃)；

1)将聚酯胎基经上料机引入生产线，经拼接、干燥和调偏浸入预浸油池；

2)预浸油池温度保持190℃-200℃，干燥的胎基预浸后，将多余的预浸油挤干；

3)预浸、挤干后的胎基浸入涂油池，于胎基两面涂覆改性沥青涂盖料，涂覆温度保持180℃-200℃；

4)涂有改性沥青涂盖料的半成品，经定厚装置定厚后，卷材下表面(生产线的上表面)喷涂150℃聚乙烯蜡乳液(该温度下聚乙烯蜡为熔融状态)，喷涂量为0.05kg/m²，最终成膜厚度为0.02mm；

5)卷材经冷却，聚乙烯蜡乳液成膜后，覆卷材上表面隔离层1聚乙烯膜，覆膜温度不超过110℃，避免聚乙烯膜烫伤及聚乙烯蜡乳液成膜后的损伤；

6)覆膜后的卷材，经打包成卷，得到改性沥青防水卷材成品。

3、改性沥青防水卷材施工性能测试

本实施例上表面隔离层1采用普通聚乙烯膜，下表面烤火施工面(即下表面隔离层5)采用聚乙烯蜡乳液成膜，适用于单层防水；下表面隔离层5熔点不足140℃，完全气化温度不足600℃，进行烤火施工时，能够使改性沥青层充分软化、即喷枪火焰外焰达250℃时即可正常施工，此时施工效果可达与普通聚乙烯膜卷材施工温度为1500℃时的相同粘接效果；当外焰温度达600℃以上时，下表面隔离层5气化，施工烤火后的卷材下表面与基层间充分粘接，可使粘接强度进一步提高20％-40％。

4、实施例1的防水卷材性能测试结果如表1所示。

表1

实施例2：

本实施例提供一种改性沥青防水卷材。

1、第一改性沥青层2和第二改性沥青层4的制备过程为：

1)将90#石油沥青110份、减三线油15份打入配料罐，升温至140-160℃；

2)加入星型SBS(燕山石化SBS 4402，分子量为20-25万)16份，APP 5份，开启胶体磨研磨，在200℃以下研磨85min；

3)加入APAO 15份、SEBS 5份，继续在200℃以下研磨50min；

4)停止胶体磨，加入亚磷酸酯类抗氧剂(双季戊四醇二亚磷酸酯)0.7份，蒙脱土2份，聚乙烯蜡(上海瑞勒化工有限公司RL-825)3份，搅拌30min；

5)加入粉煤灰45份，于180-200℃下搅拌60-80min，制得改性沥青涂盖料；

2、改性沥青防水卷材的制备工艺为：

选择克重为200g/m²的聚酯胎基，厚度为1.6mm，上表面隔离层1为聚乙烯膜(厚度为0.02mm)，下表面隔离层5采用聚乙烯蜡乳液(上海瑞勒化工有限公司，SE-915；软化点135℃，气化温度400～500℃)

3、改性沥青防水卷材施工性能测试

本实施例卷材与实施例1结构、施工温度相同，当施工温度为250℃-600℃时可达与普通聚乙烯膜卷材相同的施工性能，当施工温度达600℃以上时，可使粘接强度进一步提高20％-40％。

4、实施例2的防水卷材性能测试结果如表2所示。

表2

相对实施例1，实施例2在一定范围内适当增加了聚乙烯蜡(作为改性剂)、SBS及抗老化剂的相对含量，从数据可以看出，实施例2的改性沥青防水卷材在耐热、低温柔性、热老化低温柔性、接缝剥离强度及人工侯化低温柔性均得以提升，使用范围较实施例1得到拓广。

实施例3：

本实施例提供一种改性沥青防水卷材。

1、第一改性沥青层2和第二改性沥青层4的制备过程为：

1)将90#石油沥青125份、减三线油13份打入配料罐，升温至140-160℃；

3)加入APAO 20份、SEBS 5份，继续在200℃以下研磨50min；

4)停止胶体磨，加入亚磷酸酯类抗氧剂(双季戊四醇二亚磷酸酯)0.8份，蒙脱土3份，聚乙烯蜡3.5份，搅拌30min；

5)加入重钙45份，于180-200℃下搅拌60-80min，制得改性沥青涂盖料。

2、改性沥青防水卷材的制备工艺为：

选择克重为250g/m²的聚酯胎基，厚度为1.4mm，上表面隔离层1、下表面隔离层5均选用聚乙烯蜡乳液(上海瑞勒化工有限公司，SE-915；软化点135℃，气化温度400～500℃)。

4)涂有改性沥青涂盖料的半成品，经定厚装置定厚；

5)定厚辊定厚后，半成品浸入腊池，使上下表面完全浸润在聚乙烯蜡乳液(即熔融状态的聚乙烯蜡)中，再次定厚，使上下表面最终成膜厚度均为0.02mm；

6)冷却、稳定成膜后的卷材，经打包成卷，得到改性沥青防水卷材成品；

3、改性沥青防水卷材施工性能测试

本实施例卷材上表面隔离层1和下表面隔离层5均为聚乙烯蜡乳液成膜，适用于多层防水的下层，需双面烤火施工的卷材；相同的，当施工温度为250℃-600℃时可达与普通聚乙烯膜卷材相同的施工性能，当施工温度达600℃以上时，可使粘接强度进一步提高20％-40％；

4、实施例3的防水卷材性能测试结果如表3所示。

表3

相对实施例2，实施例3在一定范围内进一步增加了聚乙烯蜡及APAO相对含量，由数据可以看出，本实施例高温性能得到非常明显改善，故本实施例尤其适用于南方及非洲等炎热地带。

实施例4：

本实施例提供一种改性沥青防水卷材。

1、第一改性沥青层2和第二改性沥青层4的制备过程为：

1)将90#石油沥青120份、减三线油20份打入配料罐，升温至140-160℃；

2)加入星型SBS(燕山石化SBS 4402，分子量为20-25万)20份，APP 5份，开启胶体磨研磨，在200℃以下研磨85min；

3)加入APAO 10份、SEBS 15份，继续在200℃以下研磨50min；

5)加入轻钙45份，于180-200℃下搅拌60-80min，制得改性沥青涂盖料。

2、改性沥青防水卷材的制备工艺为：

选择克重为250g/m²的聚酯胎基，厚度为1.4mm，上表面隔离层1、下表面隔离层5均采用聚乙烯蜡乳液(上海瑞勒化工有限公司，SE-915；软化点135℃，气化温度400～500℃)。

3)预浸、挤干后的胎基浸入涂油池，于胎基两面涂附提前配置好的易熔改性沥青，涂附温度保持180℃-200℃；

4)涂有易熔改性沥青的半成品，经定厚装置定厚；

3、改性沥青防水卷材施工性能测试

本实施例卷材结构同实施例3，上表面隔离层1和下表面隔离层5均为聚乙烯蜡乳液成膜，适用于多层防水的下层卷材防水，双面烤火施工的卷材；相同的，当施工温度为250℃-600℃时可达与普通聚乙烯膜卷材相同的施工性能，当施工温度达600℃以上时，可使粘接强度进一步提高20％-40％；

4、实施例4的防水卷材性能测试结果如表4所示。

表4

相对实施例1、2、3，本实施例低温SBS及SEBS含量明显相对高，由数据可以看出，本实施例低温性能得到非常明显改善，尤其适用于我国东北地区等温度低的地带。

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

1.一种改性沥青防水卷材，其特征在于，该改性沥青防水卷材包括从上到下依次设置的上表面隔离层、第一改性沥青层、胎基层、第二改性沥青层、下表面隔离层；

所述上表面隔离层的原料为聚乙烯膜、细沙、矿物粒料或第一隔离层乳液；

所述下表面隔离层的原料为第二隔离层乳液；

所述第一隔离层乳液、第二隔离层乳液各自为气化温度为400℃-600℃、软化点为120-140℃的乳液；

所述第一隔离层乳液、第二隔离层乳液各自选自第二聚乙烯蜡乳液、费托蜡乳液、氧化聚乙烯蜡乳液中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的改性沥青防水卷材，其中，所述第一改性沥青层和所述第二改性沥青层的涂盖料的原料组成包括：

3.根据权利要求2所述的改性沥青防水卷材，其中，所述石油沥青选自70#-110#石油沥青中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的改性沥青防水卷材，其中，所述SBS为分子量为20万-25万的星型SBS。

5.根据权利要求2所述的改性沥青防水卷材，其中，所述抗老化剂为抗氧剂，或者为抗氧剂和有机蒙脱土的混合物。

6.根据权利要求2所述的改性沥青防水卷材，其中，所述填料的粒径≤200目，所述填料选自滑石粉、粉煤灰、重钙和轻钙中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的改性沥青防水卷材，其中，所述胎基层选用克重为200-310g/m²的长纤聚酯胎基。

8.权利要求1-7中任意一项所述的改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，该制备方法包括步骤1），以及步骤2）或步骤3）：

1）将胎基层浸入涂油池，于胎基层两面涂覆改性沥青层的涂盖料，控制涂覆温度为180℃-200℃，得到涂有改性沥青的半成品；

2）当所述改性沥青防水卷材的上表面隔离层的原料为聚乙烯膜、细沙或矿物粒料时，将涂有改性沥青的半成品的下表面喷涂第二隔离层乳液，待冷却、隔离层乳液成膜后，在上表面覆作为上表面隔离层的聚乙烯膜、细沙或矿物粒料，得到所述改性沥青防水卷材；

3）当所述改性沥青防水卷材的上表面隔离层的原料为第一隔离层乳液时，将改性沥青的半成品的上下表面分别喷涂第一隔离层乳液和第二隔离层乳液，或将改性沥青的半成品浸渍于第二聚乙烯蜡乳液、费托蜡乳液、氧化聚乙烯蜡乳液中的至少一种中，待成膜后，得到所述改性沥青防水卷材。

9.根据权利要求8所述的改性沥青防水卷材的制备方法，其中，隔离层乳液的喷涂量为0.04-0.06kg/m²。