CN111136991A - 一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材及其制备方法 - Google Patents

一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材及其制备方法，包括胎基层，胎基层的上下表面均设置有改性沥青层，上下改性沥青层的外部均覆盖有隔离层。本发明防水卷材的改性沥青层中加入有锂辉石粉和碳化硅粉，锂辉石粉中含有大量的LiO2以及少量的Al2O3、SiO2和CeO2，一方面，锂辉石粉能够充当填料，另一方面，锂辉石粉中的Al2O3、SiO2、CeO2与SiC具有相互配合的带隙能量，能够实现紫外线的吸收与散热，防止紫外线对沥青层的老化，使防水卷材具有优秀的耐老化性能。

Description

一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及防水卷材技术领域，具体涉及一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材及其制备方法。
背景技术
防水卷材是一种可卷曲的片状防水材料。是建筑工程防水材料中的重要品种之一。根据其主要防水组成材料可分为沥青防水材料、高聚物改性防水卷材和合成高分子防水卷材三大类。沥青防水卷材是在基胎上浸涂沥青后，再在表面撒布粉状或片状的隔离材料而制成的可卷曲片状防水材料。
沥青的主要成分是沥青质和树脂，其次还含有高沸点矿物油少量的氧、硫和氯的化合物。沥青低温时质脆，但其粘结性、防水性能和防腐性能很好，已经被广泛使用在道路、防水工程和防腐领域中。但是由于沥青在耐高温、抗流动性、低温柔性和耐老化性等方面性能并不是很好，使得用其生产的防水卷材在应用效果上存在很多问题。因此，沥青在用到防水卷材上时，通过要经过改性，如果改性使得最终制得的防水卷材具有更好的耐老化及防水性能是本行业内始终在探索的问题。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，防水卷材包括胎基层，胎基层的上下表面均设置有改性沥青层，上下改性沥青层的外部均覆盖有隔离层；
所述改性沥青层由以下重量份数的原料制成：沥青70～90份、丁苯橡胶5～10份、SBS5-15份、聚甲基硅树脂10～15份、蛭石粉5-10份、脂肪醇聚氧乙烯醚2～5份、卡波树脂5-10份、锂辉石粉5-8份、堇青石微粉5-10份、碳化硅粉1-2份、烷基多苷3-5份、双癸基甲基羟乙基氯化铵1-2份、软化剂5～10份和增塑剂2～5份；
作为本发明一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的进一步优化：所述隔离层为PE膜、PET膜或PVC膜。
作为本发明一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的进一步优化：所述胎基层为聚乙烯或聚酯胎。
作为本发明一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的进一步优化：所述蛭石粉的粒度为600目，堇青石微粉的粒度小于10μm,锂辉石粉的粒度小于0.5μm，碳化硅粉的粒度小于0.1μm。
作为本发明一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的进一步优化：所述改性沥青层由以下重量份数的原料制成：沥青85份、丁苯橡胶10份、SBS10份、聚甲基硅树脂10份、蛭石粉5份、脂肪醇聚氧乙烯醚2份、卡波树脂10份、锂辉石粉5份、堇青石微粉10份、碳化硅粉2份、烷基多苷5份、双癸基甲基羟乙基氯化铵2份、软化剂10份和增塑剂5份。
作为本发明一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的进一步优化：所述软化剂为橡胶油或芳烃油。
作为本发明一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的进一步优化：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
上述耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备改性沥青料
S1-1：将沥青、丁苯橡胶、聚甲基硅树脂和SBS加入反应釜中，升温至130-150℃混合搅拌，搅拌速度为140-160rpm，边搅拌边依次加入卡波树脂和脂肪醇聚氧乙烯醚，加入完毕后持续搅拌20-30min；
S1-2：将物料升温至220℃，然后依次加入烷基多苷和双癸基甲基羟乙基氯化铵搅拌10-20min，接着加入锂辉石粉、蛭石粉、堇青石微粉和软化剂，搅拌10-20min；
S1-3：将物料继续升温至250℃，边搅拌边加入碳化硅粉和增塑剂，搅拌20-30min，得到改性沥青料，打入涂油槽中；
S2、制备防水卷材
将胎基层展卷、烘干后浸渍到涂油槽中，充分浸渍改性沥青料后，取出后水冷，将隔离层覆在下表面改性沥青层，经冷却、定型后得到防水卷材。
本发明的有益效果是：
一、本发明防水卷材的改性沥青层中加入有锂辉石粉和碳化硅粉，锂辉石粉中含有大量的LiO2以及少量的Al2O3、SiO2和CeO2，一方面，锂辉石粉能够充当填料，另一方面，锂辉石粉中的Al2O3、SiO2、CeO2与SiC具有相互配合的带隙能量，能够实现紫外线的吸收与散热，防止紫外线对沥青层的老化，使防水卷材具有优秀的耐老化性能；
二、本发明防水卷材的改性沥青层中加入有蛭石粉和堇青石微粉，蛭石粉的内部层间水分子经过高温灼烧，体积增大几十倍，堇青石微粉内含大量定向排列的赤铁矿和针铁矿薄六方形小片，堇青石微粉与蛭石粉相互配合能在外覆层内形成阻隔层，该阻隔层能阻缓水和其他腐蚀物质对外覆层的渗透，并通过添加卡波树脂和脂肪醇聚氧乙烯醚，卡波树脂在特定温度环境下与脂肪醇聚氧乙烯醚反应，其树脂中的羧基形成氢键，能够提高沥青料内部各组分的结合力，使防水卷材具有优秀的防水防腐性能；
三、本发明防水卷材的改性沥青层中加入有烷基多苷和双癸基甲基羟乙基氯化铵，烷基多苷一方面作为非离子型表面活性剂，与双癸基甲基羟乙基氯化铵相互作用，其具有的极性端基与非极性端基能分别与填料和沥青形成强的结合了，使沥青具有较强的结合力，具有较好的抗滑移性能；另一方面，烷基多苷作为低分子组分，与高分子组分聚甲基硅树脂和双癸基甲基羟乙基氯化铵相互作用，可以起到降粘和润滑的效果，使得防水卷材具有更好的施工性能。
具体实施方式
以下结合具体实施方式进一步对本发明的技术方案进行阐述。
实施例1
一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，包括胎基层，胎基层的上下表面均设置有改性沥青层，上下改性沥青层的外部均覆盖有隔离层，胎基层为聚酯胎，隔离层为PVC膜。
改性沥青层由以下重量份数的原料制成：沥青85份、丁苯橡胶10份、SBS10份、聚甲基硅树脂10份、蛭石粉5份、脂肪醇聚氧乙烯醚2份、卡波树脂10份、锂辉石粉5份、堇青石微粉10份、碳化硅粉2份、烷基多苷5份、双癸基甲基羟乙基氯化铵2份、橡胶油10份和邻苯二甲酸二辛酯5份。
其中，蛭石粉的粒度为600目，堇青石微粉的粒度小于10μm,锂辉石粉的粒度小于0.5μm，碳化硅粉的粒度小于0.1μm。
实施例2
一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，包括胎基层，胎基层的上下表面均设置有改性沥青层，上下改性沥青层的外部均覆盖有隔离层，胎基层为聚乙烯，隔离层为PE膜。
改性沥青层由以下重量份数的原料制成：沥青70份、丁苯橡胶10份、SBS5份、聚甲基硅树脂15份、蛭石粉5份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、卡波树脂5份、锂辉石粉8份、堇青石微粉5份、碳化硅粉2份、烷基多苷3份、双癸基甲基羟乙基氯化铵2份、芳烃油5份和邻苯二甲酸二辛酯5份。
其中，蛭石粉的粒度为600目，堇青石微粉的粒度小于10μm,锂辉石粉的粒度小于0.5μm，碳化硅粉的粒度小于0.1μm。
实施例3
一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，包括胎基层，胎基层的上下表面均设置有改性沥青层，上下改性沥青层的外部均覆盖有隔离层，胎基层为聚乙烯，隔离层为PET膜。
改性沥青层由以下重量份数的原料制成：沥青90份、丁苯橡胶5份、SBS15份、聚甲基硅树脂10份、蛭石粉10份、脂肪醇聚氧乙烯醚2份、卡波树脂10份、锂辉石粉5份、堇青石微粉10份、碳化硅粉1份、烷基多苷5份、双癸基甲基羟乙基氯化铵1份、橡胶油10份和邻苯二甲酸二辛酯2份。
其中，蛭石粉的粒度为600目，堇青石微粉的粒度小于10μm,锂辉石粉的粒度小于0.5μm，碳化硅粉的粒度小于0.1μm。
实施例4
一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，包括胎基层，胎基层的上下表面均设置有改性沥青层，上下改性沥青层的外部均覆盖有隔离层，胎基层为聚酯胎，隔离层为PVC膜。
改性沥青层由以下重量份数的原料制成：沥青80份、丁苯橡胶8份、SBS10份、聚甲基硅树脂12份、蛭石粉8份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份、卡波树脂8份、锂辉石粉6份、堇青石微粉7份、碳化硅粉1份、烷基多苷4份、双癸基甲基羟乙基氯化铵2份、芳烃油8份和邻苯二甲酸二辛酯3份。
其中，蛭石粉的粒度为600目，堇青石微粉的粒度小于10μm,锂辉石粉的粒度小于0.5μm，碳化硅粉的粒度小于0.1μm。
实施例5
一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
按照实施例1取各原料，备用；
S1、制备改性沥青料
S1-1：将沥青、丁苯橡胶、聚甲基硅树脂和SBS加入反应釜中，升温至130℃混合搅拌，搅拌速度为160rpm，边搅拌边依次加入卡波树脂和脂肪醇聚氧乙烯醚，加入完毕后持续搅拌20min；
S1-2：将物料升温至220℃，然后依次加入烷基多苷和双癸基甲基羟乙基氯化铵搅拌20min，接着加入锂辉石粉、蛭石粉、堇青石微粉和软化剂，搅拌10min；
S1-3：将物料继续升温至250℃，边搅拌边加入碳化硅粉和增塑剂，搅拌20min，得到改性沥青料，打入涂油槽中；
S2、制备防水卷材
将胎基层展卷、烘干后浸渍到涂油槽中，充分浸渍改性沥青料后，取出后水冷，将隔离层覆在下表面改性沥青层，经冷却、定型后得到防水卷材。
实施例6
一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
按照实施例2取各原料，备用；
S1、制备改性沥青料
S1-1：将沥青、丁苯橡胶、聚甲基硅树脂和SBS加入反应釜中，升温至150℃混合搅拌，搅拌速度为140rpm，边搅拌边依次加入卡波树脂和脂肪醇聚氧乙烯醚，加入完毕后持续搅拌30min；
S1-2：将物料升温至220℃，然后依次加入烷基多苷和双癸基甲基羟乙基氯化铵搅拌10min，接着加入锂辉石粉、蛭石粉、堇青石微粉和软化剂，搅拌20min；
S1-3：将物料继续升温至250℃，边搅拌边加入碳化硅粉和增塑剂，搅拌20min，得到改性沥青料，打入涂油槽中；
S2、制备防水卷材
将胎基层展卷、烘干后浸渍到涂油槽中，充分浸渍改性沥青料后，取出后水冷，将隔离层覆在下表面改性沥青层，经冷却、定型后得到防水卷材。
实施例7
一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
按照实施例3取各原料，备用；
S1、制备改性沥青料
S1-1：将沥青、丁苯橡胶、聚甲基硅树脂和SBS加入反应釜中，升温至140℃混合搅拌，搅拌速度为150rpm，边搅拌边依次加入卡波树脂和脂肪醇聚氧乙烯醚，加入完毕后持续搅拌25min；
S1-2：将物料升温至220℃，然后依次加入烷基多苷和双癸基甲基羟乙基氯化铵搅拌15min，接着加入锂辉石粉、蛭石粉、堇青石微粉和软化剂，搅拌15min；
S1-3：将物料继续升温至250℃，边搅拌边加入碳化硅粉和增塑剂，搅拌20-30min，得到改性沥青料，打入涂油槽中；
S2、制备防水卷材
将胎基层展卷、烘干后浸渍到涂油槽中，充分浸渍改性沥青料后，取出后水冷，将隔离层覆在下表面改性沥青层，经冷却、定型后得到防水卷材。
实施例8
一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
按照实施例4取各原料，备用；
S1、制备改性沥青料
S1-1：将沥青、丁苯橡胶、聚甲基硅树脂和SBS加入反应釜中，升温至145℃混合搅拌，搅拌速度为140rpm，边搅拌边依次加入卡波树脂和脂肪醇聚氧乙烯醚，加入完毕后持续搅拌30min；
S1-2：将物料升温至220℃，然后依次加入烷基多苷和双癸基甲基羟乙基氯化铵搅拌15min，接着加入锂辉石粉、蛭石粉、堇青石微粉和软化剂，搅拌20min；
S1-3：将物料继续升温至250℃，边搅拌边加入碳化硅粉和增塑剂，搅拌20-30min，得到改性沥青料，打入涂油槽中；
S2、制备防水卷材
将胎基层展卷、烘干后浸渍到涂油槽中，充分浸渍改性沥青料后，取出后水冷，将隔离层覆在下表面改性沥青层，经冷却、定型后得到防水卷材。
对比例1
一种改性沥青防水卷材的制备方法，基本与实施例5相同，不同之处在于：将改性沥青料中的堇青石粉去掉，制备得到防水卷材。
对比例2
一种改性沥青防水卷材的制备方法，基本与实施例5相同，不同之处在于：将改性沥青料中的蛭石粉去掉，制备得到防水卷材。
对比例3
一种改性沥青防水卷材的制备方法，基本与实施例5相同，不同之处在于：将改性沥青料中的蛭石粉和堇青石粉替换为普通的云母粉，制备得到防水卷材。
对比例4
一种改性沥青防水卷材的制备方法，基本与实施例5相同，不同之处在于：将改性沥青料中的锂辉石粉去掉，制备得到防水卷材。
对比例5
一种改性沥青防水卷材的制备方法，基本与实施例5相同，不同之处在于：将改性沥青料中的碳化硅粉去掉，制备得到防水卷材。
对比例6
一种改性沥青防水卷材的制备方法，基本与实施例5相同，不同之处在于：将改性沥青料中的锂辉石粉和碳化硅粉去掉，制备得到防水卷材。
对比例7
一种改性沥青防水卷材的制备方法，基本与实施例5相同，不同之处在于：将改性沥青料中的脂肪醇聚氧乙烯醚和卡波树脂去掉，制备得到防水卷材。
对比例8
一种改性沥青防水卷材的制备方法，基本与实施例5相同，不同之处在于：将改性沥青料中的脂肪醇聚氧乙烯醚去掉，制备得到防水卷材。
防水卷材性能对比：
取实施例5-8以及对比例1-8制备得到的防水卷材，按照GB18242-2008的标准对上述防水卷材进行测试，得到的测试结果如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由上表的结果可以看出：实施例5-8以及对比例4-6的防水卷材在0.3MPa、1.5MPa、2.0MPa以及2.2MPa下经过30min，均未有透水现象，这是由于上述实施例的防水卷材中包括有蛭石粉+堇青石微粉+卡波树脂+脂肪醇聚氧乙烯醚的组合，蛭石粉的内部层间水分子经过高温灼烧，体积增大几十倍，堇青石微粉内含大量定向排列的赤铁矿和针铁矿薄六方形小片，堇青石微粉与蛭石粉相互配合能在漆膜内形成阻隔层，该阻隔层能阻缓水和其他腐蚀物质对沥青层的渗透，通过添加卡波树脂和脂肪醇聚氧乙烯醚，卡波树脂在特定温度环境下与脂肪醇聚氧乙烯醚反应，其树脂中的羧基形成氢键，能够提高沥青料内部各组分的结合力，使防水卷材具有优秀的防水防腐性能。而对比例1和2中分别单一采用了蛭石粉和堇青石微粉，未能实现蛭石粉和堇青石微粉的相互配合，导致其只在1.5MPa下经过30min未有透水现象，而在提高压力后均出现了透水现象。对比例3中使用普通的云母石粉替代蛭石粉和堇青石微粉，制得的防水卷材仅在0.3MPa下经过30min压力下不会透水，而在提高压力后均出现了透水现象，对比例7和8在0.3MPa、1.5MPa以及2.0MPa压力下未透水，而在2.2MPa压力下出现了透水现象，这是因为对比例7和8中均未加入卡波树脂，致使防水卷材的防水性能有所下降。
由上表的结果可以看出：实施例5-8以及对比例1-3以及7-8的抗老化性能明显高于对比例4-6，且对比例6的抗老化效果最差，这是由于对比例6中没有加入锂辉石粉和碳化硅粉。实施例4和5分别未加入锂辉石粉和碳化硅粉，导致其抗紫外线性能有所下降，进而导致人工加速老化数据劣于其他实施例。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于：防水卷材包括胎基层，胎基层的上下表面均设置有改性沥青层，上下改性沥青层的外部均覆盖有隔离层；
所述改性沥青层由以下重量份数的原料制成：沥青70～90份、丁苯橡胶5～10份、SBS5-15份、聚甲基硅树脂10～15份、蛭石粉5-10份、脂肪醇聚氧乙烯醚2～5份、卡波树脂5-10份、锂辉石粉5-8份、堇青石微粉5-10份、碳化硅粉1-2份、烷基多苷3-5份、双癸基甲基羟乙基氯化铵1-2份、软化剂5～10份和增塑剂2～5份。
2.如权利要求1所述一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于：所述隔离层为PE膜、PET膜或PVC膜。
3.如权利要求1所述一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于：所述胎基层为聚乙烯或聚酯胎。
4.如权利要求1所述一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于：所述蛭石粉的粒度为600目，堇青石微粉的粒度小于10μm,锂辉石粉的粒度小于0.5μm，碳化硅粉的粒度小于0.1μm。
5.如权利要求1所述一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于：所述改性沥青层由以下重量份数的原料制成：沥青85份、丁苯橡胶10份、SBS10份、聚甲基硅树脂10份、蛭石粉5份、脂肪醇聚氧乙烯醚2份、卡波树脂10份、锂辉石粉5份、堇青石微粉10份、碳化硅粉2份、烷基多苷5份、双癸基甲基羟乙基氯化铵2份、软化剂10份和增塑剂5份。
6.如权利要求1所述一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于：所述软化剂为橡胶油或芳烃油。
7.如权利要求1所述一种耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
8.如权利要求1所述耐老化性能好的聚合物改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、制备改性沥青料
S1-1：将沥青、丁苯橡胶、聚甲基硅树脂和SBS加入反应釜中，升温至130-150℃混合搅拌，搅拌速度为140-160rpm，边搅拌边依次加入卡波树脂和脂肪醇聚氧乙烯醚，加入完毕后持续搅拌20-30min；
S1-2：将物料升温至220℃，然后依次加入烷基多苷和双癸基甲基羟乙基氯化铵搅拌10-20min，接着加入锂辉石粉、蛭石粉、堇青石微粉和软化剂，搅拌10-20min；
S1-3：将物料继续升温至250℃，边搅拌边加入碳化硅粉和增塑剂，搅拌20-30min，得到改性沥青料，打入涂油槽中；
S2、制备防水卷材
将胎基层展卷、烘干后浸渍到涂油槽中，充分浸渍改性沥青料后，取出后水冷，将隔离层覆在下表面改性沥青层，经冷却、定型后得到防水卷材。
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