CN111844971A - 一种种植屋面用耐根穿刺防水卷材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种种植屋面用耐根穿刺防水卷材，包括胎基和依次设置于所述胎基上的沥青层、阻根层；其中，所述阻根层包括防水漆面和均匀分散于所述防水漆面中的复合纳米铜，所述复合纳米铜包括纳米铜粒子和均匀包覆于所述纳米铜粒子表面的有机层，所述有机层为聚丙烯酰胺层或聚丙烯酸酯层。该种植屋面用耐根穿刺防水卷材具有优异的防水和耐根穿刺性能，具有优异的应用前景。

Description

一种种植屋面用耐根穿刺防水卷材
技术领域
本发明涉及了一种防水技术领域，具体的说，涉及了一种种植屋面用耐根穿刺防水卷材。
背景技术
防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路、垃圾填埋场等处，起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起着至关重要的作用。为改善居住条件和生活环境，屋顶花园成为世界各地开发商和建筑师的首选方案。但是，屋顶花园对防水卷材具有很高的要求，不但要能防水，还要能长期抵挡植物根部侵入到卷材中。
中国专利201310738653.5公开了一种种植屋面耐根穿刺防水卷材，包括铜箔层、沥青层和复合层，将90#道路沥青、70#道路沥青和100#道路沥青混合均匀，挤压成型得到坯料；将SBS、SBR和APP混合均匀，加入生物柴油、二线油、环氧大豆油、阻燃剂、耐迁移增塑剂、聚氯乙烯树脂、硅酸盐水泥粉、纳米氧化锌、二碱式亚磷酸铅、三元氯醋树脂、ABS树脂、909抗冻型粘结胶和化学阻根剂混合均匀，再加入丙纶纤维丝混合均匀，挤压成型得到坯料；将两层坯料和铜箔基层进行滚压成型、冷却处理后得到耐根穿刺防水卷材。
中国专利201410322553.9公开了一种种植屋面用复合型耐根穿刺防水卷材，包括胎基、浸涂在胎基上的沥青层和高密度强力交叉膜，取10#沥青和90#沥青升温至195℃～205℃，然后边搅拌边加入胶粉，升温至250℃～260℃，恒温搅拌1.5～2.5小时，降温至185℃～195℃，加入机油，搅拌5～10分钟，随后加入SBS、APP和IPP，在175℃～ 185℃条件下搅拌0.5～1.5小时，然后研磨1～1.5小时，再加入石粉和化学阻根剂，在175℃～185℃条件下搅拌0.5～1.5小时，得制备好的沥青层；将上述制备好的沥青层在胎基上均匀覆盖，再在沥青层上覆盖高密度强力交叉膜，即可。
以上两个专利均是通过混合的方式加入化学阻根剂，目前市场上常见的化学阻根剂的主要包括为2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸酯类衍生物和铜类阻根剂。其中，铜类阻根剂使用过程中，由于金属与聚合物界面结合较弱，容易形成缺陷，影响卷材的防水性。同时，铜盐的使用，会影响卷材的耐水性，使得卷材的耐久性不高。而有机组根剂在实际中也有运用，但其在日光下容易降解，难以保持长年的有效性。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种种植屋面用耐根穿刺防水卷材。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种种植屋面用耐根穿刺防水卷材，包括胎基和依次设置于所述胎基上的沥青层、阻根层；其中，所述阻根层包括防水漆面和均匀分散于所述防水漆面中的复合纳米铜，所述复合纳米铜包括纳米铜粒子和均匀包覆于所述纳米铜粒子表面的有机层，所述有机层为聚丙烯酰胺层或聚丙烯酸酯层。
基于上述，所述有机层为聚丙烯酸酯层，以质量份数计，所述复合纳米铜的原料包括：去离子水45-55份、碳酸氢钠0.5-1份、引发剂0.3-0.8份、表面活性剂1-2份、纳米铜粒子1-2份、丙烯酸甲酯10-20份、甲基丙烯酸正丁酯10-20份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯5-10份。
基于上述，所述复合纳米铜的制备步骤包括：将丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、1/3的去离子水、1/2的表面活性剂混合进行预乳化，得到预乳化液；将引发剂和1/6的去离子水混合均匀，得到引发液；将纳米铜粒子、剩余的去离子水、剩余的表面活性剂、碳酸氢钠加入反应釜中，搅拌同时加热至50-60℃，将所述预乳化液、所述引发液同步加入，1-2h加完，继续反应1-2h，得到含有所述复合纳米铜的水溶液。
基于上述，所述有机层为聚丙烯酰胺，以质量份数计，所述复合纳米铜的原料包括：去离子水45-55份、碳酸氢钠0.5-1份、引发剂0.2-0.5份、表面活性剂0.4-0.8份、纳米铜粒子1-2份、丙烯酰胺20-35份。
基于上述，所述复合纳米铜的制备步骤包括：将丙烯酰胺和1/2的去离子水混合均匀，得到丙烯酰胺溶液；将引发剂、表面活性剂、纳米铜粒子、碳酸氢钠和剩余的去离子水加入反应釜中，搅拌同时加热至50-60℃，将所述丙烯酰胺溶液加入，1-2h加完，继续反应1-2h，得到含有所述复合纳米铜的水溶液。
基于上述，所述引发剂为水溶性引发剂，所述表面活性剂为反应型表面活性剂，所述纳米铜粒子的平均粒径为10-20nm。
基于上述，以质量份数计，所述阻根层的原料为复合聚氨酯，以质量份数计，所述复合聚氨酯的原料包括：聚醚二元醇40-50份、甲基丙烯酸缩水甘油酯5-10份、异氰酸酯15-25份、硅烷偶联剂0.6-1份、扩链剂5-10份、催化剂0.5-1份、引发剂0.5-1份和含有所述复合纳米铜的水溶液10-20份。
基于上述，所述复合聚氨酯的制备步骤包括：将甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂和1/2 含有所述复合纳米铜的水溶液混合，得到混合液；将聚醚二元醇、催化剂、异氰酸酯和1/2 含有所述复合纳米铜的水溶液加入反应釜，搅拌同时加热至50-60℃，加入扩链剂，反应 1-2h，加入混合液，0.5-1h加完，反应1-2h，得到复合聚氨酯。
基于上述，该种植屋面用耐根穿刺防水卷材的制备步骤包括：将沥青进行加热、挤压成型处理，形成扁平的坯料；将所述坯料和胎基一起滚压成型，冷却，形成沥青层；在沥青层表面喷涂复合聚氨酯，烘干、冷却，即得。
基于上述，所述胎基为长纤维聚酯纤维毡、复合铜胎基或铜箔胎基中的一种。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明提供一种种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其中，所述阻根层包括防水漆面和均匀分散于所述防水漆面中的复合纳米铜，所述复合纳米铜包括纳米铜粒子和均匀包覆于所述纳米铜粒子表面的有机层，所述有机层为聚丙烯酰胺层或聚丙烯酸酯层。该种植屋面用耐根穿刺防水卷材有效克服常规阻根剂的缺陷，具有优异的防水和耐根穿刺性能，具有优异的应用前景。
进一步，通过聚合反应在纳米铜粒子表面包覆聚合物，便于纳米铜和其他有机物的结合，避免成膜存在缺陷，保证阻根性能的同时兼顾防水和其他性能；进一步，在纳米铜粒子表面包覆的过程中，保证碱性环境，避免纳米铜团聚。另外，在纳米铜粒子进行包覆之后，由于包覆层存在活性基团，可以和其他有机单体进行聚合反应，形成复合聚氨酯，一方面保证纳米铜的均匀分散，另一方面避免由于铜造成的成膜缺陷，提高膜固化后的性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种种植屋面用耐根穿刺防水卷材，包括胎基和依次设置于所述胎基上的沥青层、阻根层；其中，所述阻根层包括防水漆面和均匀分散于所述防水漆面中的复合纳米铜，所述复合纳米铜包括纳米铜粒子和均匀包覆于所述纳米铜粒子表面的有机层，所述有机层聚丙烯酸酯层。
以质量份数计，所述复合纳米铜的原料包括：去离子水50份、碳酸氢钠0.8份、引发剂0.6份、表面活性剂1.5份、纳米铜粒子1.5份、丙烯酸甲酯17份、甲基丙烯酸正丁酯15份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯8份。
在其他的实施例中，以质量份数计，所述复合纳米铜的原料可在“去离子水45-55份、碳酸氢钠0.5-1份、引发剂0.3-0.8份、表面活性剂1-2份、纳米铜粒子1-2份、丙烯酸甲酯10-20份、甲基丙烯酸正丁酯10-20份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯5-10份”的范围中任意取值。
本实施例还提供了所述复合纳米铜的制备步骤包括：将丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、1/3的去离子水、1/2的表面活性剂混合进行预乳化，得到预乳化液；将引发剂和1/6的去离子水混合均匀，得到引发液；将纳米铜粒子、剩余的去离子水、剩余的表面活性剂、碳酸氢钠加入反应釜中，搅拌同时加热至50-60℃，将所述预乳化液、所述引发液同步加入，1-2h加完，继续反应1-2h，得到含有所述复合纳米铜的水溶液。
以质量份数计，所述阻根层的原料为复合聚氨酯，以质量份数计，所述复合聚氨酯的原料包括：聚醚二元醇45份、甲基丙烯酸缩水甘油酯7份、异氰酸酯20份、硅烷偶联剂 0.7份、扩链剂8份、催化剂0.8份、引发剂0.6份和含有所述复合纳米铜的水溶液15份。其中，所述异氰酸酯包括质量比为1:1的甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯；所述扩链剂三甘醇；所述催化剂为辛酸亚锡。
在其他的实施例中，以质量份数计，所述复合聚氨酯的原料可在“聚醚二元醇40-50 份、甲基丙烯酸缩水甘油酯5-10份、异氰酸酯15-25份、硅烷偶联剂0.6-1份、扩链剂 5-10份、催化剂0.5-1份、引发剂0.5-1份和含有所述复合纳米铜的水溶液10-20份”的范围中任意取值。
所述复合聚氨酯的制备步骤包括：将甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂和1/2含有所述复合纳米铜的水溶液混合，得到混合液；将聚醚二元醇、催化剂、异氰酸酯和1/2含有所述复合纳米铜的水溶液加入反应釜，搅拌同时加热至50-60℃，加入扩链剂，反应1-2h，加入混合液，0.5-1h加完，反应1-2h，得到复合聚氨酯。
进一步，所述引发剂为水溶性引发剂，所述表面活性剂为反应型表面活性剂，所述纳米铜粒子的平均粒径为10-20nm。本实施例中，所述引发剂优选为水溶性偶氮引发剂，具体选择偶氮二异丙基咪唑啉，所述表面活性剂优选为1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵；所述纳米铜粒子的平均粒径为13nm；在其他的实施例中，可以选择偶氮二异丁基脒盐酸盐或偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐作为引发剂，所述纳米铜粒子的平均粒径为10-20nm的任意值。
该种植屋面用耐根穿刺防水卷材的制备步骤包括：将沥青进行加热、挤压成型处理，形成扁平的坯料；将所述坯料和胎基一起滚压成型，冷却，形成沥青层；在沥青层表面喷涂复合聚氨酯，烘干、冷却，即得。其中，本实施例所述胎基为长纤维聚酯纤维毡，所述沥青为30#道路沥青、70#道路沥青质量比为1:1的混合物，在其他的实施例中，所述胎基可为复合铜胎基或铜箔胎基中的一种。
实施例2
本实施和实施例1的区别在于，所述有机层为聚丙烯酰胺，以质量份数计，所述复合纳米铜的原料包括：去离子水50份、碳酸氢钠0.7份、引发剂0.3份、表面活性剂0.6 份、纳米铜粒子2份、丙烯酰胺29份。
在其他的实施例中，以质量份数计，所述复合纳米铜的原料可在“去离子水45-55份、碳酸氢钠0.5-1份、引发剂0.2-0.5份、表面活性剂0.4-0.8份、纳米铜粒子1-2份、丙烯酰胺20-35份”的范围中任意取值。
所述复合纳米铜的制备步骤包括：将丙烯酰胺和1/2的去离子水混合均匀，得到丙烯酰胺溶液；将引发剂、表面活性剂、纳米铜粒子、碳酸氢钠和剩余的去离子水加入反应釜中，搅拌同时加热至50-60℃，将所述丙烯酰胺溶液加入，1-2h加完，继续反应1-2h，得到含有所述复合纳米铜的水溶液。
以质量份数计，所述阻根层的原料为复合聚氨酯，以质量份数计，所述复合聚氨酯的原料包括：聚醚二元醇40份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10份、异氰酸酯25份、硅烷偶联剂0.6份、扩链剂5份、催化剂1份、引发剂0.5份和含有所述复合纳米铜的水溶液20 份。其中，所述异氰酸酯包括质量比为1:1的甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯；所述扩链剂为二乙氨基乙醇；所述催化剂为异辛酸铋。
在其他的实施例中，以质量份数计，所述复合聚氨酯的原料可在“聚醚二元醇40-50 份、甲基丙烯酸缩水甘油酯5-10份、异氰酸酯15-25份、硅烷偶联剂0.6-1份、扩链剂 5-10份、催化剂0.5-1份、引发剂0.5-1份和含有所述复合纳米铜的水溶液10-20份”的范围中任意取值。
所述复合聚氨酯的制备步骤包括：将甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂和1/2含有所述复合纳米铜的水溶液混合，得到混合液；将聚醚二元醇、催化剂、异氰酸酯和1/2含有所述复合纳米铜的水溶液加入反应釜，搅拌同时加热至50-60℃，加入扩链剂，反应1-2h，加入混合液，0.5-1h加完，反应1-2h，得到复合聚氨酯。
所述引发剂为水溶性引发剂，所述表面活性剂为反应型表面活性剂，所述纳米铜粒子的平均粒径为10-20nm。本实施例中，所述引发剂优选为水溶性偶氮引发剂，具体选择偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，所述表面活性剂优选为1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵；所述纳米铜粒子的平均粒径为17nm；在其他的实施例中，可以选择偶氮二异丁基脒盐酸盐或偶氮二异丙基咪唑啉作为引发剂，所述纳米铜粒子的平均粒径为10-20nm的任意值。
该种植屋面用耐根穿刺防水卷材的制备步骤包括：将沥青进行加热、挤压成型处理，形成扁平的坯料；将所述坯料和胎基一起滚压成型，冷却，形成沥青层；在沥青层表面喷涂复合聚氨酯，烘干、冷却，即得。其中，本实施例所述胎基为复合铜胎基，在其他的实施例中，所述胎基可为长纤维聚酯纤维毡或铜箔胎基中的一种。
性能检测
按照JC/T1075-2008标准进行应用性能指标测试，测试结果参见表1。
表1实施例1-2中种植屋面用耐根穿刺防水卷材应用性能指标
Figure RE-GDA0002652267540000061
按照JC/T1075-2008标准进行性能指标测试，测试结果参见表2。
表2实施例1-2中种植屋面用耐根穿刺防水卷材性能指标
Figure RE-GDA0002652267540000071
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其特征在于：包括胎基和依次设置于所述胎基上的沥青层、阻根层；其中，所述阻根层包括防水漆面和均匀分散于所述防水漆面中的复合纳米铜，所述复合纳米铜包括纳米铜粒子和均匀包覆于所述纳米铜粒子表面的有机层，所述有机层为聚丙烯酰胺层或聚丙烯酸酯层。
2.根据权利要求1所述的种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其特征在于，所述有机层为聚丙烯酸酯层，以质量份数计，所述复合纳米铜的原料包括：去离子水45-55份、碳酸氢钠0.5-1份、引发剂0.3-0.8份、表面活性剂1-2份、纳米铜粒子1-2份、丙烯酸甲酯10-20份、甲基丙烯酸正丁酯10-20份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯5-10份。
3.根据权利要求2所述的种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其特征在于，所述复合纳米铜的制备步骤包括：将丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、1/3的去离子水、1/2的表面活性剂混合进行预乳化，得到预乳化液；将引发剂和1/6的去离子水混合均匀，得到引发液；将纳米铜粒子、剩余的去离子水、剩余的表面活性剂、碳酸氢钠加入反应釜中，搅拌同时加热至50-60℃，将所述预乳化液、所述引发液同步加入，1-2 h加完，继续反应1-2 h，得到含有所述复合纳米铜的水溶液。
4.根据权利要求1所述的种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其特征在于，所述有机层为聚丙烯酰胺，以质量份数计，所述复合纳米铜的原料包括：去离子水45-55份、碳酸氢钠0.5-1份、引发剂0.2-0.5份、表面活性剂0.4-0.8份、纳米铜粒子1-2份、丙烯酰胺20-35份。
5.根据权利要求4所述的种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其特征在于，所述复合纳米铜的制备步骤包括：将丙烯酰胺和1/2的去离子水混合均匀，得到丙烯酰胺溶液；将引发剂、表面活性剂、纳米铜粒子、碳酸氢钠和剩余的去离子水加入反应釜中，搅拌同时加热至50-60℃，将所述丙烯酰胺溶液加入，1-2 h加完，继续反应1-2 h，得到含有所述复合纳米铜的水溶液。
6.根据权利要求2-5任一项所述的种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其特征在于：所述引发剂为水溶性引发剂，所述表面活性剂为反应型表面活性剂，所述纳米铜粒子的平均粒径为10-20 nm。
7.根据权利要求1所述的种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其特征在于，以质量份数计，所述阻根层的原料为复合聚氨酯，以质量份数计，所述复合聚氨酯的原料包括：聚醚二元醇40-50份、甲基丙烯酸缩水甘油酯5-10份、异氰酸酯15-25份、硅烷偶联剂0.6-1份、扩链剂5-10份、催化剂0.5-1份、引发剂0.5-1份和含有所述复合纳米铜的水溶液10-20份。
8.根据权利要求7所述的种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其特征在于，所述复合聚氨酯的制备步骤包括：将甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂和1/2含有所述复合纳米铜的水溶液混合，得到混合液；将聚醚二元醇、催化剂、异氰酸酯和1/2含有所述复合纳米铜的水溶液加入反应釜，搅拌同时加热至50-60℃，加入扩链剂，反应1-2 h，加入混合液，0.5-1 h加完，反应1-2 h，得到复合聚氨酯。
9.根据权利要求1所述的种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其特征在于，该种植屋面用耐根穿刺防水卷材的制备步骤包括：将沥青进行加热、挤压成型处理，形成扁平的坯料；将所述坯料和胎基一起滚压成型，冷却，形成沥青层；在沥青层表面喷涂复合聚氨酯，烘干、冷却，即得。
10.根据权利要求1所述的种植屋面用耐根穿刺防水卷材，其特征在于：所述胎基为长纤维聚酯纤维毡、复合铜胎基或铜箔胎基中的一种。
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