CN112095926A - 玻纤胎沥青瓦及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻纤胎沥青瓦及其制备方法，包括从上到下依次设置的矿物粒料层、改性沥青层、胎基层、改性沥青层、隔离层和自粘层，其中，改性沥青层包括以下重量份的组分：石油沥青350‑365份，钴粉78‑95份，羟甲基丙基纤维素16‑20份，光稳定剂8‑10份，热稳定剂13‑15份；本发明的具有能够抑制植物根系生长，减小被植物根系穿透的优点。

Description

玻纤胎沥青瓦及其制备方法

技术领域

本发明涉及沥青瓦的技术领域，更具体地说，它涉及一种玻纤胎沥青瓦及其制备方法。

背景技术

沥青瓦是应用于建筑屋面防水的一种新型的屋面材料，可以用于满足施工要求，水泥屋面厚度不低于100mm，木结构屋面不低于30mm的任何建筑，除了具备瓦所有功能外，它还有一个特点就是特别是能适合坡度5-90度的屋面和任何形状的屋面。

申请公布号为CN105888142A的发明专利申请公开了一种新型建筑用沥青瓦，包括玻璃纤维毡、改性石油沥青、彩色矿物粒料、隔离材料和自粘材料；所述玻璃纤维毡为胎基，经浸透改性石油沥青后，面层覆盖彩色矿物粒料，另一面撒以隔离材料和浸涂条状自粘材料。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有植物种子容易随着风的流动飘落到沥青瓦上，为了获取水分和养料，植物的根容易穿透沥青瓦，使得密封层遭到破坏，造成漏水的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种玻纤胎沥青瓦，其具有能够抑制植物根系生长，减小被植物根系穿透的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种玻纤胎沥青瓦，包括从上到下依次设置的矿物粒料层、改性沥青层、胎基层、改性沥青层、隔离层和自粘层，其中，改性沥青层包括以下重量份的组分：石油沥青350-365份，钴粉78-95份，羟甲基丙基纤维素16-20份，光稳定剂8-10份，热稳定剂13-15份。

通过采用上述技术方案，将钴粉添加到石油沥青中，能够抑制植物生根和生长，对植物根系长度和根茎大小都起到很好的抑制作用，从而减小植物根部穿透沥青瓦，造成屋顶漏水的可能性。羟甲基丙基纤维素对石油沥青进行改性，提高石油沥青的保水性能和柔韧性，减小石油沥青折断、开裂的可能性。同时，还能增加石油沥青的黏滑性，提高生产过程中的可操作性，便于将各组分混匀。

进一步地，所述改性沥青层还包括锌粉145-155份和偏三氯苯45-52份。

通过采用上述技术方案，锌粉、偏三氯苯和钴粉复配起到协同作用，能够增加抑制的植物种类数量，提高对植物根系的抑制效率。

进一步地，所述粒料层为密布的微晶玻璃颗粒，微晶玻璃颗粒粒径为60-80目。

通过采用上述技术方案，利用微晶玻璃的玻璃和陶瓷双重特性，能提高沥青瓦表面的机械强度、耐磨性、耐高温性和韧性，且玻璃微珠性能稳定，一方面，不易与空气中的水和二氧化碳反应，因此不易变色、历久长新；另一方面，能够抵挡植物生根过程向外分泌的有机酸、醚油等物质，减小醚油渗入沥青瓦内部溶解密封材料的可能性，减小植物根系对沥青瓦造成的损伤。此外，微晶玻璃表面性能低，因此具有良好的疏水性，既能减小水浸入的可能性，又能起到自清洁的作用，使得沥青瓦在使用较长时间后，依然保持清洁光亮，减小藏污纳垢滋生细菌从而发生霉变的可能性，使得沥青瓦表面不适宜植物生根，进一步减小植物生根的可能性。

进一步地，所述石油沥青还包括隔热剂102-105份，隔热剂为多孔微珠，多孔微珠粒径为55-70μm。

通过采用上述技术方案，多孔微珠内部含有大量连续的微孔，可与微晶玻璃、锌粉和钴粉复配，降低沥青瓦的导热性，并提高对噪音的吸收度，从而提高屋内环境舒适度。

进一步地，所述多孔微珠为羟基磷灰石粉和/或沸石粉。

通过采用上述技术方案，羟基磷灰石和沸石空间更均匀成连续的隧道状微孔，结构稳定，机械性能优异，减轻沥青瓦重量的同时，增强沥青瓦的机械性能。

进一步地，所述羟基磷灰石粉和/或沸石粉的孔隙中携载有银离子。

通过采用上述技术方案，羟基磷灰石粉和/或沸石在沥青瓦中长期缓释银离子杀灭细菌，当细菌被灭后，银离子又由细菌尸体中游离出来，再与其它菌落接触，从而提高杀菌效率和长效性，减小沥青瓦在使用过程中，滋生细菌，腐蚀沥青瓦并分泌营养物质提供植物生长环境的可能性，进一步减小沥青瓦被植物根系刺穿的可能性。

进一步地，所述胎基层为玻璃纤维层。

通过采用上述技术方案，玻璃纤维层与沥青共用，两者能够优劣互补，同时提高沥青瓦的柔韧性、耐磨性和机械性能。此外，还能提高沥青瓦的隔热性，抵消微晶玻璃、锌粉和钴粉的导热性能，既能减小沥青瓦内部温度，减小沥青瓦内部变性的可能性，又能提高屋内舒适度。

进一步地，所述隔离层包括丁二烯树脂85-90份和羟甲基丙基纤维素8-13份。

通过采用上述技术方案，丁二烯树脂和羟甲基丙基纤维素复配起到良好的防水效果并且附着性好，成膜柔软并附有弹性，耐候性好，延长使用寿命。

本发明的第二个目的在于提供一种玻纤胎沥青瓦的制备方法，其具有能够抑制植物根系生长，减小被植物根系穿透的优点。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案，一种玻纤胎沥青瓦的制备方法，包括以下步骤：

s1、将羟基磷灰石粉和/或沸石粉浸入15％的硝酸银溶液中，记性离子交换，得到携载有银离子的羟基磷灰石粉和/或沸石粉备用；

s2、按照重量比，将丁二烯树脂和羟甲基丙基纤维素混炼均匀，得到隔离层液，备用；

s3、向反应釜中加入石油沥青，升温至125℃-135℃，然后依次加入光稳定剂和热稳定剂，混炼均匀后，降温冷却至55-60℃，依次加入钴粉、锌粉、偏三氯苯和携载有银离子的羟基磷灰石粉和/或沸石粉混匀，然后加入羟甲基丙基纤维素，混合均匀，得到改性沥青；

s4、将玻纤胎基展开，送入装有改性沥青的涂油装置中浸涂，在胎基层上下两侧分别形成改性沥青层；

s5、在其中一层改性沥青层的表面覆上微晶玻璃颗粒，并压实形成粒料层；

s6、在另一层改性沥青层表面涂覆隔离层液，得到隔离层；

s7、在隔离层表面沾附自粘胶，得到自粘层。

通过采用上述技术方案，制得的沥青瓦具有优良的机械性能并且能够抑制植物生根和生长，对植物根系长度和根茎大小都起到很好的抑制作用，从而减小植物根部穿透沥青瓦，造成屋顶漏水的可能性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过将钴粉、锌粉和偏三氯苯添加到石油沥青中进行复配，能够抑制植物生根和生长，增加抑制的植物种类，对植物根系长度和根茎大小都起到很好的抑制作用，从而减小植物根部穿透沥青瓦，造成屋顶漏水的可能性；

2.利用微晶玻璃颗粒抵挡植物生根过程向外分泌的有机酸、醚油等物质，减小醚油渗入沥青瓦内部溶解密封材料的可能性，减小植物根系对沥青瓦造成的损伤，还能进行自清洁，减小藏污纳垢滋生细菌的可能性，使得沥青瓦表面不适宜植物生根，进一步减小植物生根的可能性；

3.利用羟基磷灰石粉和/或沸石粉与银离子复配，一方面起到长期缓释银离子长效杀灭细菌的作用，减小沥青瓦在使用过程中，滋生细菌，腐蚀沥青瓦并分泌营养物质提供植物生长环境的可能性；另一方面，能够降低沥青瓦的导热性，并提高对噪音的吸收度，从而提高屋内环境舒适度。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明所涉及的原料和组分的规格和来源信息如表1所示。

表1原料和组分的规格和来源信息

制备例

将102重量份的羟基磷灰石粉浸入15％的硝酸银溶液中，进行离子交换，得到携载有银离子的羟基磷灰石粉备用。

实施例

实施例1：

一种玻纤胎沥青瓦，包括从上到下依次设置的粒料层、改性沥青层、胎基层、改性沥青层、隔离层和自粘层，其中，改性沥青层包括以下重量份的组分：石油沥青350份，钴粉78份，羟甲基丙基纤维素16份，光稳定剂8份，热稳定剂13份，光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮，热稳定剂采用山梨糖醇，隔离层包括丁二烯树脂85份，粒料层为密布的微晶玻璃颗粒，微晶玻璃颗粒粒径为60目，胎基层为玻璃纤维。

实施例2：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例1的区别之处在于：改性沥青层中钴粉为78份，微晶玻璃颗粒粒径为80目。

实施例3：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例1的区别之处在于：改性沥青层中羟甲基丙基纤维素20份。

实施例4：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例1的区别之处在于：改性沥青层中还包括锌粉145份和偏三氯苯45份。

实施例5：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例4的区别之处在于：改性沥青层中锌粉为155份，偏三氯苯为52份。

实施例6：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例1的区别之处在于：改性沥青层中还包括102重量份的隔热剂，隔热剂为羟基磷灰石粉。

实施例7：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例6的区别之处在于：改性沥青层中隔热剂为105重量份。

实施例8：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例6的区别之处在于：改性沥青层中隔热剂为沸石粉。

实施例9：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例6的区别之处在于：改性沥青层中隔热剂包括51重量份的沸石粉和51重量份的羟基磷灰石粉。

实施例10：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例6的区别之处在于：羟基磷灰石粉中携载有银离子。

实施例11：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例6的区别之处在于：隔离层还包括羟甲基丙基纤维素8重量份。

实施例1-3的制备方法如下：

s1、按照重量比，将丁二烯树脂混炼均匀，得到隔离层液备用；

s2、向反应釜中加入石油沥青，升温至125℃，然后依次加入光稳定剂和热稳定剂，混炼均匀后，降温冷却至55℃，加入钴粉混匀，然后加入羟甲基丙基纤维素，混合均匀，得到改性沥青；

s3、将玻纤胎基展开，送入装有改性沥青的涂油装置中浸涂，在胎基层上下两侧分别形成改性沥青层；

s4、在其中一层改性沥青层的表面覆上微晶玻璃颗粒，并压实形成粒料层；

s5、在另一层改性沥青层表面涂覆隔离层液，得到隔离层；

s6、在隔离层表面沾附自粘胶，得到自粘层。

实施例4-5的制备方法与实施例1的制备方法的区别之处如下：

s2步骤中，向反应釜中加入石油沥青后，升温至135℃，然后依次加入光稳定剂和热稳定剂，混炼均匀后，降温冷却至60℃，按重量比依次加入钴粉、锌粉和偏三氯苯混匀，然后加入羟甲基丙基纤维素，混合均匀，得到改性沥青。

实施例6-9的制备方法与实施例1的制备方法的区别之处如下：

s2步骤中，向反应釜中加入石油沥青后，升温至135℃，然后依次加入光稳定剂和热稳定剂，混炼均匀后，降温冷却至60℃，按重量比依次加入钴粉、锌粉、偏三氯苯和羟基磷灰石粉和/或沸石粉混匀，然后加入羟甲基丙基纤维素，混合均匀，得到改性沥青。

实施例10的制备方法与实施例1的制备方法的区别之处如下：

s2步骤中，向反应釜中加入石油沥青后，升温至135℃，然后依次加入光稳定剂和热稳定剂，混炼均匀后，降温冷却至60℃，按重量比依次加入钴粉、锌粉、偏三氯苯和制备例制得的携载有银离子的羟基磷灰石粉混匀，然后加入羟甲基丙基纤维素，混合均匀，得到改性沥青。

实施例11的制备方法与实施例1的制备方法的区别之处如下：

s1步骤中，按照重量比，将丁二烯树脂和羟甲基丙基纤维素混料均匀，得到隔离层液备用。

对比例

对比例1：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例1的区别之处在于：改性沥青层中热稳定剂重量比为0。

对比例1：

一种玻纤胎沥青瓦，与实施例1的区别之处在于：钴粉的重量比为0。

抑制植物生根性能检测试验

1、实验组：每一组实验，在10种不同的杂草种子中分别随机选取30粒混匀，然后加入500±0.2g地表土壤中混匀，然后铺撒到1平方米的玻纤胎沥青瓦上，在32℃下培养两个月。

2、对照组：在10种不同的杂草种子中分别随机选取30粒混匀，然后铺撒到1平方米的地表土壤上，在与实验组相同的环境下培养两个月。

每一个实施例、对比例以及对照组都设置三个平行实验。

性能检测方法

以上实施例和制备例制备的玻纤胎沥青瓦的性能测试方法如下：

1、平均根长：按照实验组的方法操作，测量同一张玻纤胎沥青瓦上的所有种子生出的根茎长度，得到同一实验组的三个平均根长，计算平行实验的平均值，得到最终的计算得到平均根长。

2、平均根径：按照实验组的方法操作，测量同一张玻纤胎沥青瓦上的所有种子生出的根茎二分之一长度处的直径，得到同一实验组的三个平均根径，计算平行实验的平均值，计算得到最终的平均根径。

3、抑制种类数量：观察并计算对照组的平均根长和平均根径，将平均根长和平均根径都小于对照组的种类记为受到抑制种子，统计得到抑制种类数量。

4、物理力学性能：按照GB/T20474-2015《玻纤胎沥青瓦》检测制得的玻纤胎沥青瓦的耐热度(90℃)和撕裂强度。

5、抗霉性能：按照QB/T2591-2003《抗菌塑料-抗菌性能试验方法和抗菌效果》检测制得的玻纤胎沥青瓦的抗细菌率和长霉等级。

以上各实施例的性能测试结果如表2所示。

表2各实施例的性能测试结果

以上各对比例的测试结果如表3所示。

表3各对比例的性能测试结果

从上述检测结果可以看出：

1、由实施例1与对比例2相比可以看出，当缺乏了钴粉时，沥青瓦的植物根茎长度和粗细都增大并且抗菌率大幅下降，可见添加钴粉不仅能够对植物的平均根长、平均根茎大小以及植物生根起到抑制作用，减小植物在沥青瓦上生根的可能性，从而减小植物根部穿透沥青瓦，并且起到一定的抑菌作用，减小沥青瓦发霉。进一步，从实施例1与实施例2相比可以看出，钴粉含量增加，在78到95的范围内，对植物根茎的抑制作用也有所增加。

2、由实施例1与对比例1相比可以看出，在缺乏了热稳定剂时，制得的沥青瓦耐热度下降，在90℃时出现了流淌、滴落和气泡的现象，表明加入耐热剂对沥青瓦的耐热度促进作用大。

3、由实施例3与实施例1相比可以看出，在改性沥青层中添加羟甲基丙基纤维素能够增加沥青瓦的抗撕裂能力，增大沥青瓦的机械性能。

4、由实施例4与实施例1相比可以看出，向改性沥青层中添加了一定重量比的锌粉和偏三氯苯后，制得的沥青瓦上植物根长度和粗细变得更小，对植物抑制的种类数量增加，可见，锌粉、偏三氯苯和钴粉复配起到协同作用，能够增加抑制的植物种类数量，提高对植物根系的抑制效率。由实施例5与实施例4相比可以看出，锌粉、偏三氯苯和钴粉重量比的变化对植物根系的抑制效果不同。

5、由实施例6-7与实施例1相比，在向改性沥青层中加入羟基磷灰石粉作为隔热剂后，制得的沥青瓦在90℃时，相比实施例1滑动情况得到改善，可见隔热剂对沥青瓦的耐热服起到促进作用。

6、由实施例8与实施例1相比可以看出，沸石粉能够和羟基磷灰石粉起到相近的效果。

7、由实施例9与实施例6相比可以看出，沸石粉和羟基磷灰石粉按比例配合也能起到与羟基磷灰石粉以及沸石粉单独使用时相近的效果。

8、由实施例10与实施例6比可以看出，隔热剂中携载了银离子后，不仅能够提高沥青瓦的耐热度，还能提高沥青瓦的抑菌性，并且增强了对植物的根茎的抑制作用。

9、由实施例11与实施例1相比可以看出，沥青瓦的撕裂强度增大，可见，丁二烯树脂和羟甲基丙基纤维素复配不仅良好的防水效果、附着性好，还能进一步增强隔离层的机械性能，从而增强沥青瓦的机械性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种玻纤胎沥青瓦，其特征在于，包括从上到下依次设置的粒料层、改性沥青层、胎基层、改性沥青层、隔离层和自粘层，其中，改性沥青层包括以下重量份的组分：石油沥青350-365份，钴粉78-95份，羟甲基丙基纤维素16-20份，光稳定剂8-10份，热稳定剂13-15份。

2.根据权利要求1所述的玻纤胎沥青瓦，其特征在于，所述改性沥青层还包括锌粉145-155份和偏三氯苯45-52份。

3.根据权利要求1所述的玻纤胎沥青瓦，其特征在于，所述粒料层为密布的微晶玻璃颗粒，微晶玻璃颗粒粒径为60-80目。

4.根据权利要求3所述的玻纤胎沥青瓦，其特征在于，所述石油沥青还包括隔热剂102-105份，隔热剂为多孔微珠，多孔微珠粒径为55-70μm。

5.根据权利要求4所述的玻纤胎沥青瓦，其特征在于，所述多孔微珠为羟基磷灰石粉和/或沸石粉。

6.根据权利要求5所述的玻纤胎沥青瓦，其特征在于，所述羟基磷灰石粉和/或沸石粉的孔隙中携载有银离子。

7.根据权利要求1所述的玻纤胎沥青瓦，其特征在于，所述胎基层为玻璃纤维层。

8.根据权利要求1所述的玻纤胎沥青瓦，其特征在于，所述隔离层包括丁二烯树脂85-90份和羟甲基丙基纤维素8-13份。

9.根据权利要求1所述的玻纤胎沥青瓦，其特征在于，所述自粘层为自粘胶。

10.一种如权利要求9所述的玻纤胎沥青瓦的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、将羟基磷灰石粉和/或沸石粉浸入15%的硝酸银溶液中，进行离子交换，得到携载有银离子的羟基磷灰石粉和/或沸石粉备用；

s2、按照重量比，将丁二烯树脂和羟甲基丙基纤维素混炼均匀，得到隔离层液，备用；

s3、向反应釜中加入石油沥青，升温至125℃-135℃，然后依次加入光稳定剂和热稳定剂，混炼均匀后，降温冷却至55-60℃，依次加入钴粉、锌粉、偏三氯苯和携载有银离子的羟基磷灰石粉和/或沸石粉混匀，然后加入羟甲基丙基纤维素，混合均匀，得到改性沥青；

s4、将玻纤胎基展开，送入装有改性沥青的涂油装置中浸涂，在胎基层上下两侧分别形成改性沥青层；

s5、在其中一层改性沥青层的表面覆上微晶玻璃颗粒，并压实形成粒料层；

s6、在另一层改性沥青层表面涂覆隔离层液，得到隔离层；

s7、在隔离层表面沾附自粘胶，得到自粘层。