CN112373146B - 一种沥青防水卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及防水材料技术领域，具体公开了一种沥青防水卷材及其制备方法。沥青防水卷材包括两层沥青料层、一层胎布层和两层防护膜层，两层沥青料层分别位于胎布层的两侧，两层防护膜层分别位于沥青料层远离胎布层的一侧，所述沥青料层由沥青料铺设而成，所述胎布层为胎布铺设而成，所述防护膜层为防护膜铺设而成；所述沥青料包含以下重量份的组分：70号沥青、10号沥青、减三线油、橡胶粉、SBS改性剂、滑石粉。该沥青防水卷材具有耐低温、抗老化的优点。

Description

一种沥青防水卷材及其制备方法
技术领域
本申请涉及防水材料技术领域，更具体地说，它涉及一种沥青防水卷材及其制备方法。
背景技术
目前防水卷材是一种可卷曲的片状防水材料。防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路、地铁、垃圾填埋场等处，可起到抵御外界雨水、地下水渗漏的作用。防水卷材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，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。沥青防水卷材是在基胎(如原纸、纤维织物)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，因此，传统沥青防水材料使用寿命短，化学稳定性差，且防水效果不理想，在实际的工业应用中，需要对其进行改性处理。
现有的公告号为CN1305964C的中国专利公开了一种防水卷材，含有苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物和/或无规聚丙烯、填充料，还含有松香、植物油，以重量份计，具体比例为：松香30-60份、植物油15-45份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和/或无规聚丙烯10-35份、填充料5-25份。
防水卷材的选择对防水层质量和耐用年限有极大的的影响，正确选择、合理使用防水卷材是屋面防水设计成败的关键。针对上述中的相关技术，发明人认为防水卷材耐低温、抗老化性能差，导致防水卷材的使用寿命短。
发明内容
为了延长防水卷材的使用寿命，本申请提供一种沥青防水卷材。
第一方面，本申请提供的一种沥青防水卷材采用如下的技术方案：
一种沥青防水卷材，包括两层沥青料层、一层胎布层和两层防护膜层，两层所述沥青料层分别位于胎布层的两侧，两层所述防护膜层分别位于沥青料层远离胎布层的一侧，所述沥青料层由沥青料铺设而成，所述胎布层为胎布铺设而成，所述防护膜层为防护膜铺设而成；
所述沥青料包含以下重量份的组分：70号沥青28-30份、10号沥青15-16份、减三线油10-12份、橡胶粉14-15份、SBS改性剂0.15-0.17份、滑石粉25-28份。
通过采用上述技术方案，由于沥青料采用了70号沥青和10号沥青，10号沥青与70号沥青复配具有较好的耐老化性和耐低温性，因此采用该沥青料铺设的防水卷材，具有较好的耐低温、抗老化的效果，该沥青料中还添加了一定比例的减三线油、橡胶粉、SBS改性剂和滑石粉，70号沥青、10号沥青与减三线油、橡胶粉、SBS改性剂和滑石粉复配，可进一步提高沥青料的抗老化和耐低温性能，采用该沥青料加工的防水卷材具有较好的抗老化、耐低温性能。
优选的，所述沥青料以重量份数计，包含如下组分：70号沥青28份、10号沥青15份、减三线油10份、橡胶粉14份、SBS改性剂0.15份、滑石粉25份。
通过采用上述技术方案，采用上述配比制得的沥青料具有粘度适中，与胎布附着度好，抗老化、耐低温性能优良的效果。
优选的，所述沥青料还包括重量份数为5份的改性玻纤棉，所述改性玻纤棉由酸性改性剂处理玻纤棉制得。
通过采用上述技术方案，在沥青料中混合改性玻纤棉，由于加入改性玻纤棉的沥青料铺设的防水卷材，具有较好的抗裂能力，延长了防水卷材的使用寿命，改善了因热胀冷缩导致的防水卷材开裂的问题。
优选的，所述酸性改性剂以重量份数计，包含如下组分：80份的水、2份的羟基乙酸、1份的甲酸。
通过采用上述技术方案，酸性改性剂采用水、羟基乙酸和甲酸混合而成，采用该改性剂对玻纤棉进行处理得到的改性玻纤棉，具有较好的韧性，将该改性玻纤棉加在沥青料中，玻纤棉不易断裂，可进一步提高该沥青料的抗开裂性能。
优选的，所述酸性改性剂中还包含重量份数为12份的丙烯酸树脂和重量份数为10份的丙烯酸乙酯。
通过采用上述技术方案，在酸性改性剂中加入丙烯酸树脂和丙烯酸乙酯后，该酸性改性剂对玻纤棉进行处理，得到的改性玻纤棉具有较好的柔软性，在与沥青料混合时，不易断裂，该改性玻纤棉加入到沥青料中，使用该沥青料铺设防水卷材，进一步提高了该防水卷材的抗开裂能力。
优选的，所述SBS改性剂为SBS 792。
通过采用上述技术方案，采用SBS 792加入到沥青料中，SBS 792与沥青料中的其他成分协同，可提高该沥青料的耐低温性能和耐高温性能，使该沥青料铺设的防水卷材在具有较好的耐低温和耐高温性能，可承受较大的温度变化，不易出现变形裂缝的问题。
优选的，所述改性玻纤棉的的制备方法包括如下制备步骤：
S1：按照比例称取水、羟基乙酸、甲酸、丙烯酸树脂和丙烯酸乙酯，将水、羟基乙酸、甲酸、丙烯酸树脂和丙烯酸乙酯加入到搅拌釜中，在常温下搅拌1.5h，得到酸性改性剂；
S2：对玻纤棉块，进行粉碎，并过筛，得到玻纤棉；
S3：在搅拌酸性改性剂的搅拌釜中加入重量是酸性改性剂重量30％的S2得到的玻纤棉，加入玻纤棉后，在常温下对酸性改性剂和玻纤棉的混合物进行搅拌，搅拌转速为30r/min，搅拌时间为1h，搅拌结束后，得到改性玻纤棉和酸性改性剂的混合物；
S4：搅拌结束后，对酸性改性剂和改性玻纤棉进行过滤；将改性玻纤棉滤出后，将玻纤棉摊开，对玻纤棉进行自然干燥即可得到改性玻纤棉。
通过采用上述技术方案，制备改性玻纤棉，工艺简单易操作，制备效率高，适合于工业中大批量的加工生产。
第二方面，本申请提供一种沥青防水卷材的制备方法，包括如下步骤：
S1：将70号沥青、10号沥青、减三线油、橡胶粉、SBS改性剂和滑石粉混合，混合温度为190℃-210℃，混合时间为1.5-2h，得到沥青料；
S2：将混合后的沥青料分别铺设在胎布层的正反面，得到分别设于胎布层两侧的沥青层；
S3：在沥青层上铺设防护膜层，铺设防护膜层后对该卷材进行降温、收卷即可。
通过采用上述技术方案，采用上述方案对防水卷材进行制备，操作较为简单，生产效率较高。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请中的沥青料加入了滑石粉，滑石粉可提高沥青料的延展性，便于沥青料在胎布上均匀铺设，同时有利于沥青料中的各成分均匀混合，减少了因各成分混合不均导致的对性能产生的影响，进而提高了该防水卷材上端沥青料的防水性能；
2、由于本申请中的沥青料加入了酸性改性剂处理过的玻纤棉，将改性玻纤棉加入到沥青料中，改性玻纤棉可提高该沥青料的抗形变性能，采用该沥青料铺设的防水卷材，具有较好的抗形变性能，延长了该防水卷材的使用寿命；
3、由于酸性改性剂中还添加了丙烯酸树脂和丙烯酸乙酯，丙烯酸树脂和丙烯酸乙酯对玻纤棉处理后可提高玻纤棉表面的粗糙度，利于玻纤棉与沥青料附着在一起，当沥青料融化时，玻纤棉在沥青料中不易出现滑动，保持了沥青料与玻纤棉之间混合的均一性。
附图说明
图1是防水卷材的剖面结构示意图。
附图标记说明：1、胎布层；2、沥青层；3、防护膜层。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
以下制备例中的废旧轮胎采购自青岛新盛交通设施有限公司，玻纤棉购自廊坊亿美节能有限公司。
橡胶粉制备例：
S1：使用粉碎机对废旧轮胎进行粉碎；
S2：对粉碎后的废旧轮胎进行过筛，得到60-70目的橡胶粉。
改性玻纤棉的制备例
以下制备例中的羟基乙酸、甲酸和丙烯酸乙酯均购自上海裕纳化工有限公司，丙烯酸树脂为水溶性丙烯酸树脂，采购自佛山市拜顿新型材料有限公司。
改性玻纤棉制备例1：
S1：按照比例称取水80Kg、羟基乙酸2Kg、甲酸1Kg、丙烯酸树脂12Kg和丙烯酸乙酯10Kg，将水、羟基乙酸、甲酸、丙烯酸树脂和丙烯酸乙酯加入到搅拌釜中，在常温下搅拌1.5h，转速为30r/min，得到酸性改性剂；
S2：使用粉碎机对玻纤棉块，进行粉碎，得到玻纤棉；
S3：在搅拌酸性改性剂的搅拌釜中加入重量是酸性改性剂重量30％的S2得到的玻纤棉，加入玻纤棉后，使用搅拌釜对酸性改性剂和玻纤棉的混合物进行搅拌，转速为30r/min，搅拌时间为1h，得到改性玻纤棉；
S4：搅拌结束后，对酸性改性剂和玻纤棉进行过滤；将玻纤棉滤出后，将玻纤棉摊开，对玻纤棉进行自然干燥即可得到干燥的改性玻纤棉。
改性玻纤棉制备例2：
S1：按照比例称取水、羟基乙酸和甲酸，将水、羟基乙酸和甲酸加入到搅拌釜中，搅拌转速为30r/min，在常温下搅拌1.5h，得到酸性改性剂；
S2：使用粉碎机对大块的玻纤棉，进行粉碎；
S3：在搅拌酸性改性剂的搅拌釜中加入重量是酸性改性剂重量30％的S2得到的玻纤棉，加入玻纤棉后，使用搅拌釜对酸性改性剂和玻纤棉的混合物进行搅拌，搅拌转速为30r/min，搅拌时间为1h；
S4：搅拌结束后，对酸性改性剂和玻纤棉进行过滤；将玻纤棉滤出后，将玻纤棉摊开，对玻纤棉进行自然干燥即可得到改性玻纤棉。
玻纤棉制备例1：
S1：对玻纤棉块采用粉碎机进行粉碎，得到粉碎玻纤棉；
S2：对粉碎后的玻纤棉进行过筛，得到玻纤棉。
实施例
以下实施中的70号沥青、10号沥青、减三线油、SBS 792和滑石粉均购自洛阳紫东石化有限公司，胎布和防护膜均购自潍坊市跃富建材有限公司。
实施例1：一种沥青防水卷材采用如下方法制备而得：沥青料各成分配比如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
S1：按表1对应质量配比称取70号沥青、10号沥青、减三线油、橡胶粉、SBS 792和滑石粉，将70号沥青、10号沥青、减三线油、橡胶粉、SBS 792和滑石粉加入到搅拌釜中搅拌混合均匀，混合温度为195℃，搅拌混合时间为1.8h，得到沥青料；
S2：采用防水卷材生产设备将搅拌结束的沥青料铺设在胎布的正反面；
S3：沥青料铺设结束后，使用廊坊沃兴机械设备有限公司的防水卷材覆膜机，将防护膜铺设在沥青料的远离胎布一端；
S4：铺设防护膜后，对防水卷材进行喷淋冷却水降温，喷淋时间为5min，冷却水的温度为20℃；
S5：使用寿光宇睿机械设备有限公司的全自动收卷机对降温结束的防水卷材进行收卷。
实施例2-3：一种沥青防水卷材制备方法与实施例1相同，对沥青料的混合温度为200℃，混合搅拌时间为1.0h，其余工艺参数与实施例1相同，沥青料中各成分配比与实施例1不同之处在于，如表1所示。
表1实施例1-3中沥青料各原料及其重量千克
组分 实施例1 实施例2 实施例3
70号沥青 28 29 30
10号沥青 15 15 16
减<u>三线油</u> 10 11 12
橡胶粉 14 14 15
SBS 792 0.15 0.16 0.17
滑石粉 25 27 28
实施例4：一种沥青防水卷材制备方法和沥青料的成分配比与实施例1相同，对沥青料的混合温度为205℃，混合搅拌时间为1.9h，其余工艺参数与实施例1相同。
实施例5：一种沥青防水卷材制备方法和工艺参数与实施例1相同，沥青料成分与实施例1不同之处在于，沥青料中包含有质量为5Kg的改性玻纤棉制备例2中得到的改性玻纤棉；
在S1中将改性玻纤棉加入到搅拌机中，与其它原料混合均匀，得到沥青料。
实施例6：一种沥青防水卷材的制备方法和工艺参数与实施例5相同，沥青料成分与实施例5不同之处在于，沥青料中包含有质量为5Kg的改性玻纤棉制备例1中得到的改性玻纤棉。
对比例
对比例1：一种沥青防水卷材的制备方法和工艺参数与实施例1相同，与实施例1不同之处在于沥青料中不包含橡胶粉和10号沥青。
对比例2：一种沥青防水卷材的制备方法和工艺参数与实施例1相同，与实施例1不同之处在于沥青料中不包含滑石粉和减三线油。
对比例3：一种沥青防水卷材的制备方法和工艺参数与实施例1相同，与实施例1不同之处在于沥青料中不包含SBS 792。
对比例4：一种沥青防水卷材的制备方法和工艺参数与实施例5相同，沥青料中包含有质量为5kg的玻纤棉制备例1中得到的玻纤棉。
性能检测试验
检测方法
1.不透水性：对实施例1-6和对比例1-4的试样分别取1组试验样品，试验样品的尺寸为长300mm、宽90mm，在0.3MPa的水压下，保持不透水的时间在30分钟以上。
2.剥离强度试验：(A)试验设备：拉伸试验机，具有至少2000N的载荷能力和足够的拉伸距离，夹具拉伸速度为100±10mm/min，夹持宽度为50mm；
(B)试样：取宽度50±1mm的试样，并与拉伸试验机的接头垂直，长度应能保证试样两端装入夹具，其完全叠合部分可以进行试验，试样在23±2℃和相对湿度70％的条件下放置20h；
(C)试验步骤：夹具间整个距离为100±5mm，不承受载荷，试验在23±2℃进行，拉伸速度100±10mm/min，产生拉力应连续记录直至试样分离，将实施例1-6和对比例1-4的试样分别进行10组试验并计算平均值。
3、热空气老化：取长300mm、宽90mm的试样，将实施例1-6和对比例1-4的每组10个试样置于热空气老化试验箱中，处理时间为10h，记录并计算试验结果的平均值，试验结果如表2所示，试验箱满足以下条件：
(A)试验箱中温度105℃；
(B)温度波动±1℃；
(C)平均风速0.9m/s；
(D)换气率80次/h；
(E)工作室容积为0.3立方米。
表2实施例1-6和对比例1-4检测结果
样品 <u>不</u>透水性 剥离强度测试(N/mm) 热空气老化
实施例1 未渗水 1.7 未发生熔化
实施例2 未渗水 1.6 未发生熔化
实施例3 未渗水 1.7 未发生熔化
实施例4 未渗水 1.8 未发生熔化
实施例5 未渗水 1.9 未发生熔化
实施例6 未渗水 2.0 未发生熔化
对比例1 未渗水 1.1 未发生熔化
对比例2 轻微渗水 1.0 未发生熔化
对比例3 未渗水 1.2 轻微熔化
对比例4 未渗水 1.7 未发生熔化
从上述试验数据可以看出在沥青中加入滑石粉和减三线油后，滑石粉和减三线油可使沥青料中各原料之间混合更加均匀，进而提升了该防水卷材的防水性能；在沥青料中加入改性玻纤棉，采用加入改性玻纤棉的沥青料铺设的防水卷材，具有较好的抗开裂能力；在沥青料中加入SBS 792可提高沥青料耐高温性能。
低温弯曲试验：取长300mm、宽90mm的试样，将实施例1-6和对比例1-4的每组10个试样采用专用机械弯曲试验仪进行低温折弯试验，根据GB/T18426-2001《橡胶或塑料涂覆织物-低温弯曲试验标准》中的方法进行测试；对试验结果进行记录并计算平均值，试验结果表3所示：
表3实施例1-6和对比例1-4试验结果
Figure BDA0002710402040000091
从上述试验数据可以看出在沥青中加入SBS 792后，该沥青料具有较好的耐低温性能，使该沥青料铺设的防水卷材，可在低温地区使用，在低温地区，该沥青料铺设的防水卷材具有较好的抗裂性能。
耐疲劳试验：取长300mm、宽90mm的试样，先对实施例1-6和对比例1-4中获得的每组10个试样的尺寸进行测量，并记录，将实施例1-6和对比例1-4的每组10个试样分别采用专用循环箱进行低温高温抗疲劳试验，处理时间为24h，循环箱满足以下条件：
(A)试验箱中温度10-90℃；
(B)试验开始时，先保持10℃1h，再以每30min升温40℃的速度升温至80℃，在80℃保持1h后，以每30min降温40℃的速度降温至10℃，在10℃保持1h，如此循环往复对试样进行高低温处理；
(C)平均风速0.9m/s：
(D)换气率80次/h；
(E)工作室容积为0.3立方米。
试验结束后，对试验结束的试样的尺寸进行测量，并对试验记录结果进行计算，将试样取出对检测结果如表4所示：
表4实施例1-6和对比例1-4抗疲劳试验结果
样品 尺寸变化率(％) 裂纹数量(条/m<sup>3</sup>) 裂纹深度(mm)
实施例1 3.3 3 2.1
实施例2 3.5 4 1.9
实施例3 2.9 3 2.2
实施例4 4.0 5 2.5
实施例5 1.7 1 0.6
实施例6 1.8 0 /
对比例1 4.2 5 2.7
对比例2 4.2 6 2.8
对比例3 5.0 4 3.0
对比例4 3.1 7 2.2
从上述试验数据可以看出在沥青料中加入改性玻纤棉制备例1中得到的改性玻纤棉后，该沥青料铺设的防水卷材具有较好的尺寸稳定性和耐疲劳抗裂性能，该沥青料铺设的防水卷材，可在温差变化较大的地区使用，可减少在温差较大地区，温差变化导致的防水卷材尺寸变化较大或者裂纹较多现象的发生。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种沥青防水卷材，其特征在于：包括两层沥青料层、一层胎布层(1)和两层防护膜层(3)，两层所述沥青料层分别位于胎布层(1)的两侧，两层所述防护膜层(3)分别位于沥青料层远离胎布层(1)的一侧，所述沥青料层由沥青料铺设而成，所述胎布层(1)为胎布铺设而成，所述防护膜层(3)为防护膜铺设而成；
所述沥青料包含以下重量份的组分：70号沥青28-30份、10号沥青15-16份、减三线油10-12份、橡胶粉14-15份、SBS改性剂0.15-0.17份、滑石粉25-28份、改性玻纤棉5份；
其中，所述改性玻纤棉由酸性改性剂处理玻纤棉制得，所述酸性改性剂以重量份数计，包含以下组分：80份的水、2份的羟基乙酸、1份的甲酸、12份的丙烯酸树脂和10份的丙烯酸乙酯；所述改性玻纤棉的制备方法包括如下制备步骤：
S1:按照比例称取水、羟基乙酸、甲酸、丙烯酸树脂和丙烯酸乙酯，将水、羟基乙酸、甲酸、丙烯酸树脂和丙烯酸乙酯加入到搅拌釜中，在常温下搅拌1.5h，得到酸性改性剂；
S2:对玻纤棉块，进行粉碎，并过筛，得到玻纤棉；
S3:在搅拌酸性改性剂的搅拌釜中加入重量是酸性改性剂重量30%的S2得到的玻纤棉，加入玻纤棉后，在常温下对酸性改性剂和玻纤棉的混合物进行搅拌，搅拌转速为30r/min，搅拌时间为1h，搅拌结束后，得到改性玻纤棉和酸性改性剂的混合物；
S4:搅拌结束后，对酸性改性剂和改性玻纤棉进行过滤；将改性玻纤棉滤出后，将玻纤棉摊开，对玻纤棉进行自然干燥即可得到改性玻纤棉。
2.根据权利要求1所述的一种沥青防水卷材，其特征在于：所述沥青料以重量份数计，包含如下组分：70号沥青28份、10号沥青15份、减三线油10份、橡胶粉14份、SBS改性剂0.15份、滑石粉25份、改性玻纤棉5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种沥青防水卷材，其特征在于：所述SBS改性剂为SBS792。
4.一种如权利要求1所述的一种沥青防水卷材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1:将70号沥青、10号沥青、减三线油、橡胶粉、SBS改性剂和滑石粉混合，混合温度为190℃-210℃，混合时间为1.5-2h，得到沥青料；
S2:将混合后的沥青料分别铺设在胎布层的正反面，得到分别设于胎布层两侧的沥青层；
S3:在沥青层上铺设防护膜层，铺设防护膜层后对该卷材进行降温、收卷即可。
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