CN112440541B - 一种隔汽膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种隔汽膜及其制备方法和应用，所述隔汽膜包括依次设置的树脂层、金属层、化学处理层和隔汽层，所述隔汽层的材料包括丁基橡胶改性沥青；选择丁基橡胶改性沥青作为所述隔汽膜的隔汽层，一方面使得所述隔汽膜具有丁基橡胶带来的优异的气密性和水密性，另一方面还具有丁基橡胶和沥青配合带来的优异的耐老化和抗拉伸强度，使得所述隔汽膜在施工使用时不易被破坏，可以应用到屋面建筑中，实用性很强。

Description

一种隔汽膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种隔汽膜及其制备方法和应用。
背景技术
根据GB50345-2012《屋面工程技术规范》中要求，实际的蒸汽渗透阻小于所需值，或其他地区室内湿气有可能透过屋面结构层进入保温层时，应设置隔汽膜；隔汽膜是以高分子材料为基质，或在上面进行涂层，使材料具有很好的防水性能和不透气性，能够有效阻隔风雨及室内的侵袭，有效阻挡冷空气的侵入，具有保温节能功能。
隔汽膜是工程中最容易忽视的一道构造层次，而且做法大多使用涂料或者 PE聚乙烯薄膜等薄制材料。CN202016237U公开了一种建筑用防水隔汽材料，尤其是一种镀金属防水隔汽膜卷材，包括基材，基材至少一侧设有镀金属薄膜，基材为编织布，镀金属薄膜与编织布采用淋膜或上胶工艺复合而成，具有良好的隔汽性能，用于建筑围护体系可以有效阻隔水汽进入，解决结露问题；同时横纵向拉伸强度高，并具有良好的防水性能；表面金属镀层反射率高达90％以上，隔热效果，具有很好的防潮功能，成本低、生产工艺简单。CN210100629U 公开了一种具有阻燃性能的隔汽膜，该种具有阻燃性能的隔汽膜设置为三层共挤，外面两层的第一层和第三层为阻燃层，第一层和第三层采用由50％线性低密度聚乙烯、23％低密度聚乙烯、25％阻燃剂、1％光稳定剂和1％热老化剂组分成膜，膜厚度0.1～0.2mm；中间为第二层常规层，第二层采用由49％高密度聚乙烯、49％线性低密度聚乙烯、1％光稳定剂、1％热老化剂组分成膜，膜厚度 0.1～2.0mm。通过对PE树脂的改性达到阻燃性能，提高对建筑物的防火安全性。但是使用聚丙烯作为主体材料制备得到的隔汽膜，强度差、不耐老化，使用效果并不理想。
CN109914714A公开了一种基于分子离散聚合的改性沥青自粘防水隔汽膜，包括卷筒和沥青层，所述沥青层底端通过沥青粘接有铝箔层，所述铝箔层底端粘接有聚合物层，所述聚合物层按照3:5～4:5比例开设有凹槽，所述凹槽为正方形，且凹槽四边开设有倒角，所述倒角为30～50度，使用安全方便，通过铝箔层可以便于提高其防火性与防水性，而通过聚合物层实现构造指链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、单体单元的排列顺序、支链的类型和长度，从而提高其柔韧性，并且通过编织层的沉浮编织，提高了隔汽膜整体间的韧性与拉扯效果，提高了隔汽膜的使用寿命，并通过海绵层提高安装中的隔汽膜与安装位置的接触效果，从而提高了自身的使用范围，但是这种隔汽膜的制备工艺十分复杂，不利于大批量工业化生产应用。
因此，开发一种强度高、耐老化、气密性和水密性能优异，且制备方法简单的隔汽膜，十分有必要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种隔汽膜及其制备方法和应用，所述隔汽膜包括依次设置的树脂层、金属层、化学处理层和隔汽层，所述隔汽层选择丁基橡胶改性沥青材料，丁基橡胶具有很好的气密性和水密性，将其改性的沥青作为隔汽层的主体材料，使得所述隔汽膜在具有耐老化、高强度性能的同时具有很好的气密性和水密性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种隔汽膜，所述隔汽膜包括依次设置的树脂层、金属层、化学处理层和隔汽层；
所述隔汽层的材料包括丁基橡胶改性沥青。
本发明提供的隔汽膜的剖面结构示意图如图1所示，其中1代表树脂层、2 代表金属层、3代表化学处理层和4代表隔汽层；首先，选择树脂层1和金属层2的复合，可以使得所述隔汽膜具有较好的抗拉强度、抗穿刺强度，在施工和使用的时候不容易被破坏，提高了材料的利用率，同时还具有很好的耐腐蚀性能，避免了长期处于湿度高情况下容易腐蚀的风险；其次，将化学处理层3 设置于所述金属层2和隔汽层4的中间，有利于提高金属层2和隔汽层4的粘附力，避免使用时开裂的发生；最后选择丁基橡胶改性沥青作为隔汽层4，丁基橡胶具有很好的气密性和水密性，将其改性的沥青作为隔汽层4的主体材料，使得所述隔汽膜在具有耐老化、高强度性能的同时具有很好的气密性和水密性。
优选地，所述树脂层的厚度为0.01～0.02mm，例如0.012mm、0.014mm、 0.016mm或0.018mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述树脂层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
优选地，所述金属层的厚度为0.01～0.02mm，例如0.012mm、0.014mm、 0.016mm或0.018mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述金属层的材料包括铝。
作为优选技术方案，本发明提供的树脂层和金属层的材料相互配合，提高所述隔汽膜的抗拉强度和抗穿刺强度。
优选地，所述化学处理层的材料包括固化剂。
优选地，所述化学处理层的材料用量为5～10g/m2，例如5.5g/m2、6g/m2、 6.5g/m2、7g/m2、7.5g/m2、8g/m2、8.5g/m2、9g/m2或9.5g/m2，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述固化剂包括亚胺改性的聚合物，可以选择固化剂BM-140。
优选地，所述隔汽层的厚度不小于0.5mm，例如0.65mm、0.7mm、0.75 mm、0.8mm、0.85mm、0.9mm、0.95mm或1mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述丁基橡胶改性沥青按照重量份包括如下组分：沥青50～60重量份、丁基橡胶18～25重量份、增塑剂5～10重量份、石油树脂2～6重量份和补强剂12～24重量份。
所述丁基橡胶改性沥青中的沥青可以为51重量份、52重量份、53重量份、54重量份、55重量份、56重量份、57重量份、58重量份或59重量份等。
所述丁基橡胶改性沥青中的丁基橡胶可以为19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份或24重量份等。
所述丁基橡胶改性沥青中的增塑剂可以为5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份等。
所述丁基橡胶改性沥青中的石油树脂可以为2.2重量份、2.4重量份、2.6 重量份、2.8重量份、3重量份、3.2重量份、3.4重量份、3.6重量份、3.8重量份、4重量份、4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份、4.8重量份、5重量份或 5.5重量份等。
所述丁基橡胶改性沥青中的补强剂可以为13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份、22 重量份或23重量份等。
作为本发明的优选技术方案，本发明提供的丁基橡胶改性沥青中的丁基橡胶为18～25重量份，搭配沥青为50～60重量份，才可以使得制备得到的隔汽层兼具优良的隔汽隔水性能以及优异的稳定性；一方面如果丁基橡胶的用量太少，会影响隔汽层的隔汽性和隔水性；另一方面，如果沥青的用量少，丁基橡胶和沥青的相容性就会变差，影响丁基橡胶改性沥青的稳定性。
优选地，所述沥青包括110号沥青、90号沥青或70号沥青中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述丁基橡胶可以为日本JSR268。
优选地，所述增塑剂包括环烷油。
优选地，所述补强剂包括纳米钙和/或二氧化硅。
优选地，所述丁基橡胶改性沥青还包括抗氧化剂、固化剂或高分子树脂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述丁基橡胶改性沥青中抗氧化剂的含量为0.5～1重量份，例如 0.55重量份、0.6重量份、0.65重量份、0.7重量份、0.75重量份、0.8重量份、 0.85重量份、0.9重量份或0.95重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述丁基橡胶改性沥青中固化剂的含量为0.1～0.5重量份，例如 0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份或 0.45重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述丁基橡胶改性沥青中高分子树脂的含量为3～6重量份，例如3.2重量份、3.4重量份、3.6重量份、 3.8重量份、4.2重量份、4.6重量份、4.9重量份、5.2重量份、5.4重量份、5.6 重量份或5.8重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述丁基橡胶改性沥青通过如下方法制备，所述方法包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶、增塑剂和任选地抗氧化剂混合，得到胶块；
(2)将沥青脱水后和步骤(1)得到的胶块混合，加入石油树脂和补强剂搅拌，得到所述丁基橡胶改性沥青。
优选地，步骤(1)所述混合的时间为60～80min，例如62min、64min、 66min、68min、70min、72min、74min、76min或78min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述脱水的温度为140～150℃，例如141℃、142℃、143℃、 144℃、145℃、146℃、147℃、148℃或149℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述混合的温度为180～190℃，例如181℃、182℃、183℃、 184℃、185℃、186℃、187℃、188℃或189℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述混合的时间为100～140min，例如105min、110min、 115min、120min、125min、130min或135min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述搅拌的时间为0.5～1.5h，例如0.6h、0.7h、0.8h、 0.9h、1h、1.1h、1.2h、1.3h或1.4h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述搅拌的转速为200～400r/min，例如220r/min、240 r/min、260r/min、280r/min、300r/min、320r/min、340r/min、360r/min或380 r/mi，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述搅拌结束后还包括加入固化剂和/或高分子树脂进行搅拌的步骤。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述隔汽膜的制备方法，所述制备方法包括：将树脂层和金属层复合后，依次在所述复合层的金属层表面涂覆化学处理层的材料和隔汽层的材料得到所述隔汽膜。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述隔汽膜在屋面中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的隔汽膜包括依次设置的树脂层、金属层、化学处理层和隔汽层，并且选择丁基橡胶改性的沥青材料作为所述隔汽层的主体材料；丁基橡胶具有很好的气密性和水密性，具体而言，本发明提供的隔汽膜的水蒸气渗透系数为0.0009～0.0035μg/(m·h·Pa)，并且在0.3MPa，120min的测试条件下均没有发生透水；本发明所述隔汽膜采用丁基橡胶改性的沥青材料作为隔汽层的主要材料，可以在保证制备得到的隔汽膜具有耐老化、高强度的优异力学性能、热学性能的同时，还具有优异的隔汽性和隔水性，进而可以应用到墙面或者屋面中。
附图说明
图1为本发明提供的隔汽膜的剖面结构示意图，其中，1-树脂层，2-金属层， 3-化学处理层，4-隔汽层。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
制备例1～7
一种丁基橡胶改性沥青，具体组分如表1所示，各组分的用量单位为“重量份”。
表1
制备方法包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶(日本JSR268)、环烷油(克拉玛依4010)和抗氧化剂(巴斯夫1010)混合70min，得到胶块；
(2)将90号沥青在145℃下脱水后，和步骤(1)得到的胶块在185℃下混合120min，加入石油树脂(南京伊士曼加氢石油树脂)熔化30min，再和纳米钙和二氧化硅在转速为300r/min的条件下搅拌1h，加入固化剂(梅古化工 BM-140)和高分子树脂(SAVIVA C300)，得到所述丁基橡胶改性沥青。
实施例1～7
一种隔汽膜，包括依次设置的树脂层(厚度为0.015mm，材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(雄县舰海))，金属层(厚度为0.015mm，材料为铝)，化学处理层(用量为7.5g，材料为固化剂BM-140)和隔汽层(厚度为0.6mm，材料分别为制备例1～7得到的丁基橡胶改性沥青)；
制备方法包括：将树脂层和金属层复合后，依次在所述复合层的金属层表面涂覆化学处理层的材料和隔汽层的材料，得到所述隔汽膜。
对比例1
一种隔汽膜，其与实施例1的区别仅在于，隔汽层的材料用90号沥青代替实施例1中的丁基橡胶改性沥青，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同，得到所述隔汽膜。
对比例2
一种隔汽膜，包括聚乙烯膜(寿光万佳防水材料)，厚度为0.3mm。
性能测试：
(1)水蒸气渗透系数：按照GB/T17146-1997《建筑材料水蒸气透过性能试验方法》进行测试；
(2)不透水性：按照GB/T328.10-2007《沥青和高分子防水卷材》进行测试。
按照上述测试方法对实施例1～7、对比例1和2得到的隔汽膜进行测试，测试结果如表2所示：
表2
根据表2数据可以看出：本发明提供的隔汽膜具有较小的水蒸气渗透系数，说明本发明提供的隔汽膜具有很好的气密性，并且均不透水，说明其具有很好的水密性；具体而言，实施例1～7提供的隔汽膜的水蒸气渗透系数为 0.0009～0.0035μg/(m·h·Pa)，并且在0.3MPa，120min的测试条件下均没有发生透水；而对比例1和2提供的隔汽膜的水蒸气渗透系数分别为290μg/(m·h·Pa) 和0.25μg/(m·h·Pa)，并且在0.3MPa，120min的测试条件下均发生了透水，因此可以看出本发明提供的隔汽膜通过树脂层、金属层、化学处理层和隔汽层的层级设计，并且采用改性的沥青作为隔汽层的主体材料，制备得到了一种气密性和水密性优异的隔汽膜。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种隔汽膜及其制备方法和应用的工艺方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (19)

1.一种隔汽膜，其特征在于，所述隔汽膜包括依次设置的树脂层、金属层、化学处理层和隔汽层；
所述化学处理层的材料包括固化剂，所述固化剂包括亚胺改性的聚合物；
所述隔汽层的材料包括丁基橡胶改性沥青；
所述丁基橡胶改性沥青按照重量份由如下组分组成：沥青50～60重量份、丁基橡胶18～25重量份、增塑剂5～10重量份、石油树脂2～6重量份、补强剂12～24重量份、抗氧化剂0.5～1重量份、固化剂0.1～0.5重量份和高分子树脂3～6重量份。
2.根据权利要求1所述的隔汽膜，其特征在于，所述树脂层的厚度为0.01～0.02mm。
3.根据权利要求1所述的隔汽膜，其特征在于，所述树脂层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
4.根据权利要求1所述的隔汽膜，其特征在于，所述金属层的厚度为0.01～0.02mm。
5.根据权利要求1所述的隔汽膜，其特征在于，所述金属层的材料包括铝。
6.根据权利要求1所述的隔汽膜，其特征在于，所述化学处理层的材料用量为5～10g/m2。
7.根据权利要求1所述的隔汽膜，其特征在于，所述隔汽层的厚度不小于0.5mm。
8.根据权利要求1所述的隔汽膜，其特征在于，所述沥青包括110号沥青、90号沥青或70号沥青中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求1所述的隔汽膜，其特征在于，所述增塑剂包括环烷油。
10.根据权利要求1所述的隔汽膜，其特征在于，所述补强剂包括纳米钙和/或二氧化硅。
11.根据权利要求1所述的隔汽膜，其特征在于，所述丁基橡胶改性沥青通过如下方法制备，所述方法包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶、增塑剂和抗氧化剂混合，得到胶块；
(2)将沥青脱水后，和步骤(1)得到的胶块混合，加入石油树脂和补强剂搅拌，搅拌结束后再加入固化剂和高分子树脂进行搅拌，得到所述丁基橡胶改性沥青。
12.根据权利要求11所述的隔汽膜，其特征在于，步骤(1)所述混合的时间为60～80min。
13.根据权利要求11所述的隔汽膜，其特征在于，步骤(2)所述脱水的温度为140～150℃。
14.根据权利要求11所述的隔汽膜，其特征在于，步骤(2)所述混合的温度为180～190℃。
15.根据权利要求11所述的隔汽膜，其特征在于，步骤(2)所述混合的时间为100～140min。
16.根据权利要求11所述的隔汽膜，其特征在于，步骤(2)所述搅拌的时间为0.5～1.5h。
17.根据权利要求11所述的隔汽膜，其特征在于，步骤(2)所述搅拌的转速为200～400r/min。
18.一种如权利要求1～17任一项所述隔汽膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将树脂层和金属层复合后，依次在复合层的金属层表面涂覆化学处理层的材料和隔汽层的材料，冷却，得到所述隔汽膜。
19.一种如权利要求1～17任一项所述隔汽膜在屋面中的应用。
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