CN112538298A

CN112538298A - 一种具有阻燃功能的复合防水系统及其施工方法

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Publication number: CN112538298A
Application number: CN202011600610.7A
Authority: CN
Inventors: 马朝重; 张权; 张丽娟; 王艳杰; 于全德; 程建伟; 周先锋; 任俊娜; 李慧敏; 张丽瑶
Original assignee: Pingdingshan Huanyuxing Waterproof Technology Co ltd
Current assignee: Pingdingshan Huanyuxing Waterproof Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-03-23

Abstract

本发明公开了一种具有阻燃功能的复合防水系统，是由涂覆在基材上的阻燃防水底胶层，铺贴在阻燃防水底胶层上的聚合物防水卷材和涂覆在聚合物防水卷材表面的阻燃防水面胶层组成，并公开了阻燃防水底胶和面胶的具体配比。本发明还公开了该防水系统的施工方法。本发明通过引入多重阻燃防水设计，很好的兼顾了阻燃和防水两种功能，通过调整有机和无机阻燃剂的合理配比实现了高效的阻燃效果。同时本发明采用自制的聚合物阻燃卷材，既保证了复合防水系统的阻燃性能，又增加了复合防水系统的力学性能和长期防水效果。

Description

一种具有阻燃功能的复合防水系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑物屋面防水系统，尤其是涉及一种在建筑物特别是金属屋面使用的具有阻燃功能的复合防水系统，本发明还涉及该复合防水系统的施工方法。

背景技术

在20世纪80年代，我国每年因火灾损失财产约3.2亿元；到20世纪90年代，随着我国社会经济的快速发展，社会财富大大增加的同时，导致火灾发生的因素也大大增多，我国每年因火灾而造成的财产损失多达10.6亿元。进入21世纪以后，随着社会经济的进一步发展，社会财富的进一步增加，本世纪的前五年，我国每年因火灾而造成的财产损失大概为15.5亿元，为80年代年平均火灾损失的4.8倍。近年来国内发生了多起由于屋面工程的火灾而引发的重大安全事故，例如：2005年1月20日，南京市青少年科技活动中心科技馆发生特大火灾，据相关报道，在经过3h燃烧后，近3万m²的屋面付之一炬，损失估计在1亿元以上。从技术上分析，水泥基屋面和金属基板自身不具有可燃性，为减少屋面系统存在消防隐患，除了杜绝或减少在金属屋面构造层中采用可燃材料外，其最外层涂料最好兼具防水、阻燃等多重功效。但是，目前市面上常用的防火涂料还存在一定缺陷。

如专利号CN201410649197（发明名称：一种阻燃聚醚型单组份聚氨酯防水涂料及其制备工艺）、专利号CN201510813186（发明名称：一种高强度环保聚氨酯阻燃防水涂料及其制备方法）均公开了一种溶剂型防水涂料，由于配方中还有溶剂，属于易燃易爆物品，施工过程中有大量有机成分挥发，不利于环保且具有一定的安全隐患。

如专利号CN201010618089（发明名称：阻燃型聚合物改性沥青防水卷材及其制备方法）公开了一种聚合物沥青卷材，由于在卷材中加入了一定的阻燃剂以达到阻燃效果，但是沥青燃烧会释放毒烟，而沥青卷材在铺贴时需要使用火焰烘烤封边，存在很严重的安全隐患，这对严禁火源的仓库类和石化工厂是绝对不能接受的。

由于各种屋面温度及荷载变化较为复杂，单一功能的涂料往往很难满足复杂的屋面环境要求，同时阻燃和防水涂料在配方设计上存在一定的冲突，往往是阻燃功能达到了但防水性能不佳，或防水性能好了但阻燃功能受限，很难同时兼顾防水和阻燃两种功能，这也成为本领域技术人员的设计难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有阻燃功能的复合防水系统，本发明还提供该复合防水系统的施工方法，很好的解决了特定场所如化工厂、石油管线、各类仓库等对火源敏感且又需要做防水处理的建筑物屋面的安全施工。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的具有阻燃功能的复合防水系统，是由涂覆在基材上的阻燃防水底胶层，铺贴在所述阻燃防水底胶层上的聚合物防水卷材和涂覆在所述聚合物防水卷材表面的阻燃防水面胶层组成，其中：

所述的阻燃防水底胶层所用胶液是由原料水性丙烯酸树脂20-40份，分散剂0.2-0.4份，消泡剂0.1-0.3份，1#复合阻燃剂3-8份，纳米硒化钴添加剂 1-3份，滑石粉3-4份，填料35-60份，增稠剂0.2-0.4份，润湿剂0.1-0.3份，去离子水5-15份配制而成；

所述阻燃防水面胶层所用胶液是由原料水性丙烯酸树脂35-50份，分散剂0.2-0.4份，消泡剂0.1-0.3份，2#复合阻燃剂14-22份，纳米硒化钴添加剂 1-3份，滑石粉4-9份，填料13-25份，增稠剂0.2-0.4份，润湿剂0.1-0.3份，去离子水5-15份配制而成；

所述1#复合阻燃剂和2#复合阻燃剂均由氢氧化镁、三氧化二锑和红磷阻燃剂混配而成，所述填料由重钙和海泡石混配而成。

本发明所用的纳米硒化钴添加剂采用下述方法制备而成：在水和乙二胺的混合溶剂中加入适量的硝酸钴和硒粉，搅拌混合均匀后转移至聚四氟乙烯反应釜中，180 ℃加热20 h，经离心、洗涤干燥，得到粉状纳米硒化钴添加剂成品。

本发明所用的聚合物防水卷材是由通用聚酯布浸渍所述阻燃防水底胶层所用胶液后低温烘干而成，成品聚合物卷材的密度为65-75g/m²。

为保证其阻燃效果，本发明的1#复合阻燃剂由氢氧化镁、三氧化二锑和红磷阻燃剂按3:1:0.5之重量份配比混配而成；2#复合阻燃剂由氢氧化镁、三氧化二锑和红磷阻燃剂按3:1:2之重量份配比混配而成。

本发明所用的填料由重钙和海泡石按10:1之重量份配比混配而成。

本发明所述的具有阻燃功能的复合防水系统的施工方法，包括下述步骤：

第一步，将待铺基层进行清理，除去浮尘、油污及杂物；基层如破损、疏松或不平，用水泥防水砂浆进行修整；

第二步，在处理好的基层表面弹出粉线或墨线，将聚合物防水卷材在预定位置预铺后回卷，然后在预铺位置处喷涂阻燃防水底胶层胶液，形成阻燃防水底胶层；

第三步，阻燃防水底胶层喷涂完毕，迅速铺设聚合物防水卷材，使聚合物防水卷材下表面牢固的粘贴在阻燃防水底胶层上，不得出现翘边、皱褶和空鼓现象；

第四步，待聚合物防水卷材粘结牢固后，在其上表面喷涂阻燃防水面胶层胶液，形成具有阻燃功能的阻燃防水面胶层；喷涂完成后自然干燥24小时，完成施工。

为保证阻燃效果，所述阻燃防水底胶层胶液喷涂量为0.75-1kg/m²,喷涂厚度≥1mm；所述阻燃防水面胶层胶液喷涂量为1.0-1.2kg/m²,喷涂厚度≥1.2mm。

本发明的优点在于：

本发明通过引入多重阻燃防水设计，很好的兼顾了阻燃和防水两种功能，通过调整有机和无机阻燃剂的合理配比实现了高效的阻燃效果。同时本发明采用自制的聚合物阻燃卷材，既保证了复合防水系统的阻燃性能，又增加了复合防水系统的力学性能和长期防水效果。

本发明专用的阻燃防水底胶层具有良好的附着力和润湿性，丙烯酸树脂具有大量的氢键且树脂本身具有相当的柔韧性，能够与水泥和金属屋面形成紧密的结合力；考虑到火灾发生时底胶层主要以抑制烟雾和隔热为主，因此底胶层用的1#复合阻燃剂以无机阻燃剂（氢氧化镁、三氧化二锑）为主，辅助有机阻燃剂（红磷阻燃剂），而面胶层的阻燃功能应该是在火灾发生时快速形成碳化膨胀层，隔绝空气和热传导，因此面胶层用的2#复合阻燃剂适当的提高了配方中的有机阻燃剂含量，以发泡为主。

由于底胶层和面胶层所用胶液均为水性体系，涂覆后需要2-4小时干燥，为避免干燥过程中密度较大的无机阻燃剂沉降到涂层下面，导致涂层表层的阻燃剂相对含量少，降低涂层阻燃效果，本申请加入的低密度有机阻燃剂还能明显改善涂层的阻燃效果。

附图说明

图1是本发明复合防水系统的断面结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做更加详细的说明，以便于本领域技术人员的理解。

如无特殊说明，本发明所用原料均为市售产品。

如：水性丙烯酸树脂可采用信谊化工的332T乳液或巴德富230乳液；

分散剂采用巴斯夫（BASF）AA4144分散剂；

消泡剂采用Foamaster MO NXZ ；

增稠剂采用大连金鼎TRM-272增稠剂；

润湿剂采用岳阳凯门A04E润湿剂；

红磷阻燃剂采用河南科威新材料MTR复合红磷阻燃剂等等。

一、预制具有阻燃功能的复合防水系统材料

1、制备纳米硒化钴阻燃添加剂：

量取水和乙二胺的混合溶剂20mL（水和乙二胺的比例为8:1），加入0.5g硝酸钴和0.5g硒粉，搅拌混合均匀，随后转移至聚四氟乙烯反应釜中，180 ℃加热20 h，经离心、洗涤、干燥，得到粉状纳米硒化钴添加剂成品备用。

2、配制1#复合阻燃剂和2#复合阻燃剂

按要求购置氢氧化镁、三氧化二锑和红磷阻燃剂原料，准确称量后按3:1:0.5之重量份配比混配后得到1#复合阻燃剂备用；按3:1:2之重量份配比混配后得到2#复合阻燃剂备用。

3、配制填料

准确称量重钙和海泡石，按10:1之重量份配比混配后备用。

4、配制阻燃防水底胶胶液

配方：水性丙烯酸树脂20-40份，分散剂0.2-0.4份，消泡剂0.1-0.3份，1#复合阻燃剂3-8份，纳米硒化钴添加剂 1-3份，滑石粉3-4份，填料35-60份，增稠剂0.2-0.4份，润湿剂0.1-0.3份，去离子水5-15份；

配制方法：首先将水性丙烯酸树脂和水在反应器中混合，转速300rpm，分散10分钟；搅拌状态下依次加入分散剂，消泡剂，润湿剂，保持转速300rpm，分散10分钟；搅拌状态下，再依次加入1#复合阻燃剂，滑石粉，填料，提高转速至1000rpm，分散60分钟；最后再加入纳米硒化钴添加剂，转速降至300rpm，分散20分钟后封装备用。

5、配制阻燃防水面胶胶液

配方：水性丙烯酸树脂35-50份，分散剂0.2-0.4份，消泡剂0.1-0.3份，2#复合阻燃剂14-22份，纳米硒化钴添加剂 1-3份，滑石粉4-9份，填料13-25份，增稠剂0.2-0.4份，润湿剂0.1-0.3份，去离子水5-15份；

配制方法同底胶胶液。

6、制备聚合物防水卷材

选用密度60g/m²，幅宽100cm的聚酯布作为基体，将其浸渍在阻燃防水底胶胶液中（两面均浸透胶液），然后60℃烘干3h，得到密度为65-75g/m²的成品聚合物卷材备用。

二、施工具有阻燃功能的复合防水系统

按照下述步骤进行：

第一步，将待铺基层1进行清理，除去浮尘、油污及杂物；基层如破损、疏松或不平，用水泥防水砂浆进行修整；

第二步，在处理好的基层表面弹出粉线或墨线，将聚合物防水卷材在预定位置预铺后回卷，然后在预铺位置处喷涂阻燃防水底胶层2胶液，阻燃防水底胶层胶液喷涂量为0.75-1kg/m²,喷涂厚度≥1mm（一般为1.2mm）；

第三步，阻燃防水底胶层2喷涂完毕，趁底胶胶液湿时迅速铺设聚合物防水卷材3，使聚合物防水卷材下表面牢固的粘贴在阻燃防水底胶层2上，并用刮板沿卷材宽度方向梳平皱褶，不得出现翘边、皱褶和空鼓现象；

第四步，待聚合物防水卷材3粘结牢固后（一般需自然干燥18小时），在其上表面喷涂阻燃防水面胶层胶液，形成具有阻燃功能的阻燃防水面胶层4，阻燃防水面胶层4胶液喷涂量为1.0-1.2kg/m²,喷涂厚度≥1.2mm（一般为1.5mm）；喷涂完成后自然干燥24小时，完成施工。

施工完成的复合防水系统如图1所示。

三、为测试本发明复合防水系统的阻燃功能，本发明采用三个具体实例来进行对比：

实例1 ：

1#阻燃防水底胶胶液配方（重量份）：信谊332T水性丙烯酸树脂20份，BASF AA4144分散剂0.2份，BASF MO NXZ AG消泡剂0.1份，1#复合阻燃剂8份，纳米硒化钴添加剂 2份，滑石粉4份，填料60份，大连金鼎TRM-272增稠剂0.4份，岳阳凯门A04E润湿剂0.3份，去离子水5份；按本发明方法配制成胶液备用。

1#阻燃防水面胶胶液配方（重量份）：巴德富230水性丙烯酸树脂40份，BASFAA4144分散剂0.2份，BASF MO NXZ AG消泡剂0.1份，2#复合阻燃剂22份，纳米硒化钴添加剂3份，滑石粉9份，填料25份，大连金鼎TRM-272增稠剂0.4份，岳阳凯门A04E润湿剂0.3份，去离子水5份；按本发明方法配制成胶液备用。

1#聚合物卷材是按本发明方法制备的密度65g/m²，幅宽100cm的阻燃卷材。

实例2 ：

2#阻燃防水底胶胶液配方（重量份）：信谊332T水性丙烯酸树脂40份，BASF AA4144分散剂0.4份，BASF MO NXZ AG消泡剂0.3份，1#复合阻燃剂3份，纳米硒化钴添加剂 3份，滑石粉3份，填料35份，大连金鼎TRM-272增稠剂0.2份，岳阳凯门A04E润湿剂0.1份，去离子水15份；按本发明方法配制成胶液备用。

2#阻燃防水面胶胶液配方（重量份）：巴德富230水性丙烯酸树脂50份，BASFAA4144分散剂0.4份，BASF MO NXZ AG消泡剂0.3份，2#复合阻燃剂14份，纳米硒化钴添加剂1份，滑石粉4份，填料15份，大连金鼎TRM-272增稠剂0.2份，岳阳凯门A04E润湿剂0.1份，去离子水15份；按本发明方法配制成胶液备用。

2#聚合物卷材是按本发明方法制备的密度75g/m²，幅宽100cm的阻燃卷材。

实例3：

3#阻燃防水底胶胶液配方（重量份）：信谊332T水性丙烯酸树脂30份，BASF AA4144分散剂0.3份，BASF MO NXZ AG消泡剂0.2份，1#复合阻燃剂7份，纳米硒化钴添加剂 1份，滑石粉3.5份，填料50份，大连金鼎TRM-272增稠剂0.1份，岳阳凯门A04E润湿剂0.2份，去离子水7.6份；按本发明方法配制成胶液备用。

3#阻燃防水面胶胶液配方（重量份）：巴德富230水性丙烯酸树脂45份，BASFAA4144分散剂0.3份，BASF MO NXZ AG消泡剂0.2份，2#复合阻燃剂18份，纳米硒化钴添加剂2份，滑石粉8份，填料13份，大连金鼎TRM-272增稠剂0.3份，岳阳凯门A04E润湿剂0.2份，去离子水13份；按本发明方法配制成胶液备用。

3#聚合物卷材是按本发明方法制备的密度75g/m²，幅宽100cm的阻燃卷材。

按常规金属屋面使用材料，准备三个尺寸相同的马口铁试片（40cm×25cm），分别标为样件1、样件2和样件3，然后将实例1、实例2和实例3的复合防水系统材料对应施工在样件1、样件2和样件3上。另取现有的JS卷材、JS防水底胶＋聚酯布＋聚合物防水面胶、防火涂料作为三个对比例。

四、测试

1、阻燃性能测试

参考国标GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》，氧指数是指在规定的试验条件下未来维持燃烧所需的氧气最低浓度值，氧指数越小越易燃烧；氧指数越大越难燃烧；参考塑料行业标准UL-94，阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-0逐级递增，其中HB阻燃性能最差，V-0阻燃性能最好。

测试结果见下表1。

2、附着力测试

附着力测试参考GB9286-1988《色漆和清漆漆膜的划格试验》，用锋利的切割刀在样件表面的复合防水系统（漆膜）上划出互相垂直的划痕，划痕纵横各6道，相邻划痕间隔1mm，切割时保持刀锋与样件垂直，速度为10-30mm/s。划痕完成后使用毛刷轻轻在划痕处扫动3次，此时，马口铁试片上出现了25个边长为1mm的方格，使用3M透明胶带覆盖在划痕处，胶带与漆膜成45°。缓缓揭开，观察胶带粘附的漆膜方格数量。根据脱落的方格数量，将漆膜附着力等级分为0级、1级、2级、3级、4级、5级等六个等级，其中0级附着力最好，5级附着力最差。

测试结果见下表1。

3、断裂伸长率、拉伸强度、不透水性效果测试

测试方法根据JG/T 375-2012《金属屋面丙烯酸高弹防水涂料》的测试方法，其测试结果见下表1。

表1：

从表1中数据可以看出，按照本发明方法施工的具有阻燃功能的复合防水样件1-3，其阻燃性能，附着力，以及断裂伸长率、拉伸强度、不透水性等均较现有的JS卷材、JS防水底胶＋聚酯布＋聚合物防水面胶、防火涂料效果好，证明本发明具有阻燃功能的复合防水系统，完全满足了特定场所如化工厂、石油管线、各类仓库等对火源敏感且又需要做防水处理的建筑物屋面的安全需求。

Claims

1.一种具有阻燃功能的复合防水系统，其特征在于：是由涂覆在基材上的阻燃防水底胶层，铺贴在所述阻燃防水底胶层上的聚合物防水卷材和涂覆在所述聚合物防水卷材表面的阻燃防水面胶层组成，其中：

2.根据权利要求1所述的具有阻燃功能的复合防水系统，其特征在于：所述纳米硒化钴添加剂采用下述方法制备而成：

在水和乙二胺的混合溶剂中加入适量的硝酸钴和硒粉，搅拌混合均匀后转移至聚四氟乙烯反应釜中，180 ℃加热20 h，经离心、洗涤干燥，得到粉状纳米硒化钴添加剂成品。

3.根据权利要求1或2所述的具有阻燃功能的复合防水系统，其特征在于：所述聚合物防水卷材是由通用聚酯布浸渍所述阻燃防水底胶层所用胶液后低温烘干而成，成品聚合物卷材的密度为65-75g/m²。

4.根据权利要求1所述的具有阻燃功能的复合防水系统，其特征在于：所述1#复合阻燃剂由氢氧化镁、三氧化二锑和红磷阻燃剂按3:1:0.5之重量份配比混配而成；所述2#复合阻燃剂由氢氧化镁、三氧化二锑和红磷阻燃剂按3:1:2之重量份配比混配而成。

5.根据权利要求1所述的具有阻燃功能的复合防水系统，其特征在于：所述填料由重钙和海泡石按10:1之重量份配比混配而成。

6.一种具有阻燃功能的复合防水系统的施工方法，其特征在于：包括下述步骤：

第一步，将待铺基层进行清理，除去浮尘、油污及杂物；

7.根据权利要求6所述的具有阻燃功能的复合防水系统的施工方法，其特征在于：所述阻燃防水底胶层胶液喷涂量为0.75-1kg/m²,喷涂厚度≥1mm；所述阻燃防水面胶层胶液喷涂量为1.0-1.2kg/m²,喷涂厚度≥1.2mm。