CN112592694B - 一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法 - Google Patents

一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法，改性沥青防水卷材包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青110～120份、环烷油4～6份、SBS3～6份、聚氨酯弹性体1‑2份、改性蛇纹石粉20‑30份、硫酸铝2‑5份、石英粉3‑5份、高岭土1‑2份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1‑2份以及抗氧剂3～5份。将改性沥青料输送至浸油槽，然后将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。本发明的防水卷材具有优良的耐拉伸性能以及耐酸碱腐蚀性能，能够满足含有酸液和碱液水体环境的防水要求。

Description

一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及防水卷材技术领域，具体涉及一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法。
背景技术
弹性体改性沥青防水卷材，具有很好的耐高温性能，可以在-25~100℃的温度范围内使用，有较高的弹性和耐疲劳性，以及高达1500%的伸长率和较强的耐穿刺能力、耐撕裂能力。适合于寒冷地区，以及变形和振动较大的工业与民用建筑的防水工程。其性能特点：低温柔性好，达到-25℃不裂纹；耐热性能高，90℃不流淌。延伸性能好，使用寿命长，施工简便，污染小等特点。产品适用于Ⅰ、Ⅱ级建筑的防水工程，尤其适用于低温寒冷地区和结构变形频繁的建筑防水工程。改性沥青防水卷材的使用环境非常多，有些使用环境中存在一些含有酸液和碱液的水体，普通的防水卷材耐酸碱腐蚀性能较差，在这样的使用环境中，极易被水体中的酸碱腐蚀，进而发生渗水及断裂等情况，影响防水卷材的寿命。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青110～120份、环烷油4～6份、SBS3～6份、聚氨酯弹性体1-2份、改性蛇纹石粉20-30份、硫酸铝2-5份、石英粉3-5份、高岭土1-2份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1-2份以及抗氧剂3～5份。
进一步地，本发明所述胎基层为聚酯纤维无纺布、HDPE膜或玻纤胎，上、下隔离层为聚乙烯膜或覆膜砂。
进一步地，本发明所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂697或者抗氧剂1098与抗氧剂697质量比为3:1的混合物。
进一步地，本发明所述聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
进一步地，本发明所述改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
步骤一、取蛇纹石粉加入水中在1200-1500r/min转速下进行搅拌，然后加入稀硝酸调节混合浆液的pH值至4-5，将混合浆液转移至反应釜，并向反应釜中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，升温至150℃，保温状态下以1350-1700r/min转速下搅拌30-40min，最后经抽滤、洗涤、干燥后得到复合粉体；
步骤二、取复合粉体加入球磨机中，升温至600-800℃，加入超细膨润土，保温研磨15-20min，然后降温至80-100℃，加入2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪，继续保温研磨20-30min，得到改性蛇纹石粉。
进一步地，本发明所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中每1L乙醇加入15-20gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，每10Kg蛇纹石粉加入20-30Lγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液。
进一步地，本发明所述复合粉体与超细膨润土的混合比例为3-5:1-2。
进一步地，本发明所述超细膨润土的粒径为3000-5000目。
进一步地，本发明所述复合粉体与2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的混合比例为5-8:1-2。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、改性蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4000-5000rpm转速下剪切30-40min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至600-800rpm，搅拌20-30min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本发明具有以下有益效果：
一、本发明的防水卷材具有优良的耐拉伸性能以及耐酸碱腐蚀性能，能够满足含有酸液和碱液水体环境的防水要求；
二、本发明的防水卷材沥青料中加入有改性蛇纹石，蛇纹石为TO型层状硅酸盐矿物，由“氢氧镁石”八面体片与[SiO4]四面体片的六方网片按1∶1结合构成结构单元层。在粉碎过程中，“氢氧镁石”八面体片的羟基大量暴露， 机械力会造成蛇纹石四面体片和八面体片的断裂， 因而在端面上出现含镁键、Si-O-Si、O-Si-O等不饱和键。羟基以及不饱和键的存在会使粉体表现出强极性，导致其在沥青体系中的分散度较差，因此，针对蛇纹石的改性，一方面，利用硅烷偶联剂在其表面增加非极性基团，改善其在沥青体系中的分散度，另一方面，要在其表面增加酚羟基和胺基基团，通过酚羟基与硅烷基之间的交联以及胺基与沥青中羧基之间的交联增强填料与沥青体系的界面结合力，提高沥青卷材的力学综合性能以及耐根穿刺性能。蛇纹石与超细膨润土相互掺和后，能够增强蛇纹石作为填料的强度；
三、本发明的防水卷材沥青料中还加入了硫酸铝、石英粉以及高岭土，通过三种成分的加入，能够明显增强防水卷材的耐酸碱腐蚀性能。石英结构紧密，内部离子键强度大且键力分布均匀， 因此具有耐化学腐蚀的特性。石英的主要成分SiO2是不活泼的氧化物，属于酸性氧化物，几乎不与酸发生化学反应，并且在硫酸铝和高岭土的作用下，其与碱之间反应活性也明显降低，三种成分相互配合后，对沥青进行改性，可提高其耐酸碱腐蚀的性能。
具体实施方式
以下结合具体实施方式进一步对本发明的技术方案进行阐述。
实施例1
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青110份、环烷油6份、SBS3份、聚氨酯弹性体2份、改性蛇纹石粉20份、硫酸铝5份、石英粉3份、高岭土2份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1份以及抗氧剂5份。
胎基层为聚酯纤维无纺布，上、下隔离层为聚乙烯膜。抗氧剂为抗氧剂1098。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
步骤一、取蛇纹石粉加入水中在1200r/min转速下进行搅拌，然后加入稀硝酸调节混合浆液的pH值至5，将混合浆液转移至反应釜，并向反应釜中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，升温至150℃，保温状态下以1350r/min转速下搅拌30-40min，最后经抽滤、洗涤、干燥后得到复合粉体；
步骤二、取复合粉体加入球磨机中，升温至800℃，加入超细膨润土，保温研磨15min，然后降温至100℃，加入2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪，继续保温研磨20min，得到改性蛇纹石粉。
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中每1L乙醇加入20gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，每10Kg蛇纹石粉加入20Lγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液。
复合粉体与超细膨润土的混合比例为5:2，超细膨润土的粒径为3000目，复合粉体与2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的混合比例为5:2。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、改性蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4000rpm转速下剪切40min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至600rpm，搅拌30min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
蛇纹石为TO型层状硅酸盐矿物，由“氢氧镁石”八面体片与[SiO4]四面体片的六方网片按1∶1结合构成结构单元层。在粉碎过程中，“氢氧镁石”八面体片的羟基大量暴露， 机械力会造成蛇纹石四面体片和八面体片的断裂， 因而在端面上出现含镁键、Si-O-Si、O-Si-O等不饱和键。羟基以及不饱和键的存在会使粉体表现出强极性，导致其在沥青体系中的分散度较差，因此，针对蛇纹石的改性，一方面，利用硅烷偶联剂在其表面增加非极性基团，改善其在沥青体系中的分散度，另一方面，要在其表面增加酚羟基和胺基基团，通过酚羟基与硅烷基之间的交联以及胺基与沥青中羧基之间的交联增强填料与沥青体系的界面结合力，提高沥青卷材的力学综合性能以及耐根穿刺性能。蛇纹石与超细膨润土相互掺和后，能够增强蛇纹石作为填料的强度。
本发明中还加入了硫酸铝、石英粉以及高岭土，通过三种成分的加入，能够明显增强防水卷材的耐酸碱腐蚀性能。石英结构紧密，内部离子键强度大且键力分布均匀， 因此具有耐化学腐蚀的特性。石英的主要成分SiO2是不活泼的氧化物，属于酸性氧化物，几乎不与酸发生化学反应，并且在硫酸铝和高岭土的作用下，其与碱之间反应活性也明显降低，三种成分相互配合后，对沥青进行改性，可提高其耐酸碱腐蚀的性能。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：92%，断裂伸长率保持率93%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：90%，断裂伸长率保持率91%。
实施例2
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青120份、环烷油4份、SBS6份、聚氨酯弹性体1份、改性蛇纹石粉30份、硫酸铝2份、石英粉5份、高岭土1份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵2份以及抗氧剂3份。
胎基层为HDPE膜，上、下隔离层为覆膜砂。抗氧剂为抗氧剂697。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
步骤一、取蛇纹石粉加入水中在1500r/min转速下进行搅拌，然后加入稀硝酸调节混合浆液的pH值至4，将混合浆液转移至反应釜，并向反应釜中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，升温至150℃，保温状态下以1700r/min转速下搅拌30min，最后经抽滤、洗涤、干燥后得到复合粉体；
步骤二、取复合粉体加入球磨机中，升温至800℃，加入超细膨润土，保温研磨15min，然后降温至100℃，加入2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪，继续保温研磨20min，得到改性蛇纹石粉。
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中每1L乙醇加入15gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，每10Kg蛇纹石粉加入30Lγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液。
复合粉体与超细膨润土的混合比例为3:1，超细膨润土的粒径为5000目，复合粉体与2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的混合比例为8:1。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、改性蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在5000rpm转速下剪切30min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至800rpm，搅拌20-30min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：91%，断裂伸长率保持率92%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：92%，断裂伸长率保持率90%。
实施例3
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青115份、环烷油5份、SBS5份、聚氨酯弹性体1.5份、改性蛇纹石粉25份、硫酸铝4份、石英粉4份、高岭土1.5份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1.5份以及抗氧剂4份。
胎基层为聚酯纤维无纺，上、下隔离层为聚乙烯膜。抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂697的3：1混合物。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
步骤一、取蛇纹石粉加入水中在1300r/min转速下进行搅拌，然后加入稀硝酸调节混合浆液的pH值至4.5，将混合浆液转移至反应釜，并向反应釜中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，升温至150℃，保温状态下以1500r/min转速下搅拌35min，最后经抽滤、洗涤、干燥后得到复合粉体；
步骤二、取复合粉体加入球磨机中，升温至700℃，加入超细膨润土，保温研磨18min，然后降温至90℃，加入2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪，继续保温研磨25min，得到改性蛇纹石粉。
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中每1L乙醇加入16gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，每10Kg蛇纹石粉加入25Lγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液。
复合粉体与超细膨润土的混合比例为2:1，超细膨润土的粒径为4000目，复合粉体与2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的混合比例为4:1。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、改性蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4500rpm转速下剪切35min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至700rpm，搅拌25min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：92%，断裂伸长率保持率92%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：92%，断裂伸长率保持率90%。
实施例4
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青115份、环烷油5份、SBS5份、聚氨酯弹性体1.5份、硫酸铝4份、石英粉4份、高岭土1.5份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1.5份以及抗氧剂4份。
胎基层为聚酯纤维无纺，上、下隔离层为聚乙烯膜。抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂697的3：1混合物。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4500rpm转速下剪切35min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至700rpm，搅拌25min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：90%，断裂伸长率保持率92%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：91%，断裂伸长率保持率91%。
实施例5
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青115份、环烷油5份、SBS5份、聚氨酯弹性体1.5份、蛇纹石粉25份、硫酸铝4份、石英粉4份、高岭土1.5份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1.5份以及抗氧剂4份。
胎基层为聚酯纤维无纺，上、下隔离层为聚乙烯膜。抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂697的3：1混合物。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4500rpm转速下剪切35min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至700rpm，搅拌25min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：91%，断裂伸长率保持率91%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：92%，断裂伸长率保持率90%。
实施例6
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青115份、环烷油5份、SBS5份、聚氨酯弹性体1.5份、改性蛇纹石粉25份、硫酸铝4份、石英粉4份、高岭土1.5份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1.5份以及抗氧剂4份。
胎基层为聚酯纤维无纺，上、下隔离层为聚乙烯膜。抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂697的3：1混合物。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
取蛇纹石粉加入球磨机中，升温至700℃，加入超细膨润土，保温研磨18min，然后降温至90℃，加入2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪，继续保温研磨25min，得到改性蛇纹石粉。
复合粉体与超细膨润土的混合比例为2:1，超细膨润土的粒径为4000目，复合粉体与2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的混合比例为4:1。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、改性蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4500rpm转速下剪切35min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至700rpm，搅拌25min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：90%，断裂伸长率保持率91%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：92%，断裂伸长率保持率90%。
实施例7
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青115份、环烷油5份、SBS5份、聚氨酯弹性体1.5份、改性蛇纹石粉25份、硫酸铝4份、石英粉4份、高岭土1.5份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1.5份以及抗氧剂4份。
胎基层为聚酯纤维无纺，上、下隔离层为聚乙烯膜。抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂697的3：1混合物。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
取蛇纹石粉加入水中在1300r/min转速下进行搅拌，然后加入稀硝酸调节混合浆液的pH值至4.5，将混合浆液转移至反应釜，并向反应釜中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，升温至150℃，保温状态下以1500r/min转速下搅拌35min，最后经抽滤、洗涤、干燥后得到复合粉体；
步骤二、取复合粉体加入球磨机中，升温至700℃，加入超细膨润土，保温研磨18min，得到改性蛇纹石粉。
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中每1L乙醇加入16gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，每10Kg蛇纹石粉加入25Lγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液。
复合粉体与超细膨润土的混合比例为2:1，超细膨润土的粒径为4000目。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、改性蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4500rpm转速下剪切35min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至700rpm，搅拌25min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：91%，断裂伸长率保持率92%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：91%，断裂伸长率保持率91%。
实施例8
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青115份、环烷油5份、SBS5份、聚氨酯弹性体1.5份、改性蛇纹石粉25份、硫酸铝4份、石英粉4份、高岭土1.5份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1.5份以及抗氧剂4份。
胎基层为聚酯纤维无纺，上、下隔离层为聚乙烯膜。抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂697的3：1混合物。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
步骤一、取蛇纹石粉加入水中在1300r/min转速下进行搅拌，然后加入稀硝酸调节混合浆液的pH值至4.5，将混合浆液转移至反应釜，并向反应釜中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，升温至150℃，保温状态下以1500r/min转速下搅拌35min，最后经抽滤、洗涤、干燥后得到复合粉体；
步骤二、取复合粉体加入球磨机中，升温至90℃，加入2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪，继续保温研磨25min，得到改性蛇纹石粉。
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中每1L乙醇加入16gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，每10Kg蛇纹石粉加入25Lγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液。
复合粉体与2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的混合比例为4:1。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、改性蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4500rpm转速下剪切35min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至700rpm，搅拌25min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：91%，断裂伸长率保持率92%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：90%，断裂伸长率保持率91%。
实施例9
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青115份、环烷油5份、SBS5份、聚氨酯弹性体1.5份、改性蛇纹石粉25份、硫酸铝4份、高岭土1.5份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1.5份以及抗氧剂4份。
胎基层为聚酯纤维无纺，上、下隔离层为聚乙烯膜。抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂697的3：1混合物。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
步骤一、取蛇纹石粉加入水中在1300r/min转速下进行搅拌，然后加入稀硝酸调节混合浆液的pH值至4.5，将混合浆液转移至反应釜，并向反应釜中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，升温至150℃，保温状态下以1500r/min转速下搅拌35min，最后经抽滤、洗涤、干燥后得到复合粉体；
步骤二、取复合粉体加入球磨机中，升温至700℃，加入超细膨润土，保温研磨18min，然后降温至90℃，加入2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪，继续保温研磨25min，得到改性蛇纹石粉。
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中每1L乙醇加入16gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，每10Kg蛇纹石粉加入25Lγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液。
复合粉体与超细膨润土的混合比例为2:1，超细膨润土的粒径为4000目，复合粉体与2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的混合比例为4:1。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、改性蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4500rpm转速下剪切35min，接着升温至135℃，加入高岭土和抗氧剂，降低转速至700rpm，搅拌25min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：82%，断裂伸长率保持率80%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：81%，断裂伸长率保持率80%。
实施例10
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青115份、环烷油5份、SBS5份、聚氨酯弹性体1.5份、改性蛇纹石粉25份、石英粉4份、高岭土1.5份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1.5份以及抗氧剂4份。
胎基层为聚酯纤维无纺，上、下隔离层为聚乙烯膜。抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂697的3：1混合物。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
步骤一、取蛇纹石粉加入水中在1300r/min转速下进行搅拌，然后加入稀硝酸调节混合浆液的pH值至4.5，将混合浆液转移至反应釜，并向反应釜中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，升温至150℃，保温状态下以1500r/min转速下搅拌35min，最后经抽滤、洗涤、干燥后得到复合粉体；
步骤二、取复合粉体加入球磨机中，升温至700℃，加入超细膨润土，保温研磨18min，然后降温至90℃，加入2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪，继续保温研磨25min，得到改性蛇纹石粉。
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中每1L乙醇加入16gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，每10Kg蛇纹石粉加入25Lγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液。
复合粉体与超细膨润土的混合比例为2:1，超细膨润土的粒径为4000目，复合粉体与2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的混合比例为4:1。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体和改性蛇纹石粉，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4500rpm转速下剪切35min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至700rpm，搅拌25min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：86%，断裂伸长率保持率85%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：82%，断裂伸长率保持率82%。
实施例11
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青115份、环烷油5份、SBS5份、聚氨酯弹性体1.5份、改性蛇纹石粉25份、硫酸铝4份、石英粉4份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1.5份以及抗氧剂4份。
胎基层为聚酯纤维无纺，上、下隔离层为聚乙烯膜。抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂697的3：1混合物。
聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3, 3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
步骤一、取蛇纹石粉加入水中在1300r/min转速下进行搅拌，然后加入稀硝酸调节混合浆液的pH值至4.5，将混合浆液转移至反应釜，并向反应釜中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，升温至150℃，保温状态下以1500r/min转速下搅拌35min，最后经抽滤、洗涤、干燥后得到复合粉体；
步骤二、取复合粉体加入球磨机中，升温至700℃，加入超细膨润土，保温研磨18min，然后降温至90℃，加入2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪，继续保温研磨25min，得到改性蛇纹石粉。
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中每1L乙醇加入16gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，每10Kg蛇纹石粉加入25Lγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液。
复合粉体与超细膨润土的混合比例为2:1，超细膨润土的粒径为4000目，复合粉体与2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的混合比例为4:1。
一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、改性蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4500rpm转速下剪切35min，接着升温至135℃，加入石英粉和抗氧剂，降低转速至700rpm，搅拌25min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
本实施例的防水卷材经过检测后结果如下：
耐热性：105℃无滑动、无滴落；低温柔性：-25℃无裂纹；不透水性：0.3MPa，120min，不透水；纵向最大拉力：1205N/50mm，横向最大拉力：1156N/50mm；饱和氢氧化钙溶液×168h，拉伸强度保持率：88%，断裂伸长率保持率84%，2%硫酸溶液×168h，拉伸强度保持率：82%，断裂伸长率保持率81%。
由实施例4-11的数据可以看出：实施例4-8的耐酸碱性能与实施例1-3的耐酸碱性能不相上下，由此可见，改性蛇纹石的加入对改性沥青卷材的耐腐蚀性能影响不大，实施例9-11的耐酸碱性能有所下降，这是由于实施例9-11中均未加入硫酸铝、石英粉和高岭土的完整体系，导致其制备得到的沥青防水卷材的耐腐蚀性能下降。实施例4制备的防水卷材力学性能最差，这是由于其在制备过程中未加入改性蛇纹石粉，导致其强度，结合力等均严重下降。实施例5制备的改性沥青防水卷材力学性能也较差，仅高于实施例4，这是由于实施例5在制备过程中加入了普通蛇纹石粉，是性能有所提高，但是没有加入改性蛇纹石粉，依然导致其未能通过耐根穿刺检测。实施例7制备的改性沥青防水卷材力学性能仅高于实施例4和5，这是由于实施例7在制备过程中加入了经过半改性的蛇纹石粉（没有经过2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪改性），由此可以看出，2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪改性对蛇纹石粉在沥青卷材中的作用大于γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性。实施例6制备的改性沥青防水卷材力学性能高于实施例4、5和7，这是由于实施例6在制备过程中加入了经过半改性的蛇纹石粉（没有经过γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性），导致其力学性能有所下降，但是影响较没有经过2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪改性的影响小。实施例8-11制备的改性沥青防水卷材力学性能虽然低于实施例1-3，但是高于实施例4-7，这是由于蛇纹石粉的其他改性条件对沥青防水材料性能的影响小于γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性和2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪改性。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，包括上隔离层、两面均涂覆有改性沥青胶的胎基层和下隔离层，其特征在于：所述改性沥青胶由以下重量份数的原料制成：基础沥青110～120份、环烷油4～6份、SBS3～6份、聚氨酯弹性体1-2份、改性蛇纹石粉20-30份、硫酸铝2-5份、石英粉3-5份、高岭土1-2份、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵1-2份以及抗氧剂3～5份；
所述改性蛇纹石粉由以下方法制备得到：
步骤一、取蛇纹石粉加入水中在1200-1500r/min转速下进行搅拌，然后加入稀硝酸调节混合浆液的pH值至4-5，将混合浆液转移至反应釜，并向反应釜中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，升温至150℃，保温状态下以1350-1700r/min转速下搅拌30-40min，最后经抽滤、洗涤、干燥后得到复合粉体；
步骤二、取复合粉体加入球磨机中，升温至600-800℃，加入超细膨润土，保温研磨15-20min，然后降温至80-100℃，加入2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪，继续保温研磨20-30min，得到改性蛇纹石粉。
2.如权利要求1所述一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于：所述胎基层为聚酯纤维无纺布、HDPE膜或玻纤胎，上、下隔离层为聚乙烯膜或覆膜砂。
3.如权利要求1所述一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂697或者抗氧剂1098与抗氧剂697质量比为3:1的混合物。
4.如权利要求1所述一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于：所述聚氨酯弹性体为以端羟基聚丁二烯和聚四亚甲基醚二醇为软段，以2, 4-甲苯二异氰酸酯和 3,3′-二氯-4, 4′-二氨基二苯基甲烷为硬段，采用预聚体法制备的聚氨酯弹性体。
5.如权利要求1所述一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于：所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中每1L乙醇加入15-20gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，每10Kg蛇纹石粉加入20-30Lγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液。
6.如权利要求1所述一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于：所述复合粉体与超细膨润土的混合比例为3-5:1-2。
7.如权利要求1所述一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于：所述超细膨润土的粒径为3000-5000目。
8.如权利要求1所述一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于：所述复合粉体与2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的混合比例为5-8:1-2。
9.如权利要求1所述一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于：向基础沥青中加入SBS、聚氨酯弹性体、改性蛇纹石粉和硫酸铝，加热至120℃，然后再加入环烷油和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵，在4000-5000rpm转速下剪切30-40min，接着升温至135℃，加入石英粉、高岭土和抗氧剂，降低转速至600-800rpm，搅拌20-30min，得到改性沥青料，将改性沥青料输送至浸油槽，然后将中间胎体层展开至浸油层内，进行浸油涂布，将胎基层的正反两面涂布所需厚度的改性沥青层，冷却后，在改性沥青层的外表面分别涂覆隔离层，制得改性沥青防水卷材。
CN202110226982.6A 2021-03-02 2021-03-02 一种耐酸碱的弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法 Active CN112592694B (zh)

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