CN112662374B - 一种酸碱调节剂改善s-clf卷材剥离性能的胶料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酸碱调节剂改善S‑CLF卷材剥离性能的胶料，包括如下按重量百分数计的原料：沥青40‑60％，改性油4‑9％，SBS 4‑9％，预溶胶2‑8％，SBR 0.5‑1.5％，热稳定剂0.03‑0.08％，改性石油树脂0.03‑0.08％，酸碱调节剂4‑10％，余下为填充粉料。本发明经研究发现，将SBS、预溶胶、SBR与改性油和沥青配合使用，使得橡胶、沥青、改性油结合得更好，增加了橡胶防水涂料相对于基层的粘附效果，增强防水效果。本发明优化了胶料的配方，通过成分选择和含量配比，达到了降低胶料粘度的同时，改善了胶料的性能，通过各成分的组合和复配具有了优良的剥离性能，解决了S‑CLF胶料卷材与后浇混凝土剥离强度存在缺陷的问题，同时保证其他性能符合标准的要求。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程的技术领域，主要涉及一种酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料。
背景技术
防水卷材主要用于建筑墙体，屋面，隧道，公路，垃圾填埋场等处，起到抵御外界雨水，地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，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，对整个工程起到至关重要的作用。目前市场上研发的S-CLF强力交叉层压膜自粘防水卷材，能够综合高分子卷材和自粘改性沥青防水卷材的优点，并规避各自的缺点，物理性能优异，拉伸性能是传统无胎自粘卷材的2～3倍。且轻薄柔软，厚度≤0.3mm，施工方便，具有较高的撕拉强度，防水效果更好。S-CLF卷材由进口超强交叉层压膜、高性能配方的自粘橡胶沥青胶料、隔离膜组合而成，是一种抗拉、延伸率和抗撕裂能力非常好的无胎自粘防水卷材，具有优良的耐紫外线和稳定性。包括单面自粘(NS型)、双面自粘(ND型)和预铺反粘(YC型)。单面自粘(NS型)由强力交叉层压膜、自粘橡胶沥青胶料和隔离膜组成；双面自粘(ND型)由镀铝隔离膜、自粘橡胶沥青胶料、强力交叉层压膜、自粘橡胶沥青胶料、隔离膜组成；预铺反粘(YC型)由防粘减粘层、自粘橡胶沥青胶料、强力交叉层压膜、自粘橡胶沥青胶料和隔离膜组成。
CN103205204B公开了一种高强橡胶沥青防水涂料，由乳化沥青、改性胶乳、填料等组成，其重量百分比为：乳化沥青55％-65％、改性胶乳25％-35％、填料5％-10％，将乳化沥青、改性胶乳、填料加入到搅拌缸中高速搅拌，搅拌20分钟，静止1小时后过滤，即得到上述橡胶沥青防水涂料。上述高强橡胶沥青防水涂料采用高强复合改性乳液进行改性，具有强度高、可手工刮涂、完美贴合、高弹力、无接缝等突出特点，从根本解决了传统沥青涂料强度不足的缺陷，但是上述橡胶沥青防水涂料的剥离强度不足。现有的S-CLF卷材中的自粘橡胶沥青胶料，在测试卷材与后浇混凝土剥离强度时不满足企标Q/320584PAI011-2019中参数要求，且改性时，胶料的粘度较大，不利于搅拌，改性剂溶解程度不能达到最好。
发明内容
本发明的目的是提供一种酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料，在降低胶料粘度的同时，改善了胶料的性能，解决S-CLF胶料卷材与后浇混凝土剥离强度存在缺陷的问题，同时保证其他性能符合标准的要求。改善了卷材的性能，提高了产品的市场竞争力。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料，包括如下按重量百分数计的原料：
沥青40-60％
改性油4-9％
SBS 4-9％
预溶胶2-8％
SBR 0.5-1.5％
热稳定剂0.03-0.08％
改性石油树脂0.03-0.08％
酸碱调节剂4-10％
余下为填充粉料。
优选地，一种酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料，包括如下按重量百分数计的原料：
沥青48％
改性油7％
SBS 6％
预溶胶2％
SBR 0.6％
热稳定剂0.04％
改性石油树脂0.06％
酸碱调节剂8％
余下为填充粉料。
本发明优化了胶料的配方，通过成分选择和含量配比，达到降低胶料粘度的同时，也改善了胶料的性能，解决S-CLF胶料卷材与后浇混凝土剥离强度存在缺陷的问题，同时保证其他性能符合标准的要求。本发明发明人经过大量的实验研究，从众多的原料中选择和复配，特别是酸碱调节剂的适当使用，发明人经过大量实验研究发现，调节胶料的酸碱度，尤其是胶料偏碱性，能够使胶料中的活性官能团增多，从而胶料拥有更好的粘结性能，使得S-CLF卷材与后浇混凝土的剥离性能好，满足企标Q/320584PAI011-2019中参数要求。
具体地，在本发明中，通过各成分的组合和复配来达到本发明的目的。本发明采用改性油对胶料中的主要成分沥青、SBS、酸碱调节剂和SBR进行增容，使各成分分散均匀；采用SBS提高沥青的韧性和耐高低温性能，采用预溶胶来增加胶料的内聚力和粘接力；采用改性石油树脂和酸碱调节剂来提高胶料的粘结性能。所有组分的含量设置使得胶料虽然降低了胶料粘度，但保持了胶料的粘结性，抗剥离性能好。
具体地，本发明中根据实际使用需要可加入本领域中常规使用的添加剂，如增粘剂、增稠剂、增韧剂、紫外线吸收剂中的一种或多种。
在本发明中，优选地，所述沥青为普通道路沥青，牌号90#，采用中石化、中石油和SK中的一种销售的油作主体材料；所述改性油为重芳烃油，所述重芳烃油对胶料中的添加剂组分的溶解性好。其中牌号90#指90号沥青：针入度80-100；15度延度AB级大于100，C级大于50；软化点1-2和1-3和1-4区A级是大于45，B级大于43，C级大于42，2-2和2-3A级是大于44，B级大于42，C级大于42。重芳烃是指C10以上的芳烃，现在也有将C8、C9列在其内。通称重芳烃油，应用商品有100#～200#溶剂油。主要成份是带苯环结构的芳烃。本发明对所述的重芳烃油种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员认可的重芳烃油的种类和来源即可。
在本发明中，优选地，所述酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料包括如下按重量百分数计的原料：
沥青40-60％
改性油4-9％
SBS 4-9％
预溶胶2-8％
SBR 0.5-1.5％
热稳定剂0.03-0.08％
改性石油树脂0.03-0.08％
酸碱调节剂4-10％
再生环氧树脂粉末2.0-6.0％
脂肪醇聚氧乙烯醚1.0-2.0％
余下为填充粉料。
本发明胶料配方中加入再生环氧树脂粉末，能够明显降低沥青的脆性，同时表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚的添加，可起到一定的乳化作用，提高粘性。优选地，所述的再生环氧树脂粉末的细度为200～300目。
在本发明中，优选地，SBS选用热塑性丁苯橡胶，可以改善胶料的耐高低温性能。
在本发明中，优选地，预溶胶选用徐州鸿顺高新材料有限公司的产品0506，能够增加胶料内聚力和粘接力。
在本发明中，优选地，热稳定剂选用硬脂酸铅，增强胶料抗热老化性能。
在本发明中，填充粉料采用可以提高胶料力学性能的无机填料。优选情况下，所述填充粉料选自膨润土、碳酸钙、粉煤灰和炭黑中的至少一种。
在本发明中，优选地，所述改性石油树脂采用石油树脂C9系列，增强胶料在高温搅拌下的流动性。石油树脂是利用裂化石油的副产品烯烃或环烯烃进行聚合或与醛类、芳烃、萜烯类化合物等共聚而成的树脂性物质的总称。C9石油树脂特指以包含九个碳原子的"烯烃或环烯烃进行聚合或与醛类、芳烃、萜烯类化合物等共聚而成"的树脂性物质。C9石油树脂主要作为橡胶软化添加剂使用，丁苯橡胶本身缺乏粘性而且坚硬，加入C9石油树脂，使得丁苯橡胶的分子链遭到分割，从而使产品具有很好的粘性均软化度。同时可以提高胶料的粘结性。
在本发明中，优选地，所述酸碱调节剂采用钙氧化物中的一种。如氢氧化钙，氧化钙等，采用钙氧化物调节胶料的整体pH值提升，胶料中活性官能团变多，使得胶料虽然降低了胶料粘度，但保持了胶料的粘结性，抗剥离性能好。
本发明还提供所述酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能胶料的制备方法，包括如下步骤:
S1.调整温度至130-140℃，加入沥青和SBS、预溶胶和SBR，搅拌30min后，加入改性油，搅拌均匀；
S2.降低体系温度至85-90℃，依次加入热稳定剂和改性石油树脂，最后加入酸碱调节剂和填充粉料，搅拌0.5-1h，保温，排泡。
优选地，S1中，所述搅拌分两阶段进行，第一阶段的条件包括：转速为3000～5000rpm，时间为25～35min；第二阶段的条件包括：速度为2000～3000rpm，时间为60～120min。
优选地，S2中，所述搅拌的条件包括：转速为800～1000rpm，时间为30～60min。
上述制备工艺是根据本发明配方中各原料的特性和组合，经过大量实验，特异性进行的设置，能够充分使各原料均匀混合，不会团结，使获得的胶料性能好。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明经研究发现，将SBS、预溶胶、SBR与改性油沥青配合使用，使得橡胶沥青改性油结合得更好，增加了橡胶防水涂料相对于基层的粘附效果，增强防水效果。本发明正是通过各成分的组合和复配才具有了优良的剥离性能。
(2)本发明加入了酸碱调节剂，调节胶料的酸碱度，使胶料拥有更好的粘结性能，在胶料粘度降低的情况下不降低粘结性能。同时加入了再生环氧树脂粉末，能够明显降低沥青的脆性，起到增韧的效果，同时表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚的添加，可起到一定的乳化作用，提高粘性。
(3)本发明优化了胶料的配方，改善了成分选择和含量配比，达到了降低胶料粘度的同时，改善了胶料的性能，解决S-CLF胶料卷材与后浇混凝土剥离强度存在缺陷的问题，同时保证其他性能符合标准的要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明，但本发明要求的保护范围并不局限于实施例。
下述实施例所采用的原料如无特殊说明，均为市售。
其中，
沥青为普通道路沥青，牌号90#；
改性油选择重芳烃油，购自无锡浩向化工材料有限公司，牌号35#沥青改性剂；
SBS选用热塑性丁苯橡胶，牌号SBS 1401；
SBR购自山东海方，型号规格为纯度95％；
预溶胶选用徐州鸿顺高新材料有限公司的产品牌号0506；
热稳定剂选用硬脂酸铅；
改性石油树脂采用石油树脂C9系列，软化点:80～140℃。
酸碱调节剂选用氢氧化钙。
本发明的填充粉料可以选自膨润土、碳酸钙、粉煤灰和炭黑中的至少一种，下述实施例中填充粉料具体为轻质碳酸钙。
实施例1:
胶料的配方如表1，胶料的制备方法包括如下步骤:
S1.调整温度至130℃，加入沥青和SBS、预溶胶和SBR，搅拌，转速为5000rpm，时间为25min，加入改性油，搅拌均匀，速度为2000rpm，时间为120min。
S2.降低体系温度至85-90℃，依次加入热稳定剂和改性石油树脂，最后加入酸碱调节剂和填充粉料，搅拌0.5-1h，保温，排泡。所述搅拌的条件包括：转速为800rpm，时间为60min。
实施例2:
胶料的配方如表1，胶料的制备方法包括如下步骤:
S1.调整温度至140℃，加入沥青和SBS、预溶胶和SBR，搅拌，转速为3000rpm，时间为35min，加入改性油，搅拌均匀，速度为3000rpm，时间为60min。
S2.降低体系温度至85-90℃，依次加入热稳定剂和改性石油树脂，最后加入酸碱调节剂和填充粉料，搅拌0.5-1h，保温，排泡。所述搅拌的条件包括：转速为1000rpm，时间为30min。
实施例3:
胶料的配方如表1，胶料的制备方法包括如下步骤:
S1.调整温度至135℃，加入沥青和SBS、预溶胶和SBR，搅拌，转速为4000rpm，时间为30min，加入改性油，搅拌均匀，速度为2500rpm，时间为100min。
S2.降低体系温度至85-90℃，依次加入热稳定剂和改性石油树脂，最后加入酸碱调节剂和填充粉料，搅拌0.5-1h，保温，排泡。所述搅拌的条件包括：转速为900rpm，时间为50min。
实施例4:
胶料的配方如表1，胶料的制备方法包括如下步骤:
S1.调整温度至138℃，加入沥青和SBS、预溶胶和SBR，搅拌，转速为4200rpm，时间为33min，加入改性油、再生环氧树脂，搅拌均匀，速度为2800rpm，时间为80min。
S2.降低体系温度至85-90℃，依次加入热稳定剂和改性石油树脂，最后加入酸碱调节剂、脂肪醇聚氧乙烯醚和填充粉料，搅拌0.5-1h，保温，排泡。所述搅拌的条件包括：转速为850rpm，时间为48min。
实施例5:
胶料的配方如表1，胶料的制备方法包括如下步骤:
S1.调整温度至133℃，加入沥青和SBS、预溶胶和SBR，搅拌，转速为3800rpm，时间为32min，加入改性油、再生环氧树脂，搅拌均匀，速度为2600rpm，时间为90min。
S2.降低体系温度至85-90℃，依次加入热稳定剂和改性石油树脂，最后加入酸碱调节剂、脂肪醇聚氧乙烯醚和填充粉料，搅拌0.5-1h，保温，排泡。所述搅拌的条件包括：转速为950rpm，时间为40min。
实施例6:
胶料的配方如表1，胶料的制备方法包括如下步骤:
S1.调整温度至132℃，加入沥青和SBS、预溶胶和SBR，搅拌，转速为4800rpm，时间为28min，加入改性油、再生环氧树脂，搅拌均匀，速度为2400rpm，时间为70min。
S2.降低体系温度至85-90℃，依次加入热稳定剂和改性石油树脂，最后加入酸碱调节剂、脂肪醇聚氧乙烯醚和填充粉料，搅拌0.5-1h，保温，排泡。所述搅拌的条件包括：转速为840rpm，时间为55min。
对比例1:
胶料的配方如表1，胶料的制备方法与实施例1相同。
对比例2:
胶料的配方如表1，胶料的制备方法与实施例1相同。
对比例3:
胶料的配方如表1，胶料的制备方法与实施例1相同。
对比例4:
胶料的配方如表1，胶料的制备方法与实施例1相同。
表1胶料的配方表
性能测试
测试实施例1-6和对比例1-4制备的胶料与后浇混凝土剥离强度，测试方法按照企标Q/320584PAI011-2019进行，具体试样制备如下：
在沥青卷材生产线进行生产，中间为强力交叉膜，两侧为实施例1-6和对比例1-4制备的胶料，硅油隔离膜做好隔离，另一面用标准砂子作为隔离层，硅油隔离膜一侧的胶料厚度为0.6mm，覆砂层那一侧的胶料厚度为0.5mm，从而做成改性沥青卷材。无处理的卷材按照改性沥青防水卷材与后浇混凝土剥离强度的制样标准进行制样，水泥砂浆配合比:强度等级42.5普通硅酸盐水泥：ISO标准砂：水＝1：2：0.4，试件粘结面尺寸为(70*50)mm，采用大块的卷材上浇砂浆同时制备多个试件，剥离试验前裁剪到规定的尺寸。将试件平放在模具的底部，粘结面朝上，然后将水泥砂浆拌合物倒入模具，在符合JG/T 245规定的混凝土振动台上振实20s，厚度为30mm到50mm。在(20±2)℃放置24h脱模，在标准养护条件养护至168h。
待试件养护完成时，将试件放置室内(23±2)℃4h，将水泥砂浆板装在试验机一端的夹具上，将未粘结卷材的一端翻转180°夹在试验机另一端的夹具中，使试件的纵向轴线与拉伸试验机及夹具的轴线重合，夹具间距至少为100mm，不承受预荷载。试验在(23±2)℃进行，拉伸速度为(100±10)mm/min，连续记录直至试件分离。
本发明制备的胶料制备成卷材后(无处理)与后浇混凝土剥离强度基本维持在1.65-1.75N/mm，完全能够达到企标中对该项目的1.5N/mm数值的要求，成品胶料时胶料的粘度基本在12000-15000MPa·s之间。胶料的粘度测定方法按照《沥青布氏旋转粘度试验(布洛克菲尔德粘度计法)》规定的要求进行测试，准备好胶料试样，装在容器中，在烘箱中加热至软化点以上100℃左右，保温30-60min备用，应尤其注意去除气泡。
测试结果如表2所示。
表2无处理卷材与后浇混凝土剥离强度
| 项目 | 胶料粘度(MPa·s) | 与后浇混凝土剥离强度(N/mm) |
| 实施例1 | 14690 | 1.73 |
| 实施例2 | 13760 | 1.65 |
| 实施例3 | 14800 | 1.67 |
| 实施例4 | 12860 | 1.76 |
| 实施例5 | 12790 | 1.71 |
| 实施例6 | 13340 | 1.75 |
| 对比例1 | 11600 | 1.1 |
| 对比例2 | 12300 | 1.45 |
| 对比例3 | 15800 | 1.38 |
| 对比例4 | 15760 | 1.14 |
小结：通过表2的数据表明，本发明从众多的原料中选择和复配，特别是酸碱调节剂的选择以及含量调整，使得S-CLF卷材与后浇混凝土的剥离性能好，满足企标Q/320584PAI011-2019中参数要求。解决了S-CLF胶料卷材与后浇混凝土剥离强度存在缺陷的问题，半成品胶料的粘度优于现有的S-CLF胶料的配方。
本发明正是通过各成分的组合和复配才具有了优良的剥离性能。而对比例与本发明相比：对比例1不添加酸碱调节剂，对比例2不添加预溶胶，对比例3不添加SBS，获得的胶料的剥离强度明显降低；对比例4中各组分的含量与本发明不同，将SBS、预溶胶、SBR与改性油的占比提高，虽然胶料粘度提高，但胶料的剥离强度降低。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (8)
1.一种酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料，其特征在于，
包括如下按重量百分数计的原料：
沥青40-60％
改性油4-9％
SBS 4-9％
预溶胶2-8％
SBR 0.5-1.5％
热稳定剂0.03-0.08％
改性石油树脂0.03-0.08％
酸碱调节剂4-10％
余下为填充粉料，
其中，所述预溶胶选用徐州鸿顺高新材料有限公司的产品0506，所述酸碱调节剂为氢氧化钙。
2.根据权利要求1所述酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料，其特征在于，包括如下按重量百分数计的原料：
沥青48％
改性油7％
SBS 6％
预溶胶2％
SBR 0.6％
热稳定剂0.04％
改性石油树脂0.06％
酸碱调节剂8％
余下为填充粉料。
3.根据权利要求1所述酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料，其特征在于，所述沥青为普通道路沥青，牌号90#；所述改性油为重芳烃油。
4.根据权利要求1所述酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料，其特征在于，包括如下按重量百分数计的原料：
沥青40-60％
改性油4-9％
SBS 4-9％
预溶胶2-8％
SBR 0.5-1.5％
热稳定剂0.03-0.08％
改性石油树脂0.03-0.08％
酸碱调节剂4-10％
再生环氧树脂粉末2.0-6.0％
脂肪醇聚氧乙烯醚1.0-2.0％
余下为填充粉料。
5.根据权利要求1所述酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料，其特征在于，所述热稳定剂选用硬脂酸铅。
6.根据权利要求4所述酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料，其特征在于，所述的再生环氧树脂粉末的细度为200～300目。
7.根据权利要求1所述酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能的胶料，其特征在于，所述改性石油树脂采用石油树脂C9系列。
8.权利要求1-3任一所述酸碱调节剂改善S-CLF卷材剥离性能胶料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
S1.调整温度至130-140℃，加入沥青和SBS、预溶胶和SBR，搅拌30min后，加入改性油，搅拌均匀；
S2.降低体系温度至85-90℃，依次加入热稳定剂和改性石油树脂，最后加入酸碱调节剂和填充粉料，搅拌1-2h，保温，排泡。
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