CN112677585A - 一种超耐候耐盐碱防水卷材 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑防水材料技术领域，特别涉及一种超耐候耐盐碱防水卷材，包括胎基层及设置在胎基层上下表面的SBS改性沥青层，位于胎基层上表面的SBS改性沥青层外设有自粘层，自粘层外设有上隔离层；位于胎基层下表面的SBS改性沥青层外设有下隔离层；所述的SBS改性沥青层包括以下重量份的原料制备而成：10#石油沥青55‑80重量份，SBS橡胶25‑40重量份，氟硅橡胶10‑25重量份，硫化剂1‑5重量份，硫化促进剂0.3‑1重量份，长链烷基硅油5‑15重量份，硅烷偶联剂3‑8重量份，氧化石墨2‑7重量份，抗氧剂0.5‑1.5重量份，填料15‑30重量份；自粘层包括乙烯基聚硅氧烷、有机氢聚硅氧烷、乙炔环己酮和氯铂酸‑乙烯基硅氧烷络合物盐混合而成；本发明提供的防水卷材具有优异的耐候耐盐碱性能。

Description

一种超耐候耐盐碱防水卷材

技术领域

本发明属于建筑防水材料技术领域，特别涉及一种超耐候耐盐碱防水卷材。

背景技术

防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面，以及隧道、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的无渗漏连接，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。现有防水卷材的制作方法主要是将沥青类或高分子类防水材料浸渍到胎体上，制作成的防水材料产品以卷材形式提供。根据主要组成材料不同，分为沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材；根据胎体的不同分为无胎体卷材、纸胎卷材、玻璃纤维胎卷材、玻璃布胎卷材和聚乙烯胎卷材。防水卷材要求有良好的耐水性，对温度变化的稳定性(高温下不流淌、不起泡、不淆动，低温下不脆裂)，一定的机械强度、延伸性和抗断裂性，要有一定的柔韧性和抗老化性等。

本领域技术人员公知，自上世纪80年代起，SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物)改性沥青防水卷材因具有价格低廉、施工便捷、防水效果好等优质性能，迅速在建筑防水行业得到推广应用，成为防水材料中最重要、最普遍的卷材产品之一。随着SBS应用范围的扩大和研究的深入，SBS改性沥青暴露出一定的缺陷，具体如，SBS在一定程度上能提高沥青的高温和低温性能，但其对高温性能的改善效果不如树脂，而对低温性能的改善不如橡胶，并且SBS对沥青疲劳性能的提升并不理想。此外，在沿海地区和高盐碱地区，由于海滨大气和海洋环境中含有较多的NaCl和MgCl2颗粒，氯离子含量相对较高，建筑物表面难以形成稳定的保护性锈层，加之沿海地区光照强，雨量丰富，空气潮湿，降水多为酸雨等特点，普通的SBS改性沥青防水卷材在这种特殊的环境条件下极易被腐蚀，防水性能也极易衰减，这就需要研制开发具有优异耐盐碱性能的防水卷材，以满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中SBS防水卷材存在的至少一个问题，提供一种超耐候耐盐碱防水卷材，其适用于高盐碱度的环境中，能够确保防水效果，有效地防止建筑结构的主体受到腐蚀性介质的侵蚀，延长建筑的使用寿命；以及，减缓其自身受到高盐碱度环境的影响，确保较长时效的防水、保护效果。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种超耐候耐盐碱防水卷材，包括胎基层及设置在所述胎基层上下表面的SBS改性沥青层，位于胎基层上表面的SBS改性沥青层外设有自粘层，所述的自粘层外设有上隔离层；位于胎基层下表面的SBS改性沥青层外设有下隔离层；

其中，所述的SBS改性沥青层包括以下重量份的原料制备而成：10#石油沥青55-80重量份，SBS橡胶25-40重量份，氟硅橡胶10-25重量份，硫化剂1-5重量份，硫化促进剂0.3-1重量份，长链烷基硅油5-15重量份，硅烷偶联剂3-8重量份，氧化石墨2-7重量份，抗氧剂0.5-1.5重量份，填料15-30重量份；

所述的自粘层包括乙烯基聚硅氧烷、有机氢聚硅氧烷、乙炔环己酮和氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐混合而成。

优选地，所述有机氢聚硅氧烷的用量为所述乙烯基聚硅氧烷的用量的5-20wt％；

优选地，所述乙炔环己酮的用量为乙烯基聚硅氧烷与有机氢聚硅氧烷总重量的0.05-0.5wt％；

优选地，所述氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐以铂计，所述氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐的用量为所述乙烯基聚硅氧烷用量的50-200ppm。

优选地，所述的上隔离层为高密度聚乙烯膜。

优选地，所述的胎基层为铜胎基层。

优选地，所述的下隔离层为聚丙烯膜，镀铝硅油膜或细砂。

优选地，所述的硫化剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰，所述的硫化促进剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷；

优选的，所述硫化剂与硫化促进剂的用量比为4:1。

优选地，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或乙烯基三乙酸基硅烷。

优选地，所述的抗氧剂为抗氧化剂TNP。

优选地，所述的填料选自重钙粉、滑石粉，或其组合。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的防水卷材，通过SBS橡胶改性处理后，使得防水卷材具有较好的耐高温性能，可以在-25℃到100℃的大温度范围内使用，并确保防水卷材具有较好的弹性和耐疲劳性；通过引入氟硅橡胶，在保持有机硅材料的耐热性，耐寒性和耐老化性能的基础上，基于含氟基团的存在，使得防水卷材具有有机氟材料优异的耐氢类溶剂，耐油、耐盐碱性能；通过填料的掺入，改善了防水卷材的整体强度，避免氟硅橡胶的引入所带来的强度不足的影响；

本发明提供的防水卷材中，所述的SBS改性沥青层中还含有长链烷基硅油，其与氟硅橡胶之间具有较好的相容性和界面黏结力，可实现稠化效果，以及，长链烷基硅油中含有部分的Si-H键，其本身即具有较好的耐碱效果，而且与自粘层中含有的乙烯基聚硅氧烷发生硅烷化反应而实现固化，自粘层作为SBS改性沥青层的覆盖层，其不仅与SBS改性沥青层具有优异的结合效果，而且其自身具有良好的耐热性、低透湿性和密合性，确保了本发明提供的防水卷材具有良好的防护能力。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。

本发明中所有的原料，对其来源没有特别限定，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本发明中所有的原料，对其纯度没有特别限定，本发明优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。

本发明提供了一种超耐候耐盐碱防水卷材，包括胎基层及设置在所述胎基层上下表面的SBS改性沥青层，位于胎基层上表面的SBS改性沥青层外设有自粘层，所述的自粘层外设有上隔离层；位于胎基层下表面的SBS改性沥青层外设有下隔离层；

也即，本发明提供的防水卷材包括自上而下依次设置的上隔离层、自粘层、SBS改性沥青层、胎基层、SBS改性沥青层和下隔离层；

其中，所述的SBS改性沥青层包括以下重量份的原料制备而成：10#石油沥青55-80重量份，SBS橡胶25-40重量份，氟硅橡胶10-25重量份，硫化剂1-5重量份，硫化促进剂0.3-1重量份，长链烷基硅油5-15重量份，硅烷偶联剂3-8重量份，氧化石墨2-7重量份，抗氧剂0.5-1.5重量份，填料15-30重量份；

所述的自粘层包括乙烯基聚硅氧烷、有机氢聚硅氧烷、乙炔环己酮和氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐混合而成。

本发明提供的技术方案中，所述的SBS改性沥青层与上隔离层之间设置有自粘层，所述的自粘层中含有乙烯基聚硅氧烷和有机氢聚硅氧烷，其中含有的Si-CH＝CH₂基与Si-H基能够在加热、催化剂存在的条件下发生硅烷化反应，所形成的固化层具有良好的耐热性、低透湿性和密合性，覆盖在SBS改性沥青层的表面，起到进一步阻隔防护的效果；并且，所述的SBS改性沥青层中含有长链烷基硅油，其本身与SBS改性沥青层中的氟硅橡胶之间具有良好的相容性和界面黏结力，可实现稠化的效果，并且，长链烷基硅油中保留有部分的Si-H，可参与到自粘层的硅烷化反应中，进一步提高自粘层与SBS改性沥青层的结合力，提高覆盖阻隔的效果，确保了本发明提供的防水卷材具有良好的防护效果。

本发明中，所述的SBS改性沥青层中包含有10#石油沥青，SBS橡胶和氟硅橡胶，其中，10#石油沥青通过SBS橡胶改性处理后，使得防水卷材具有较好的耐高温性能，可以在-25℃到100℃的大温度范围内使用，并确保防水卷材具有较好的弹性和耐疲劳性；通过引入氟硅橡胶，在保持有机硅材料的耐热性，耐寒性和耐老化性能的基础上，基于含氟基团的存在，使得防水卷材具有有机氟材料优异的耐氢类溶剂，耐油、耐盐碱性能；通过填料的掺入，改善了防水卷材的整体强度，避免氟硅橡胶的引入所带来的强度不足的影响。

本发明提供的技术方案中，所述的SBS改性沥青层中掺杂有氧化石墨，其不仅能够作为填料实现增强的作用，而且，氧化石墨表面含有的-COOH基团能够与盐碱地区所存在的Na⁺、K⁺、Ca²⁺等阳离子产生桥连作用，形成一个交联的絮状结构，进而避免了盐碱中的离子持续的从防水卷材的端面处侵入，实现了防水卷材的保护效果。本发明对所述氧化石墨的制备不做特殊限定，可采用本领域技术人员所知晓的方法制备得到，具体的方法步骤例如：将200mL，质量分数为98％的浓硫酸和5g硝酸钠加入到烧杯中，在0～4℃的冰水中冷却30min，然后加入10g石墨，搅拌混合均匀；接着向烧杯中再加入30g的高锰酸钾，在35℃的温度下反应2h，再加入250mL的蒸馏水，升温至90℃，继续搅拌30min，然后将反应物转移至反应釜中，加入15L的蒸馏水，终止反应，加入双氧水直至溶液由棕黑色变为黄色，趁热过滤，分离得到滤渣，用稀盐酸对滤渣洗涤3次，然后再用蒸馏水洗涤3次，在烘箱中将滤渣烘干，即得所述的氧化石墨。

根据本发明，本发明中，所述有机氢聚硅氧烷的用量为所述乙烯基聚硅氧烷的用量的5-20wt％；优选地，所述乙炔环己酮的用量为乙烯基聚硅氧烷与有机氢聚硅氧烷总重量的0.05-0.5wt％；优选地，所述氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐以铂计，所述氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐的用量为所述乙烯基聚硅氧烷用量的50-200ppm。

本发明中，所述的乙烯基聚硅氧烷为甲基乙烯基聚硅氧烷或甲基苯基乙烯基聚硅氧烷；其中，乙烯基在聚硅氧烷分子链的α、ω位或中间位置，乙烯基聚硅氧烷的粘度为0.2-200Pa·s，乙烯基含量为0.05-10mol％；所述的乙烯基聚硅氧烷每个分子中含有2个以上与硅原子相连的乙烯基官能团；

所述的有机氢聚硅氧烷为二甲基含氢硅油，含氢量为0.2-1.2％，粘度为10-100cps。

本发明中，所述的上隔离层为高密度聚乙烯膜。

根据本发明，胎基层作为防水卷材的依附层，其质量的好坏将直接影响到防水卷材的质量，作为优选的，本发明中，所述的胎基层为铜胎基层，基于该铜胎基层可形成高强度的防水层，确保防水卷材的耐穿刺，耐撕裂和耐疲劳性能。

所述的下隔离层为聚丙烯膜，镀铝硅油膜或细砂。

根据本发明，本发明中，所述的硫化剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰，所述的硫化促进剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷；进一步优选的，本发明中，所述硫化剂与硫化促进剂的用量比为4:1。

所述的硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或乙烯基三乙酸基硅烷。

所述的抗氧剂为抗氧化剂TNP。

所述的填料选自重钙粉、滑石粉，或其组合。

本发明中，所述的超耐候耐盐碱防水卷材的制备方法，包括以下步骤：

(1)先将10#石油沥青加入到带有搅拌装置的反应釜中升温至145-150℃，加入SBS橡胶，搅拌混合60-70分钟，将反应釜升温至160℃后，加入氟硅橡胶、硫化剂和硫化促进剂，高速剪切搅拌40-60分钟，然后降温至100℃，加入长链烷基硅油、硅烷偶联剂、氧化石墨、抗氧剂和填料，搅拌混合，得到SBS改性沥青黏胶；

(2)将有机氢聚硅氧烷与乙炔环己酮加入到搅拌机中搅拌混合，然后加入乙烯基聚硅氧烷，继续搅拌混合，接着向搅拌机中加入氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐，搅拌混合均匀后得到黏性组合物；

(3)先将步骤(1)中制备得到的SBS改性沥青黏胶与胎基层进行热压粘接，具体是在150-170℃的温度下控厚定型，再将步骤(2)中的黏性组合物覆到SBS改性沥青层上，向黏性组合物上施加150kg/cm²的压力，在170℃的温度下保持10分钟，使黏性组合物固化成型，再分别覆盖上隔离层和下隔离层，收卷得到所述的超耐候耐盐碱防水卷材。

以下通过具体的实施例对本发明提供的超耐候耐盐碱防水卷材做出进一步的说明。

实施例1

一种防水卷材，包括胎基层及设置在所述胎基层上下表面的SBS改性沥青层，位于胎基层上表面的SBS改性沥青层外设有自粘层，所述的自粘层外设有上隔离层；位于胎基层下表面的SBS改性沥青层外设有下隔离层；

所述的上隔离层为高密度聚乙烯；

所述的胎基层为铜胎基层；

所述的下隔离层为聚丙烯膜；

其中，所述的SBS改性沥青层包括以下重量份的原料制备而成：10#石油沥青70重量份，SBS橡胶(购自巴陵石化，产品牌号SBSYH-796E)30重量份，氟硅橡胶(购自日本信越化工，产品牌号FE-361-U)16重量份，硫化剂2,4-二氯过氧化苯甲酰(双二四)3重量份，硫化促进剂2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷0.6重量份，长链烷基硅油(购自浙江润禾有机硅新材料有限公司，产品牌号为RH8206)10重量份，硅烷偶联剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷5重量份，氧化石墨5重量份，抗氧化剂TNP 1.0重量份，重钙粉(400目)25重量份；

所述的自粘层包括乙烯基聚硅氧烷、有机氢聚硅氧烷、乙炔环己酮和氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐混合而成。

其中，所述有机氢聚硅氧烷的用量为所述乙烯基聚硅氧烷的用量的15wt％；

所述乙炔环己酮的用量为乙烯基聚硅氧烷与有机氢聚硅氧烷总重量的0.2wt％；

所述氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐以铂计，所述氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐的用量为所述乙烯基聚硅氧烷用量的100ppm。

所述的乙烯基聚硅氧烷为甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基在聚硅氧烷分子链的α位，乙烯基聚硅氧烷的粘度为50Pa·s，乙烯基含量为0.5mol％；所述的乙烯基聚硅氧烷每个分子中含有3个与硅原子相连的乙烯基官能团；

所述的有机氢聚硅氧烷为二甲基含氢硅油，含氢量为0.6％，粘度为30cps；

上述防水卷材的制备方法包括以下步骤：

(1)先将10#石油沥青加入到带有搅拌装置的反应釜中升温至150℃，加入SBS橡胶，搅拌混合60分钟，将反应釜升温至160℃后，加入氟硅橡胶、硫化剂和硫化促进剂，高速剪切搅拌60分钟，然后降温至100℃，加入长链烷基硅油、硅烷偶联剂、氧化石墨、抗氧剂和填料，搅拌混合，得到SBS改性沥青黏胶；

(2)将有机氢聚硅氧烷与乙炔环己酮加入到搅拌机中搅拌混合，然后加入乙烯基聚硅氧烷，继续搅拌混合，接着向搅拌机中加入氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐，搅拌混合均匀后得到黏性组合物；

(3)先将步骤(1)中制备得到的SBS改性沥青黏胶与胎基层进行热压粘接，具体是在170℃的温度下控厚定型，再将步骤(2)中的黏性组合物覆到SBS改性沥青层上，向黏性组合物上施加150kg/cm²的压力，在170℃的温度下保持10分钟，使黏性组合物固化成型，再分别覆盖上隔离层和下隔离层，收卷得到所述的防水卷材。

实施例2

本实施例与实施例1中的防水卷材基本相同，不同的是：

所述的SBS改性沥青层包括以下重量份的原料制备而成：10#石油沥青55重量份，SBS橡胶(购自巴陵石化，产品牌号SBSYH-796E)25重量份，氟硅橡胶(购自日本信越化工，产品牌号FE-361-U)10重量份，硫化剂2,4-二氯过氧化苯甲酰(双二四)1重量份，硫化促进剂2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷0.3重量份，长链烷基硅油(购自浙江润禾有机硅新材料有限公司，产品牌号为RH8206)5重量份，硅烷偶联剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷3重量份，氧化石墨2重量份，抗氧化剂TNP 0.5重量份，重钙粉15重量份；

其余不变，加工得到所述的防水卷材。

实施例3

本实施例与实施例1中的防水卷材基本相同，不同的是：

所述的SBS改性沥青层包括以下重量份的原料制备而成：10#石油沥青80重量份，SBS橡胶(购自巴陵石化，产品牌号SBSYH-796E)40重量份，氟硅橡胶(购自日本信越化工，产品牌号FE-361-U)25重量份，硫化剂2,4-二氯过氧化苯甲酰5重量份，硫化促进剂2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1重量份，长链烷基硅油(购自浙江润禾有机硅新材料有限公司，产品牌号为RH8206)15重量份，硅烷偶联剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷8重量份，氧化石墨7重量份，抗氧化剂TNP 1.5重量份，重钙粉30重量份；

其余不变，加工得到所述的防水卷材。

根据Q/SY YHF0034-2015《耐盐碱型聚合物改性沥青防水卷材》的标准对实施例1-3加工得到的防水卷材进行检测，检测结果汇总于表1中。

表1：

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种超耐候耐盐碱防水卷材，其特征在于，包括胎基层及设置在所述胎基层上下表面的SBS改性沥青层，位于胎基层上表面的SBS改性沥青层外设有自粘层，所述的自粘层外设有上隔离层；位于胎基层下表面的SBS改性沥青层外设有下隔离层；

其中，所述的SBS改性沥青层包括以下重量份的原料制备而成：10#石油沥青55-80重量份，SBS橡胶25-40重量份，氟硅橡胶10-25重量份，硫化剂1-5重量份，硫化促进剂0.3-1重量份，长链烷基硅油5-15重量份，硅烷偶联剂3-8重量份，氧化石墨2-7重量份，抗氧剂0.5-1.5重量份，填料15-30重量份；

所述的自粘层包括乙烯基聚硅氧烷、有机氢聚硅氧烷、乙炔环己酮和氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐混合而成。

2.根据权利要求1所述的超耐候耐盐碱防水卷材，其特征在于，所述有机氢聚硅氧烷的用量为所述乙烯基聚硅氧烷的用量的5-20wt％；

优选地，所述乙炔环己酮的用量为乙烯基聚硅氧烷与有机氢聚硅氧烷总重量的0.05-0.5wt％；

优选地，所述氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐以铂计，所述氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物盐的用量为所述乙烯基聚硅氧烷用量的50-200ppm。

3.根据权利要求1所述的超耐候耐盐碱防水卷材，其特征在于，所述的上隔离层为高密度聚乙烯膜。

4.根据权利要求1所述的超耐候耐盐碱防水卷材，其特征在于，所述的胎基层为铜胎基层。

5.根据权利要求1所述的超耐候耐盐碱防水卷材，其特征在于，所述的下隔离层为聚丙烯膜，镀铝硅油膜或细砂。

6.根据权利要求1所述的超耐候耐盐碱防水卷材，其特征在于，所述的硫化剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰，所述的硫化促进剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷；

优选的，所述硫化剂与硫化促进剂的用量比为4:1。

7.根据权利要求1所述的超耐候耐盐碱防水卷材，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或乙烯基三乙酸基硅烷。

8.根据权利要求1所述的超耐候耐盐碱防水卷材，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧化剂TNP。

9.根据权利要求1所述的超耐候耐盐碱防水卷材，其特征在于，所述的填料选自重钙粉、滑石粉，或其组合。