CN113388332A - 一种防水材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防水材料，该防水材料为防水板或排水板，包括基板以及设置在基板一侧面上且间隔分布的多个粘扣带；粘扣带通过胶粘剂与基板粘结。采用本发明特定配方制备的基板，能有效提高防水板或排水板的抗撕裂、抗穿刺、柔韧性等性能，使得防水材料之间的焊接，不仅适合热楔焊接，还可采用热风焊接，降低施工人员和设备的要求。施工时，可以直接将本发明防水材料的粘扣带与无纺布进行粘合和铆合，只需一步即可完成防水材料与无纺布之间的贴合，大大简化施工工艺，减少施工过程中的施工构造层次和时间，有效提高施工效率，节约工期。本发明特定配方的胶粘剂，能有效提高基板与无纺布之间的贴合强度，避免基板脱落。

Description

一种防水材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及防水工程技术领域，具体涉及一种防水材料及其制备方法和应用。
背景技术
防水板和排水板广泛应用在桥梁、涵洞或隧道内的防水/排水工程。现有的防水板和排水板是由高分子材料(如PE或EVA等)通过挤出机塑化熔融，辅以模头再通过三辊挤出定型后的片材类防水材料，通常是一层结构，产品结构单一。
在隧道防水工程的施工过程中，使用卷材台车，先将无纺布用钉子与隧道内混凝土结构固定，然后将垫片固定到无纺布上，防水板或排水板通过热楔机焊接施工，并固定到垫片上，整个施工环节比较繁琐，造成工期拉长。为此，有人设计一种自粘型防水板，如中国专利CN210439133U，公开的一种自粘型防水板，包括塑料防水板本体，在该塑料防水板本体的一侧面设置有规则或不规则状的粘合带，在该粘合带上设置有若干块的能够与构成桥梁或涵洞等工程的一衬混凝土面粘合的粘合胶块，在设置有规则或不规则状的粘合带的塑料防水板本体的侧面设置无纺布层，该无纺布层的一侧面与粘合带的粘合胶块形成粘合结合、另一侧面则与形成一衬混凝土层结合在一起。该防水板将无纺布层与塑料防水板本体结合在一起，虽然省去了铺设防水板之前的无纺布的步骤，但加重了防水板的重量，且无纺布与塑料防水板本体之间通过胶块粘合，粘合强度不够，施工过程中，塑料防水板本体易脱落，施工也不便。而且现有的防水板和排水板在耐低温、抗撕裂、抗穿刺方面表现出极差的性能，施工焊接也通常只能使用热楔机进行施工，焊接温度和窗口很难把控。
发明内容
为了解决现有技术的缺陷，本发明提供一种防水材料，所述防水材料为自粘可焊型防水板或排水板；所述防水材料包括：基板，以及设置在基板一侧面上且间隔分布的多个粘扣带；所述粘扣带包括：柔性基底，以及设置在柔性基底外侧面上的钩体；所述柔性基底的内侧面通过胶粘剂与基板粘结；
按重量份计，所述基板由以下组分组成：
薄膜级HDPE 20～50份，
茂金属聚乙烯10～30份，
乙烯-醋酸乙烯共聚物30～50份，
线性低密度聚乙烯10～30份，
抗氧剂0.1～0.5份。
优选的，所述薄膜级HDPE的密度为0.945～0.965g/cm3，熔融指数(190℃，2.16kg)为8～16g/min；
所述茂金属聚乙烯的密度为0.91～0.94g/cm3，熔融指数为1～3g/min；
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的VA含量为18％～28％。
优选的，按重量份计，所述胶粘剂由以下组分组成：
SIS橡胶15～30份，
加氢石油树脂20～35份，
芳香烃改性脂环族氢化树脂5～15份，
增塑剂5～30份，
钛白粉0.5～10份，
抗氧剂0.1～1.0份，
光稳定剂0.1～2份。
优选的，所述柔性基底的材质为聚丙烯；所述钩体与柔性基底的材质相同或不同。
优选的，所述多个粘扣带沿基板的长度方向或宽度方向排列。
具体的，所述防水材料为自粘可焊型防水板，防水材料的基板为平板；
或者，
所述防水材料为自粘可焊型排水板，防水材料的基板包括：板本体，以及设置在板本体一侧面上且间隔分布的多个凸起结构；所述粘扣带柔性基底的内侧面通过胶粘剂与基板的凸起结构粘结。
优选的，所述基板与粘扣带之间胶粘剂的涂布厚度(涂布量g/m＝20-300g)为0.2～0.8mm。
本发明还提供上述防水材料的制备方法，包括如下步骤：
1)制备胶粘剂：
将15～30重量份SIS橡胶、5～30重量份增塑剂投入反应釜，升温至180℃(待物料融化后)，再投入20～35重量份加氢石油树脂、5～15重量份芳香烃改性脂环族氢化树脂、0.5～10重量份钛白粉、0.1～1.0重量份抗氧剂、0.1～2重量份光稳定剂，搅拌均匀后出料，制得胶粘剂备用；
2)制备基板：
将20～50重量份薄膜级HDPE、10～30重量份茂金属聚乙烯、30～50重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物、10～30重量份线性低密度聚乙烯、0.1～0.5重量份抗氧剂投入干燥混合机进行混料和干燥处理；然后将混合料输入单螺杆挤出机，熔融的物料依次经过换网器、计量泵、T型模头，再经过三辊压光机压光成型，得到基板；其中，挤出加工温度控制在180～230℃，三辊温度分别控制在60±2℃、50±2℃、60±2℃；
3)制备防水材料：
三辊压光机压光成型后的基板经过牵引达到涂胶工序；提前将胶粘剂进行熔融；先进行粘扣带的放卷使粘扣带通过涂布头的下方，然后开启涂胶设备进行胶粘剂的涂布，按照涂布量要求20-300g/m进行涂布；然后粘扣带通过绕辊的形式转移到基板上；然后基板进行激光打码和裁切后最终收卷，得到防水材料。
本发明还提供一种隧道拱顶的防水施工方法，包括如下步骤：将无纺布用与隧道拱顶的混凝土结构固定，然后将上述防水材料的粘扣带与无纺布粘合。
优选的，粘扣带与无纺布粘合后，再将粘扣带与无纺布进行铆合。
本发明对防水材料(防水板或排水板)的基板配方进行了优化：
1)众所周知，HDPE(高密度聚乙烯)牌号有上千种，如何选择合适的HDPE牌号是非常关键的，本发明在注塑料、吹膜料、挤出级、薄膜级、流延级等众多牌号中特别优选选择了薄膜级HDPE。
2)茂金属聚乙烯是采用茂金属催化剂，使聚乙烯在原有结构基础上，侧向的支链排列更加规整和有序，一方面能提高材料的抗穿刺性能，另一方面由于有稳定的侧链存在，使得茂金属聚乙烯较一般聚乙烯有更好的热风焊接性能，使施工环节难度降低。
3)乙烯-醋酸乙烯共聚物一项重要的技术指标就是VA含量，决定了材料的柔韧性、耐低温性，本发明优选了VA含量在18～28％的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
采用本发明特定配方制备的基板，能有效提高防水板或排水板的抗撕裂、抗穿刺、柔韧性等性能，使得防水材料(防水板或排水板)之间的焊接，不仅适合热楔焊接，还可采用热风焊接，降低施工人员和设备的要求。
本发明防水材料(防水板或排水板)的基板通过胶粘剂与粘扣带粘结，施工时，可以直接将防水板或排水板的粘扣带与无纺布进行粘合和铆合，省去现有的先将垫片与无纺布固定，再将防水板或排水板通过焊接的方式与垫片固定的施工工艺，采用本发明的防水材料只需一步即可完成防水板或排水板与无纺布之间的贴合，大大简化施工工艺，减少施工过程中的施工构造层次和时间，有效提高施工效率，节约工期。
本发明特定配方的胶粘剂，能有效提高基板与无纺布之间的贴合强度，避免基板脱落。
进一步的，使用粘扣带与无纺布进行铆合，不仅强度高，施工也方便，可以及时纠正防水材料(防水板或排水板)的铺设质量，也不易损坏无纺布。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案如下：
本发明的防水材料可以作为防水板或排水板；本发明的防水材料包括：基板，以及设置在基板一侧面上且间隔分布的多个粘扣带；该多个粘扣带沿基板的长度方向或宽度方向排列；所述粘扣带包括：柔性基底，以及设置在柔性基底外侧面上的钩体；所述柔性基底的内侧面通过胶粘剂与基板粘结。
具体的：
若本发明的防水材料作为自粘可焊型防水板，则防水材料的基板为平板；
若本发明的防水材料作为自粘可焊型排水板，则防水材料的基板包括：板本体，以及设置在板本体一侧面上且间隔分布的多个凸起结构；所述粘扣带柔性基底的内侧面通过胶粘剂与基板的凸起结构粘结。
本发明的基板由特定配方制备，具体的，本发明的基板按重量份计由以下组分组成：
薄膜级HDPE 20～50份，
茂金属聚乙烯(茂金属PE) 10～30份，
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA) 30～50份，
线性低密度聚乙烯(LLDPE) 10～30份，
抗氧剂 0.1～0.5份；
其中，所述薄膜级HDPE的密度为0.945～0.965g/cm3，熔融指数(190℃，2.16kg)为8～16g/min；
所述茂金属聚乙烯的密度为0.91～0.94g/cm3，熔融指数为1～3g/min；
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的VA含量为18％～28％。
采用本发明特定配方制备的基板，能有效提高防水板或排水板的抗撕裂、抗穿刺、柔韧性等性能，使得防水材料(防水板或排水板)之间的焊接，不仅适合热楔焊接，还可采用热风焊接，降低施工人员和设备的要求。
本发明的防水材料(防水板或排水板)可用于隧道拱顶的防水工程，施工时，先将无纺布用与隧道拱顶的混凝土结构固定，然后将本发明防水材料(防水板或排水板)的粘扣带与无纺布粘合，再将粘扣带与无纺布进行铆合。
本发明防水材料(防水板或排水板)的基板通过胶粘剂与粘扣带粘结，施工时，可以直接将防水板或排水板的粘扣带与无纺布进行粘合和铆合，省去现有的先将垫片与无纺布固定，再将防水板或排水板通过焊接的方式与垫片固定的施工工艺，采用本发明的防水材料只需一步即可完成防水板或排水板与无纺布之间的贴合，大大简化施工工艺，减少施工过程中的施工构造层次和时间，有效提高施工效率，节约工期。
进一步的，使用粘扣带与无纺布进行铆合，不仅强度高，施工也方便，可以及时纠正防水材料(防水板或排水板)的铺设质量，也不易损坏无纺布。
本发明的胶粘剂也由特定配方制备，具体的，本发明的胶粘剂按重量份计由以下组分组成：
SIS橡胶 15～30份，
加氢石油树脂 20～35份，
芳香烃改性脂环族氢化树脂 5～15份，
增塑剂 5～30份，
钛白粉 0.5～10份，
抗氧剂 0.1～1.0份，
光稳定剂 0.1～2份。
本发明特定配方的胶粘剂，能有效提高基板与无纺布之间的贴合强度，避免基板脱落。
更具体的，本发明的防水材料，通过如下步骤制备：
1)制备胶粘剂：
将15～30重量份SIS橡胶、5～30重量份增塑剂投入反应釜，升温至180℃(待物料融化后)，再投入20～35重量份加氢石油树脂、5～15重量份芳香烃改性脂环族氢化树脂、0.5～10重量份钛白粉、0.1～1.0重量份抗氧剂、0.1～2重量份光稳定剂，搅拌均匀后出料，制得胶粘剂备用；
2)制备基板：
将20～50重量份薄膜级HDPE、10～30重量份茂金属聚乙烯、30～50重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物、10～30重量份线性低密度聚乙烯、0.1～0.5重量份抗氧剂投入干燥混合机进行混料和干燥处理；然后将混合料输入单螺杆挤出机，熔融的物料依次经过换网器、计量泵、T型模头，再经过三辊压光机压光成型，得到基板；
其中，所述薄膜级HDPE的密度为0.945～0.965g/cm3，熔融指数(190℃，2.16kg)为8～16g/min；
所述茂金属聚乙烯的密度为0.91～0.94g/cm3，熔融指数为1～3g/min；
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的VA含量为18％～28％；
挤出加工温度控制在180～230℃，三辊温度分别控制在60±2℃、50±2℃、60±2℃；
3)制备防水材料：
三辊压光机压光成型后的基板经过牵引达到涂胶工序；提前将胶粘剂进行熔融；选择柔性基底和钩体材质都为聚丙烯的粘扣带，先进行粘扣带的放卷使粘扣带通过涂布头的下方，然后开启涂胶设备进行胶粘剂的涂布，按照涂布量要求20-300g/m进行涂布(基板与粘扣带之间胶粘剂的涂布厚度为0.2～0.8mm)；然后粘扣带通过绕辊的形式转移到基板上；然后基板进行激光打码和裁切后最终收卷，得到防水材料。
为了验证本发明防水材料(防水板或排水板)的性能，本发明制备了如下6个防水材料，其中，防水材料1至6为防水板，防水材料7为排水板，各防水材料的基板和胶粘层的原料配比如表1所示。
表1各防水材料的基板和胶粘层的原料配比(重量份)
Figure BDA0003151640140000081
Figure BDA0003151640140000091
对各防水材料进行性能测试，防水板和排水板均依据中国铁路总公司企业标准Q/CR 562.1-2018和Q/CR 562.3-2018进行性能测试，各防水材料的性能测试结果如表2所示。
表2各防水材料的性能测试结果
Figure BDA0003151640140000092
由表2的性能测试结果可知，本发明各防水材料(防水板和排水板)都达标。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防水材料，所述防水材料为防水板或排水板；其特征在于，所述防水材料包括：基板，以及设置在基板一侧面上且间隔分布的多个粘扣带；所述粘扣带包括：柔性基底，以及设置在柔性基底外侧面上的钩体；所述柔性基底的内侧面通过胶粘剂与基板粘结；
按重量份计，所述基板由以下组分组成：
薄膜级HDPE 20～50份，
茂金属聚乙烯10～30份，
乙烯-醋酸乙烯共聚物30～50份，
线性低密度聚乙烯10～30份，
抗氧剂0.1～0.5份。
2.根据权利要求1所述的防水材料，其特征在于：
所述薄膜级HDPE的密度为0.945～0.965g/cm3，熔融指数为8～16g/min；
所述茂金属聚乙烯的密度为0.91～0.94g/cm3，熔融指数为1～3g/min；
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的VA含量为18％～28％。
3.根据权利要求2所述的防水材料，其特征在于，按重量份计，所述胶粘剂由以下组分组成：
SIS橡胶15～30份，
加氢石油树脂20～35份，
芳香烃改性脂环族氢化树脂5～15份，
增塑剂5～30份，
钛白粉0.5～10份，
抗氧剂0.1～1.0份，
光稳定剂0.1～2份。
4.根据权利要求3所述的防水材料，其特征在于，所述柔性基底的材质为聚丙烯；所述钩体与柔性基底的材质相同或不同。
5.根据权利要求4所述的防水材料，其特征在于，所述多个粘扣带沿基板的长度方向或宽度方向排列。
6.根据权利要求5所述的防水材料，其特征在于：
所述防水材料为防水板，防水材料的基板为平板；
或者，
所述防水材料为排水板，防水材料的基板包括：板本体，以及设置在板本体一侧面上且间隔分布的多个凸起结构；所述粘扣带柔性基底的内侧面通过胶粘剂与基板的凸起结构粘结。
7.根据权利要求6所述的防水材料，其特征在于，所述基板与粘扣带之间胶粘剂的涂布厚度为0.2～0.8mm。
8.权利要求7所述的防水材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制备胶粘剂：
将15～30重量份SIS橡胶、5～30重量份增塑剂投入反应釜，升温至180℃，再投入20～35重量份加氢石油树脂、5～15重量份芳香烃改性脂环族氢化树脂、0.5～10重量份钛白粉、0.1～1.0重量份抗氧剂、0.1～2重量份光稳定剂，搅拌均匀后出料，制得胶粘剂备用；
2)制备基板：
将20～50重量份薄膜级HDPE、10～30重量份茂金属聚乙烯、30～50重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物、10～30重量份线性低密度聚乙烯、0.1～0.5重量份抗氧剂投入干燥混合机进行混料和干燥处理；然后将混合料输入单螺杆挤出机，熔融的物料依次经过换网器、计量泵、T型模头，再经过三辊压光机压光成型，得到基板；其中，挤出加工温度控制在180～230℃，三辊温度分别控制在60±2℃、50±2℃、60±2℃；
3)制备防水材料：
三辊压光机压光成型后的基板经过牵引达到涂胶工序；提前将胶粘剂进行熔融；先进行粘扣带的放卷使粘扣带通过涂布头的下方，然后开启涂胶设备进行胶粘剂的涂布，按照涂布量要求20-300g/m进行涂布；然后粘扣带通过绕辊的形式转移到基板上；然后基板进行激光打码和裁切后最终收卷，得到防水材料。
9.隧道拱顶的防水施工方法，其特征在于，包括如下步骤：将无纺布用与隧道拱顶的混凝土结构固定，然后将权利要求7所述的防水材料的粘扣带与无纺布粘合。
10.根据权利要求9所述的隧道拱顶的防水施工方法，其特征在于，粘扣带与无纺布粘合后，将粘扣带与无纺布进行铆合。
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