CN113431265A - 一种耐压性种植屋面防水卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防水卷材技术领域，为了解决现有防水卷材在使用时存在强度不够而导致不耐压的的技术问题，提供了一种耐压性种植屋面防水卷材及其制备方法，所述一种耐压性种植屋面防水卷材，包括基材层，所述基材层的一侧依次设置有加强层、第二防水层、粘接层；所述基材层的另一侧依次设置有第一防水层、抗老化层和抗酶层。本发明在基材层远离种植土壤的一侧依次设置加强层、第二防水层和粘接层，其中加强层由含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和环氧树脂，基于含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维和聚苯二甲酰对苯二胺纤维的耐腐蚀性能和高强度高模量性能，使得加强层和防水卷材具备高强度、耐撕裂的性能。

Description

一种耐压性种植屋面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，尤其涉及一种耐压性种植屋面防水卷材及其制备方法。
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，在屋顶进行种植蔬菜或者花艺等，需要在屋顶先铺设一层防水卷材，再堆放土壤进行种植，防水卷材可对土壤、雨水和浇灌的水进行防水，避免屋顶渗水等情况。而现有的屋顶种植用防水卷材在使用时存在强度不够而导致不耐压的情况，造成防水卷材破损或者防水性能下降的情况。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种耐压性种植屋面防水卷材及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种耐压性种植屋面防水卷材，包括基材层，所述基材层的一侧依次设置有加强层、第二防水层、粘接层；所述基材层的另一侧依次设置有第一防水层、抗老化层和抗酶层；
所述加强层由含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和环氧树脂组成。
所述基材层为聚酯胎层；第一防水层和第二防水层均为SBS改性沥青层。
所述抗老化层由玻璃纤维和含氟树脂按照(5-10)：(5-10)的重量比混合制备得到。
所述抗霉层由重量比为50：(5-10)：(12-18)：(5-9)的有机硅树脂、抗霉剂、硅烷基粉末憎水剂、成膜助剂混合得到。
所述粘接层由重量比为100：(3-9)：(40-60)：(4-10)：(5-10)的沥青、聚乙烯、溶剂、增粘树脂和改性碳粉组成。
所述改性碳粉的制备方法包括以下步骤：按照50：(5-10)：(8-16)：(5-8)：(3-5)的重量比称取碳粉、纳米二氧化硅、聚乳酸、分散剂和硅烷偶联剂；将碳粉、纳米二氧化硅在100-150℃下煅烧，冷却后倒入分散剂并搅拌，在70-80℃下倒入聚乳酸和硅烷偶联剂并搅拌，超声处理1-2h后，干燥、粉碎后得到改性碳粉。
所述超声处理的超声波功率为500-2000W。
所述粘接层的制备方法包括以下步骤：将沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉倒入溶剂中，加热至190-210℃搅拌反应后，得到粘接层。
所述加强层的制备方法包括以下步骤：将含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维粉碎后与环氧树脂混合，并加热至熔融，冷却后加固定型得到加强层。
上述耐压性种植屋面防水卷材的制备方法，包括以下步骤：在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；
在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得。
在由聚酯胎层组成的基材层靠近种植土壤的一侧依次设置第一防水层、抗老化层和抗霉层，其中防霉层由有机硅树脂、抗霉剂、硅烷基粉末憎水剂和成膜助剂组成，在使用过程中能够形成一层抗霉、憎水的膜，使得防水卷材具备防水、抗老化效果的同时还具备抗霉抗菌的功能，避免防水卷材长时间使用被种植土壤中的微生物或者霉菌侵蚀而导致防水性能下降。
在基材层远离种植土壤的一侧依次设置加强层、第二防水层和粘接层，其中加强层由含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和环氧树脂，基于含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维和聚苯二甲酰对苯二胺纤维的耐腐蚀性能和高强度高模量性能，使得加强层和防水卷材具备高强度、耐撕裂的性能。
防水卷材的粘接层由沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉制备得到，其中改性碳粉是由碳粉经纳米二氧化硅、聚乳酸和硅烷偶联剂改性后得到的，经聚乳酸改性后增加了碳粉的吸附性能，可对粘接层原料中的增粘树脂有效吸附并与沥青和聚乙烯结合，从而提高粘接层整体的粘合效果，且纳米二氧化硅被碳粉吸附后掺杂在沥青中，增加粘接层的强度。
附图说明
图1为本发明实施例提出的一种耐压性种植屋面防水卷材的结构示意图。
图中：1-基材层、2-第一防水层、3-抗老化层、4-抗霉层、5-加强层、6-第二防水层、7-粘接层。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路等处，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，在屋顶进行种植蔬菜或者花艺等，需要在屋顶先铺设一层防水卷材，再堆放土壤进行种植，防水卷材可对土壤、雨水和浇灌的水进行防水，避免屋顶渗水等情况。而现有的屋顶种植用防水卷材在使用时存在强度不够而导致不耐压的情况，造成防水卷材破损或者防水性能下降的情况。为了解决上述技术问题，本发明提出了一种耐压性种植屋面防水卷材及其制备方法。
在本发明实施例中，所述一种耐压性种植屋面防水卷材，其特征在于，包括基材层1，所述基材层1的一侧依次设置有加强层5、第二防水层6、粘接层7；所述基材层1的另一侧依次设置有第一防水层2、抗老化层3和抗酶层4；
所述加强层5由含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和环氧树脂组成。
本发明中，在由聚酯胎层组成的基材层靠近种植土壤的一侧依次设置第一防水层、抗老化层和抗霉层，其中防霉层由有机硅树脂、抗霉剂、硅烷基粉末憎水剂和成膜助剂组成，在使用过程中能够形成一层抗霉、憎水的膜，使得防水卷材具备防水、抗老化效果的同时还具备抗霉抗菌的功能，避免防水卷材长时间使用被种植土壤中的微生物或者霉菌侵蚀而导致防水性能下降。
本发明中，在基材层远离种植土壤的一侧依次设置加强层、第二防水层和粘接层，其中加强层由含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和环氧树脂，基于含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维和聚苯二甲酰对苯二胺纤维的耐腐蚀性能和高强度高模量性能，使得加强层和防水卷材具备高强度、耐撕裂的性能。
本发明中，防水卷材的粘接层由沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉制备得到，其中改性碳粉是由碳粉经纳米二氧化硅、聚乳酸和硅烷偶联剂改性后得到的，经聚乳酸改性后增加了碳粉的吸附性能，可对粘接层原料中的增粘树脂有效吸附并与沥青和聚乙烯结合，从而提高粘接层整体的粘合效果，且纳米二氧化硅被碳粉吸附后掺杂在沥青中，增加粘接层的强度。
下面结合具体实施例对本发明的一种耐压性种植屋面防水卷材及其制备方法的技术效果做进一步的说明，但这些实施例所提及的具体实施方法只是对本发明的技术方案进行的列举解释，并非限制本发明的实施范围，凡是依据上述原理，在本发明基础上的改进、替代，都应在本发明的保护范围之内。
实施例1
称取玻璃纤维5克和含氟树脂5克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂5克、硅烷基粉末憎水剂12克、成膜助剂5克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅5克、聚乳酸8克、分散剂5克和硅烷偶联剂3克；将碳粉、纳米二氧化硅在100℃下煅烧，冷却后倒入分散剂并搅拌，在70℃下倒入聚乳酸和硅烷偶联剂并搅拌，使用功率为500W的超声波处理1h后，干燥、粉碎后得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯3克、溶剂40克、增粘树脂4克和改性碳粉5克；将沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉倒入溶剂中，加热至190℃搅拌反应后，得到粘接层；
称取含氟纤维10克、碳纤维15克、碳化硅纤维10克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维5克和环氧树脂60克；将含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维粉碎后与环氧树脂混合，并加热至熔融，冷却后加固定型得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
实施例2
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；将碳粉、纳米二氧化硅在150℃下煅烧，冷却后倒入分散剂并搅拌，在80℃下倒入聚乳酸和硅烷偶联剂并搅拌，使用功率为2000W的超声波处理2h后，干燥、粉碎后得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；将沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉倒入溶剂中，加热至210℃搅拌反应后，得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；将含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维粉碎后与环氧树脂混合，并加热至熔融，冷却后加固定型得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
实施例3
称取玻璃纤维7.5克和含氟树脂7.5克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂7.5克、硅烷基粉末憎水剂15克、成膜助剂7克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅7.5克、聚乳酸12克、分散剂6.5克和硅烷偶联剂4克；将碳粉、纳米二氧化硅在125℃下煅烧，冷却后倒入分散剂并搅拌，在75℃下倒入聚乳酸和硅烷偶联剂并搅拌，使用功率为1200W的超声波处理1.5h后，干燥、粉碎后得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯6克、溶剂50克、增粘树脂7克和改性碳粉7.5克；将沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉倒入溶剂中，加热至200℃搅拌反应后，得到粘接层；
称取含氟纤维15克、碳纤维17.5克、碳化硅纤维15克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维7.5克和环氧树脂60克；将含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维粉碎后与环氧树脂混合，并加热至熔融，冷却后加固定型得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
实施例4
称取玻璃纤维9克和含氟树脂9克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂9克、硅烷基粉末憎水剂17克、成膜助剂8克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅9克、聚乳酸15克、分散剂7克和硅烷偶联剂4.5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯8克、溶剂55克、增粘树脂9克和改性碳粉9克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维18克、碳纤维19克、碳化硅纤维19克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维9克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
同实施例2制备方法得防水卷材。
实施例5
称取玻璃纤维6克和含氟树脂6克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂6克、硅烷基粉末憎水剂13克、成膜助剂6克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅6克、聚乳酸9克、分散剂6克和硅烷偶联剂3.5克；同实施例1制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯4克、溶剂45克、增粘树脂5克和改性碳粉6克；同实施例1制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维12克、碳纤维16克、碳化硅纤维11克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维6克和环氧树脂60克；同实施例1制备方法得到加强层；
同实施例1制备方法即得防水卷材。
实施例6
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；将碳粉、纳米二氧化硅在150℃下煅烧，冷却后倒入分散剂并搅拌，在80℃下倒入聚乳酸和硅烷偶联剂并搅拌，使用功率为2000W的超声波处理2h后，干燥、粉碎后得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；将沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉倒入溶剂中，加热至210℃搅拌反应后，得到粘接层；
称取沥青100克、聚乙烯(3-9)克、溶剂(40-60)克、增粘树脂(4-10)克和改性碳粉(5-10)克；将沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉倒入溶剂中，加热至190-210℃搅拌反应后，得到粘接层；
称取含氟纤维10克、碳纤维15克、碳化硅纤维10克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维5克和环氧树脂60克；将含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维粉碎后与环氧树脂混合，并加热至熔融，冷却后加固定型得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
实施例7
称取玻璃纤维5克和含氟树脂5克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂5克、硅烷基粉末憎水剂12克、成膜助剂5克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅5克、聚乳酸8克、分散剂5克和硅烷偶联剂3克；将碳粉、纳米二氧化硅在100℃下煅烧，冷却后倒入分散剂并搅拌，在70℃下倒入聚乳酸和硅烷偶联剂并搅拌，使用功率为500W的超声波处理1h后，干燥、粉碎后得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯3克、溶剂40克、增粘树脂4克和改性碳粉5克；将沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉倒入溶剂中，加热至190℃搅拌反应后，得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；将含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维粉碎后与环氧树脂混合，并加热至熔融，冷却后加固定型得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
本发明实施例1-7中抗霉剂选自石家庄竹中科技有限公司；硅烷基粉末憎水剂选自南昌天润新材料有限公司；成膜助剂选自佛山市晶谷材料科技有限公司；聚乳酸选自深圳市裕邦塑胶原料有限公司；分散剂选自济南云海化工有限公司；沥青选自河北海瑞工程橡胶有限公司；聚乙烯选自河间市嘉烨化工产品有限公司；增粘树脂选自广州市乾亦元合成材料科技有限公司；环氧树脂选自廊坊骏鑫环保科技有限公司；纳米二氧化硅的粒径为18-36nm。
实施例8
称取玻璃纤维9克和含氟树脂9克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂9克、硅烷基粉末憎水剂17克、成膜助剂8克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅9克、聚乳酸15克、分散剂7克和硅烷偶联剂4.5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯8克、溶剂55克、增粘树脂9克和改性碳粉9克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维18克、碳纤维19克、碳化硅纤维19克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维9克和选自枣强县伟帅复合材料有限公司的环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
同实施例2制备方法得防水卷材。
实施例9
称取玻璃纤维9克和含氟树脂9克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂9克、硅烷基粉末憎水剂17克、成膜助剂8克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅9克、聚乳酸15克、分散剂7克和硅烷偶联剂4.5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯8克、溶剂55克、增粘树脂9克和改性碳粉9克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维18克、碳纤维19克、碳化硅纤维19克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维9克和选自森塔环保科技廊坊有限公司的环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
同实施例2制备方法得防水卷材。
实施例10
称取玻璃纤维9克和含氟树脂9克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂9克、硅烷基粉末憎水剂17克、成膜助剂8克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅9克、聚乳酸15克、分散剂7克和硅烷偶联剂4.5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯8克、溶剂55克、选自济南泽宽化工有限公司的增粘树脂9克和改性碳粉9克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维18克、碳纤维19克、碳化硅纤维19克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维9克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
同实施例2制备方法得防水卷材。
实施例11
称取玻璃纤维9克和含氟树脂9克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂9克、硅烷基粉末憎水剂17克、成膜助剂8克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅9克、聚乳酸15克、分散剂7克和硅烷偶联剂4.5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯8克、溶剂55克、选自山东登诺新材料科技有限公司的增粘树脂9克和改性碳粉9克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维18克、碳纤维19克、碳化硅纤维19克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维9克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
同实施例2制备方法得防水卷材。
实施例12
称取玻璃纤维9克和含氟树脂9克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂9克、硅烷基粉末憎水剂17克、选自广州市乐信化工有限公司的成膜助剂8克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅9克、聚乳酸15克、分散剂7克和硅烷偶联剂4.5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯8克、溶剂55克、增粘树脂9克和改性碳粉9克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维18克、碳纤维19克、碳化硅纤维19克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维9克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
同实施例2制备方法得防水卷材。
实施例13
称取玻璃纤维9克和含氟树脂9克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂9克、硅烷基粉末憎水剂17克、选自安徽润泽纤维素有限公司的成膜助剂8克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅9克、聚乳酸15克、分散剂7克和硅烷偶联剂4.5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯8克、溶剂55克、增粘树脂9克和改性碳粉9克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维18克、碳纤维19克、碳化硅纤维19克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维9克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
同实施例2制备方法得防水卷材。
对本发明实施例1-7制备所得的防水卷材的撕裂强度、拉伸断裂伸长率、抗冲击性和不透水性进行测试。将本发明实施例1-7制备所得的防水卷材剪裁成30cm×30cm的样品，拉扯样品的两侧直至撕裂，记录撕裂时的拉力即得撕裂强度；记录撕裂后样品的尺寸，即得拉伸断裂伸长率；将0.5Kg的铅球从一米的高度砸向样品后，检测样品是否渗水，判断抗冲击性；给予样品0.3MPa的作用力两个小时，检测整个过程中样品是否渗水，判断不透水性。并选取市场上潍坊市金优防水材料有限公司的防水卷材作为对照组，测试其撕裂强度、拉伸断裂伸长率、抗冲击性和不透水性。测试结果见表1所示：
表格1
Figure BDA0003104467610000161
综上，从表1可知，经本发明实施例1-7制备所得的防水卷材的撕裂强度、拉伸断裂伸长率、抗冲击性和不透水性均优于对照组的防水卷材。其中实施例2制备所得的防水卷材的性能最佳。
进一步，本发明还对该一种耐压性种植屋面防水卷材及其制备方法中工艺条件作了系统研究，以下仅对工艺条件改变对防水卷材效果影响显著的试验方案进行说明，均以实施例2的工艺条件作为基础，具体见对比例1-5：
对比例1
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
对比例2
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取环氧树脂60克；加热至熔融，冷却后加固定型得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
对比例3
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层和抗酶层，即得防水卷材。
对比例4
称取含氟树脂10克作为抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
对比例5
称取玻璃纤维10克作为抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
对比例6
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层和抗老化层，即得防水卷材。
对比例7
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
对比例8
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
对比例9
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；同实施例2制备方法得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
对比例10
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克；将沥青、聚乙烯、增粘树脂倒入溶剂中，加热至210℃搅拌反应后，得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
对比例11
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、聚乳酸16克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；将碳粉在150℃下煅烧，冷却后倒入分散剂并搅拌，在80℃下倒入聚乳酸和硅烷偶联剂并搅拌，使用功率为2000W的超声波处理2h后，干燥、粉碎后得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
对比例12
称取玻璃纤维10克和含氟树脂10克混合得到抗老化层；
称取有机硅树脂50克、抗霉剂10克、硅烷基粉末憎水剂18克、成膜助剂9克混合得到抗霉层；
称取碳粉50克、纳米二氧化硅10克、分散剂8克和硅烷偶联剂5克；将碳粉、纳米二氧化硅在150℃下煅烧，冷却后倒入分散剂并搅拌，在80℃下倒入硅烷偶联剂并搅拌，使用功率为2000W的超声波处理2h后，干燥、粉碎后得到改性碳粉；
称取沥青100克、聚乙烯9克、溶剂60克、增粘树脂10克和改性碳粉10克；同实施例2制备方法得到粘接层；
称取含氟纤维20克、碳纤维20克、碳化硅纤维20克、聚苯二甲酰对苯二胺纤维10克和环氧树脂60克；同实施例2制备方法得到加强层；
裁切尺寸为1000mm×1000mm×15mm的聚酯胎层作为基材层；称取200克的SBS改性沥青层作为第一防水层和第二防水层；在基材层的一侧依次均匀涂覆加强层、第二防水层、粘接层；在基材层的另一侧依次均匀涂覆第一防水层、抗老化层和抗酶层，即得防水卷材。
对本发明对比例1-12制备所得的防水卷材的撕裂强度、拉伸断裂伸长率、抗冲击性和不透水性进行测试。将本发明实施例1-7制备所得的防水卷材剪裁成30cm×30cm的样品，拉扯样品的两侧直至撕裂，记录撕裂时的拉力即得撕裂强度；记录撕裂后样品的尺寸，即得拉伸断裂伸长率；将0.5Kg的铅球从一米的高度砸向样品后，检测样品是否渗水，判断抗冲击性；给予样品0.3MPa的作用力两个小时，检测整个过程中样品是否渗水，判断不透水性。测试结果见下表2所示：
表2
Figure BDA0003104467610000251
综上，从表2可知，对比例1-12制备所得的防水卷材的性能均差于实施例2制备所得的防水卷材的性能。其中对比例1在制备过程中没有添加加强层，导致防水卷材的强度不佳；对比例2在制备加强层时没有添加高性能限位；对比例3在制备防水卷材的过程中没有设置抗老化层；对比例4在制备抗老化层时没有添加玻璃纤维；对比例5在制备抗老化层时没有添加含氟树脂；对比例6在制备防水卷材的过程中没有设置抗霉层；对比例7在制备抗霉层时没有添加硅烷基粉末憎水剂；对比例8在制备抗霉层时没有添加成膜助剂；对比例9在制备抗霉层时没有添加抗霉剂；对比例10在制备粘接层时，没有添加改性碳粉；对比例11在制备改性碳粉时没有添加纳米二氧化硅；对比例12在制备改性碳粉时没有添加聚乳酸。
综上，本实施例中提出的一种耐压性种植屋面防水卷材及其制备方法，在由聚酯胎层组成的基材层靠近种植土壤的一侧依次设置第一防水层、抗老化层和抗霉层，其中防霉层由有机硅树脂、抗霉剂、硅烷基粉末憎水剂和成膜助剂组成，在使用过程中能够形成一层抗霉、憎水的膜，使得防水卷材具备防水、抗老化效果的同时还具备抗霉抗菌的功能，避免防水卷材长时间使用被种植土壤中的微生物或者霉菌侵蚀而导致防水性能下降。
在基材层远离种植土壤的一侧依次设置加强层、第二防水层和粘接层，其中加强层由含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和环氧树脂，基于含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维和聚苯二甲酰对苯二胺纤维的耐腐蚀性能和高强度高模量性能，使得加强层和防水卷材具备高强度、耐撕裂的性能。
防水卷材的粘接层由沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉制备得到，其中改性碳粉是由碳粉经纳米二氧化硅、聚乳酸和硅烷偶联剂改性后得到的，经聚乳酸改性后增加了碳粉的吸附性能，可对粘接层原料中的增粘树脂有效吸附并与沥青和聚乙烯结合，从而提高粘接层整体的粘合效果，且纳米二氧化硅被碳粉吸附后掺杂在沥青中，增加粘接层的强度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐压性种植屋面防水卷材，其特征在于，包括基材层(1)，所述基材层(1)的一侧依次设置有加强层(5)、第二防水层(6)、粘接层(7)；所述基材层(1)的另一侧依次设置有第一防水层(2)、抗老化层(3)和抗酶层(4)；
所述加强层(5)由高性能纤维和环氧树脂组成。
2.根据权利要求1所述的一种耐压性种植屋面防水卷材，其特征在于，所述基材层(1)为聚酯胎层；第一防水层(2)和第二防水层(6)均为SBS改性沥青层。
3.根据权利要求1所述的一种耐压性种植屋面防水卷材，其特征在于，所述抗老化层(3)由玻璃纤维和含氟树脂按照(5-10)：(5-10)的重量比混合制备得到。
4.根据权利要求1所述的一种耐压性种植屋面防水卷材，其特征在于，所述抗霉层(4)由重量比为50：(5-10)：(12-18)：(5-9)的有机硅树脂、抗霉剂、硅烷基粉末憎水剂、成膜助剂混合得到。
5.根据权利要求1所述的一种耐压性种植屋面防水卷材，其特征在于，所述粘接层(7)由重量比为100：(3-9)：(40-60)：(4-10)：(5-10)的沥青、聚乙烯、溶剂、增粘树脂和改性碳粉组成。
6.根据权利要求5所述的一种耐压性种植屋面防水卷材，其特征在于，所述改性碳粉的制备方法包括以下步骤：按照50：(5-10)：(8-16)：(5-8)：(3-5)的重量比称取碳粉、纳米二氧化硅、聚乳酸、分散剂和硅烷偶联剂；将碳粉、纳米二氧化硅在100-150℃下煅烧，冷却后倒入分散剂并搅拌，在70-80℃下倒入聚乳酸和硅烷偶联剂并搅拌，超声处理1-2h后，干燥、粉碎后得到改性碳粉。
7.根据权利要求6所述的一种耐压性种植屋面防水卷材，其特征在于，所述超声处理的超声波功率为500-2000W。
8.根据权利要求1所述的一种耐压性种植屋面防水卷材，其特征在于，所述粘接层(7)的制备方法包括以下步骤：将沥青、聚乙烯、增粘树脂和改性碳粉倒入溶剂中，加热至190-210℃搅拌反应后，得到粘接层。
9.根据权利要求1所述的一种耐压性种植屋面防水卷材，其特征在于，所述高性能纤维包括含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维粉；加强层(5)的制备方法包括以下步骤：按照(10-20)：(15-20)：(10-20)：(5-10)：60的重量比依次称取含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维粉和环氧树脂；将含氟纤维、碳纤维、碳化硅纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维粉碎后与环氧树脂混合，并加热至熔融，冷却后加固定型得到加强层。
10.如上述权利要求1-9任一所述的一种耐压性种植屋面防水卷材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在基材层(1)的一侧依次均匀涂覆加强层(5)、第二防水层(6)、粘接层(7)；
在基材层(1)的另一侧依次均匀涂覆第一防水层(2)、抗老化层(3)和抗酶层(4)，即得。
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