CN113512359B - 一种环保水性耐钙型高分子液体卷材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液体卷材技术领域,具体涉及一种环保水性耐钙型高分子液体卷材及其制备方法。该环保水性耐钙型高分子液体卷材包括如下原料:耐钙型乳化沥青、高分子聚合物乳液、消泡剂、流平剂、杀菌剂、填料、增稠粉和水。其VOC含量和氨含量低,具有耐钙、耐碱稳定性好,耐高低温性能好,弹性和附着力较高,施工方便,且固含量高、施工干燥速度快,与混凝土基层的附着力强,施工固化后形成高弹性、黑亮防水涂膜,防水涂膜有类似橡胶卷材的效果,并且具有优异的低温柔性、高温抗流挂性和遇碱性环境时物理性能更加优异。
Description
技术领域
本发明涉及液体卷材技术领域,具体涉及一种环保水性耐钙型高分子液体卷材及其制备方法。
背景技术
早期的防水卷材是纸胎油毡,用油毡做防水层时必须用建筑沥青作粘结,上铺沙石:一般做法是三油二毡或四油三毡,由于上述作法劳动强度大,施工技术难以撑握,制备沥青时产生大量废气对环境污染严重,对不能用火的场所无法施工,火灾和烫伤事故容易发生,屋面二次维修困难,由于上述种种原因导致油毡防水层目前基本被淘汰。
传统卷材一般含有大量的VOC,特别是苯、甲苯、甲醛,严重污染室内空气,危害人体特别是儿童的健康。
液体卷材涂料是一种低有害气体且生产过程无危害的环保涂料,市场上现有的液体卷材涂料,防水性较差、氨气味较重、弹性与附着力较低,并且施工复杂,成型后的漆膜耐高温较差、低温易开裂以及遇碱性环境时物性容易降低,影响使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,低VOC含量和氨含量,具有耐钙、耐碱稳定性好,耐高低温性能好,弹性和附着力较高,施工方便。
本发明的另一目的在于提供一种环保水性耐钙型高分子液体卷材的制备方法,该制备方法操作简单,控制方便,生产效率高,生产成本低,可用于大规模生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,包括如下重量份的原料:
该环保水性耐钙型高分子液体卷材,以耐钙型乳化沥青和高分子聚合物乳液为主体材料,加入消泡剂、流平剂、杀菌剂、填料、增稠粉和水,构成水性环保体系,其VOC含量和氨含量低,具有耐钙、耐碱稳定性好,耐高低温性能好,弹性和附着力较高,施工方便,且固含量高、施工干燥速度快,与混凝土基层的附着力强,施工固化后形成高弹性、黑亮防水涂膜,防水涂膜有类似橡胶卷材的效果,并且具有优异的低温柔性、高温抗流挂性和遇碱性环境时物理性能更加优异。作为工程基础与水泥混凝土建筑物之间无渗漏连接,是整个工程防水的第一道屏障,对整个工程起着至关重要的作用。其中,采用耐钙型乳化沥青,区别于传统的乳化沥青,其避免了填料中钙成分导致乳化沥青破乳或存放时间缩短,同时避免了填料或施工过程中水泥基材料中钙成分以及形成的碱性环境对液体卷材的物理性能造成不良影响。加入高分子聚合物乳液,与耐钙型乳化沥青结合,再加上增稠粉、填料、消泡剂和流平剂协同作用,共同提高液体卷材与混凝土基层的附着力、弹性、低温柔性、高温抗流挂性和防水性。
优选的,每份所述耐钙型乳化沥青包括如下重量份的原料:
采用上述技术方案,以沥青为主体,经耐钙型改性剂和乳化剂对沥青改性,保持其原有性能的同时,赋予其表面新的性能,施工更方便,耐钙、耐碱稳定性更强,且呈水性,VOC含量低。
优选的,所述沥青为70号沥青和/或90号沥青;所述乳化剂为OP-10、AEO-9、SM3BL和TX-10中的至少一种。
采用上述技术方案,选用的70号沥青和90号沥青,与水泥基材料具有良好的粘附能力、一定的强度以及抗高温、抗裂性能。采用上述乳化剂,其为非离子乳化剂,使两种或两种以上互不相溶的组分的混合液体形成稳定的乳状液,而且避免了耐钙型乳化沥青制备过程中体系偏酸或偏碱导致乳化剂失效。
优选的,所述pH调节剂为多元有机酸或无机酸;所述耐钙型改性剂为芳烃油、非晶态丙烯共聚物、无规聚丙烯、聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、PE蜡、聚丁烯和丙烯酸酯中的至少一种。
采用上述技术方案,pH调节剂以调节体系pH值以发挥乳化剂的最大效用,优选的,所述多元有机酸为醋酸、草酸或柠檬酸,所述无机酸为盐酸、硫酸或碳酸;采用上述耐钙型改性剂,在有机溶剂的作用下与沥青互溶成骨架网状空间结构,使耐钙型乳化沥青在液体卷材中对水泥基材料的附着力得以有效提升,优选的,所述芳烃油为苯、甲苯、二甲苯或乙苯,所述非晶态丙烯共聚物为乙烯丙烯共聚物。
优选的,所述稳定剂为聚碳化二亚胺或锌钙稳定剂;所述有机溶剂为高沸点、低挥发分的基础油。
采用上述技术方案,采用上述稳定剂减慢反应,保持化学平衡,降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解等作用,提高耐钙型乳化沥青的稳定性;优选的,锌钙稳定剂选自DA-910、OW-5200AB、AW328或AP500。采用少量特定有机溶剂,促进沥青与耐钙型改性剂互溶,提高液体卷材与混凝土或腻子等建筑材料的润湿性,促进材料附着,优选的,所述有机溶剂为聚α-烯烃基础油、350SN基础油或100号基础油。
优选的,所述耐钙型乳化沥青的制备方法包括如下步骤:
按重量份取沥青、乳化剂、pH调节剂、耐钙型改性剂、稳定剂、有机溶剂和水,备用;
取沥青和有机溶剂混合后,加热并保温至130-160℃,得到稀释沥青;
取乳化剂和水混合后,加热至55-75℃,再加入耐钙型改性剂和稳定剂搅拌均匀,然后加入pH调节剂调节pH呈中性,得到皂液;
取所述稀释沥青和皂液放入乳化机混合后经增压、剪切、研磨后,形成水包油的沥青乳状液,即得耐钙型乳化沥青。
采用上述技术方案制得的耐钙型乳化沥青乳化效果更好、稳定性更高。其中,控制沥青130-160℃保温,若沥青温度过低,会造成沥青粘度大,流动困难,从而乳化困难;若沥青温度过高,一方面会造成沥青老化,同时也会使乳化沥青的出口温度过高,影响乳化剂的稳定性和乳化沥青质量。调节皂液的pH值至中性,以发挥乳化剂的最大效用。形成水包油的沥青乳状液,合适的出口温度应在85℃左右,利用余热,热的耐钙型乳化沥青粘度比冷的粘度小,更有利于搅拌使用。
优选的,所述高分子聚合物乳液为水性丙烯酸酯共聚物、水性乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。
采用上述技术方案,改善耐钙型乳化沥青的物理性能,增加液体卷材的成膜防水性及操作施工性,提高液体卷材的附着性,与耐钙型乳化沥青结合,再加上增稠粉、填料、消泡剂和流平剂协同作用,共同提高液体卷材与混凝土基层的附着力、弹性、低温柔性、高温抗流挂性和防水性。更优选的,所述水性丙烯酸酯共聚物包括但不限于Acronal7607、HR8019分散树脂、Neocryl XK-103、Neocryl A-1120、Neocryl A-1131或Neocryl A-1188,所述水性乙烯-醋酸乙烯共聚物包括但不限于DA-102、VAE705或VAE707,所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物包括但不限于T-138水性SBS乳液。
优选的,所述消泡剂为改性聚硅氧烷、丙烯酸酯-乙烯基醚共聚物中的至少一种;所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷、聚酯改性聚硅氧烷、芳烷烃改性聚硅氧烷、醇丙烯酸酯类共聚物、氟改性丙烯酸酯类共聚物中的至少一种。
采用上述技术方案,提高液体卷材的消泡性和流平性,提高液体卷材的表面性能。更优选的,所述消泡剂包括但不限于JY-810、DJ-300或FLOWLEN AC-324;所述流平剂包括但不限于SP-941、SF-733、MOK-2034、VOK-WE-D511N、Efka FL3740EH、AKN-3600或A-1377。
优选的,所述杀菌剂为对羟基苯甲酸酯类杀菌剂、异噻唑啉酮衍生物和苯并咪唑化合物中的至少一种;所述填料为重钙粉、石英粉和滑石粉中的至少一种;所述增稠粉为瓜耳胶醚、海泡石、膨润土、蒙脱石和高岭土中的至少一种。
采用上述技术方案,加入上述杀菌剂以便于防止建筑施工液体卷材后发霉,延长使用寿命。采用上述填料,以增加液体卷材的固成份以及施工厚度,能使液体卷材易分散、光泽好。采用上述增稠粉使材料更加稳定不分层,增加施工性和防流挂性。更优选的,所述杀菌剂为对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丁酯、2-甲基-3-异噻唑啉酮或2-辛基-4--异噻唑啉酮-3-酮。所述填料的目数为1000-1250目。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现:上述的环保水性耐钙型高分子液体卷材的制备方法,包括如下步骤:
按重量比取耐钙型乳化沥青、高分子聚合物乳液、消泡剂、流平剂、杀菌剂、填料、增稠粉和水,备用;
将增稠粉和水搅拌均匀,得到增稠溶液;
将耐钙型乳化沥青和高分子聚合物乳液混合均匀后,在1200-1700rpm转速下加入填料搅拌15-25min,然后在800-1000rpm转速下加入消泡剂、流平剂和杀菌剂搅拌均匀,再加入所述增稠溶液在1200-1400rpm转速下分散均匀,得到环保水性耐钙型高分子液体卷材。
本发明的有益效果在于:本发明的环保水性耐钙型高分子液体卷材,以耐钙型乳化沥青和高分子聚合物乳液为主体材料,加入消泡剂、流平剂、杀菌剂、填料、增稠粉和水,构成水性环保体系,其VOC含量和氨含量低,具有耐钙、耐碱稳定性好,耐高低温性能好,弹性和附着力较高,施工方便,且固含量高、施工干燥速度快,与混凝土基层的附着力强,施工固化后形成高弹性、黑亮防水涂膜,防水涂膜有类似橡胶卷材的效果,并且具有优异的低温柔性、高温抗流挂性和遇碱性环境时物理性能更加优异。作为工程基础与水泥混凝土建筑物之间无渗漏连接,是整个工程防水的第一道屏障,对整个工程起着至关重要的作用。使用如滚筒、无气喷涂机等多种工具设备皆能施作,后期修补方便,不像传统卷材需要全部铲除,只需将地面清除干净后再次滚涂需要的部位即可,好施工。
本发明环保水性耐钙型高分子液体卷材的制备方法操作简单,控制方便,生产效率高,生产成本低,可用于大规模生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,包括如下重量份的原料:
每份所述耐钙型乳化沥青包括如下重量份的原料:
所述沥青为70号沥青;所述乳化剂为OP-10。
所述pH调节剂为柠檬酸;所述耐钙型改性剂为无规聚丙烯。
所述稳定剂为聚碳化二亚胺;所述有机溶剂为聚α-烯烃基础油。
所述耐钙型乳化沥青的制备方法包括如下步骤:
按重量份取沥青、乳化剂、pH调节剂、耐钙型改性剂、稳定剂、有机溶剂和水,备用;
取沥青和有机溶剂混合后,加热并保温至150℃,得到稀释沥青;
取乳化剂和水混合后,加热至65℃,再加入耐钙型改性剂和稳定剂搅拌均匀,然后加入pH调节剂调节pH呈中性,得到皂液;
取所述稀释沥青和皂液放入乳化机混合后经增压、剪切、研磨后,形成水包油的沥青乳状液,即得耐钙型乳化沥青。
所述高分子聚合物乳液为Acronal7607。
所述消泡剂为Y-810;所述流平剂为SP-941。
所述杀菌剂为对羟基苯甲酸甲酯;所述填料为重钙粉;所述填料的目数为1250目。所述增稠粉为瓜耳胶醚。
所述的环保水性耐钙型高分子液体卷材的制备方法,包括如下步骤:
按重量比取耐钙型乳化沥青、高分子聚合物乳液、消泡剂、流平剂、杀菌剂、填料、增稠粉和水,备用;
将增稠粉和水搅拌均匀,得到增稠溶液;
将耐钙型乳化沥青和高分子聚合物乳液混合均匀后,在1500rpm转速下加入填料搅拌20min,然后在900rpm转速下加入消泡剂、流平剂和杀菌剂搅拌均匀,再加入所述增稠溶液在1300rpm转速下分散均匀,得到环保水性耐钙型高分子液体卷材。
实施例2
一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,包括如下重量份的原料:
每份所述耐钙型乳化沥青包括如下重量份的原料:
所述沥青为90号沥青;所述乳化剂为TX-10。
所述pH调节剂为硫酸;所述耐钙型改性剂为PE蜡。
所述稳定剂为OW-5200AB;所述有机溶剂为350SN基础油。
所述耐钙型乳化沥青的制备方法包括如下步骤:
按重量份取沥青、乳化剂、pH调节剂、耐钙型改性剂、稳定剂、有机溶剂和水,备用;
取沥青和有机溶剂混合后,加热并保温至130℃,得到稀释沥青;
取乳化剂和水混合后,加热至55℃,再加入耐钙型改性剂和稳定剂搅拌均匀,然后加入pH调节剂调节pH呈中性,得到皂液;
取所述稀释沥青和皂液放入乳化机混合后经增压、剪切、研磨后,形成水包油的沥青乳状液,即得耐钙型乳化沥青。
所述高分子聚合物乳液为Neocryl A-1131。
所述消泡剂为DJ-300;所述流平剂为SF-733。
所述杀菌剂为2-甲基-3-异噻唑啉酮;所述填料为石英粉;所述填料的目数为1000目。所述增稠粉为海泡石。
所述的环保水性耐钙型高分子液体卷材的制备方法,包括如下步骤:
按重量比取耐钙型乳化沥青、高分子聚合物乳液、消泡剂、流平剂、杀菌剂、填料、增稠粉和水,备用;
将增稠粉和水搅拌均匀,得到增稠溶液;
将耐钙型乳化沥青和高分子聚合物乳液混合均匀后,在1500rpm转速下加入填料搅拌15min,然后在900rpm转速下加入消泡剂、流平剂和杀菌剂搅拌均匀,再加入所述增稠溶液在1300rpm转速下分散均匀,得到环保水性耐钙型高分子液体卷材。
实施例3
一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,包括如下重量份的原料:
每份所述耐钙型乳化沥青包括如下重量份的原料:
所述沥青为70号沥青和90号沥青按重量比1:1混合;所述乳化剂为AEO-9。
所述pH调节剂为醋酸;所述耐钙型改性剂为聚乙烯。
所述稳定剂为AW328;所述有机溶剂为100号基础油。
所述耐钙型乳化沥青的制备方法包括如下步骤:
按重量份取沥青、乳化剂、pH调节剂、耐钙型改性剂、稳定剂、有机溶剂和水,备用;
取沥青和有机溶剂混合后,加热并保温至160℃,得到稀释沥青;
取乳化剂和水混合后,加热至75℃,再加入耐钙型改性剂和稳定剂搅拌均匀,然后加入pH调节剂调节pH呈中性,得到皂液;
取所述稀释沥青和皂液放入乳化机混合后经增压、剪切、研磨后,形成水包油的沥青乳状液,即得耐钙型乳化沥青。
所述高分子聚合物乳液为DA-102。
所述消泡剂为FLOWLEN AC-324;所述流平剂为MOK-2034。
所述杀菌剂为2-辛基-4--异噻唑啉酮-3-酮;所述填料为滑石粉;所述填料的目数为1250目。所述增稠粉为蒙脱石。
所述的环保水性耐钙型高分子液体卷材的制备方法,包括如下步骤:
按重量比取耐钙型乳化沥青、高分子聚合物乳液、消泡剂、流平剂、杀菌剂、填料、增稠粉和水,备用;
将增稠粉和水搅拌均匀,得到增稠溶液;
将耐钙型乳化沥青和高分子聚合物乳液混合均匀后,在1500rpm转速下加入填料搅拌25min,然后在900rpm转速下加入消泡剂、流平剂和杀菌剂搅拌均匀,再加入所述增稠溶液在1300rpm转速下分散均匀,得到环保水性耐钙型高分子液体卷材。
实施例4
一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,包括如下重量份的原料:
每份所述耐钙型乳化沥青包括如下重量份的原料:
所述沥青为70号沥青;所述乳化剂为OP-10。
所述pH调节剂为柠檬酸;所述耐钙型改性剂为聚丁烯和丙烯酸酯按重量比1:1混合。
所述稳定剂为AW328;所述有机溶剂为350SN基础油。
所述耐钙型乳化沥青的制备方法包括如下步骤:
按重量份取沥青、乳化剂、pH调节剂、耐钙型改性剂、稳定剂、有机溶剂和水,备用;
取沥青和有机溶剂混合后,加热并保温至150℃,得到稀释沥青;
取乳化剂和水混合后,加热至60℃,再加入耐钙型改性剂和稳定剂搅拌均匀,然后加入pH调节剂调节pH呈中性,得到皂液;
取所述稀释沥青和皂液放入乳化机混合后经增压、剪切、研磨后,形成水包油的沥青乳状液,即得耐钙型乳化沥青。
所述高分子聚合物乳液为Neocryl XK-103。
所述消泡剂为FLOWLEN AC-324;所述流平剂为AKN-3600。
所述杀菌剂为对羟基苯甲酸丁酯;所述填料为重钙粉和滑石粉按重量比1:1混合;所述填料的目数为1000目。所述增稠粉为高岭土。
所述的环保水性耐钙型高分子液体卷材的制备方法,包括如下步骤:
按重量比取耐钙型乳化沥青、高分子聚合物乳液、消泡剂、流平剂、杀菌剂、填料、增稠粉和水,备用;
将增稠粉和水搅拌均匀,得到增稠溶液;
将耐钙型乳化沥青和高分子聚合物乳液混合均匀后,在1500rpm转速下加入填料搅拌18min,然后在900rpm转速下加入消泡剂、流平剂和杀菌剂搅拌均匀,再加入所述增稠溶液在1300rpm转速下分散均匀,得到环保水性耐钙型高分子液体卷材。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于:
所述耐钙型乳化沥青替换为市售乳化沥青PN-2。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于:
所述乳化剂为阴离子型乳化剂十二烷基苯磺酸钠。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于:
所述环保水性耐钙型高分子液体卷材不含高分子聚合物乳液。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于:
所述耐钙型乳化沥青不含耐钙型改性剂,所述环保水性耐钙型高分子液体卷材还包括20重量份耐钙型改性剂。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于:
所述增稠粉替换为羧甲基纤维素。
实施例5
Ⅰ、取实施例1的液体卷材,测试其杂质含量,测试结果如下表所示:
由上表可知,本发明的液体卷材VOC含量和氨含量低,符合要求。
Ⅱ、取实施例1-4和对比例1-5的液体卷材,测试其断裂伸长率、耐热度、低温柔度、粘结强度和防水性,测试结果如下表所示:
由上表可知,本发明的液体卷材在成膜后进行碱处理,其断裂伸产率不降反升,说明本发明的液体卷材对耐钙、耐碱效果更显著。
上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,其特征在于:包括如下重量份的原料:
耐钙型乳化沥青 400-600份
高分子聚合物乳液 220-440份
消泡剂 1-2份
流平剂 1-2份
杀菌剂 0.5-1份
填料 50-100份
增稠粉 3-6份
水 27-54份;
所述高分子聚合物乳液为水性丙烯酸酯共聚物、水性乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种;
其中,每份所述耐钙型乳化沥青包括如下重量份的原料:
沥青 50-70份
乳化剂 5-10份
pH调节剂 1-2份
耐钙型改性剂 5-10份
稳定剂 3-6份
有机溶剂 5-15份
水 50-70份;
所述pH调节剂为醋酸、草酸、柠檬酸、盐酸、硫酸或碳酸中的任意一种;所述耐钙型改性剂为芳烃油、无规聚丙烯、聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、PE蜡、聚丁烯和丙烯酸酯中的至少一种;
所述乳化剂为OP-10、AEO-9、SM3BL和TX-10中的至少一种;
所述有机溶剂为高沸点、低挥发分的基础油。
2.根据权利要求1所述的一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,其特征在于:所述沥青为70号沥青和/或90号沥青。
3.根据权利要求1所述的一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,其特征在于:所述稳定剂为聚碳化二亚胺或锌钙稳定剂。
4.根据权利要求1所述的一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,其特征在于:所述耐钙型乳化沥青的制备方法包括如下步骤:
按重量份取沥青、乳化剂、pH调节剂、耐钙型改性剂、稳定剂、有机溶剂和水,备用;
取沥青和有机溶剂混合后,加热并保温至130-160℃,得到稀释沥青;
取乳化剂和水混合后,加热至55-75℃,再加入耐钙型改性剂和稳定剂搅拌均匀,然后加入pH调节剂调节pH呈中性,得到皂液;
取所述稀释沥青和皂液放入乳化机混合后经增压、剪切、研磨后,形成水包油的沥青乳状液,即得耐钙型乳化沥青。
5.根据权利要求1所述的一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,其特征在于:所述消泡剂为改性聚硅氧烷、丙烯酸酯-乙烯基醚共聚物中的至少一种;所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷、聚酯改性聚硅氧烷、芳烷烃改性聚硅氧烷、醇丙烯酸酯类共聚物、氟改性丙烯酸酯类共聚物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,其特征在于:所述杀菌剂为对羟基苯甲酸酯类杀菌剂、异噻唑啉酮衍生物和苯并咪唑化合物中的至少一种;所述填料为重钙粉、石英粉和滑石粉中的至少一种;所述增稠粉为瓜耳胶醚、海泡石、膨润土、蒙脱石和高岭土中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种环保水性耐钙型高分子液体卷材,其特征在于:所述耐钙型改性剂为非晶态丙烯共聚物。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的环保水性耐钙型高分子液体卷材的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
按重量比取耐钙型乳化沥青、高分子聚合物乳液、消泡剂、流平剂、杀菌剂、填料、增稠粉和水,备用;
将增稠粉和水搅拌均匀,得到增稠溶液;
将耐钙型乳化沥青和高分子聚合物乳液混合均匀后,在1200-1700rpm转速下加入填料搅拌15-25min,然后在800-1000rpm转速下加入消泡剂、流平剂和杀菌剂搅拌均匀,再加入所述增稠溶液在1200-1400rpm转速下分散均匀,得到环保水性耐钙型高分子液体卷材。
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