CN113524841B - 一种sebs改性沥青防水卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及防水卷材技术领域，尤其是涉及一种SEBS改性沥青防水卷材及其制备方法。本申请的SEBS改性沥青防水卷材包括胎基层、改性沥青层、隔离层，所述改性沥青层主要由如下重量份数的原料制成：90‑100份沥青、10‑15份改性剂、5‑10份环己烷、3‑5份增粘剂、35‑45份填料；所述改性剂为SEBS。本申请的SEBS改性沥青防水卷材的制备原料中加入了SEBS，相对于SBS来说能够大大提高改性沥青层的耐候性。

Description

一种SEBS改性沥青防水卷材及其制备方法
技术领域
本申请涉及防水卷材技术领域，尤其是涉及一种SEBS改性沥青防水卷材及其制备方法。
背景技术
防水卷材一般包括胎基层和设置在胎基层上的防水层，主要用于建筑防水、工程防水等领域，具有施工方便、节能环保等特点。
热熔型聚酯胎防水卷材是建筑领域使用较为广泛的一种防水卷材，从20世纪90年代开始使用至今。在长期的使用过程中，热熔型聚酯胎防水卷材经过多次改进，但是其耐候性一直较差。当前市面上的热熔型聚酯胎防水卷材大多执行GB18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》标准，其适用于外露使用的人工气候加速老化时间只要求720小时，且允许的指标降幅较大，国内绝大部分采用此类卷材的暴露式屋面的耐用性不佳，离屋面规范所称一级防水20年、二级防水10年的耐用年限相去甚远。
为了提高改性沥青防水卷材的耐候性，目前针对卷材的改性沥青层的配方以及卷材的制备工艺都进行了大量的改进，但是由于目前的热熔型聚酯胎防水卷材大多采用SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)对沥青进行改性，这种弹性体改性后的沥青在耐候性上的提升具有局限性，即使采用大掺量的SBS，对卷材的耐候性的提升也非常有限。
发明内容
为了提高防水卷材的耐候性，本申请提供一种SEBS改性沥青防水卷材及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种SEBS改性沥青防水卷材采用如下技术方案：
一种SEBS改性沥青防水卷材，包括铝膜面层、改性沥青层、隔离层，所述改性沥青层主要由如下重量份数的原料制成：90-100份沥青、10-15份改性剂、5-10份环己烷、3-5份增粘剂、35-45份填料；所述改性剂为SEBS。
通过采用上述技术方案，改性沥青防水卷材的制备原料中以SEBS作为沥青改性剂，SEBS为三嵌共聚物，以聚苯乙烯为末端段且含有聚丁二烯聚合单元，在对沥青改性后，与沥青有较好的结合，能够提高卷材上改性沥青层的弹性和耐撕裂性能，大大提高了卷材的耐候性；环己烷能够提高沥青在制备时的流动性，便于沥青与填料等其他原料混合均匀，均匀分散的填料能够进一步提高卷材的抗老化性。
优选的，所述沥青与改性剂的质量比为95-100:15。
通过采用上述技术方案，优化了改性剂占沥青的比例，能够保证改性剂SEBS中的化学键与沥青结合的同时，还能够充分地与其他原料进行结合，提高了卷材上改性沥青层的结合程度，进一步提高了卷材的稳定性。
优选的，所述填料为沸石粉、白炭黑中的至少一种。
通过采用上述技术方案，填料中加入了沸石，沸石的多孔结构能够使环己烷等有机物在沸石中填充或吸附结合，在后期卷材使用时，随着温度的变化，沸石中填充或吸附的有机物可以进一步释放，减少了卷材的沥青层中裂缝的出现几率，进而提高卷材的稳定性。
优选的，所述填料由沸石粉与白炭黑以质量比(10-20)：(15-25)组成。
通过采用上述技术方案，填料中的沸石粉和白炭黑的量相对较为均衡，一方面可以利用沸石粉对部分有机物的容纳或吸附作用减少裂缝的出现，另一方面还能够保证有充足的白炭黑与沥青形成结构沥青，提高卷材的耐热性。
优选的，所述沸石粉的孔隙率为53-58％，沸石粉的粒径为0.1-0.8mm。
通过采用上述技术方案，沸石粉的孔隙率较高且粒径较小，能够提高孔隙的填充容纳量，同时也不影响沸石粉在沥青中的均匀分散。
优选的，所述原料还包括5-6重量份的十八烷烃和4-7重量份的氢氧化钙。
通过采用上述技术方案，十八烷烃的熔点大约为30℃左右，可以与环己烷配合，在不同的温度梯度进行释放，保证卷材在不同的环境下都有更高的稳定性。氢氧化钙能够提高沥青的粘附性，进一步降低了卷材的沥青层开裂的几率。
第二方面，本申请提供的一种SEBS改性沥青防水卷材的制备方法采用如下技术方案：一种上述的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法，包括如下步骤：
1)将沥青、改性剂、环己烷、增粘剂、填料在150-200℃下混合均匀，制得预混料；
2)将预混料涂覆在隔离层的一个表面上，然后将隔离层涂覆有预混料的一面与胎基层贴合，压制，即得。
通过采用上述技术方案，将各原料混合后制成预混料，然后涂覆在隔离层的表面上，由于隔离层为厚度较薄的薄膜，便于控制隔离层表面涂覆的预混料的厚度，提高卷材上改性沥青层的均匀性。
优选的，步骤1)中将沥青、改性剂、环己烷、增粘剂、填料在150-200℃下混合均匀是先将沥青加热至155-160℃，然后加入环己烷混合均匀，然后在165-170℃下加入增粘剂混合均匀，然后在190-200℃下加入改性剂、填料混合均匀，制得预混料。
通过采用上述技术方案，将沥青加热至155-160℃，沥青已经充分软化，具有较好的流动性，然后加入环己烷，能够进一步促进沥青的软化，得到流动性较高的沥青，然后再升温至较高温度后加入增粘剂混合均匀，此时的增粘剂能够充分分散在沥青中，保证沥青的润湿性，进而在后续继续升温时，使改性剂在沥青中良好分散，与沥青充分结合，也使填料不容易沉降和团聚。
优选的，步骤1)中将沥青、改性剂、环己烷、增粘剂、填料在150-200℃下混合均匀是先将沥青加热至155-160℃，然后加入环己烷与沸石粉的混合物再混合均匀，然后在165-170℃下加入增粘剂混合均匀，然后在190-200℃下加入改性剂、白炭黑混合均匀，制得预混料。
通过采用上述技术方案，将环己烷与沸石先进行混合，使环己烷尽可能多地进入沸石的孔隙中，然后再分散在沥青中，减少了环己烷先与沥青结合后导致的沸石效果下降。
优选的，环己烷与沸石粉的混合物是将环己烷、沸石粉在35-40℃下混合均匀。
通过采用上述技术方案，由于沸石的孔隙的尺寸非常小，在35-40℃下，环己烷的流动性大大增加，降低了环己烷的表面张力，能够充分地结合在沸石的微小的孔隙中。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请的SEBS改性沥青防水卷材的制备原料中加入了SEBS，相比于SBS，能够大大提高改性沥青层的耐候性；原料中还加入了环己烷，提高了沥青的流动性，使本申请的SEBS改性沥青防水卷材在制备时，改性沥青层更加均匀，进一步提高了防水卷材的稳定性。
2.本申请的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法中，采用将预混料涂覆在隔离层上再与胎基层压制的方式，便于控制改性沥青层的厚度均匀性。进一步的，预混料制备时，先将环己烷与沸石混合，使环己烷充分进入沸石的孔隙中，在后期使用时能够使环己烷逐步释放，减少了改性沥青层出现裂缝的几率。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的SEBS改性沥青防水卷材的制备原料中的沥青优选为90#石油沥青；SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，优选为中国石化集团巴陵石化分公司的YH-503T型SEBS热塑性橡胶，其中苯乙烯含量为35％。
本申请使用的增粘剂为加氢石油树脂或酚醛树脂。优选的，加氢石油树脂为山东力昂新材料科技有限公司提供的碳五加氢石油树脂。
本申请使用的重钙粉的粒径为5-10μm，优选为5μm。白炭黑的粒径为20-50nm，优选为20nm。
进一步的，本申请的SEBS改性沥青防水卷材具备较好的耐候性，在实际应用中，根据不同的需要，制备原料中还可以加入0.5-1.5重量份防老剂2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物和/或0.5-1.0重量份的交联剂2,5-二甲基-2,5-双-(叔丁基过氧)己烷。
本申请的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法中，将沥青、改性剂、环己烷、增粘剂、填料在150-200℃下混合均匀时，也可以采取将沥青、改性剂、环己烷、增粘剂、填料混合，加热至190℃后直接搅拌混合均匀。
优选的，在将沥青加热至155-160℃后搅拌1min，搅拌速率为60r/min。在加入环己烷或浸渍填料后，以同样速率再搅拌1min。升温至165-170℃，加入增粘剂，搅拌1min，搅拌速率为60r/min。然后加入SEBS，搅拌3min，搅拌速率为45r/min。然后加入重钙粉或白炭黑，以45r/min的速率搅拌1min。或者，在加入SEBS搅拌后，加入白炭黑与氢氧化钙，然后加入胶体磨中胶磨15min，得到预混料。
浸渍填料为环己烷与沸石的混合物或环己烷、十八烷烃与沸石的混合物。
胎基层为聚酯胎或玻纤增强聚酯胎。聚酯胎为聚酯纤维无纺布，优选的，聚酯纤维无纺布的克重为200g/m2，断裂伸长率为35％，拉伸强度为500N。玻纤增强聚酯胎为玻纤聚酯纤维布，优选的，玻纤聚酯纤维布的克重为160g/m2，拉伸强度为4000N。
本申请的预混料涂覆时的涂层厚度为1.5mm。
实施例1
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材由如下重量的原料制成：沥青90kg、SEBS10kg、环己烷5kg、加氢石油树脂3kg、重钙粉35kg。其中沥青为90#石油沥青，SEBS中苯乙烯含量为35％，加氢石油树脂为碳五加氢石油树脂，重钙粉的粒径为5μm。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法包括如下步骤：
1)将沥青加入搅拌罐中，升温至155℃，以60r/min的速率搅拌1min，然后加入环己烷，再以60r/min的速率搅拌1min，然后升温至165℃，加入加氢石油树脂，以60r/min的速率搅拌1min，然后升温至190℃，加入SEBS，以45r/min的速率搅拌3min，然后加入重钙粉，以45r/min的速率搅拌1min，得到预混料；
2)将隔离层(隔离膜)经导向辊送入刮涂辊筒，通过放料槽将预混料刮涂到隔离层的一个表面，然后通过导向辊将刮涂有预混料的隔离层与胎基层送入压膜辊之间，进行压膜，冷却，即得。隔离层为聚乙烯膜。胎基层为玻纤增强聚酯胎。
实施例2
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材与实施例1的不同之处在于，制备原料中的沥青为95kg，其他的同实施例1。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材与实施例1的不同之处在于，制备原料中的沥青为95kg，SEBS为15kg，其他的同实施例1。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材与实施例1的不同之处在于，制备原料中的沥青为100kg，SEBS为15kg，其他的同实施例1。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法同实施例1。
实施例5
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材由如下重量的原料制成：沥青95kg、SEBS15kg、环己烷8kg、氢化石油树脂5kg、重钙粉35kg。其中沥青为90#石油沥青，SEBS中苯乙烯含量为35％，加氢石油树脂为碳五加氢石油树脂，重钙粉的粒径为5μm。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法同实施例1。
实施例6
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材与实施例5的不同之处在于，制备原料中的重钙粉为45kg，其他的同实施例5。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法同实施例1。
实施例7
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材由如下重量的原料制成：沥青95kg、SEBS15kg、环己烷8kg、氢化石油树脂5kg、白炭黑35kg。其中沥青为90#石油沥青，SEBS中苯乙烯含量为35％，加氢石油树脂为碳五加氢石油树脂，白炭黑的粒径为20nm。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法参考实施例1。
实施例8
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材由如下重量的原料制成：沥青95kg、SEBS15kg、环己烷10kg、氢化石油树脂5kg、沸石粉10kg、白炭黑25kg。其中沥青为90#石油沥青，SEBS中苯乙烯含量为35％，加氢石油树脂为碳五加氢石油树脂，沸石粉的粒径为0.1mm，白炭黑的粒径为20nm。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法包括如下步骤：
1)将环己烷与沸石粉加入搅拌罐中，加热至30℃并搅拌混合均匀，得到浸渍填料；
2)将沥青加入搅拌罐中，升温至155℃，以60r/min的速率搅拌1min，然后加入浸渍填料，再以60r/min的速率搅拌1min，然后升温至165℃，加入加氢石油树脂，以60r/min的速率搅拌1min，然后升温至190℃，加入SEBS，以45r/min的速率搅拌3min，然后加入白炭黑，以45r/min的速率搅拌1min，得到预混料；
3)将隔离层经导向辊送入刮涂辊筒，通过放料槽将预混料刮涂到隔离层的一个表面，然后通过导向辊将刮涂有预混料的隔离层与胎基层送入压膜辊之间，进行压膜，冷却，即得。隔离层为聚乙烯膜。胎基层为玻纤增强聚酯胎。
实施例9
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材由如下重量的原料制成：沥青95kg、SEBS15kg、环己烷10kg、氢化石油树脂5kg、沸石粉20kg、白炭黑15kg。其中沥青为90#石油沥青，SEBS中苯乙烯含量为35％，加氢石油树脂为碳五加氢石油树脂，沸石粉的粒径为0.5mm，白炭黑的粒径为20nm。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法参考实施例8。
实施例10
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材由如下重量的原料制成：沥青95kg、SEBS15kg、环己烷10kg、十八烷烃5kg、氢化石油树脂5kg、沸石粉20kg、白炭黑15kg。其中沥青为90#石油沥青，SEBS中苯乙烯含量为35％，加氢石油树脂为碳五加氢石油树脂，沸石粉的粒径为0.5mm，白炭黑的粒径为20nm。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法包括如下步骤：
1)将环己烷、十八烷烃与沸石粉加入搅拌罐中，加热至35℃并搅拌混合均匀，得到浸渍填料；
2)将沥青加入搅拌罐中，升温至155℃，以60r/min的速率搅拌1min，然后加入浸渍填料，再以60r/min的速率搅拌1min，然后升温至165℃，加入加氢石油树脂，以60r/min的速率搅拌1min，然后升温至190℃，加入SEBS，以45r/min的速率搅拌3min，然后加入白炭黑，以45r/min的速率搅拌1min，得到预混料；
3)将隔离层经导向辊送入刮涂辊筒，通过放料槽将预混料刮涂到隔离层的一个表面，然后通过导向辊将刮涂有预混料的隔离层与胎基层送入压膜辊之间，进行压膜，冷却，即得。隔离层为聚乙烯膜。胎基层为玻纤增强聚酯胎。
实施例11
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材由如下重量的原料制成：沥青95kg、SEBS15kg、环己烷10kg、十八烷烃5kg、氢化石油树脂5kg、沸石粉20kg、白炭黑15kg、氢氧化钙4kg。其中沥青为90#石油沥青，SEBS中苯乙烯含量为35％，加氢石油树脂为碳五加氢石油树脂，沸石粉的粒径为0.5mm，白炭黑的粒径为20nm。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法包括如下步骤：
1)将环己烷、十八烷烃与沸石粉加入搅拌罐中，加热至35℃并搅拌混合均匀，得到浸渍填料；
2)将沥青加入搅拌罐中，升温至155℃，以60r/min的速率搅拌1min，然后加入浸渍填料，再以60r/min的速率搅拌1min，然后升温至165℃，加入加氢石油树脂，以60r/min的速率搅拌1min，然后升温至190℃，加入SEBS，以45r/min的速率搅拌3min，然后加入白炭黑、氢氧化钙混合，然后加入胶体磨中进行胶磨15min，得到预混料；
3)将隔离层经导向辊送入刮涂辊筒，通过放料槽将预混料刮涂到隔离层的一个表面，然后通过导向辊将刮涂有预混料的隔离层与胎基层送入压膜辊之间，进行压膜，冷却，即得。隔离层为聚乙烯膜。胎基层为玻纤增强聚酯胎。
实施例12
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材由如下重量的原料制成：沥青95kg、SEBS15kg、环己烷10kg、十八烷烃5kg、氢化石油树脂5kg、沸石粉20kg、白炭黑15kg、氢氧化钙7kg。其中沥青为90#石油沥青，SEBS中苯乙烯含量为35％，加氢石油树脂为碳五加氢石油树脂，沸石粉的粒径为0.5mm，白炭黑的粒径为20nm。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法同实施例11。
实施例13
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备原料同实施例11。
本实施例的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法包括如下步骤：
1)将环己烷、十八烷烃与沸石粉加入搅拌罐中，加热至40℃并搅拌混合均匀，得到浸渍填料；
2)将沥青加入搅拌罐中，升温至160℃，以60r/min速率搅拌1min，然后加入浸渍填料，再以60r/min速率搅拌1min，然后升温至170℃，加入加氢石油树脂，以60r/min速率搅拌1min，然后升温至200℃，加入SEBS，以45r/min速率搅拌3min，然后加入白炭黑、氢氧化钙混合，然后加入胶体磨中进行胶磨15min，得到预混料；
3)将隔离层经导向辊送入刮涂辊筒，通过放料槽将改性沥青料刮涂到隔离层的一个表面，然后通过导向辊将刮涂有改性沥青料的隔离层与胎基层送入压膜辊之间，进行压膜，冷却，即得。隔离层为聚乙烯膜。胎基层为玻纤增强聚酯胎。
对比例1
本对比例的改性沥青防水卷材与实施例1的区别在于，将其中的SEBS替换为SBS，其他的均与实施例1中的相同。
对比例2
本对比例的改性沥青防水卷材与实施例1的区别在于，制备原料中不含环己烷，其他的均与实施例1中的相同。
性能检测试验
将实施例1-13以及对比例1-2中的改性沥青防水卷材，按照GB18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》中的测试方法，测试其性能，结果如表1所示。
表1实施例1-13及对比例1-2中的改性沥青防水卷材的性能
Figure BDA0003168850750000081
根据实施例1、对比例1并结合上表的内容可知，本申请的SEBS改性沥青防水卷材采用SEBS作为改性剂，能够大幅度地提高改性沥青防水卷材的耐老化性能。
根据实施例1、对比例2并结合上表的内容可知，本申请的SEBS改性沥青防水卷材中添加环己烷，能够提高改性沥青防水卷材的耐低温性能。
综上所述，本申请制得的SEBS改性沥青防水卷材在保证具有较好的力学性能的同时，还具有较高的耐热性和良好的耐老化性能，能够满足人工气候加速老化1500h的要求。

Claims (2)

1.一种SEBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，SEBS改性沥青防水卷材包括胎基层、改性沥青层、隔离层，所述改性沥青层由如下重量份数的原料制成：90-100份沥青、10-15份改性剂、5-10份环己烷、3-5份增粘剂、35-45份填料；所述改性剂为SEBS；
所述填料由沸石粉与白炭黑以质量比（10-20）:（15-25）组成；
所述沸石粉的孔隙率为53-58%，沸石粉的粒径为0.1-0.8mm；白炭黑的粒径为20-50nm；
所述原料还包括5-6重量份的十八烷烃和4-7重量份的氢氧化钙；
增粘剂为加氢石油树脂或酚醛树脂；
所述的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法包括如下步骤：
1）将沥青、改性剂、环己烷、增粘剂、填料在150-200℃下混合均匀，制得预混料；
2）将预混料涂覆在隔离层的一个表面上，然后将隔离层涂覆有预混料的一面与胎基层贴合，压制，即得；
步骤1）中将沥青、改性剂、环己烷、增粘剂、填料在150-200℃下混合均匀是将沥青加热至155-160℃后搅拌1min，搅拌速率为60r/min，加入浸渍填料，以同样速率再搅拌1min，然后升温至165-170℃，加入增粘剂，搅拌1min，搅拌速率为60r/min；然后在190-200℃下加入SEBS，搅拌3min，搅拌速率为45r/min；然后加入白炭黑与氢氧化钙，然后加入胶体磨中胶磨15min，得到预混料；
浸渍填料为环己烷、十八烷烃与沸石的混合物。
2.根据权利要求1所述的SEBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述沥青与改性剂的质量比为（95-100）:15。
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