CN113604064B - 一种改善无胎类防水卷材撕膜性能的稳定剂应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改善无胎类防水卷材撕膜性能的稳定剂应用，所述稳定剂先溶于油品中形成稳定剂溶液，稳定剂和油品的质量比为1:3‑5；所述稳定剂溶液放置于单独的罐体中，在无胎类防水卷材的沥青胶料制备时缓慢注入，所述稳定剂的用量为沥青胶料总重量的0.05‑0.10％。本发明优化了稳定剂的添加方式和添加量，首先用油品预溶化稳定剂，稳定剂在油品中分散均匀获得稳定剂溶液，然后将稳定剂溶液在无胎类防水卷材的沥青胶料制备时缓慢注入。本发明通过添加稳定剂提高改性沥青胶料的内聚力，降低了沥青胶料的针入度，提高了沥青胶料的内聚程度，改善了无胎类卷材在高温下的撕膜效果，施工应用性得以解决。
Description
技术领域
本发明属于防水卷材技术领域，具体涉及一种改善无胎类防水卷材撕膜性能的稳定剂应用。
背景技术
防水卷材主要用于建筑墙体，屋面，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无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起到至关重要的作用。市场上现有的防水卷材各项性能均符合标准要求，但是无胎类防水卷材在夏季高温天气阳光直射时表面温度可达到55℃以上，其表面的隔离膜难以揭开，给施工造成不便。造成此现象的原因为现有改性沥青胶料在高温条件下胶料容易变软，内聚力下降，胶料易附着在隔离膜上，造成撕膜困难。
CN201911156457.0公开了一种免撕水溶性隔离膜自粘防水卷材及其施工方法，卷材依次包括水溶性隔离膜、沥青自沾料和高分子基膜。具体采用一种水溶膜代替目前常用的PE或PET作为隔离膜，施工时采用水泥砂浆湿铺可以不用撕膜，且无需改造原防水卷材的生产设备就可以直接生产，所述水溶性隔离膜各组份按重量份计算为：聚乙烯醇67份、羟甲基纤维素钠10～26份、甘油1.5份、渗透助剂2份、水性聚酯增塑剂2份、淀粉1.5份。CN201721803617.2公开了一种自粘防水卷材，所述自粘防水卷材从下往上依次为主体材料防水层、自粘层和隔离层，其中，主体材料防水层为高分子类防水卷材层，所述高分子类防水卷材层为三元乙丙橡胶防水卷材层、聚氯乙烯防水卷材层或热塑性聚烯烃防水卷材层的一种或几种，所述自粘层为沥青类压敏胶层、热熔压敏胶层或丁基橡胶压敏胶层，所述隔离层为压敏膜。具体地，压敏膜是由聚乙烯醇树脂、改性助剂、防粘剂和抗静电剂制备而成，该压敏膜材料无需现场撕膜，省时省力，铺设简单；迅速渗透进入水泥砂浆、后浇混凝土，实现自粘层与基面的有效粘接。上述技术方案虽能解决防水卷材隔离膜撕膜困难的问题，但是均另外采用了水溶性隔离膜或者压敏膜材料，明显提升防水卷材的生产成本，不利于推广使用。
因此，现有技术还没有公开一种从沥青胶料本身出发进行研究，从而解决防水卷材表面隔离膜难以撕开的问题的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种技术方案，从沥青胶料本身出发进行研究，从而解决防水卷材表面隔离膜难以撕开的问题。具体地，发明人发现在沥青胶料原有配方的基础上添加一定比例的稳定剂，稳定剂先溶于油品形成稳定剂溶液再加入沥青胶料的制备过程中，能够明显提高沥青胶料的内聚力，高温下胶料硬度高，改善无胎类防水卷材的撕膜性能。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种改善无胎类防水卷材撕膜性能的稳定剂应用，所述稳定剂先溶于油品中形成稳定剂溶液，稳定剂和油品的质量比为1:1.5-6；所述防水卷材含有沥青胶料，在所述沥青胶料制备过程中加入所述稳定剂溶液，所述稳定剂的用量为沥青胶料总重量的0.04-0.12％，所述稳定剂溶液的用量为沥青胶料总重量的0.1-0.72％。
优选地，所述稳定剂先溶于油品中形成稳定剂溶液，稳定剂和油品的质量比为1:3-5；所述稳定剂溶液放置于单独的罐体中，在无胎类防水卷材的沥青胶料制备时缓慢注入，所述稳定剂的用量为沥青胶料总重量的0.05-0.10％。
本发明对上述稳定剂溶液的缓慢注入不作具体限定，本领域技术人员可根据具体生产情况调整。为清楚表达缓慢一词，举例为总计用量为20-30kg的稳定剂溶液，缓慢添加至混合罐中，添加时长约为15min。
发明人在实践中发现，在沥青胶料的制备过程中，直接添加稳定剂时，会导致稳定剂瞬间和沥青反应，形成大分子链，导致稳定剂表面的胶料粘度增大，胶料会在稳定剂颗粒表面包裹住，稳定剂不易分散均匀，不能充分和其余胶料反应。因此为使稳定剂充分反应，需长时间搅拌且还需要过胶体磨研磨，如果不慢慢搅拌和胶体磨研磨，送往生产线的胶料就稀稠不定且有颗粒，严重影响产品质量。由此导致沥青胶料的整个生产周期大幅增长，生产效率低，严重影响产能。而在本发明中，用油品预溶化稳定剂，稳定剂在油品中已分散均匀，缓慢将稳定剂溶液注入胶料的反应罐中，稳定剂溶液快速在胶料中分散均匀，从而稳定剂也分散均匀且能够和胶料快速发生化学反应，使原有的生产时间缩短，提高了生产效率。
本发明优化了油品与稳定剂的质量配比，使稳定剂溶解性好，且稳定剂溶液在沥青中分散速度快。另外，本发明优化了稳定剂的添加量，稳定剂过多的添加会导致胶料内聚力极大，针入度大幅变小，胶料很稠，生产中存在很大困难。稳定剂用量过少对胶料的内聚程度性能影响不大。
所述稳定剂的各组分重量百分比如下：
沥青交联主剂≤35％；
沥青交联辅剂≤30％；
交联性能改性助剂≥10％；
延度改性助剂≤5％；
其他功能助剂≤20％。
在本发明中，优选地，所述沥青交联主剂是含硫化合物，沥青交联辅剂是丁苯橡胶类化合物，交联性能改性助剂是无机盐类化合物，延度改性助剂是改性树脂类化合物。
进一步优选地，所述无机盐类化合物选用二硫代氨基甲酸盐类，改性树脂类化合物选用乙烯醋酸乙烯树脂或者环氧树脂。
沥青改性稳定剂一般在沥青类卷材生产中的作用是改善沥青胶料改性时的稳定性，提高胶料的粘度和强度。沥青中起决定性作用的是沥青质，沥青质的主要成分是碳氢基团。沥青交联主剂是含硫化合物，在高温条件下与沥青中的碳氢基团发生反应，生成硫化氢逸散于空气中，硫离子与碳键链接，原本的碳氢基团形成了更长的分子链，胶料的分子量变大，内聚力随之提升。沥青交联辅剂是丁苯橡胶类化合物，主要作用就是在高温改性下，于沥青中充分溶胀，增加胶料的粘度。交联性能改性助剂是无机盐类，其与改性树脂类的作用相似，是为了改善胶料的强度和韧性。
在本发明中，优选地，稳定剂溶液中的油品选用深圳市宝深实话有限公司生产的60#油品，稳定剂选取东营润丰博越石油技术有限公司生产的改性沥青稳定剂。
在本发明中，优选地，所述沥青胶料按重量份数计包括：
沥青：40～60份
油品：7～15份
SBS：3～8份
溶胶：1～4份
SBR：1～6份
胶粉：6～12份
改性石油树脂：1～3份
稳定剂溶液：0.10～1.0份
石粉：26～38份
其他助剂：0～4份。
进一步优选地，所述沥青胶料按重量份数计包括：
沥青：42份
油品：8.76份
SBS：3份
溶胶：1.5份
SBR：1份
胶粉：6份
改性石油树脂：1份
稳定剂溶液：0.32份
石粉：36.42份
其中，稳定剂溶液的稳定剂和油品的质量比为1:3。
上述沥青胶料的原料配方是发明人经过长期的实验研究以及生产实践获得，制备的沥青胶料性能优异。上述沥青胶料的原料均可采用本领域常规使用的品种和规格，本发明对此不作限定。具体地，例如，所述油品选用深圳市宝深实话有限公司生产的60#油品及安徽东方佳信建材科技有限公司生产的35#油品，溶胶选用徐州鸿顺高新材料有限公司生产的0506，胶粉的目数为80-100目，改性石油树脂采用石油树脂C9系列。
本发明还提供一种无胎类防水卷材，所述防水卷材的沥青胶料制备过程包括如下步骤：
S1.加入沥青、油品，后加入SBS和溶胶；
S2.加入SBR和胶粉；
S3.加入改性石油树脂、稳定剂溶液和助剂，得混合溶液；混合溶液研磨后加入石粉，搅拌均匀后出料；所述稳定剂溶液由稳定剂和油品组成，稳定剂和油品的质量比为1:3-5；所述稳定剂溶液放置于单独的罐体中，在沥青胶料制备时缓慢注入，所述稳定剂的用量为沥青胶料总重量的0.05-0.10％。
优选地，所述防水卷材的沥青胶料制备过程包括如下步骤：
S1.加入沥青、油品，升温至120±5℃后加入SBS和溶胶，控温180±5℃，搅拌100-140分钟；
S2.加入SBR，搅拌20-40分钟，然后加入胶粉，搅拌50-70分钟；
S3.加入改性石油树脂、稳定剂溶液和助剂，控温180±5℃，搅拌80-100分钟后得混合溶液；混合溶液研磨后加入石粉，搅拌20-40分钟，控温155±5℃出料；
所述稳定剂和油品的质量比为1:3，所述油品选用深圳市宝深实话有限公司生产的60#油品，所述稳定剂选取东营润丰博越石油技术有限公司生产的改性沥青稳定剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明通过添加稳定剂提高改性沥青胶料的内聚力，在温度相对较低时沥青胶料整体呈凝胶结构；在较高温度下(65℃以上)才逐步变软，内聚力下降，转变为溶-凝胶结构，降低了沥青胶料的针入度，提高了沥青胶料的内聚程度，改善了无胎类卷材在高温下的撕膜效果，施工应用性得以解决，提高了产品的市场竞争力。与此同时，稳定剂的少量添加，对于产品的其他物理力学性能也有着一定程度的提高。
2、本发明优化了稳定剂的添加方式，首先用油品预溶化稳定剂，稳定剂在油品中分散均匀获得稳定剂溶液，然后将稳定剂溶液在无胎类防水卷材的沥青胶料制备时缓慢注入。优化了稳定剂的添加量，稳定剂过多的添加会导致胶料内聚力极大，针入度大幅变小，胶料很稠，生产中存在很大困难。稳定剂用量过少对胶料的内聚程度性能影响不大。
3、本发明对稳定剂溶液中的油品进行了优选，同时调整了油品的用量，使油品对稳定剂的溶解性好，且在沥青胶料中分散性好，能够快速分散均匀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明，但本发明要求的保护范围并不局限于实施例。
稳定剂溶液的制备和优化
稳定剂选取东营润丰博越石油技术有限公司生产的改性沥青稳定剂。
制备：基础油品或沥青加热至140℃后，加入稳定剂，搅拌速率固定(实验室搅拌桨速率300r/min)，观察助剂有无爬杆现象(即粘度大小)、稳定剂溶化程度(是否溶化完全)、以及有无沉淀。
方案一：用90#沥青溶化稳定剂，暂定沥青：稳定剂为5：1；
| 原料名称 | 原料型号 | 配比/％ |
| 沥青 | 90# | 50 |
| 稳定剂 | / | 10 |
实验现象：当沥青升温至设定温度，加入稳定剂后，胶料粘度瞬间巨幅增大，搅拌桨难以搅拌；故90#沥青无法作为稳定剂助剂添加的基础溶剂。
方案二：用35#油品溶化稳定剂，暂定35#油品：稳定剂为5：1；
| 原料名称 | 原料型号 | 配比/％ |
| 油品 | 35# | 50 |
| 稳定剂 | / | 10 |
实验现象：当35#油品升温至设定温度，加入稳定剂，十五分钟后，稳定剂完全化开；但搅拌时间超过一小时后，罐底开始出现沉淀；最终稳定剂会在底部完全沉淀；故35#油品无法作为稳定剂助剂添加的基础溶剂。
方案三：用60#油品溶化稳定剂，暂定60#油品：稳定剂为5：1；
| 原料名称 | 原料型号 | 配比/％ |
| 油品 | 60# | 50 |
| 稳定剂 | / | 10 |
实验现象：当60#油品升温至设定温度，加入稳定剂，十五分钟后，稳定剂完全化开；且搅拌时长无法对助剂产生不利影响，底部不会出现沉淀现象；冷却至常温后，助剂形成膏状的混合物；故对比后选用60#油品作为稳定剂助剂添加的基础溶剂。
方案四：用60#油品溶化稳定剂，定60#油品：稳定剂为3：1；
| 原料名称 | 原料型号 | 配比/％ |
| 油品 | 60# | 30 |
| 稳定剂 | / | 10 |
实验现象：溶解性良好，比例调整后不影响助剂的添加，故增大比例，助剂罐能够一次配比多锅胶料，生产效率提高。
下述实用案例中采用的原料均为市售，其中原材料中的0506为徐州鸿顺高新材料有限公司生产的0506，胶粉的目数为80-100目，改性石油树脂采用石油树脂C9系列。
下述实用案例中的稳定剂溶液由稳定剂和油品按质量比为1:3组成，所述油品选用深圳市宝深实话有限公司生产的60#油品，所述稳定剂选取东营润丰博越石油技术有限公司生产的改性沥青稳定剂。所述稳定剂溶液放置于单独的罐体中，在沥青胶料制备时缓慢注入。
实用案例1：
以GB/T35467-2017的PET产品为例，其底膜为透明硅油膜；与PET镀铝硅油膜和PE黑膜对比而言，同等日照条件下的产品表面温度最高。恒定一配方不变，在其中添加不同比例的稳定剂，测试各项性能。
本实例提供了初始GB/T35467-2017的PET产品的配方，液料、粉料及颗粒料混合而成，其重量百分比分别如下：
表1
所述沥青胶料制备过程包括如下步骤：
S1.加入沥青、油品，升温至120±5℃后加入SBS和溶胶0506，控温180±5℃，搅拌100-140分钟；
S2.加入SBR，搅拌20-40分钟，然后加入胶粉，搅拌50-70分钟；
S3.加入改性石油树脂，控温180±5℃，搅拌80-100分钟后得混合溶液；混合溶液研磨后加入石粉，搅拌20-40分钟，控温155±5℃出料。
沥青胶料性能测试，测试方法：
撕膜效果：取带搭接边的PET产品一块，A4纸大小，放入恒温至规定温度的烘箱中15分钟。切勿取出，直接在烘箱中测试撕膜，缓慢撕开，略微停顿一下，观察停顿后的撕膜效果有无难以继续的情况。改性时胶料状态：取样，立即用玻璃棒挑起，观察是否过于粘稠。剩余检测项目详见GBT35467-2017及328各项检测方法。
测试结果如下：
表2
实用案例2：
本实例提供了一种稳定剂改善无胎类卷材撕膜效果的配方，液料、粉料及颗粒料混合而成，其重量百分比分别如下：
表3
所述卷材的沥青胶料制备过程包括如下步骤：
S1.加入沥青、油品，升温至120±5℃后加入SBS和溶胶0506，控温180±5℃，搅拌100-140分钟；
S2.加入SBR，搅拌20-40分钟，然后加入胶粉，搅拌50-70分钟；
S3.加入改性石油树脂、稳定剂溶液，控温180±5℃，搅拌80-100分钟后得混合溶液；混合溶液研磨后加入石粉，搅拌20-40分钟，控温155±5℃出料。
测试结果如下：
表4
实用案例3：
本实例提供了一种稳定剂改善无胎类卷材撕膜效果的配方，液料、粉料及颗粒料混合而成，其重量百分比分别如下：
表5
所述卷材的沥青胶料制备过程如实用案例2所述。测试结果如下：
表6
实用案例4：
本实例提供了一种稳定剂改善无胎类卷材撕膜效果的配方，液料、粉料及颗粒料混合而成，其重量百分比分别如下：
表7
所述卷材的沥青胶料制备过程如实用案例2所述。
测试结果：
表8
实用案例5：
本实例提供了一种稳定剂改善无胎类卷材撕膜效果的配方，液料、粉料及颗粒料混合而成，其重量百分比分别如下：
表9
所述卷材的沥青胶料制备过程如实用案例2所述。
测试结果如下：
表10
实用案例6：
本实例提供了一种稳定剂改善无胎类卷材撕膜效果的配方，液料、粉料及颗粒料混合而成，其重量百分比分别如下：
表11
所述卷材的沥青胶料制备过程如实用案例2所述。
测试结果如下：
表12
小结：通过对比实例1与其余实例，稳定剂的添加对于无胎类卷材的撕膜效果有着明显的改善，解决了夏季无胎类卷材难撕膜的问题；通过对比实例2与实例3，稳定剂的添加量不宜太少，过少添加对胶料产生的效果不明显；通过对比实例2、实例4和实例5，稳定剂添加量过大会导致胶料过于粘稠，不利于生产；通过对比实例2、实例3和实例6，实例6中稳定剂的添加量最为适宜，不仅改善了撕膜问题，而且没有对生产造成影响。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (5)
1.一种稳定剂在改善无胎类防水卷材撕膜性能中的应用，其特征在于，所述稳定剂先溶于第一油品中形成稳定剂溶液，稳定剂和第一油品的质量比为1:1.5-6；所述防水卷材含有沥青胶料，在所述沥青胶料制备过程中加入所述稳定剂溶液，所述稳定剂的用量为沥青胶料总重量的0.05-0.10%，所述稳定剂溶液的用量为沥青胶料总重量的0.1-0.72%；
所述沥青胶料由以下重量份数的原料制成：
沥青：40～60份
第二油品：7～15份
SBS：3～8份
溶胶：1～4份
SBR：1～6份
胶粉：6～12份
改性石油树脂：1～3份
稳定剂溶液：0.10～1.0份
石粉：26～38份
其他助剂：0～4份；
所述溶胶选用徐州鸿顺高新材料有限公司生产的0506；
所述稳定剂的各组分重量百分比如下：
沥青交联主剂≤35%；
沥青交联辅剂≤30%；
交联性能改性助剂≥10%；
延度改性助剂≤5%；
其他功能助剂≤20%；
所述沥青交联主剂是含硫化合物，沥青交联辅剂是丁苯橡胶类化合物，交联性能改性助剂是无机盐类化合物，延度改性助剂是改性树脂类化合物；
所述无机盐类化合物选用二硫代氨基甲酸盐类，改性树脂类化合物选用乙烯醋酸乙烯树脂或者环氧树脂；
所述第一油品选用深圳市宝深实业有限公司生产的60#油品，所述稳定剂选取东营润丰博越石油技术有限公司生产的改性沥青稳定剂。
2.根据权利要求1所述的稳定剂在改善无胎类防水卷材撕膜性能中的应用，其特征在于，所述沥青胶料由以下重量份数的原料制成：
沥青：42份
第二油品：8.76份
SBS：3份
溶胶：1.5份
SBR：1份
胶粉：6份
改性石油树脂：1份
稳定剂溶液：0.32份
石粉：36.42份
其中，稳定剂溶液的稳定剂和第一油品的质量比为1:3。
3.根据权利要求1或2所述的稳定剂在改善无胎类防水卷材撕膜性能中的应用，其特征在于，所述第二油品选用深圳市宝深实业有限公司生产的60#油品及安徽东方佳信建材科技有限公司生产的35#油品，胶粉的目数为80-100目，改性石油树脂采用石油树脂C9系列。
4.一种无胎类防水卷材，其特征在于，所述防水卷材的沥青胶料制备过程包括如下步骤：
S1.加入沥青、第二油品，后加入SBS和溶胶；
S2.加入SBR和胶粉；
S3.加入改性石油树脂、稳定剂溶液和助剂，得混合溶液；混合溶液研磨后加入石粉，搅拌均匀后出料；
所述稳定剂溶液由稳定剂和第一油品组成，稳定剂和第一油品的质量比为1:3-5；所述稳定剂溶液放置于单独的罐体中，在沥青胶料制备时缓慢注入，所述稳定剂的用量为沥青胶料总重量的0.05-0.10%；
所述沥青胶料由以下重量份数的原料制成：
沥青：40～60份
第二油品：7～15份
SBS：3～8份
溶胶：1～4份
SBR：1～6份
胶粉：6～12份
改性石油树脂：1～3份
稳定剂溶液：0.10～1.0份
石粉：26～38份
其他助剂：0～4份；
所述溶胶选用徐州鸿顺高新材料有限公司生产的0506；
所述稳定剂的各组分重量百分比如下：
沥青交联主剂≤35%；
沥青交联辅剂≤30%；
交联性能改性助剂≥10%；
延度改性助剂≤5%；
其他功能助剂≤20%；
所述沥青交联主剂是含硫化合物，沥青交联辅剂是丁苯橡胶类化合物，交联性能改性助剂是无机盐类化合物，延度改性助剂是改性树脂类化合物；
所述无机盐类化合物选用二硫代氨基甲酸盐类，改性树脂类化合物选用乙烯醋酸乙烯树脂或者环氧树脂；
所述第一油品选用深圳市宝深实业有限公司生产的60#油品，所述稳定剂选取东营润丰博越石油技术有限公司生产的改性沥青稳定剂。
5.根据权利要求4所述无胎类防水卷材，其特征在于，所述防水卷材的沥青胶料制备过程包括如下步骤：
S1.加入沥青、第二油品，升温至120±5℃后加入SBS和溶胶，控温180±5℃，搅拌100-140分钟；
S2.加入SBR，搅拌20-40分钟，然后加入胶粉，搅拌50-70分钟；
S3.加入改性石油树脂、稳定剂溶液和助剂，控温180±5℃，搅拌80-100分钟后得混合溶液；混合溶液研磨后加入石粉，搅拌20-40分钟，控温155±5℃出料。
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