CN113621343B - 硅烷改性自粘丁基胶以及含有硅烷自粘丁基胶的防水卷材 - Google Patents

硅烷改性自粘丁基胶以及含有硅烷自粘丁基胶的防水卷材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硅烷改性自粘丁基胶以及含有硅烷自粘丁基胶的防水卷材，属于丁基胶技术领域。按质量份数比，它由以下组分制备而成：丁基橡胶：5‑15份；聚烯烃弹性体：3‑7份；无活性氢的石油树脂：5‑10份；有活性氢的增粘树脂：5‑15份；烷烃增塑剂：10‑30份；酯类增塑剂：3‑10份；马来酸酐改性的高活性聚异丁烯：2‑10份；氨基硅烷：2‑10份；硬脂酸：0‑3份；颜料：0‑10份；补强填料：5‑15份；填充填料：20‑40份；高模量硅烷改性聚合物：3‑10份；低模量硅烷改性聚合物：3‑10份；催化剂：0.1‑3份。通过硅烷改性聚醚，尤其是高模量和低模量硅烷改性聚醚同时使用，并搭配马来酸酐改性的高活性聚异丁烯，以及氨基硅烷的使用，能够获得相容性极佳的硅烷改性丁基胶。

Description

硅烷改性自粘丁基胶以及含有硅烷自粘丁基胶的防水卷材
技术领域
本发明涉及一种硅烷改性自粘丁基胶以及含有硅烷自粘丁基胶的防水卷材，属于丁基胶技术领域。
背景技术
丁基胶主要由丁基橡胶、增塑剂、增粘树脂和填料组成，由于天生具有优异的低水汽透过性，被广泛用于密封和防水。近年来，逐渐出现引入硅烷改性聚合物，用来对丁基胶进行改性，如在一种光伏用透明丁基胶(专利公开号CN112280498A)中引入硅烷改性的聚异丁烯丁二酸酐用于提高透明丁基密封胶的提高耐紫外性能和透光性。在一种阻氧丁基胶及其制备方法(专利公开号CN111334224A)和一种丁基保护胶(专利公开号CN110066628A)中公开了一种含有硅烷改性聚烯烃的丁基胶及其制备方法。在一种用于管道连接的密封胶(专利公开号CN107629731A)公开了用于管道连接的密封胶，用于管道之间连接、密封，粘接牢固，密封性能好。在一种密封胶带组合物和密封胶带及其应用(专利公开号CN106928883A)公开一种含有乙烯基硅橡胶和硅烷接枝的EPDM橡胶的丁基密封胶，对玻璃表面具有较好的粘接强度，不涉及硅烷改性聚醚。
以上公开技术不涉及使用硅烷改性聚醚或不涉及使用相容剂，在相容性方面存在缺陷。因此，设计一种硅烷改性自粘丁基胶以及含有硅烷自粘丁基胶的防水卷材，在本方案中，通过硅烷改性聚醚，尤其是高模量和低模量硅烷改性聚醚同时使用，并搭配马来酸酐改性的高活性聚异丁烯，以及氨基硅烷的使用，能够获得相容性极佳的硅烷改性丁基胶。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种硅烷改性自粘丁基胶以及含有硅烷自粘丁基胶的防水卷材，它解决了现有硅烷改性自粘丁基胶存在相容性缺陷的问题。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
硅烷改性自粘丁基胶，按质量份数比，它由以下组分制备而成：
丁基橡胶：5-15份；
聚烯烃弹性体：3-7份；
无活性氢的石油树脂：5-10份；
有活性氢的增粘树脂：5-15份；
烷烃增塑剂：10-30份；
酯类增塑剂：3-10份；
马来酸酐改性的高活性聚异丁烯：2-10份；
氨基硅烷：2-10份；
硬脂酸：0-3份；
颜料：0-10份；
补强填料：5-15份；
填充填料：20-40份；
高模量硅烷改性聚合物：3-10份；
低模量硅烷改性聚合物：3-10份；
催化剂：0.1-3份。
作为优选实例，所述无活性氢的石油树脂的软化点为90-100℃，有活性氢的增粘树脂的软化点为100℃。
作为优选实例，所述补强填料采用沉淀二氧化硅。
作为优选实例，所述马来酸酐改性的高活性聚异丁烯采用分子量1000的锦州圣大化学品有限公司的马来酸酐改性的高活性聚异丁烯HRPIBSA。
作为优选实例，所述高模量硅烷改性聚合物采用双官能度的高模量硅烷改性聚醚，低模量硅烷改性聚合物采用单官能度的低模量硅烷改性聚醚。
作为优选实例，所述催化剂采用有机锡或络合型有机硅。
含硅烷改性自粘丁基胶的防水卷材，所述防水卷材包括卷材主体，以及复合在卷材主体表面的采用如权利要求1-7任意一项所述的硅烷改性自粘丁基胶制作的胶层。
作为优选实例，所述卷材主体采用高密度聚乙烯HDPE、聚烯烃热塑性弹性体POE或三元乙丙橡胶EPDM中的任意一种。
作为优选实例，所述胶层一面与卷材主体复合，胶层另一面设置离型膜或者离型纸。
本发明的有益效果是：通过硅烷改性聚醚，尤其是高模量和低模量硅烷改性聚醚同时使用，并搭配马来酸酐改性的高活性聚异丁烯，以及氨基硅烷的使用，在胶体表面不会出现硅烷改性聚醚渗出物，从而增强剥离力和持粘力，能够获得相容性极佳的硅烷改性丁基胶。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
硅烷改性自粘丁基胶，按质量份数比，它由以下组分制备而成：
丁基橡胶：5-15份；
聚烯烃弹性体：3-7份；
无活性氢的石油树脂：5-10份；
有活性氢的增粘树脂：5-15份；
烷烃增塑剂：10-30份；
酯类增塑剂：3-10份；
马来酸酐改性的高活性聚异丁烯：2-10份；
氨基硅烷：2-10份；
硬脂酸：0-3份；
颜料：0-10份；
补强填料：5-15份；
填充填料：20-40份；
高模量-硅烷改性聚合物：3-10份；
低模量硅烷改性聚合物：3-10份；
催化剂：0.1-3份。
其中：
丁基橡胶，门尼粘度40-70，比如燕山石化1751，俄罗斯1675N，JSR 268，等；
聚烯烃弹性体熔融指数1≦MI≦30，比如陶氏ENGAGE 8150，8003等。
无活性氢的石油树脂，软化点90-100℃，C5，C9/C5，HHC，比如Eastman Piccotac9095，Exxsonmobile的ESCOREZ 2203LC，鲁华的A1100；
有活性氢的增粘树脂，软化点100℃，比如科茂KF399，荒川GA100；
烷烃增塑剂，粘度1300cps，比如大林PB1300，鸿瑞HRD-13；
酯类增塑剂，工业级，含有COO，SO3官能团，如DIDP，DOP，柠檬酸三丁酯ATBC，Plastomoll DOA，Benzoflex 2088，朗盛Mesamoll；
马来酸酐改性的高活性聚异丁烯，分子量1000，如锦州圣大化学品有限公司马来酸酐改性的高活性聚异丁烯HRPIBSA；
氨基硅烷，工业级，如氨基硅烷偶联剂KH550，KH551，与HRPIBSA摩尔比在2-3之间。
硬脂酸，工业级硬脂酸；
颜料，如锐钛型钛白粉；
补强填料，吸油值150，粒径在10um左右，如沉淀二氧化硅1250目；
填充填料，800-1200目，如重钙；
高模量硅烷改性聚合物，高模量硅烷改性聚醚，双官能度，如KENEKA MS PolymerS303H，MS Polymer S203H，WACKER Geniosil STP-E 35；
低模量硅烷改性聚合物，低模量硅烷改性聚醚，单官能度，如Geniosil XM25；
催化剂，有机锡或络合型有机硅，比如二月桂酸二辛基锡DOTDL，KENEKA U-220H；
含硅烷改性自粘丁基胶的防水卷材，防水卷材包括卷材主体，以及复合在卷材主体表面的采用上述的硅烷改性自粘丁基胶制作的胶层。
卷材主体采用高密度聚乙烯HDPE、聚烯烃热塑性弹性体POE或三元乙丙橡胶EPDM中的任意一种。
胶层一面与卷材主体复合，胶层另一面设置离型膜或者离型纸。
丁基胶制备方法：
(1)将组分丁基橡胶，聚烯烃弹性体，无活性氢的石油树脂，有活性氢的增粘树脂，烷烃增塑剂，酯类增塑剂，马来酸酐改性的高活性聚异丁烯(如果有)投入600L捏合机捏炼，温度控制在90-130℃，时间为5～30分钟，要求密炼均匀无颗粒；
(2)加入氨基硅烷(如果有)，搅拌5mins；
(3)加入硬脂酸，颜料，补强填料和填充填料，温度控制在90-130℃，密炼时间为5～15分钟，密炼至均匀无颗粒；
(4)加入高模量硅烷改性聚合物，低模量硅烷改性聚合物和催化剂，搅拌均匀，控制温度在110℃以下；
(5)出料至周转箱中放入45℃烘房中存储备用；
(6)胶料在8个小时内被喂入挤出机(挤出温度在80-120℃之间)挤出0.3-1.0mm的胶层至离型膜或者离型纸上再与卷材主体比如HDPE，POE或EPDM复合，最后收卷得到防水卷材，收卷采取张力控制，长度用码表计米。成品用于测试。
在本配方范围内，取几组最优的具体数值作为实施例，并取几组缺少硅烷改性聚醚，或马来酸酐改性的高活性聚异丁烯和KH550氨丙基三乙氧基硅烷，作为对比例，比较各项特性，详细配方如下：
对比例1
丁基橡胶燕山1751：9.4份；
ENGAGE8150：5份；
C5树脂A1100：6.5份；
松香树脂KF399：10份；
PB1300：20份；
DIDP：4份；
马来酸酐改性的高活性聚异丁烯：3份；
KH550氨丙基三乙氧基硅烷：2.5份；
硬脂酸：0.5份；
钛白粉(锐钛)：1.6份；
超细沉淀二氧化硅(1250目)：12.5份；
重钙：25份。
对比例1中，不含有硅烷改性聚醚，按制备方法中步骤(1)、(2)、(3)、(5)捏合得到。
对比例2
丁基橡胶燕山1751：9.4份；
ENGAGE8150：5份；
C5树脂A1100：6.5份；
松香树脂KF399：10份；
PB1300：20份；
DIDP：4份；
硬脂酸：0.5份；
钛白粉(锐钛)：1.6份；
超细沉淀二氧化硅(1250目)：12.5份；
重钙：25份；
MS Polymer S303H：5份；
二月桂酸二辛基锡DOTDL：0.2份。
对比例2中，不含有马来酸酐改性的高活性聚异丁烯和KH550氨丙基三乙氧基硅烷，按制备方法中步骤(1)，(3)，(4)，(5)捏合得到。
实施例1
丁基橡胶燕山1751：9.4份；
ENGAGE8150：5份；
C5树脂A1100：6.5份；
松香树脂KF399：10份；
PB1300：20份；
DIDP：4份；
马来酸酐改性的高活性聚异丁烯：3份；
KH550氨丙基三乙氧基硅烷：2.5份；
硬脂酸：0.5份；
钛白粉(锐钛)：1.6份；
超细沉淀二氧化硅(1250目)：12.5份；
重钙：25份；
MS Polymer S303H：2.5份；
Geniosil XM25：2.5份；
二月桂酸二辛基锡DOTDL：0.2份。
实施例1中，含有2.5％的MS Polymer S303H和2.5％的Geniosil XM25，
按制备方法中步骤(1)至(5)捏合得到。
实施例2
丁基橡胶燕山1751：9.4份；
ENGAGE8150：5份；
C5树脂A1100：6.5份；
松香树脂KF399：10份；
PB1300：20份；
DIDP：4份；
马来酸酐改性的高活性聚异丁烯：3份；
KH550氨丙基三乙氧基硅烷：2.5份；
硬脂酸：0.5份；
钛白粉(锐钛)：1.6份；
超细沉淀二氧化硅(1250目)：12.5份；
重钙：25份；
MS Polymer S303H：5份；
二月桂酸二辛基锡DOTDL：0.2份；
实施例2中，含有5％的MS Polymer S303H，不含Geniosil XM25，按制备方法中步骤(1)至(5)捏合得到。
实施例3
丁基橡胶燕山1751：9.4份；
ENGAGE8150：5份；
C5树脂A1100：6.5份；
松香树脂KF399：10份；
PB1300：20份；
DIDP：4份；
马来酸酐改性的高活性聚异丁烯：3份；
KH550氨丙基三乙氧基硅烷：2.5份；
硬脂酸：0.5份；
钛白粉(锐钛)：1.6份；
超细沉淀二氧化硅(1250目)：12.5份；
重钙：25份；
MS Polymer S303H：5份；
Geniosil XM25：5份；
二月桂酸二辛基锡DOTDL：0.2份；
实施例3中，含有5％的MS Polymer S303H和5％的Geniosil XM25，
按制备方法中步骤(1)至(5)捏合得到。
实施例4
丁基橡胶燕山1751：9.4份；
ENGAGE8150：5份；
C5树脂A1100：6.5份；
松香树脂KF399：10份；
PB1300：20份；
DIDP：4份；
马来酸酐改性的高活性聚异丁烯：3份；
KH550氨丙基三乙氧基硅烷：2.5份；
硬脂酸：0.5份；
钛白粉(锐钛)：1.6份；
超细沉淀二氧化硅(1250目)：12.5份；
重钙：25份；
MS Polymer S303H：10份；
二月桂酸二辛基锡DOTDL：0.2份；
实施例4中，含有10％的MS Polymer S303H，不含Geniosil XM25，
按制备方法中步骤(1)至(5)捏合得到。
以上对比例和实施例所获得的丁基胶按照步骤(6)涂布在POE主体上得到卷材成品，胶层厚度0.5mm,测试结果如下表：
Figure BDA0003201011070000081
Figure BDA0003201011070000091
Figure BDA0003201011070000101
检测结果：在对比例1中，没有使用硅烷改性聚醚，卷材与后浇混凝土浸水后的剥离强度只有0.3N/mm。在对比例2中，没有使用马来酸酐改性的高活性聚异丁烯和KH550氨丙基三乙氧基硅烷，胶体表面出现硅烷改性聚醚渗出物，从而导致卷材与卷材剥离力，以及持粘力不合格，且均为粘结失效。实施例1-4，各项指标能够符合GB/T23457或GB/T23260的设计要求，尤其是实施例1和3，由于单官能团硅烷聚合物起着控制后期交联分子量作用，表现出更好的剥离力和持粘力。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.硅烷改性自粘丁基胶，其特征在于，按质量份数比，它由以下组分制备而成：
丁基橡胶：5-15份；
聚烯烃弹性体：3-7份；
无活性氢的石油树脂：5-10份；
有活性氢的增粘树脂：5-15份；
烷烃增塑剂：10-30份；
酯类增塑剂：3-10份；
马来酸酐改性的高活性聚异丁烯：2-10份；
氨基硅烷：2-10份；
硬脂酸：0-3份；
颜料：0-10份；
补强填料：5-15份；
填充填料：20-40份；
高模量硅烷改性聚合物：3-10份；
低模量硅烷改性聚合物：3-10份；
催化剂：0.1-3份；
所述高模量硅烷改性聚合物采用双官能度的高模量硅烷改性聚醚，低模量硅烷改性聚合物采用单官能度的低模量硅烷改性聚醚。
2.根据权利要求1所述的硅烷改性自粘丁基胶，其特征在于，所述无活性氢的石油树脂的软化点为90-100℃，有活性氢的增粘树脂的软化点为100℃。
3.根据权利要求1所述的硅烷改性自粘丁基胶，其特征在于，所述补强填料采用沉淀二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的硅烷改性自粘丁基胶，其特征在于，所述马来酸酐改性的高活性聚异丁烯采用分子量1000的锦州圣大化学品有限公司的马来酸酐改性的高活性聚异丁烯HRPIBSA。
5.根据权利要求1所述的硅烷改性自粘丁基胶，其特征在于，所述催化剂采用有机锡或络合型有机硅。
6.含硅烷改性自粘丁基胶的防水卷材，其特征在于，所述防水卷材包括卷材主体，以及复合在卷材主体表面的采用如权利要求1-5任意一项所述的硅烷改性自粘丁基胶制作的胶层。
7.根据权利要求6所述的含硅烷改性自粘丁基胶的防水卷材，其特征在于，所述卷材主体采用高密度聚乙烯HDPE、聚烯烃热塑性弹性体POE或三元乙丙橡胶EPDM中的任意一种。
8.根据权利要求6所述的含硅烷改性自粘丁基胶的防水卷材，其特征在于，所述胶层一面与卷材主体复合，胶层另一面设置离型膜或者离型纸。
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