CN113652173A - 一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，所述防水卷材从上到下依次为上表面隔离层、上改性沥青层、胎基层、下改性沥青层和下表面隔离层，所述上改性沥青层和下改性沥青层均由改性沥青制备，所述改性沥青的组分按重量份数计分别为石油沥青65～75份，丁基橡胶10～20份，SBS改性剂10～15份，EVA乳液10～15份，酚醛树脂3～5份，γ－氨丙基三乙氧基硅烷2～4份，化学阻根剂1～3份，轻质碳酸钙15～25份，功能性助剂1.5～4份，所述的化学阻根剂为氧化铜粉末，所述功能性助剂为苯氧乙醇、环烷酸钙的混合物。本发明旨在提供一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材及其生产工艺，从而达到既能耐根穿刺又能不污染环境的目的。
Description
技术领域
本发明属于防水卷材技术领域，特别涉及一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材及其生产工 艺。
背景技术
在建筑屋面的绿化施工过程中，整个防水的处理过程则是非常受关注的一个项目，所以 防水的成败则直接影响到建筑物正常的使用以及建筑的安全。屋顶绿化所做的防水层通常和 建筑物的防水层是不同的，需要用作二次防水，来保护整个建筑物。植物根系具有很强的穿 刺性，普通防水层很容易被刺穿，进而扎入屋面突出物，如电梯井、通风孔等；或扎入女儿 墙、结构裂缝，刺穿屋顶，引起渗漏种植屋面防水应满足一级防水等级设防要求，即不少于 两道防水设防，且必须至少设置一道耐根穿刺功能的防水层。如果需要修建屋顶的花园，那 么则必须设置二次防水，屋面绿化的防水层。结合国内现阶段市场防水材料，根据材质不同 可分为改性沥青类、塑料类、橡胶类及涂料类四大品种，阻根穿刺防水多为阻根穿刺防水涂 料、热熔型阻根穿刺卷材，不管是哪一种阻根穿刺防水材料，都是通过机械阻根、化学阻根 的阻根原理来实现阻根穿刺功能。
机械阻根是指，通过材料自身所有胎基的高密度以及高力学的强度，所产生的阻根性能。 该类产品在施工中不能与混凝土基面实现传统沥青卷材热熔法达到的满粘结效果，通常只能 采取空铺的方式进行铺设，而空铺压顶屋面一旦损坏会有着较为明显的窜水，给维修带来不 便。化学阻根是通过在材料中加入化学阻根剂来实现的。当植物的根达到螺旋状时，通过生 化选择性原理使原根发生木质化，从而形成新的健康根。目前市场上物理阻根防水卷材造价 较高，使用率较低，而常见的阻根穿刺防水涂料及热熔型化学阻根穿刺卷材均会造成一定的 化学污染，且热熔型材料在施工过程中易造成化学阻根剂的失活，导致失去阻根功能。
针对以上技术问题现需提供一种耐根穿刺、应用广泛并且对环境友好的高分子自粘防水 卷材及其生产工艺。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材及其生产工艺，从而 达到既能耐根穿刺又能不污染环境的目的。
本发明采用以下技术方案来实现：一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，所述防水卷材从 上到下依次为上表面隔离层、上改性沥青层、胎基层、下改性沥青层和下表面隔离层，所述 上改性沥青层和下改性沥青层均由改性沥青制备，所述改性沥青的组分按重量份数计分别为 石油沥青65～75份，丁基橡胶10～20份，SBS改性剂10～15份，EVA乳液10～15份，酚醛树 脂3～5份，γ－氨丙基三乙氧基硅烷2～4份，化学阻根剂1～3份，轻质碳酸钙15～25份，功能 性助剂1.5～4份，所述的化学阻根剂为氧化铜粉末，所述功能性助剂为苯氧乙醇、环烷酸钙 的混合物。
所述功能性助剂重量份数计分别为苯氧乙醇1～3份，环烷酸钙0.5～1份。
所述上表面隔离层为合金层压膜或者涂硅隔离膜，所述下表面为涂硅隔离膜。
所述轻质碳酸钙的制备方法为：向反应罐中添加磷石膏钙渣，加入磷石膏钙渣1.2～2.0 倍重量的4mol/L的盐酸溶液完全溶解，向反应釜中加入氨水，调节pH至9后，过滤，再向 反应釜中通入二氧化碳进行碳化，得到沉淀，水洗过滤之后干燥、研磨，即得到轻质碳酸钙， 所述轻质碳酸钙的粒径为1～3μm。
所述的一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材的生产工艺，包括以下步骤：
步骤S1，按照重量份数将石油沥青添加到反应釜中，边搅拌边升温至140～160℃，然后 向搅拌罐中加入丁基橡胶、EVA乳液和酚醛树脂的混合物，用高速剪切机搅拌80-90min；
步骤S2，将反应釜的温度升温至165～175℃，在反应釜加入SBS改性剂，搅拌融化均匀；
步骤S3，融化均匀后再向反应釜中加入γ－氨丙基三乙氧基硅烷、化学阻根剂、轻质碳 酸钙、功能性助剂，搅拌均匀，然后将反应釜中的所有物料在高速剪切机上再次进行剪切 90～100min，直至石油沥青与其他物料分散均匀，得到混合物料；
步骤S4，将步骤S3制得的混合物料泵入生产线前端浸槽，将胎基层在生产线上展开并 导入浸槽，浸渍混合物料，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在胎基层的上下表面形成上 改性沥青层和下改性沥青层，在上改性沥青层和下改性沥青层面分别覆上上表面隔离层和下 表面隔离层，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
所述步骤S1中EVA乳液和酚醛树脂的混合物，是将EVA乳液和酚醛树脂在130～150℃ 的条件下混合搅拌30～50min制备而得。
所述步骤S4中的胎基层为复合铜胎基或者聚酯胎基。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用了石油沥青和改性剂制备改性沥青后加入了丁基橡胶、EVA乳液、酚醛树 脂等，其中在制备该防水卷材时将EVA乳液和酚醛树脂先加热混合，酚醛树脂中的酚羟基和 游离酚可以激发EVA乳液中聚醋酸乙烯分子链中乙酰基的活性，使得EVA乳液在与石油沥 青和丁基橡胶混合时，能通过酚醛树脂分子与石油沥青中的羧基连接，使其成为具有活性的 大分子，由于聚醋酸乙烯分子主链柔软，形成的大分子柔软度也较高，当混凝土固化时会形 成物理吸附，同时形成的大分子会和混凝土发生化学键合吸附作用，产生化学作用力，能够 提高防水卷材的粘合强度。
2.本发明的苯氧乙醇、环烷酸和轻质碳酸钙能使维持整体体系稳定，体系分散的更加均 匀，γ－氨丙基三乙氧基硅烷能在上述体系中充分溶胀，促进其与粘黏界面的物质形成大分子 缠结，并且γ－氨丙基三乙氧基硅烷的氨基端还能与硅酸盐中的硅氧基形成氢键，能够提高防 水卷材的粘合强度，苯氧乙醇的羟基、环烷酸的羧基能和沥青大分子和丁基橡胶大分子产生 化学键合和物理吸附的作用，能进一步增加防水卷材的内聚强度。
3.本发明耐根穿刺的防水卷材借助复合铜胎基铜离子的作用，抑制防水层附近根系顶端 的分生组织，控制根系不再向防水层生长，本发明制备改性沥青中还加入抑制植物根系生长 的化学阻根剂，化学阻根剂可促进根系顶端角质层的增长，当根系遇到复合铜胎基时，根系 直接拐弯生长，不会进入复合铜胎基，抑制根系破坏防水层，同时不影响植物的生长。
4.本发明耐根穿刺的防水卷材必须具备一定的耐霉菌腐蚀性，复合铜胎基的防水卷材由 于采用了镀铜毡，铜能够阻止细菌在其表面生长，并且加入的功能性助剂苯氧乙醇也有极强 的防腐作用，复合铜胎基和苯氧乙醇和协同作用使防水卷材的耐霉菌腐蚀性能更加有保障。
5.本发明利用石油沥青、丁基橡胶、SBS改性剂、EVA乳液、酚醛树脂等配方加强了自 粘卷材的内聚强度，γ－氨丙基三乙氧基硅烷加入对提高整个粘黏体系的粘合性和延伸率起到 了协同的作用，化学阻根剂和复合铜胎基使得防水卷材的耐根穿刺性能得到极大的提高，功 能性助剂和轻质碳酸钙可以促进体系中各种物质成分的作用，提高防水卷材的内聚强度粘黏 性，还能起到抗氧化、防腐的作用，提高防水卷材的耐久性。本发明工艺简单，使用的材料 均为环境友好型材料，其中轻质碳酸钙是利用磷石膏钙渣制备得来，进一步地降低了环境压 力。
具体实施方式
下面将对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 发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在 没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，防水卷材从上到下依次为合金层压膜、上改性沥青 层、复合铜胎基、下改性沥青层和涂硅隔离膜；
轻质碳酸钙的制备方法为：向反应罐中添加磷石膏钙渣，加入磷石膏钙渣1.2倍重量的 4mol/L的盐酸溶液完全溶解，向反应釜中加入氨水，调节pH至8后，过滤，再向反应釜中 通入二氧化碳进行碳化，得到沉淀，水洗过滤之后干燥、研磨，即得到轻质碳酸钙，所述轻 质碳酸钙的粒径为1μm；
按照以下步骤生产耐根穿刺高分子自粘防水卷材：
步骤S1，将石油沥青65份添加到反应釜中，边搅拌边升温至140℃，然后向搅拌罐中加 入丁基橡胶10份，EVA乳液10份和酚醛树脂3份的混合物在130℃的条件下混合搅拌30min 后加入到反应釜中，用高速剪切机搅拌80min；
步骤S2，将反应釜的温度升温至165℃，在反应釜加入SBS改性剂10份，搅拌融化均匀；
步骤S3，融化均匀后再向反应釜中加入γ－氨丙基三乙氧基硅烷2份、化学阻根剂1份、 轻质碳酸钙15份、苯氧乙醇1份，环烷酸钙0.5份，搅拌均匀，然后将反应釜中的所有物料 在高速剪切机上再次进行剪切90min，直至石油沥青与其他物料分散均匀，得到混合物料；
步骤S4，将步骤S3制得的混合物料泵入生产线前端浸槽，将复合铜胎基在生产线上展 开并导入浸槽，浸渍混合物料，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在复合铜胎基的上下表 面形成上改性沥青层和下改性沥青层，在上改性沥青层和下改性沥青层面分别覆上合金层压 膜和涂硅隔离膜，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
实施例2
一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，防水卷材从上到下依次为涂硅隔离膜、上改性沥青 层、复合铜胎基、下改性沥青层和涂硅隔离膜；
轻质碳酸钙的制备方法为：向反应罐中添加磷石膏钙渣，加入磷石膏钙渣2.0倍重量的 4mol/L的盐酸溶液完全溶解，向反应釜中加入氨水，调节pH至9后，过滤，再向反应釜中 通入二氧化碳进行碳化，得到沉淀，水洗过滤之后干燥、研磨，即得到轻质碳酸钙，所述轻 质碳酸钙的粒径为3μm；
按照以下步骤生产耐根穿刺高分子自粘防水卷材：
步骤S1，将石油沥青75份添加到反应釜中，边搅拌边升温至160℃，然后向搅拌罐中加 入丁基橡胶20份，EVA乳液15份和酚醛树脂5份的混合物在150℃的条件下混合搅拌50min 后加入到反应釜中，用高速剪切机搅拌90min；
步骤S2，将反应釜的温度升温至175℃，在反应釜加入SBS改性剂15份，搅拌融化均匀；
步骤S3，融化均匀后再向反应釜中加入γ－氨丙基三乙氧基硅烷4份、化学阻根剂3份、 轻质碳酸钙25份、苯氧乙醇3份，环烷酸钙1份，搅拌均匀，然后将反应釜中的所有物料在 高速剪切机上再次进行剪切100min，直至石油沥青与其他物料分散均匀，得到混合物料；
步骤S4，将步骤S3制得的混合物料泵入生产线前端浸槽，将复合铜胎基在生产线上展 开并导入浸槽，浸渍混合物料，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在复合铜胎基的上下表 面形成上改性沥青层和下改性沥青层，在上改性沥青层和下改性沥青层面分别覆上涂硅隔离 膜，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
实施例3
一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，防水卷材从上到下依次为合金层压膜、上改性沥青 层、复合铜胎基、下改性沥青层和涂硅隔离膜；
轻质碳酸钙的制备方法为：向反应罐中添加磷石膏钙渣，加入磷石膏钙渣1.6倍重量的 4mol/L的盐酸溶液完全溶解，向反应釜中加入氨水，调节pH至8.5后，过滤，再向反应釜 中通入二氧化碳进行碳化，得到沉淀，水洗过滤之后干燥、研磨，即得到轻质碳酸钙，所述 轻质碳酸钙的粒径为2μm；
按照以下步骤生产耐根穿刺高分子自粘防水卷材：
步骤S1，将石油沥青70份添加到反应釜中，边搅拌边升温至150℃，然后向搅拌罐中加 入丁基橡胶15份，EVA乳液12.5份和酚醛树脂4份的混合物在140℃的条件下混合搅拌40min 后加入到反应釜中，用高速剪切机搅拌85min；
步骤S2，将反应釜的温度升温至170℃，在反应釜加入SBS改性剂12.5份，搅拌融化均 匀；
步骤S3，融化均匀后再向反应釜中加入γ－氨丙基三乙氧基硅烷3份、化学阻根剂2份、 轻质碳酸钙20份、苯氧乙醇2份，环烷酸钙0.75份，搅拌均匀，然后将反应釜中的所有物 料在高速剪切机上再次进行剪切95min，直至石油沥青与其他物料分散均匀，得到混合物料；
步骤S4，将步骤S3制得的混合物料泵入生产线前端浸槽，将复合铜胎基在生产线上展 开并导入浸槽，浸渍混合物料，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在复合铜胎基的上下表 面形成上改性沥青层和下改性沥青层，在上改性沥青层和下改性沥青层面分别覆上合金层压 膜和涂硅隔离膜，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
实施例4
一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，防水卷材从上到下依次为合金层压膜、上改性沥青 层、聚酯胎基、下改性沥青层和涂硅隔离膜；
轻质碳酸钙的制备方法同实施例3；
按照以下步骤生产耐根穿刺高分子自粘防水卷材：
步骤S1，将石油沥青70份添加到反应釜中，边搅拌边升温至150℃，然后向搅拌罐中加 入丁基橡胶15份，EVA乳液12.5份、酚醛树脂4份，用高速剪切机搅拌85min；
步骤S2，将反应釜的温度升温至170℃，在反应釜加入SBS改性剂12.5份，搅拌融化均 匀；
步骤S3，融化均匀后再向反应釜中加入γ－氨丙基三乙氧基硅烷3份、化学阻根剂2份、 轻质碳酸钙20份、苯氧乙醇2份，环烷酸钙0.75份，搅拌均匀，然后将反应釜中的所有物 料在高速剪切机上再次进行剪切95min，直至石油沥青与其他物料分散均匀，得到混合物料；
步骤S4，将步骤S3制得的混合物料泵入生产线前端浸槽，将聚酯胎基在生产线上展开 并导入浸槽，浸渍混合物料，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在聚酯胎基的上下表面形 成上改性沥青层和下改性沥青层，在上改性沥青层和下改性沥青层面分别覆上合金层压膜和 涂硅隔离膜，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
实施例5
一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，防水卷材从上到下依次为合金层压膜、上改性沥青 层、复合铜胎基、下改性沥青层和涂硅隔离膜；
轻质碳酸钙的制备方法同实施例3；
按照以下步骤生产耐根穿刺高分子自粘防水卷材：
步骤S1，将石油沥青70份添加到反应釜中，边搅拌边升温至150℃，然后向搅拌罐中加 入丁基橡胶15份，EVA乳液12.5份和酚醛树脂4份的混合物在140℃的条件下混合搅拌40min 后加入到反应釜中，用高速剪切机搅拌85min；
步骤S2，将反应釜的温度升温至170℃，在反应釜加入SBS改性剂12.5份，搅拌融化均 匀；
步骤S3，融化均匀后再向反应釜中加入γ－氨丙基三乙氧基硅烷3份、化学阻根剂2份、 轻质碳酸钙20份、苯氧乙醇2份，环烷酸钙0.75份，搅拌均匀，然后将反应釜中的所有物 料在高速剪切机上再次进行剪切95min，直至石油沥青与其他物料分散均匀，得到混合物料；
步骤S4，将步骤S3制得的混合物料泵入生产线前端浸槽，将复合铜胎基在生产线上展 开并导入浸槽，浸渍混合物料，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在复合铜胎基的上下表 面形成上改性沥青层和下改性沥青层，在上改性沥青层和下改性沥青层面分别覆上合金层压 膜和涂硅隔离膜，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
实施例6
一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，防水卷材从上到下依次为合金层压膜、上改性沥青 层、复合铜胎基、下改性沥青层和涂硅隔离膜；
轻质碳酸钙的制备方法同实施例3；
按照以下步骤生产耐根穿刺高分子自粘防水卷材：
步骤S1，将石油沥青70份添加到反应釜中，边搅拌边升温至150℃，然后向搅拌罐中加 入丁基橡胶15份，EVA乳液12.5份和酚醛树脂4份的混合物在140℃的条件下混合搅拌40min 后加入到反应釜中，用高速剪切机搅拌85min；
步骤S2，将反应釜的温度升温至170℃，在反应釜加入SBS改性剂12.5份，搅拌融化均 匀；
步骤S3，融化均匀后再向反应釜中加入γ－氨丙基三乙氧基硅烷3份、化学阻根剂2份、 轻质碳酸钙20份,，搅拌均匀，然后将反应釜中的所有物料在高速剪切机上再次进行剪切 95min，直至石油沥青与其他物料分散均匀，得到混合物料；
步骤S4，将步骤S3制得的混合物料泵入生产线前端浸槽，将复合铜胎基在生产线上展 开并导入浸槽，浸渍混合物料，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在复合铜胎基的上下表 面形成上改性沥青层和下改性沥青层，在上改性沥青层和下改性沥青层面分别覆上合金层压 膜和涂硅隔离膜，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
将实施例1-6为试样参照GB/T35467-2017、GB/T35468-2017标准进行测试防水卷材的性 能，结果如下表1所示。
表1实施例1～6测试结果
由上可知，对比实施例3和实施例4，胎基层的不同，会显著影响防水卷材拉伸性能和 撕裂力，对比实施例3和实施例5，实施例5没有EVA乳液和酚醛树脂先相融的步骤，对防水卷材的拉伸性能、与水泥砂浆剥离强度、接缝剥离强度都会产生一些不利影响，实施例6没有添加功能性助剂，对比实施例3和实施例6，可以发现添加功能性助剂，防水卷材的拉伸性能、剥离强度、热老化性能以及耐霉菌腐蚀性都会显著提高。
Claims (7)
1.一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，其特征在于：所述防水卷材从上到下依次为上表面隔离层、上改性沥青层、胎基层、下改性沥青层和下表面隔离层，所述上改性沥青层和下改性沥青层均由改性沥青制备，所述改性沥青的组分按重量份数计分别为石油沥青65～75份，丁基橡胶10～20份，SBS改性剂10～15份，EVA乳液10～15份，酚醛树脂3～5份，γ－氨丙基三乙氧基硅烷2～4份，化学阻根剂1～3份，轻质碳酸钙15～25份，功能性助剂1.5～4份，所述的化学阻根剂为氧化铜粉末，所述功能性助剂为苯氧乙醇、环烷酸钙的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，其特征在于：所述功能性助剂重量份数计分别为苯氧乙醇1～3份，环烷酸钙0.5～1份。
3.根据权利要求1所述的一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，其特征在于：所述上表面隔离层为合金层压膜或者涂硅隔离膜，所述下表面为涂硅隔离膜。
4.根据权利要求1所述的一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材，其特征在于：所述轻质碳酸钙的制备方法为：向反应罐中添加磷石膏钙渣，加入磷石膏钙渣1.2～2.0倍重量的4mol/L的盐酸溶液完全溶解，向反应釜中加入氨水，调节pH至8～9后，过滤，再向反应釜中通入二氧化碳进行碳化，得到沉淀，水洗过滤之后干燥、研磨，即得到轻质碳酸钙，所述轻质碳酸钙的粒径为1～3μm。
5.根据权利要求1所述的一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，按照重量份数将石油沥青添加到反应釜中，边搅拌边升温至140～160℃，然后向搅拌罐中加入丁基橡胶、EVA乳液和酚醛树脂的混合物，用高速剪切机搅拌80-90min；
步骤S2，将反应釜的温度升温至165～175℃，在反应釜加入SBS改性剂，搅拌融化均匀；
步骤S3，融化均匀后再向反应釜中加入γ－氨丙基三乙氧基硅烷、化学阻根剂、轻质碳酸钙、功能性助剂，搅拌均匀，然后将反应釜中的所有物料在高速剪切机上再次进行剪切90～100min，直至石油沥青与其他物料分散均匀，得到混合物料；
步骤S4，将步骤S3制得的混合物料泵入生产线前端浸槽，将胎基层在生产线上展开并导入浸槽，浸渍混合物料，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在胎基层的上下表面形成上改性沥青层和下改性沥青层，在上改性沥青层和下改性沥青层面分别覆上上表面隔离层和下表面隔离层，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
6.根据权利要求5所述的一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材及其生产工艺，其特征于：所述步骤S1中EVA乳液和酚醛树脂的混合物，是将EVA乳液和酚醛树脂在130～150℃的条件下混合搅拌30～50min制备而得。
7.根据权利要求5所述的一种耐根穿刺高分子自粘防水卷材及其生产工艺，其特征于：所述步骤S4中的胎基层为复合铜胎基或者聚酯胎基。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211116 |
|
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