CN114106574A - 一种抗剥离的自粘沥青防水卷材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗剥离的自粘沥青防水卷材及其制备方法，所述抗剥离的自粘沥青防水卷材包括如下重量份组分：沥青35～55份、基础油5～15份、偶联剂0.1～0.7份、胶粉2～8份、SBS 1～4份、SBR0.8～2.5份、石粉30～42份。本发明沥青防水卷材的粘接强度、剥离强度、低温柔性等性能优良，大大改善了自粘沥青卷材的性能；本发明制备方法简便。
Description
技术领域
本发明属于防水卷材技术领域，尤其是涉及一种抗剥离的自粘沥青防水卷材及其制备方法。
背景技术
沥青是一种分子量相对较小的、由众多小分子组成的非高分子材料共混物，自身弹性差，不耐老化。季节的变化对沥青的影响很大，温度高时沥青易熔化，温度低时会变脆。而由沥青为主要原材料制成的自粘沥青防水卷材是近几年发展起来的新型防水材料，适用于工业与民用建筑物的屋面、地下室、室内、市政工程和蓄水池、游泳池以及地铁隧道防水、木结构和金属结构屋面等多种防水工程，特别适用于需要冷施工的军事设施和不宜动用明火的石油库、化工厂、纺织厂、粮库等防水工程。
目前大多数自粘沥青防水卷材为弹性体改性胶料，沥青胶料内聚力较大，不能充分与基层细微的裂缝和坑洞进行粘接，尤其是在基层裂缝扩大时，弹性体自粘卷材的胶料零延伸断裂长度有限，而且使自粘层长期处于受应力状态，加速了卷材的老化，内聚力较大时，由于胶料与基层的粘接力小于内聚力，在受外力变形时很容易从基层脱落且不会在基层留下胶料，从而丧失防水性能。因此，通过各种技术改造提高沥青抗剥离强度、持粘性能，从而拓宽沥青防水材料在各行业、各地区的使用环境，提高整体防水材料的使用寿命已成为本领域研究的重点。
专利CN100558844C公开了一种高耐热自粘橡胶沥青防水卷材，其改性沥青层中含有矿物粉料和两种以上增粘剂，优选的增粘剂是古马隆树脂、石油树脂、萜烯树脂、小分子量聚异丁烯的混合，在高温(110℃)下不流淌，剥离强度达到0.8～1N/mm；
专利CN101126014B公开了一种耐低温自粘橡胶沥青防水卷材，其改性沥青层中含有碳酸钙和两种以上增粘剂，该改性沥青层含有热塑性丁苯橡胶(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、粉末丁苯橡胶及两种以上增粘剂，优选的增粘剂是古马隆树脂、石油树脂、萜烯树脂、小分子量聚异丁烯的混合；其改变了目前自粘橡胶沥青防水卷材不能在5℃以下施工的缺陷，其在低至-10℃的低温下仍具有良好的粘结性能，剥离强度在1.3～1.6N/mm；
专利CN103709991B公开了一种耐低温自粘橡胶沥青防水卷材，由48沥青、6份软化剂、12份SBS、9份SBR、21份填料、1份ACLyn293A、3份活性聚异丁烯的原料制备而成；该自粘橡胶沥青防水卷材具有较高的耐低温性能和初粘性，其卷材与基材的剥离强度明显提高，得到的剥离强度中卷材与卷材为1.2N/mm。
上述专利虽然都在一定程度上提高了沥青防水卷材的剥离强度，但其剥离强度均较小，随着建筑业的蓬勃发展，对于作为功能性建材的防水卷材的要求也日渐提高，因此，开发出性能更好的自粘防水卷材也成为了目前的研究热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗剥离的自粘沥青防水卷材及其制备方法，该自粘沥青防水卷材具有较好的持粘性、剥离强度、低温柔性，极大的提高了自粘防水效果的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
提供一种抗剥离的自粘沥青防水卷材，包括如下重量份组分：沥青35～55份、基础油5～15份、偶联剂0.1～0.7份、胶粉2～8份、SBS 1～4份、SBR0.8～2.5份、石粉30～42份。
进一步地，包括如下重量份组分：沥青40～50份、基础油8～12份、偶联剂0.3～0.5份、胶粉4～5份、SBS 2～3份、SBR 1～2份、石粉35～38份。
进一步地，包括如下重量份组分：沥青44.3份、基础油10.2份、偶联剂0.3份、胶粉4.4份、SBS 2.65份、SBR 1.65份、石粉36.5份。
进一步地，所述沥青选自160#、130#、110#、90#、70#、50#、30#中的一种，进一步为70#和90#，考虑到成本，在本发明的具体实施方式中，所述沥青为70#沥青。
进一步地，所述胶粉的粒径为30～120目；胶粉的粒径对产品的光泽度和耐低温有很大的影响，在本发明的具体实施方式中，胶粉的粒径为80目；
所述SBR的质量百分比为75～85％，在本发明的具体实施方式中，SBR的质量百分比为80％；
所述“SBR的质量百分比为80％”是指SBR的含量为80％，SBR的主要作用是增加耐低温、粘性和拉丝效果。
所述石粉的粒径为180～210目，在本发明的具体实施方式中，石粉的粒径为200目。
进一步地，所述基础油的低温凝固点为-25℃、-30℃中的一种，由于在同等添加量的基础上，-25℃基础油的低温效果没有-30℃的低温效果好，因此，在使用-30℃基础油，SBS、SBR和胶粉的添加量就要在本发明限定范围内相应减少。SBS能够增加材料的低温柔性，添加比例增加能够提高性能，但SBS是一种弹性材料，但发明人发现，在本发明原材料添加比例不变的情况下，SBS添加比例增加会使整个材料粘度增加，导致出料和生产无法正常进行，因此，如控制SBS的用量对于卷材性能有很大的影响。发明人经过大量的试验研究发现，当SBS用量在1～4份时，与本发明其他原料搭配能够显著改善自粘沥青卷材的粘结强度。
进一步地，所述偶联剂选自1121、650、560中的一种，优选为偶联剂1121。
本发明还提供一种抗剥离的自粘沥青防水卷材的制备方法，包括如下内容：将所有原料混合加热。
进一步地，混合加热的具体步骤为：将沥青、基础油混合加热温度至150～190℃后，加入SBS、SBR、胶粉，加热2.5～3.5h后加入偶联剂搅拌0.2～1h，再加入石粉。
进一步地，所述加热温度为170℃；加入SBS、SBR、胶粉的间隔时间为20～40min。
本发明具有的有益效果是：
(1)本发明自粘沥青防水卷材粘接强度、剥离强度高，剥离强度可达到2.7N，耐高、低温，经检测各项指标均达到行业相关指标要求，产品应用范围广。
(2)本发明防水卷材经济适用，绿色环保无污染，可促进施工进度。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例中使用的产品若无特殊说明，均为市售可以购买得到的常规产品，符合售卖标准。如无特殊说明，本发明材料性能测试按照GB/T 23457-2017相关标准进行测试。
实施例1
自粘沥青防水卷材配方比例：70#沥青44.3％、-25℃基础油10.2％、偶联剂11210.3％、80目胶粉4.4％、SBS7302 2.65％、80％含量的SBR 1.65％、200目石粉36.5％。
试样的制备：反应罐中，先加入70#沥青、基础油，加热搅拌，加热至170℃后依次加入SBS 7302、SBR、80目胶粉，每种试剂的加入时间间隔为0.5h，持续加热搅拌3h后加入偶联剂充分搅拌0.5h后加入200目石粉，搅拌均匀，即得。
对比例1
与实施例1相比，偶联剂添加量减少。
自粘沥青防水卷材配方比例：70#沥青44.45％、-25℃基础油10.2％、偶联剂11210.15％、80目胶粉4.4％、SBS7302 2.65％、80％含量的SBR 1.65％、200目石粉36.5％。
试样的制备：反应罐中，先加入70#沥青、基础油，加热搅拌，加热至170℃后依次加入SBS 7302、SBR、80目胶粉，每种试剂的加入时间间隔为0.5h，持续加热搅拌3h后加入偶联剂充分搅拌0.5h后加入200目石粉，搅拌均匀，即得。
对比例2
与实施例1相比，SBR、胶粉的用量减少。
自粘沥青防水卷材配方比例：70#沥青47.9％、-25℃基础油10.2％、偶联剂11210.3％、80目胶粉1.4％、SBS7302 2.65％、80％含量的SBR 1.05％、200目石粉36.5％。
试样的制备：反应罐中，先加入70#沥青、基础油，加热搅拌，加热至170℃后依次加入SBS 7302、SBR、80目胶粉，每种试剂的加入时间间隔为0.5h，持续加热搅拌3h后加入偶联剂充分搅拌0.5h后加入200目石粉，搅拌均匀，即得。
对比例3
与实施例1相比，没有添加偶联剂。
自粘沥青防水卷材配方比例：70#沥青44.6％、基础油10.2％、80目胶粉4.4％、SBS7302 2.65％、80％含量的SBR 1.65％、200目石粉36.5％。
试样的制备：反应罐中，先加入70#沥青、基础油，加热搅拌，加热至170℃后依次加入SBS 7302、SBR、80目胶粉，每种试剂的加入时间间隔为0.5h，持续加热搅拌3h后加入偶联剂充分搅拌0.5h后加入200目石粉，搅拌均匀，即得。
对比例4
与实施例1相比，偶联剂种类不同。
自粘沥青防水卷材配方比例：70#沥青44.3％、-25℃基础油10.2％、偶联剂6500.3％、80目胶粉4.4％、SBS7302 2.65％、80％含量的SBR 1.65％、200目石粉36.5％。
试样的制备：反应罐中，先加入70#沥青、基础油，加热搅拌，加热至170℃后依次加入SBS 7302、SBR、80目胶粉，每种试剂的加入时间间隔为0.5h，持续加热搅拌3h后加入偶联剂充分搅拌0.5h后加入200目石粉，搅拌均匀，即得。
对比例5
与实施例1相比，偶联剂种类不同。
自粘沥青防水卷材配方比例：70#沥青44.3％、-25℃基础油10.2％、偶联剂5600.3％、80目胶粉4.4％、SBS7302 2.65％、80％含量的SBR 1.65％、200目石粉36.5％。
试样的制备：反应罐中，先加入70#沥青、基础油，加热搅拌，加热至170℃后依次加入SBS 7302、SBR、80目胶粉，每种试剂的加入时间间隔为0.5h，持续加热搅拌3h后加入偶联剂充分搅拌0.5h后加入200目石粉，搅拌均匀，即得。
对比例6
与实施例1相比，偶联剂用量增加。
自粘沥青防水卷材配方比例：70#沥青44.3％、-25℃基础油10.2％、偶联剂11210.5％、80目胶粉4.4％、SBS7302 2.65％、80％含量的SBR 1.65％、200目石粉36.3％。
试样的制备：反应罐中，先加入70#沥青、基础油，加热搅拌，加热至170℃后依次加入SBS 7302、SBR、80目胶粉，每种试剂的加入时间间隔为0.5h，持续加热搅拌3h后加入偶联剂充分搅拌0.5h后加入200目石粉，搅拌均匀，即得。
对比例7
与实施例1相比，偶联剂用量增加。
自粘沥青防水卷材配方比例：70#沥青44.3％、-25℃基础油10.2％、偶联剂11210.55％、80目胶粉4.4％、SBS7302 2.65％、80％含量的SBR 1.65％、200目石粉37.1％。
试样的制备：反应罐中，先加入70#沥青、基础油，加热搅拌，加热至170℃后依次加入SBS 7302、SBR、80目胶粉，每种试剂的加入时间间隔为0.5h，持续加热搅拌3h后加入偶联剂充分搅拌0.5h后加入200目石粉，搅拌均匀，即得。
力学性能测试
将实施例1、对比例1～7中的自粘沥青防水卷材进行性能测试，测试结果如表1。
1.低温柔性
按GB/T328.14-2007进行，产品厚度3.0mm的弯曲轴直径为30mm。取纵向10个试件，5个试件上表面，五个试件下边面分别试验，每面5个试件中至少四个试件目测无裂纹为该面通过，上下两面都通过则认为符合低温柔性要求。
2.卷材与铝板剥离强度
在(23±2)℃条件下，按GB/T328.20-2007进行，一个试件表面与铝板表面粘接，结合面为50mm*75mm，用质量为2Kg、宽度(50～60)mm的压辊反复辊压三次，粘合后放置24h。以最大力计算剥离强度，单位N/mm，取五个试件结果的算术平均值作为实验结果。
3.持粘性
在(23±2)℃条件下，将试件粘在两块表面已用溶剂清洁干净光滑的镜面不锈钢上，上板的不锈钢板上的粘接面积(50*50)mm，试件粘贴部位不允许接触受和其他物体，然后用质量为2Kg、宽度为(50-60)mm的压辊反复辊压三次。
在(23±2)℃条件下，将粘接好的试件放置24h后，垂直悬挂于卷材持粘性试验机上，在下板下端挂1Kg的重物，开始记录时间，记录试件从板上完全剥离所用时间，单位min。取五个试件试验结果的平均值。若大于60min未剥落，记录大于60min。
4.热处理
将试件水平放入(70±2)℃烘箱中7d，取出在在(23±2)℃条件下放置24h。
表1
对比例1：与实施例1相比，偶联剂添加量减少；
对比例2：与实施例1相比，SBR、胶粉的用量减少；
对比例4：与实施例1相比，偶联剂种类不同；
对比例5：与实施例1相比，偶联剂种类不同；
对比例6：与实施例1相比，偶联剂添加量增加；
对比例7：与实施例1相比，偶联剂添加量增加。
综合性能对比是对剥离强度、持粘性和热处理来判定，由表1可以看出，实施例1中的自粘沥青防水卷材剥离强度、持粘性、热处理结果、低温柔性均优于对比例1、2、3、4中的配方，其中对比例1中偶联剂添加量减少时，对自粘沥青防水卷材的低温柔性、剥离强度、持粘性和热处理影响均较大，对比例2中的自粘沥青防水卷材在-23.8℃时断了2根，对比例4、5中的偶联剂分别使用的是偶联剂650、560，其自粘沥青防水卷材在-25℃时分别断了2根、1根，而实施例1中的自粘沥青防水卷材在更低的温度条件下无卷材断裂，低温柔性更好。
本发明还单独检测了实施例1以及对比例6、7中卷材在170℃的粘度，结果显示，实施例1中卷材的粘度(170℃)为14000mpa.s，对比例6中卷材的粘度(170℃)为16500mpa.s，对比例7中卷材的粘度(170℃)为17000mpa.s，可见，偶联剂用量增加粘度增加了，但低温效果并没有提升，反而相比其他对比例的低温柔性下降很多，得到的卷材也并不适合生产工艺要求。
由此可见，当偶联剂使用其他种类以及其他组分用量不在本发明限定的范围内时，都会影响自粘沥青防水卷材的综合性能，使性能变差。
将热处理后的实施例1、对比例3中的试件再进行持粘性试验，记录相应的试验结果并将热处理前后的试验结果进行对比，得出相应结论。
表2
对比例3中没有添加偶联剂1121，由表2可以看出，实施例1中加偶联剂1121前后的自粘型沥青防水卷材中的卷与铝的热处理后持粘性几乎无衰减，且持粘性时间增加，且经过热处理后的沥青防水卷材低温柔性能依然符合规定要求，而且低温衰减在2度以内，相比对比例3，实施例1中的卷与卷的剥离强度增加12％以上，后浇剥离强度增加22％以上。可见，配方中若缺少偶联剂1121会影响卷材热处理前后的性能。
本发明自粘型沥青防水卷材低温柔性、剥离强度、持粘性和热处理之后的性能优良，提高了沥青防水卷材在我国幅员辽阔、地质结构复杂、气候差异大等多元化条件影响的适应性，能满足各地区间对于防水卷材不同使用性能的需求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种抗剥离的自粘沥青防水卷材，其特征在于，包括如下重量份组分：沥青35～55份、基础油5～15份、偶联剂0.1～0.7份、胶粉2～8份、SBS 1～4份、SBR0.8～2.5份、石粉30～42份。
2.根据权利要求1所述的自粘沥青防水卷材，其特征在于，包括如下重量份组分：沥青40～50份、基础油8～12份、偶联剂0.3～0.5份、胶粉4～5份、SBS2～3份、SBR 1～2份、石粉35～38份。
3.根据权利要求1所述的自粘沥青防水卷材，其特征在于，包括如下重量份组分：沥青44.3份、基础油10.2份、偶联剂0.3份、胶粉4.4份、SBS 2.65份、SBR 1.65份、石粉36.5份。
4.根据权利要求1～3任一项所述的自粘沥青防水卷材，其特征在于，所述沥青选自160#、130#、110#、90#、70#、50#、30#中的一种，进一步为70#沥青。
5.根据权利要求1～3任一项所述的自粘防水卷材，其特征在于，所述胶粉的粒径为30～120目，进一步为80目；
所述石粉的粒径为180～210目，进一步为200目；
所述SBR的质量百分比为75～85％，进一步为80％。
6.根据权利要求1～3任一项所述的自粘沥青防水卷材，其特征在于，所述基础油的倾点为-25℃、-30℃中的一种。
7.根据权利要求1～3任一项所述的自粘沥青卷材，其特征在于，所述偶联剂选自1121、650、560中的一种，优选为偶联剂1121。
8.权利要求1～7任一项所述的自粘沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，包括如下内容：将所有原料混合加热。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，混合加热的具体步骤为：将沥青、基础油混合加热温度至150～190℃后，加入SBS、SBR、胶粉，加热2.5～3.5h后加入偶联剂搅拌0.2～1h，再加入石粉。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述加热温度为170℃；加入SBS、SBR、胶粉的间隔时间为20～40min。
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