CN114250041A - 一种防水胶带、其制备方法及其在门窗防水密封中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防水胶带、其制备方法及其在门窗防水密封中的应用，所述防水胶带由棉花纤维、APAO、硬脂酸等成分组成，拉伸强度低，粘性低，不易断裂，手感柔和，成本低，能够非常方便地撕开和使用；具备防冷流防变形功能，在长期储存过程中仍保持原有形状不变；制得的防水胶带为多条胶条并排排列的卷状胶带，多排胶带彼此间不会粘合在一起，存放时无需离型纸进行隔离，省去了离型纸的成本；用于门窗和墙面的防水密封时，能轻松塞进门窗和墙壁之间的缝隙内，使门窗和墙壁之间的死角得到完全密封，而且由于本产品特有的追随性，即使在门窗或墙壁震动过程中，仍能很好地保证防水密封效果。

Description

一种防水胶带、其制备方法及其在门窗防水密封中的应用
技术领域
本发明涉及防水密封材料，特别是指一种防水胶带、其制备方法及其在门窗防水密封中的使用方法。
背景技术
目前很多房子都存在一个问题：在风大雨大的时候，窗户或门容易透风渗水。最主要的一个原因是因为窗户和墙之间有缝隙，在装修时通常直接用石灰或油漆盖住缝隙，但这只起到短期密封作用，因为随着门窗的开关会引起震动，慢慢的石灰或油漆会裂开，缝隙重新出现，导致漏风渗水。
目前我国家装市场巨大，特别家庭的所需的缝隙密封与修补的产品十分有限。主要是各类玻璃胶，硅胶和改性硅胶。这些密封胶首先使化学品具有严重的气味，严重影响居住环境；其次使用起来极不方便，需要专门的施胶工具，对非专业的消费者不友好，气味大，环保型差，需要一定的施胶空间容易产生密封与粘接死角。
用丁基胶带可以解决这个问题，丁基胶带能提供较好的防水密封性能，而且可以立即涂刷油漆或石灰膏。但常规的丁基胶带的强度和粘性都较强，手工操作不方便。而且丁基胶带成本较高，因此没有被普遍的使用在门窗的防水密封上。发明人也曾在2016年申请的CN201610074836.5中公开了一种丁基胶带，由于粘性和强度非常高，包装过程必须采用离型纸将多层丁基胶带相互隔开，否则容易粘合成一团难以分开，使用不方便，成本高；在用于门窗缝隙密封时，丁基胶带不容易塞进缝隙中，只能粘贴缝隙表面，影响防水效果。
本发明是为了解决丁基胶带存在的使用不方便、成本高的问题，使其在门窗密封上能被大众所接受。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一款低成本，拉伸强度低，使用方便的门窗专用防水胶带，产品是多条胶条并排排列的卷状胶带，每条胶条都可以轻松撕下，手工操作方便，而且在防水密封过程中，能轻松塞进门窗和墙壁之间的缝隙内，使门窗和墙壁之间的死角得到完全密封，而且由于本产品特有的追随性，即使在门窗或墙壁震动过程中，仍能很好地保证防水效果；同时由于不需要像丁基胶带那样附带离型纸，节约了大量成本。
为了使胶条轻松撕开和使用，本产品需要用特制的胶泥配方。
一方面，本发明提供了一种防水胶带组合物，包括纤维和APAO，所述纤维为棉花纤维、麻纤维、毛纤维或化学纤维中的任意一种。
进一步地，所述纤维为棉花纤维；按质量份数计，所述棉花纤维的含量为2-5份，APAO的含量为15-20份。
本发明采用棉花纤维和APAO复配组合物来制备防水胶带，其中的棉花纤维作为增韧剂，使胶带既具备一定的拉伸强度，而且使用时可以轻易的将胶带逐条分开。
APAO(非晶态α-烯烃共聚物，Amorphous poly alpha olefin)，化学名非晶态丙烯共聚物，CAS号9010-79-1，是一种低分子量的非晶态塑性体材料，由a-烯烃经聚合反应生成，微观结构上是一种非晶态的、无规则的排列状态。
采用棉花纤维和APAO搭配，制备的胶带，棉花纤维能提供一定的强度和韧性，使胶体不容易断裂，APAO配合棉花纤维使用，能使棉花纤维不易散落，并使胶体具备一定的拉伸强度，并使胶条具备防冷流防变形功能，胶条在长期储存过程中仍保持原有形状不变。
实验证明，选择合适的棉花纤维和APAO含量，能进一步改善防水胶带的性能。
进一步地，所述棉花纤维为新疆长绒棉。
进一步地，还包括硬脂酸和矿物油。
硬脂酸和矿物油给胶带提供柔和的手感，尤其是其中的硬脂酸，能为胶带提供合适的柔硬度，并使防水胶带具有不粘手的特性，方便手工操作。
进一步地，按质量份数计，所述硬脂酸的含量为5-8份，所述矿物油的含量为6-8份。
进一步地，还包括低分子聚异丁烯、石油树脂和碳酸钙粉。
低分子聚异丁烯和石油树脂能给胶带提供少量的粘性，使各成分聚合在一起，胶带不容易散落和分离。
碳酸钙粉能进一步改善防水胶带的手感，使其更加柔和，保持合适的软硬度，并且价格低，进一步降低成本。
进一步地，所述低分子聚异丁烯的分子量为1000-3000；按质量份数计，所述低分子聚异丁烯的含量为10-20份，所述石油树脂的含量为4-6份，所述碳酸钙粉的含量为40-50份。
聚异丁烯分为低分子量聚异丁烯、中分子量聚异丁烯和高分子量聚异丁烯。本发明优先采用分子量1000-3000的低分子聚异丁烯，因为低分子量聚异丁烯能帮助组成胶体的各组分粘合在一起，不容易分散，而且使胶泥更有粘性，胶体塞入墙面时能粘住墙体，提供更好的防水密封效果。
再一方面，本发明提供了一种防水胶带，所述防水胶带包括如上所述的组合物。
进一步地，本发明提供的防水胶带的组成为：棉花纤维2-5份、APAO(非晶态α-烯烃共聚物)15-20份、碳酸钙粉40-50份、低分子聚异丁烯10-20份、石油树脂4-6份、硬脂酸5-10份、矿物油6-8份。
进一步地，所述防水胶带为多条胶条并排排列的卷状胶带，多排胶带彼此间不粘合在一起。
再一方面，本发明提供了一种防水胶带的制备方法，包括以下步骤：捏合机加热温度为100-140℃，投入棉花纤维、APA0、碳酸钙粉，低分子聚异丁烯，搅拌20-60分钟；再投入石油树脂，硬脂酸，矿物油，搅拌10-30分钟，胶泥出炉备用；挤出机加热温度为30-80℃，胶泥通过成型模具挤出，成并排排列的胶带；将胶带卷成圆形卷状。
进一步地，所述方法包括以下步骤：捏合机加热温度设置为120℃，依次投入棉花纤维、APA0、碳酸钙粉，低分子聚异丁烯，搅拌40分钟；再依次投入石油树脂，硬脂酸，矿物油，搅拌20分钟，胶泥出炉备用；挤出机加热温度设置为50℃，胶泥通过成型模具挤出，成并排排列的胶带；将胶带卷成圆形卷状。
进一步地，所述方法包括胶泥炼制方法和挤出成型方法：
胶泥炼制方法：
炼胶设备：捏合机
(1)捏合机加热温度设置为120℃，开启加热，直到达到预定值。
(2)依次投入棉花纤维、APAO、碳酸钙粉，低分子聚异丁烯，搅拌40分钟。
(3)依次投入石油树脂，硬脂酸，矿物油，搅拌20分钟，出炉。
挤出成型方法：
挤出设备：挤出机
(1)挤出机加热温度设置为50℃，达到预定值后，开启挤出螺杆开关。
(2)将胶泥从进料口放入，胶泥通过成型模具挤出后，卷成并排排列的卷状胶带,
装盒包装。
再一方面，本发明提供了一种如上所述防水胶带在门窗防水密封中的使用方法，主要步骤为：将胶条塞入到门窗和墙面间的缝隙内
进一步地，主要步骤为：从卷状成排胶带中撕下胶条，塞入到门窗和墙面间的缝隙内。
在一些方式中，上述防水胶带在门窗防水密封中的使用方法：清除门窗缝隙的水油和灰尘，手工从胶卷上撕下一条胶条，粘贴到缝隙中，根据需要可以立即涂刷油漆和石灰膏，安装完成。
再一方面，本发明提供了一种混合物用于制备防水胶带的用途，所述混合物包括棉花纤维和AOPO，所述防水胶带用于门窗和墙面的防水密封。
有益效果：
1、本发明提供了一种新型的防水胶带，具有拉伸强度低，具有少量粘性，但又不容易断裂，能够非常方便地撕开和使用，手感柔和；
2、具备防冷流防变形功能，胶条在长期储存过程中仍保持原有形状不变；制得的防水胶带具备特殊的形状，为多条胶条并排排列的卷状胶带，多排胶带彼此间不会粘合在一起，胶条直接卷成并排的卷状胶带，存放时无需离型纸进行隔离，省去了离型纸的成本；
3、特别适合用于的门窗缝隙的防水密封，用于门窗和墙面的防水密封时，能轻松塞进门窗和墙壁之间的缝隙内，使门窗和墙壁之间的死角得到完全密封，而且由于本产品特有的追随性，即使在门窗或墙壁震动过程中，仍能很好地保证防水密封效果。
附图说明
图1-图3为本发明提供的防水胶带的照片
图4为市面上的丁基胶带样品的照片
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。本实施例中使用的试剂均为已知产品，通过购买市售产品获得。
实施例1不含APAO
本实施例的制备过程如下：(1)捏合机加热温度设置为120℃，开启加热，直到达到预定值；(2)依次投入新疆长绒棉花纤维4份、碳酸钙粉45份，低分子聚异丁烯(分子量为2400)15份，搅拌40分钟；(3)再依次投入石油树脂5份，硬脂酸7份，矿物油7份，搅拌20分钟，胶泥出炉备用；(4)挤出机加热温度设置为50℃，达到预定值后，开启挤出螺杆开关，胶泥从进料口放入，通过成型模具挤出，成并排排列的胶带，将胶带卷成圆形卷状，装盒包装。
实施例2不含棉花纤维
本实施例的制备过程如下：(1)捏合机加热温度设置为120℃，开启加热，直到达到预定值；(2)依次投入APAO(非晶态α-烯烃共聚物，辽化奇达)17份、碳酸钙粉45份，低分子聚异丁烯(分子量为2400)15份，搅拌40分钟；(3)再依次投入石油树脂5份，硬脂酸7份，矿物油7份，搅拌20分钟，胶泥出炉备用；(4)挤出机加热温度设置为50℃，达到预定值后，开启挤出螺杆开关，胶泥从进料口放入，通过成型模具挤出，成并排排列的胶带，将胶带卷成圆形卷状，装盒包装。
实施例3棉花纤维+APAO
本实施例的制备过程如下：(1)捏合机加热温度设置为120℃，开启加热，直到达到预定值；(2)依次投入新疆长绒棉花纤维4份、APAO(非晶态α-烯烃共聚物，辽化奇达)17份、碳酸钙粉45份，低分子聚异丁烯(分子量为2400)15份，搅拌40分钟；(3)再依次投入石油树脂5份，硬脂酸7份，矿物油7份，搅拌20分钟，胶泥出炉备用；(4)挤出机加热温度设置为50℃，达到预定值后，开启挤出螺杆开关，胶泥从进料口放入，通过成型模具挤出，成并排排列的胶带，将胶带卷成圆形卷状，装盒包装。
实施例4棉花纤维+APP(无规聚丙烯)
本实施例的制备过程如下：(1)捏合机加热温度设置为120℃，开启加热，直到达到预定值；(2)依次投入新疆长绒棉花纤维4份、APP(无规聚丙烯)17份、碳酸钙粉45份，低分子聚异丁烯(分子量为2400)15份，搅拌40分钟；(3)再依次投入石油树脂5份，硬脂酸7份，矿物油7份，搅拌20分钟，胶泥出炉备用；(4)挤出机加热温度设置为50℃，达到预定值后，开启挤出螺杆开关，胶泥从进料口放入，通过成型模具挤出，成并排排列的胶带，将胶带卷成圆形卷状，装盒包装。
实施例5亚麻纤维+APAO
本实施例的制备过程如下：(1)捏合机加热温度设置为120℃，开启加热，直到达到预定值；(2)依次投入亚麻纤维4份、APAO(非晶态α-烯烃共聚物，辽化奇达)17份、碳酸钙粉45份，低分子聚异丁烯(分子量为2400)15份，搅拌40分钟；(3)再依次投入石油树脂5份，硬脂酸7份，矿物油7份，搅拌20分钟，胶泥出炉备用；(4)挤出机加热温度设置为50℃，达到预定值后，开启挤出螺杆开关，胶泥从进料口放入，通过成型模具挤出，成并排排列的胶带，将胶带卷成圆形卷状，装盒包装。
实施例6不含硬脂酸
本实施例的制备过程如下：(1)捏合机加热温度设置为120℃，开启加热，直到达到预定值；(2)依次投入新疆长绒棉花纤维4份、APAO(非晶态α-烯烃共聚物，辽化奇达)17份、碳酸钙粉45份，低分子聚异丁烯(分子量为2400)15份，搅拌40分钟；(3)再依次投入石油树脂5份，矿物油7份，搅拌20分钟，胶泥出炉备用；(4)挤出机加热温度设置为50℃，达到预定值后，开启挤出螺杆开关，胶泥从进料口放入，通过成型模具挤出，成并排排列的胶带，将胶带卷成圆形卷状，装盒包装。
实施例7检测分析
本实施例针对实施例1-6提供的胶体，以及与市场上的两种丁基胶带样品A(购自3M公司，型号3M 5313)和样品B(购自虹瑞卫浴有限公司，型号M31002G)进行性能对比实验，主要考察各样品的使用性能、油漆相容性、防水防渗性、追随性、针入度、剥离强度、剪切强度。
其中，使用便利性的考察方法为：(1)将胶带撕下，检查胶条是否轻松撕下和分开，记录结果；(2)木门预先安装到砖墙上，手工将胶条粘贴到木门和砖墙之间的缝隙内，检查是否方便粘贴，记录结果；油漆相容性的考察方法为：在门和砖墙之间的缝隙涂上油漆，等待24h，观察油漆是否有起泡、脱落、溶解现象，记录结果；防水防渗性的考察方法为：在储水箱侧面用切割机切开一条约5宽的缝隙，然后再用胶条将缝隙塞住，完全塞满缝隙，往储水箱内注满水，检查24h内缝隙是否渗水，水位是否明显下降，记录结果；追随性根据JSCE-K532-2007(涂料涂层对裂缝的追从性试验方法标准)进行制样检测；针入度采用根据GBT4509-2010(沥青针入度测定法)进行制样检测；剥离强度采用根据GB/T 13477.18-2002进行制样检测；剪切强度采用按照GB/T 7124-2008进行制样检测。
检测结果如表1所示。
表1、不同胶体的性能检测结果分析
Figure BDA0003078300080000061
Figure BDA0003078300080000071
由表1可见，对比实施例1、2、3制得的胶体，如实施例1，仅含有棉花纤维，不含有APAO时，制得的胶体易松散，难以定型，无法使用；如实施例2，仅含有APAO，不含有棉花纤维时，制得的胶体非常容易断裂，韧性不足，难以使用，追随性不好防水效果差；实施例3制得的防水胶带如图1-3所示，由于同时含有棉花纤维和APAO时，令人惊喜地发现，二者能相辅相成，具有明显协同效应，制得的胶体不仅定型性非常好，手感柔和，不粘手，使用时能轻松撕下和分开(图1)，轻松贴入缝隙，追随性非常好，能起到明显的防水防渗效果，而且制得的胶体具备防冷流防变形功能，在长期储存过程中仍保持原有形状不变，可以多条胶条并排排列成卷状胶带，多排胶带彼此间不会粘合在一起(如图1-3)，存放时无需离型纸进行隔离，省去了离型纸的成本。
对比实施例3、4、5，如实施例4，采用棉花纤维与APP(无规聚丙烯)制备防水胶带时，胶条撕开时容易断裂，使用不方便；如实施例5，采用亚麻纤维和APAO共同制备防水胶时，胶条撕开时容易断裂，使用不方便；因此最优选采用棉花纤维和APAO组合来制备防水胶带，具有突出的优越性能，使用方便，成本低，易于市场推广应用。
对比实施例3和实施例6，如实施例6，不含有硬脂酸时，制得的胶体柔和度差，手感不好，易粘手，不方便使用，可见硬脂酸对于制备本发明提供的防水胶带，具有非常重要的作用。
对比实施例3和市面上的两种丁基胶带，丁基胶带(如图4所示)由于具备高强度和高粘性，粘接在一起，无法分开，胶带粘在手上，无法贴入缝隙，储存时需用离型纸分隔，使用非常不便，而且成本高，由于胶条粘手，难以完全贴入缝隙，导致缝隙无法被塞满，略有出现渗水现象；而实施例3提供的防水胶带虽然拉伸强度低，但自身粘合度极好，轻松撕开不会断裂，使用方便，粘贴后可立即涂刷油漆，防水防渗效果好，非常适合于门窗缝隙的防风防漏。
实施例8各组分的不同含量对制备防水胶带的影响
本实施例采用如实施例3提供的防水胶带的制备方法，其中各组分的含量不同，共分五组，每组的组分含量情况具体如表2所示。
表2、防水胶带各组分的不同含量
Figure BDA0003078300080000081
考察上述五组样品的使用撕开方便性、粘贴方便性、油漆相容性、防水防渗性、追随性、针入度、剥离强度、剪切强度。其中，撕开方便性的考察方法为：将胶带撕下，检查胶条是否轻松撕下和分开，记录结果；粘贴方便性的考察方法为：木门预先安装到砖墙上，手工将胶条粘贴到木门和砖墙之间的缝隙内，检查是否方便粘贴，记录结果；油漆相容性的考察方法为：在门和砖墙之间的缝隙涂上油漆，等待24h，观察油漆是否有起泡、脱落、溶解现象，记录结果；防水防渗性的考察方法为：在储水箱侧面用切割机切开一条约5宽的缝隙，然后再用胶条将缝隙塞住，完全塞满缝隙，往储水箱内注满水，检查24h内缝隙是否渗水，水位是否明显下降，记录结果；追随性根据JSCE-K532-2007(涂料涂层对裂缝的追从性试验方法标准)进行制样检测；针入度根据GBT4509-2010(沥青针入度测定法)进行制样检测；剥离强度采用根据GB/T 13477.18-2002进行制样检测；剪切强度采用按照GB/T 7124-2008进行制样检测。检测结果如表3所示。
表3、防水胶带各组分的不同含量对检测结果的影响
Figure BDA0003078300080000082
Figure BDA0003078300080000091
如表3所示，如2-4组，本发明提供的防水胶中，棉花纤维2-5份、APAO(非晶态α-烯烃共聚物)15-20份、碳酸钙粉40-50份、低分子聚异丁烯10-20份、石油树脂4-6份、硬脂酸5-10份、矿物油6-8份时，制备的胶体性能更好，不仅定型性非常好，手感柔和，不粘手，使用时能轻松撕下和分开，轻松贴入缝隙，追随性非常好，能起到明显的防水防渗效果；但是当各组分超出上述比例范围时，如1和5组，制备的胶体性能较差，无法满足实际应用。
实施例9本发明提供的防水胶带性能测试
本实施例采用实施例8中提供的2-4组进行性能测试，包括比重、针入度、剥离强度、剪切强度、耐热性、耐候性和热空气老化性能。其中，针入度采用根据GBT4509-2010进行制样检测；剥离强度采用根据GB/T 13477.18-2002进行制样检测；剪切强度采用按照GB/T7124-2008进行制样检测；耐热性的考察方法为：将胶体置于70℃烘箱中保持24h，考察胶体性能；耐候性的考察方法为：将胶体分别置于温度-20℃8h，25℃8h,70℃8h；湿度90％，循环10次，考察胶体性能；耐热空气老化性的考察方法为：将胶体置于热空气60℃，500h，考察胶体性能。检测结果如表4所示。
表4、防水胶带性能测试
Figure BDA0003078300080000092
Figure BDA0003078300080000101
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种防水胶带组合物，其特征在于，包括纤维和APAO，所述纤维为棉花纤维、麻纤维、毛纤维或化学纤维中的任意一种。
2.如权利要求1所述的防水胶带组合物，其特征在于，所述纤维为棉花纤维；按质量份数计，所述棉花纤维的含量为2-5份，APAO的含量为15-20份。
3.如权利要求2所述的防水胶带组合物，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的组合物，还包括硬脂酸和矿物油。
4.如权利要求3所述的防水胶带组合物，其特征在于，按质量份数计，所述硬脂酸的含量为5-8份，所述矿物油的含量为6-8份。
5.如权利要求4所述的防水胶带组合物，其特征在于，还包括低分子聚异丁烯、石油树脂和碳酸钙粉。
6.如权利要求5所述的防水胶带组合物，其特征在于，所述低分子聚异丁烯的分子量为1000-3000；按质量份数计，所述低分子聚异丁烯的含量为10-20份，所述石油树脂的含量为4-6份，所述碳酸钙粉的含量为40-50份。
7.一种防水胶带，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的组合物。
8.如权利要求7所述的防水胶带，其特征在于，所述防水胶带为多条胶条并排排列的卷状胶带，多排胶带彼此间不粘合在一起。
9.一种如权利要求7所述防水胶带的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：捏合机加热温度为100-140℃，投入棉花纤维、APA0、碳酸钙粉，低分子聚异丁烯，搅拌20-60分钟；再投入石油树脂，硬脂酸，矿物油，搅拌10-30分钟，胶泥出炉备用；挤出机加热温度为30-80℃，胶泥通过成型模具挤出，成并排排列的胶带；将胶带卷成圆形卷状。
10.一种如权利要求7所述防水胶带在门窗防水密封中的使用方法，其特征在于：将胶条塞入到门窗和墙面间的缝隙内。
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