CN114481646A - 一种改性沥青防水卷材及其制备工艺 - Google Patents

一种改性沥青防水卷材及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及防水卷材的技术领域，具体公开了一种改性沥青防水卷材及其制备工艺。改性沥青防水卷材包括沥青混合料、聚酯胎基布和PE膜；所述沥青混合料为两层，两层所述沥青混合料分别涂覆于所述聚酯胎基布的上下表面，所述PE膜为两层，两层所述PE膜分别覆盖于两层所述沥青混合料远离聚酯胎基布的一面；其制备方法为：制备沥青混合料，将聚酯胎基布烘干备用；将沥青混合料分别涂覆在聚酯胎基布的上下表面，再将PE膜分别覆盖于沥青混合料远离聚酯胎基布的一面，得到初产品，然后将初产品降温至22±4℃后，经卷曲，包装，得到改性沥青防水卷材。本申请的改性沥青防水卷材，通过原料之间的协同作用，具有提高防水卷材抗老化性的优点。

Description

一种改性沥青防水卷材及其制备工艺
技术领域
本申请涉及防水卷材技术领域，尤其是涉及一种改性沥青防水卷材及其制备工艺。
背景技术
防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路、垃圾填埋场等地方，起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可弯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，对整个工程起着至关重要的作用。
改性沥青防水卷材是防水卷材中的一种，改性沥青防水卷材是以改性沥青为浸渍覆盖层，以聚酯纤维无纺布、黄麻布、玻纤毡等分别作为胎基布，以塑料薄膜为防粘隔离层，经选材、配料、共熔、浸渍、复合成型、卷曲等工序加工制作而成。
目前，改性沥青防水卷材一般都是直接覆盖在出现渗漏的地方，随着使用时间的增长，受到阳光照射的时间也越来越长，容易造成防水卷材的老化，降低防水功能，影响使用寿命。
发明内容
为了提高改性沥青防水卷材的抗老化性能，本申请提供一种改性沥青防水卷材及其制备工艺。
第一方面，本申请提供一种改性沥青防水卷材，采用如下技术方案：
一种改性沥青防水卷材，包括沥青混合料、聚酯胎基层和PE膜；所述沥青混合料为两层，两层所述沥青混合料分别涂覆于所述聚酯胎基布的上下两面，所述PE膜为两层，两层所述PE膜分别覆盖于两层所述沥青混合料远离聚酯胎基布的一面；
所述沥青混合料包括以下重量份的原料：复合沥青120-175份、木质素-氧化锌复合粉10-30份、废旧橡胶粉6-12.5份、石蜡油5-15份、单硬脂酸甘油酯1-1.5份、光稳定剂2-6份、防老化剂2-6份、促进剂3-8份。
通过采用上述技术方案，本申请的改性沥青防水卷材，通过沥青混合料各原料之间的协同作用，增强了沥青混合料的抗紫外性，从而提高了改性沥青防水卷材的抗老化性，其中，改性沥青防水卷材的拉伸强度为29-41MPa，具有不透水性，耐热度为102-135℃，耐老化性为92-140h。
复合沥青是作为沥青混合料的主要原料，本身具有防水防潮的特性，能够使防水卷材具有防水防潮的作用。木质素-氧化锌复合粉中含有木质素和氧化锌，木质素是世界上储量最丰富的芳香族化合物，由于其结构中富含酚羟基、酮类等基团，使其成为天然的UV阻隔剂，可屏蔽大多数紫外光，而且还具有较好的生物相容性，应用到沥青混合料的原料中，能够增强防水卷材的抗紫外性，从而提高抗老化性。氧化锌也具有抗紫外的功能，具体的，氧化锌价带上的电子可以接受紫外线中的能量发生跃迁，使紫外线向各个方向散射，从而减小紫外线的强度，进而减少防水卷材的老化。而且，木质素-氧化锌复合粉分散在沥青混合料中，并通过木质素和氧化锌的协同作用，更能够增强防水卷材的抗紫外功能，从而提高防水卷材的抗老化性。
废旧橡胶粉应用到沥青混合料中，不仅能够实现废旧橡胶的废物利用，节约成本，还能够改善沥青混合料的抗老化性能，从而延长防水卷材的使用寿命。石蜡油应用到沥青混合料的原料中，不仅能够起到润滑的作用，而且还能起到抗老化的作用。
作为优选：所述沥青混合料包括以下重量份的原料：复合沥青135-150份、木质素-氧化锌复合粉15-22份、废旧橡胶粉8-12份、石蜡油7-12份、单硬脂酸甘油酯1.2-1.4份、光稳定剂3-5份、防老化剂3-5份、促进剂5-7份。
通过采用上述技术方案，通过对复合沥青、木质素-氧化锌复合粉、废旧橡胶粉、石蜡油、单硬脂酸甘油酯、光稳定剂、防老化剂和促进剂的掺量进行优化，更有助于提高防水卷材的抗老化性能。
作为优选：所述复合沥青为天然沥青和石油沥青的混合物，且天然沥青和石油沥青的重量配比为2：1。
通过采用上述技术方案，天然沥青是石油在自然界长期受地壳挤压并与空气、水接触逐渐变化而形成的，以天然形式存在，储存量大，成本较低。石油沥青是原油加工过程的一种产品。利用天然沥青和石油沥青作为复合沥青，不仅能够使防水卷材达到较优的防水效果，还能够降低成本。
作为优选：所述废旧橡胶粉和复合沥青的重量配比为1：(12-15)。
废旧橡胶粉的添加量过少，对防水卷材起不到较优的抗老化性；废旧橡胶粉的添加量过多，会导致沥青混合料的粘度过大，在使用时，沥青混合料与PE膜不易分离，对防水卷材的使用造成影响，还会影响防水卷材的机械性能。通过采用上述技术方案，当废旧橡胶粉和复合沥青的重量配比在上述范围内，能够使沥青混合料保持良好的粘度，也能够较优的增强防水卷材的抗老化性。
作为优选：所述木质素-氧化锌复合粉采用以下方法制备：
S1：将木质素磺酸钠放入水中，搅拌均匀，得到溶液A；
S2：将醋酸锌放入水中，搅拌均匀，得到溶液B；
S3：将溶液B和溶液A混合，搅拌均匀，得到混合液C，调节pH至11，再放在70-80℃的温度下静置，然后过滤，洗涤固体物并烘干，得到产物，将产物放在氮气氛围下炭化，得到木质素-氧化锌复合粉。
进一步的，所述木质素-氧化锌复合粉采用以下方法制备：
S1：将木质素磺酸钠放入水中，搅拌20-30min，得到溶液A；
S2：将醋酸锌放入水中，搅拌20-30min，得到溶液B；
S3：将溶液B和溶液A混合，搅拌15-30min，得到混合液C，用氢氧化钠溶液调节pH为11，再放在70-80℃的温度下静置2-4h，然后过滤，用水洗涤固体物3-5次，并将固体物放在50-70℃的温度下干燥3-5h，得到产物，将产物放在氮气氛围下、400-600℃的温度下炭化2-3h，得到木质素-氧化锌复合粉；
其中，步骤S1中的木质素磺酸钠和水的重量配比为1：(3-4)，步骤S2中的醋酸锌和水的重量配比为1：(9-11)，氢氧化钠溶液的质量分数为60-70％。
通过采用上述技术方案，利用上述制备方法对木质素-氧化锌复合粉进行制备，能够使氧化锌更好的负载在木质素上，并通过木质素和氧化锌二者的协同作用，进一步增强沥青混合料的抗紫外线功能，从而提高防水卷材的抗老化性。
作为优选：所述木质素磺酸钠和醋酸锌的重量配比为1：(1-3)。
木质素磺酸钠是提供木质素的，木质素的添加量过多，会对防水卷材的机械性能造成影响；木质素的添加量过少，不能够较优的提高防水卷材的抗老化性。通过采用上述技术方案，当木质素磺酸钠和醋酸锌的添加量在上述范围内，不仅能够使防水卷材表现出良好的机械性能，还能够提高防水卷材的抗老化性。
作为优选：所述防老化剂为抗紫外老化剂。
通过采用上述技术方案，抗紫外老化剂应用到沥青混合料的原料中，能够进一步提高沥青混合料的抗紫外性能，从而提高防水卷材的抗老化性。
第二方面，本申请提供一种改性沥青防水卷材的制备工艺，采用如下技术方案：一种改性沥青防水卷材的制备工艺，包括如下步骤：
S1：将天然沥青、石油沥青混合均匀，得到复合沥青；
S2：将复合沥青、木质素-氧化锌复合粉、废旧橡胶粉、石蜡油混合，搅拌均匀，升温至200-220℃，然后加入单硬脂酸甘油酯、促进剂，再升温至250-260℃，加入光稳定剂、防老化剂，混合均匀，然后降温至130-140℃，得到沥青混合料；
S3：将聚酯胎基布烘干备用；
S4：将130-140℃的沥青混合料分别涂覆在聚酯胎基布的上下表面，再将PE膜分别覆盖于沥青混合料远离聚酯胎基布的一面，得到初产品，然后将初产品降温至22±4℃后，经卷曲，包装，得到改性沥青防水卷材。
进一步的，一种改性沥青防水卷材的制备工艺，包括如下步骤：
S1：将天然沥青、石油沥青混合，搅拌20-40min，得到复合沥青；
S2：将复合沥青、木质素-氧化锌复合粉、废旧橡胶粉、石蜡油混合，搅拌40-50min，升温至200-220℃，然后加入单硬脂酸甘油酯、促进剂，再升温至250-260℃，加入光稳定剂、防老化剂，混合均匀，搅拌20-30min，然后降温至130-140℃，得到沥青混合料；
S3：将聚酯胎基布放在130-150℃干燥2-3h备用；
S4：将130-140℃的沥青混合料分别涂覆在聚酯胎基布的上下表面，再将PE膜分别覆盖于沥青混合料远离聚酯胎基布的一面，得到初产品，然后将初产品降温至22±4℃后，经卷曲，包装，得到改性沥青防水卷材。
作为优选：步骤S4中涂覆的沥青混合料的厚度为0.4-0.6mm。
通过采用上述技术方案，首先制备沥青混合料，能够使沥青混合料的各原料混合的更加均匀，便于提高沥青混合料的抗紫外性，然后烘干聚酯胎基布，再进行沥青混合料的涂覆、PE膜的覆盖得到初产品，最后将初产品卷曲、包装后得到改性沥青防水卷材，还对沥青混合料的涂覆量进行了限定，便于提高防水卷材的抗老化性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、由于本申请中采用木质素-氧化锌复合粉，木质素和氧化锌自身都具有抗紫外线的功能，将两者复配，并通过木质素和氧化锌的协同作用，更增强了沥青混合料的抗紫外性，从而提高了防水卷材的抗老化性，可使改性沥青防水卷材具有不透水性，改性沥青防水卷材的耐热度达到135℃，耐老化性达到140h。
2、本申请中优选对废旧橡胶粉和复合沥青的重量配比进行限定，不仅能够增强防水卷材的机械性能，还能够提高防水卷材的抗老化性，可使改性沥青防水卷材的拉伸强度达到41MPa，耐老化性达到140h。
具体实施方式
以下结合具体内容对本申请作进一步详细说明。
原料
天然沥青选自云南宇泽顶圣建材有限公司；石油沥青选自河北涵凯能源科技发展有限公司；废旧橡胶粉的平均粒径为15mm，且选自灵寿县玛琳矿产品加工厂；石蜡油闪点为130℃，倾点为-5℃，且选自山东菲特化工科技有限公司；单硬脂酸甘油酯选自济南凯创化工有限公司；光稳定剂为光稳定剂791，且选自常州新策高分子粉有限公司；防老化剂为UV-531，且选自济南洪旺化工有限公司；促进剂为促进剂TMTD，且选自高邑子诚化工科技有限公司；木质素磺酸钠选自济南汇盛化工有限公司；醋酸锌选自山东开普勒生物科技有限公司；六偏磷酸钠选自湖北博元生物科技有限公司；聚酯胎基布选自潍坊盛秋防水粉有限公司；PE膜是厚度为0.2mm的聚乙烯防水膜，且选自山东德旭达土工粉有限公司。
制备例
制备例1
一种木质素-氧化锌复合粉，其采用以下方法制备：
S1：将2kg木质素磺酸钠放入7kg水中，搅拌25min，得到溶液A；
S2：将2kg醋酸锌放入20kg水中，搅拌25min，得到溶液B；
S3：将溶液B和溶液A混合，搅拌22min，得到混合液C，用质量分数为65％的氢氧化钠溶液调节pH为11，再放在75℃的温度下静置3h，然后过滤，用水洗涤固体物4次，并将固体物放在60℃的温度下干燥4h，得到产物，将产物放在氮气氛围下，500℃的温度下炭化2.5h，得到木质素-氧化锌复合粉。
制备例2
一种木质素-氧化锌复合粉，其采用以下方法制备：
一种木质素-氧化锌复合粉，其与制备例1的区别之处在于步骤S2中的醋酸锌的添加量为4kg，水的添加量为40kg，其余均与制备例1相同。
制备例3
一种木质素-氧化锌复合粉，其采用以下方法制备：
一种木质素-氧化锌复合粉，其与制备例1的区别之处在于步骤S2中的醋酸锌的添加量为6kg，水的添加量为60kg，其余均与制备例1相同。
制备例4
一种木质素-氧化锌复合粉，其采用以下方法制备：
一种木质素-氧化锌复合粉，其与制备例1的区别之处在于步骤S2中的醋酸锌的添加量为0.1kg，水的添加量为1kg，其余均与制备例1相同。
制备例5
一种木质素-氧化锌复合粉，其采用以下方法制备：
一种木质素-氧化锌复合粉，其与制备例1的区别之处在于步骤S2中的醋酸锌的添加量为10kg，水的添加量为100kg，其余均与制备例1相同。
实施例
实施例1
一种改性沥青防水卷材，其沥青混合料的原料配比见表1所示。
一种改性沥青防水卷材的制备工艺，包括如下步骤：
S1：将天然沥青、石油沥青混合，搅拌30min，得到复合沥青；
S2：将复合沥青、采用制备例1制备得到的木质素-氧化锌复合粉、废旧橡胶粉、石蜡油混合，搅拌45min，升温至210℃，然后加入单硬脂酸甘油酯、促进剂，再升温至255℃，加入光稳定剂、防老化剂，混合均匀，搅拌25min，然后降温至135℃，得到沥青混合料；
S3：将聚酯胎基布放在140℃干燥2.5h备用；
S4：将135℃的沥青混合料分别涂覆在聚酯胎基布的上下表面，再将PE膜分别覆盖于沥青混合料远离聚酯胎基布的一面，得到初产品，然后将初产品降温至26℃后，经卷曲，包装，得到改性沥青防水卷材；
其中，步骤S4中的涂覆的沥青混合料的厚度为0.5mm。
实施例2-5
一种改性沥青防水卷材，其和实施例1的区别之处在于，沥青混合料的原料配比不同，其原料配比见表1所示。
表1实施例1-5防水卷材中沥青混合料各原料掺量(单位：kg)
原料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
复合沥青 120 120 120 120 120
木质素-氧化锌复合粉 10 15 20 22 30
废旧橡胶粉 6 6 6 6 6
石蜡油 5 5 5 5 5
单硬脂酸甘油酯 1 1 1 1 1
光稳定剂 2 2 2 2 2
防老化剂 2 2 2 2 2
促进剂 3 3 3 3 3
实施例6-9
一种改性沥青防水卷材，其和实施例5的区别之处在于，沥青混合料的原料配比不同，其原料配比见表2所示。
表2实施例6-9防水卷材中沥青混合料各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003488302890000061
Figure BDA0003488302890000071
实施例10-13
一种改性沥青防水卷材，其和实施例9的区别之处在于，沥青混合料的原料配比不同，其原料配比见表3所示。
表3实施例10-13防水卷材中沥青混合料各原料掺量(单位：kg)
原料 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13
复合沥青 175 175 175 175
木质素-氧化锌复合粉 30 30 30 30
废旧橡胶粉 12.5 12.5 12.5 12.5
石蜡油 7 10 12 15
单硬脂酸甘油酯 1.2 1.3 1.4 1.5
光稳定剂 3 4 5 6
防老化剂 3 4 5 6
促进剂 5 6 7 8
实施例14
一种改性沥青防水卷材，其和实施例12的区别之处在于，沥青混合料原料中的木质素-氧化锌复合粉采用制备例2制备得到。
实施例15
一种改性沥青防水卷材，其和实施例12的区别之处在于，沥青混合料原料中的木质素-氧化锌复合粉采用制备例3制备得到。
实施例16
一种改性沥青防水卷材，其和实施例12的区别之处在于，沥青混合料原料中的木质素-氧化锌复合粉采用制备例4制备得到。
实施例17
一种改性沥青防水卷材，其和实施例12的区别之处在于，沥青混合料原料中的木质素-氧化锌复合粉采用制备例5制备得到。
对比例
对比例1
一种改性沥青防水卷材，其和实施例1的区别之处在于，沥青混合料原料中的木质素-氧化锌复合粉等量替换为木质素。
对比例2
一种改性沥青防水卷材，其和实施例1的区别之处在于，沥青混合料原料中的木质素-氧化锌复合粉等量替换为氧化锌。
对比例3
一种改性沥青防水卷材，其和实施例1的区别之处在于，沥青混合料的原料中未添加木质素-氧化锌复合粉。
对比例4
一种改性沥青防水卷材，其和实施例1的区别之处在于，沥青混合料的原料中未添加光稳定剂。
性能检测试验
对实施例1-17和对比例1-4制备的改性沥青防水卷材进行下述性能检测：
拉伸强度：依据GB/T23457-2017《预铺防水卷材》对改性沥青防水卷材进行拉伸强度的检测，检测结果如表4所示。
不透水性：依据GB/T328.10-2007《建筑防水卷材试验方法第10部分：沥青和高分子防水卷材不透水性》对改性沥青防水卷材进行不透水性的检测，检测结果如表4所示。
耐热度：依据GB/T328.5-1989《沥青防水卷材试验方法耐热度》对改性沥青防水卷材进行耐热度的检测，检测结果如表4所示。
耐老化性：依据GB/T18244-2000《建筑防水粉老化试验方法》中的人工气候加速老化试验对改性沥青防水卷材进行耐老化性的检测，检测结果如表4所示。
表4检测结果
Figure BDA0003488302890000081
Figure BDA0003488302890000091
结合表4可以看出，本申请的改性沥青防水卷材，通过沥青混合料各原料之间的协同作用，增强了沥青混合料的抗紫外性，从而提高了改性沥青防水卷材的抗老化性，其中，改性沥青防水卷材的拉伸强度为29-41MPa，具有不透水性，耐热度为102-135℃，耐老化性为92-140h。
结合实施例1和对比例1-3可以看出，实施例中的拉伸强度为30MPa，具有不透水性，耐热度为112℃，耐老化性为101h，优于对比例1-3，表明改性沥青防水卷材中的沥青混合料采用木质素-氧化锌复合粉更为合适，通过木质素和氧化锌之间的协同作用，能够使改性沥青防水卷材表现出更优的抗老化性能。
结合实施例1和对比例4可以看出，实施例中的拉伸强度为30MPa，具有不透水性，耐热度为112℃，耐老化性为101h，优于对比例4，表明改性沥青防水卷材中采用光稳定剂更为合适，能够使改性沥青防水卷材表现出更优的抗老化性能。
结合实施例1-5可以看出，实施例5中的拉伸强度为30MPa，具有不透水性，耐热度为128℃，耐老化性为118h，优于其他实施例，表明实施例5中的木质素-氧化锌复合粉的添加量更为合适，能够使改性沥青防水卷材表现出更优的抗老化性能。
结合实施例6-9可以看出，实施例9中的拉伸强度为41MPa，具有不透水性，耐热度为131℃，耐老化性为132h，优于其他实施例，表明实施例9中的废旧橡胶粉和复合沥青的重量配比更为合适，不仅能够提高改性沥青防水卷材的拉伸强度，还能够增强改性沥青防水卷材的抗老化性能。
结合实施例10-13可以看出，改性沥青防水卷材的沥青混合料的原料中除木质素-氧化锌复合粉、废旧橡胶粉的掺量外，其余原料的掺量对改性沥青防水卷材的影响不大。
结合实施例12和实施例14-17可以看出，实施例14中的拉伸强度为41MPa，具有不透水性，耐热度为139℃，耐老化性为140h，优于其他实施例，表明采用制备例2制备得到的木质素-氧化锌复合粉更为合适，能够使改性沥青防水卷材表现出更优的抗老化性能。
上述具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种改性沥青防水卷材，其特征在于：包括沥青混合料、聚酯胎基布和PE膜；所述沥青混合料为两层，两层所述沥青混合料分别涂覆于所述聚酯胎基布的上下表面，所述PE膜为两层，两层所述PE膜分别覆盖于两层所述沥青混合料远离聚酯胎基布的一面；
所述沥青混合料包括以下重量份的原料：复合沥青120-175份、木质素-氧化锌复合粉10-30份、废旧橡胶粉6-12.5份、石蜡油5-15份、单硬脂酸甘油酯1-1.5份、光稳定剂2-6份、防老化剂2-6份、促进剂3-8份。
2.根据权利要求1所述的一种改性沥青防水卷材，其特征在于：所述沥青混合料包括以下重量份的原料：复合沥青135-150份、木质素-氧化锌复合粉15-22份、废旧橡胶粉8-12份、石蜡油7-12份、单硬脂酸甘油酯1.2-1.4份、光稳定剂3-5份、防老化剂3-5份、促进剂5-7份。
3.根据权利要求1所述的一种改性沥青防水卷材，其特征在于：所述复合沥青为天然沥青和石油沥青的混合物，且天然沥青和石油沥青的重量配比为2：1。
4.根据权利要求1所述的一种改性沥青防水卷材，其特征在于：所述废旧橡胶粉和复合沥青的重量配比为1：（12-15）。
5.根据权利要求1所述的一种改性沥青防水卷材，其特征在于：所述木质素-氧化锌复合粉采用以下方法制备：
S1：将木质素磺酸钠放入水中，搅拌均匀，得到溶液A；
S2：将醋酸锌放入水中，搅拌均匀，得到溶液B；
S3：将溶液B和溶液A混合，搅拌均匀，得到混合液C，调节pH至11，再放在70-80℃的温度下静置，然后过滤，洗涤固体物并烘干，得到产物，将产物放在氮气氛围下炭化，得到木质素-氧化锌复合粉。
6.根据权利要求5所述的一种改性沥青防水卷材，其特征在于：所述木质素磺酸钠和醋酸锌的重量配比为1：（1-3）。
7.根据权利要求1所述的一种改性沥青防水卷材，其特征在于：所述防老化剂为抗紫外老化剂。
8.一种如权利要求1-7任一所述的改性沥青防水卷材的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将天然沥青、石油沥青混合均匀，得到复合沥青；
S2：将复合沥青、木质素-氧化锌复合粉、废旧橡胶粉、石蜡油混合，搅拌均匀，升温至200-220℃，然后加入单硬脂酸甘油酯、促进剂，再升温至250-260℃，加入光稳定剂、防老化剂，混合均匀，然后降温至130-140℃，得到沥青混合料；
S3：将聚酯胎基布烘干备用；
S4：将130-140℃的沥青混合料分别涂覆在聚酯胎基布的上下表面，再将PE膜分别覆盖于沥青混合料远离聚酯胎基布的一面，得到初产品，然后将初产品降温至22±4℃后，经卷曲，包装，得到改性沥青防水卷材。
9.根据权利要求8所述的一种改性沥青防水卷材的制备工艺，其特征在于：步骤S4中涂覆的沥青混合料的厚度为0.4-0.6mm。
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