CN115011177A - 一种三元乙丙防水卷材用环保底涂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三元乙丙防水卷材用环保底涂的制备方法，底涂包括以下原料组分：溴化异丁烯‑对甲基苯乙烯共聚物（BIMS）、热塑性弹性体（SEPS）、聚异丁烯、增塑剂、脂肪族烃溶剂、增粘剂、抗氧剂。本发明所得底涂适用基材范围广，尤其应用于混凝土屋面上，有利于改进三元乙丙防水卷材对基层的粘接性，具有极佳的耐热性和耐紫外性，并且挥发性有机溶剂含量低，对环境友好，配合三元乙丙防水卷材应用可大大延长屋面系统的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种防水卷材，具体涉及一种三元乙丙防水卷材用环保底涂及其制备方法。
背景技术
近来，由于建筑设计的变化和新型建筑构件的使用，对屋面防水卷材提出了越来越高的要求。根据2019年《住宅项目规范》中规定住宅建筑设计工作年限应符合：屋面与卫生间防水不低于20年，地下室防水不低于结构设计工作年限。质保期的延长有力促进防水企业的产品升级和技术创新，同时有望提升市场对高端防水材料的需求。随着太阳能光伏屋面、种植屋面、绿色节能屋面的兴起，高分子卷材作为新兴建筑材料的一种，将会是未来建筑市场的蓝海，高分子卷材产业的发展将会填补传统领域增速下降带来的需求下降，为防水市场注入新的活力。
三元乙丙防水卷材作为目前耐老化性能最好的高分子屋面防水卷材，由于分子结构主链上没有不饱和键，所以它很难与其他物质发生化学反应，当它受到紫外线、臭氧、湿和热等作用时，主链不易断裂，所以它的耐候性远远超过其他材料。但是也正是由于它的结构主链上没有不饱和键、很难发生化学反应，所以它又是一种难粘物质。为了有效的解决三元乙丙防水卷材的粘结问题，需采用与三元丙防水卷材相容性好的配套丁基胶粘剂。丁基胶是一种无溶剂耐久型胶粘剂，与三元乙丙防水卷材的长期使用寿命相匹配，具有优异的初粘性和持粘性。为了进一步提高三元乙丙防水卷材的工程抗风揭性能，很多生产厂家推出包括三元乙丙防水卷材、胶粘剂、专用密封膏、自硫化三元乙丙橡胶片材等完整的满粘或自粘防水系统和施工工法。
满粘法施工的特点是需要将胶粘剂分别涂刷在卷材与基层的表面然后压合，而自粘三元乙丙卷材是预先在卷材背面涂敷好丁基胶后施工现场直接粘接。不论满粘施工还是自粘施工，这些粘结方式的可靠性和耐久性受现场基层条件和周围环境的影响极大，不易达到一致的粘结效果。尤其混凝土基层由于混凝土型号的孔隙率、渗透性、强度各不相同，直接涂刷胶粘剂极易出现空鼓、虚粘等情况，进而粘结失效造成渗水窜水事故。
公开号为CN 102206422B的中国发明专利公开的溶剂型自粘防水卷材用基层处理剂，解决了改性沥青类卷材的铺贴可靠性问题，但此类沥青基底涂无法应用到高分子自粘卷材施工中。公开号为CN112159620A的中国发明专利公开的一种屋面混凝土防水底涂材料，实际为一种聚氨酯类防水涂料，该涂料能够增强对基底的粘接强度和防水效果。但聚氨酯类底涂由于其涂膜固化后表面能较低，不适合再粘接其他形式的防水材料。
现有技术的防水卷材基层处理剂主要以自粘沥青基卷材为主，没有适用于三元乙丙高分子防水卷材粘接施工的底涂。
发明内容
本发明目的是为了提供一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，底涂对混凝土或钢结构屋面基层进行预处理，提前封闭基层上的空隙凹痕，并在基层表面形成致密加强膜，阻隔基层内部水汽对粘接界面的侵蚀，保障卷材粘接的长期效果。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，以重量份数计，它的原料配方如下：
优化地，所述溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(BIMS)是通过对异丁烯-对甲基苯乙烯聚合物进行溴化反应而制备。溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物主链没有不饱和键。由于主链完全饱和，此聚合物相比普通橡胶类共聚物拥有更佳的热及臭氧稳定性和更优异的气密水密性。
进一步地，所述热塑性弹性体(SEPS)为氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物。例如YH-4051、YH-4052、G1730、G1701和SEPTON 2002等，由于SEPS中烯烃段的碳-碳双键被氢化饱和，使它具有良好的耐热性、耐老化性能，使用温度可达-65℃-120℃，短时可达150℃。SEPS的聚异戊二烯链段有较短的甲基单元系列，所以SEPS中EP端不结晶，以至SEPS具有更佳的低温性能和超强的粘弹性，与各种极性与非极性的材料粘接性能优良。
进一步地，所述聚异丁烯为低分子量聚异丁烯，数均分子量为200-10000。例如HRD-13、HRD-24、PB-1300和PB-2400等，聚异丁烯无毒，具有良好的耐热、耐氧、耐臭氧、耐紫外线、耐酸、耐碱等性能。低聚异丁烯与绝大多数烃类聚合物及有机物相溶性极好，能有效提高制品的粘接力、柔韧性、耐候性。
进一步地，所述增塑剂为聚酯增塑剂，选自偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三辛三异辛酯、偏苯三酸三壬酯中的一种或多种。聚酯增塑剂兼有单体型增塑剂和聚合型增塑剂两者的优点。当增塑剂与树脂一起熔融时，增塑剂分子嵌入到聚合物分子链之间，削弱聚合物分子链间的相互作用力，增大它们之间的距离，进而提高聚合物分子链移动的可能，增加材料的柔韧性、流动性、耐寒性和延展性，降低玻璃化温度和软化温度，改善加工性能。
进一步地，所述脂肪族烃溶剂为120#溶剂油或200#溶剂油的一种或多种。选择溶剂油对树脂的溶解能力强，不饱和烃含量低，闪点高，初馏点高，挥发性小、安全性高。
进一步地，所述增粘剂选自加氢石油树脂、氢化松香酯、萜烯树脂中的一种或多种。例如HIKOTACK P-120碳九石油树脂、E-5600加氢共聚石油树脂、Staybelite Ester 3氢化松香酯、Foral 105-E氢化松香酯、Sylvares TP115萜烯树脂。增粘树脂具有优异的耐酸性、耐碱性以及耐水性，能够改善对低表面能基材的附着力，提高对各种基层的粘接性，并且长期保持粘附可靠性和紫外光稳定性。
进一步地，所述抗氧剂是一种多元受阻酚类抗氧剂。例如AT-10、1135、Hostanox O3、Irganox 1135中的一种或多种，它们与大多数聚合物有很好的相容性，加工过程中，可以维持稳定的熔体粘度，较高的耐析出能力，能够长期耐热，预防光和热引起的变色作用和热氧化降解，延长制品使用寿命。
本发明的又一目的在于提供一种上述三元乙丙防水卷材用环保底涂的制备方法，它包括以下步骤：(a)将配方量的增塑剂在70℃-90℃干燥2-3h备用；(b)将配方量的溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(BIMS)与配方量的热塑性弹性体(SEPS)混合，加入捏合机内先慢速10-15rpm/min捏合3-5分钟。(c)再加入配方量聚异丁烯，继续慢速捏合3-5分钟。(d)再将脂肪族烃溶剂、增粘剂与抗氧剂配成浆料，加入混炼机内，温度升至70℃-90℃，在40-50rpm/min转速下,把预热后的增塑剂通过加料孔加入到混合机内,共混合10-12分钟,通过观察窗观察材料分散是否均匀。最后降温后慢速排料。
本发明与现有技术相比具有下列优点：底涂能渗入混凝土基层表面，对混凝土基材进行加固补强，有效提高混凝土表面的强度，封闭混凝土底材表面毛细孔中的空气和水分，避免后期出现鼓泡和失效，提高卷材和混凝土的粘接附着力，延长屋面防水效果，保障三元乙丙高分子卷材在防水工程应用中不可匹敌的超耐久特性。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1：
一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，以重量份数计，它的原料配方如下：
所述溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(BIMS)是通过对异丁烯-对甲基苯乙烯聚合物进行溴化反应而制备。
所述热塑性弹性体(SEPS)为氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物：YH-4051。
所述聚异丁烯为低分子量聚异丁烯：HRD-13。
所述增塑剂为聚酯增塑剂：偏苯三酸三辛酯。
所述脂肪族烃溶剂为120#溶剂油。
所述增粘剂为HIKOTACK P-120碳九石油树脂。
所述抗氧剂是一种多元受阻酚类抗氧剂：AT-10。
制备方法包括以下步骤：(a)将配方量的增塑剂在70℃-90℃干燥2-3h备用；(b)将配方量的溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(BIMS)与配方量的热塑性弹性体(SEPS)混合，加入捏合机内先慢速10-15rpm/min捏合3-5分钟。(c)再加入配方量聚异丁烯，继续慢速捏合3分钟。(d)再将脂肪族烃溶剂、增粘剂与抗氧剂配成浆料，加入混炼机内，温度升至70℃-90℃，在40-50rpm/min转速下,把预热后的增塑剂通过加料孔加入到混合机内,共混合10-12分钟,通过观察窗观察材料分散是否均匀。最后降温后慢速排料。
实施例2：
一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，以重量份数计，它的原料配方如下：
所述热塑性弹性体(SEPS)为氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物：YH-4052。
所述聚异丁烯为低分子量聚异丁烯：HRD-24。
所述增塑剂为聚酯增塑剂：偏苯三酸三辛三异辛酯。
所述脂肪族烃溶剂为200#溶剂油。
所述增粘剂为E-5600加氢共聚石油树脂。
所述抗氧剂是一种多元受阻酚类抗氧剂：1135。
制备方法同实施例1。
实施例3：
一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，以重量份数计，它的原料配方如下：
所述溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(BIMS)是通过对异丁烯-对甲基苯乙烯聚合物进行溴化反应而制备。
所述热塑性弹性体(SEPS)为氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物：G1730。
所述聚异丁烯为低分子量聚异丁烯：PB-1300。
所述增塑剂为聚酯增塑剂：偏苯三酸三壬酯。
所述脂肪族烃溶剂为120#溶剂油。
所述增粘剂为Staybelite Ester 3氢化松香酯。
所述抗氧剂是一种多元受阻酚类抗氧剂：Hostanox O 3。
制备方法同实施例1。
实施例4：
一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，以重量份数计，它的原料配方如下：
所述溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(BIMS)是通过对异丁烯-对甲基苯乙烯聚合物进行溴化反应而制备。
所述热塑性弹性体(SEPS)为氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物：G1701。
所述聚异丁烯为低分子量聚异丁烯：PB-2400。
所述增塑剂为偏苯三酸三壬酯。
所述脂肪族烃溶剂为120#溶剂油或200#溶剂油的一种或多种。选择溶剂油对树脂的溶解能力强，不饱和烃含量低，闪点高，初馏点高，挥发性小、安全性高。
所述增粘剂为Foral 105-E氢化松香酯。
所述抗氧剂是一种多元受阻酚类抗氧剂：Irganox 1135。
制备方法同实施例1。
实施例5：
一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，以重量份数计，它的原料配方如下：
所述溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(BIMS)是通过对异丁烯-对甲基苯乙烯聚合物进行溴化反应而制备。
所述热塑性弹性体(SEPS)为氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物：SEPTON 2002。
所述聚异丁烯为低分子量聚异丁烯：HRD-13。
所述增塑剂为聚酯增塑剂：偏苯三酸三辛酯。
所述脂肪族烃溶剂为200#溶剂油。
所述增粘剂为Sylvares TP115萜烯树脂。
所述抗氧剂是一种多元受阻酚类抗氧剂：AT-10。
制备方法同实施例1。
表1：
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，其特征是：以重量份数计，它的原料配方如下：
溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物 30-50份；
热塑性弹性体 10-30份；
聚异丁烯 3-8份；
增塑剂 2-5份；
脂肪族烃溶剂 15-35份；
增粘剂 0.1-0.5份；
抗氧剂 0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，其特征是：所述溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物是通过对异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物进行溴化制备得到。
3.根据权利要求1所述的一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，其特征是：所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述的一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，其特征是：所述聚异丁烯为中分子量聚异丁烯，数均分子量为20000-45000。
5.根据权利要求1所述的一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，其特征是：所述增塑剂为聚酯增塑剂，选自偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三辛三异辛酯、偏苯三酸三壬酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，其特征是：所述脂肪族烃溶剂为120#溶剂油或200#溶剂油的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，其特征是：所述增粘剂选自加氢石油树脂、氢化松香酯、萜烯树脂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种三元乙丙防水卷材用环保底涂，其特征在于：所述抗氧剂是多元受阻酚抗氧剂。
9.一种权利要求1所述的三元乙丙防水卷材用环保底涂的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
（a）将配方量的增塑剂在70℃-90℃干燥2-3h备用；
（b）将配方量的溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物与配方量的热塑性弹性体混合，加入捏合机内先慢速10-15rpm/min捏合3-5分钟；
（c）再加入配方量聚异丁烯，继续慢速捏合3-5分钟；
（d）再将脂肪族烃溶剂、增粘剂与抗氧剂配成浆料，加入混炼机内，温度升至70℃-90℃，在40-50rpm/min 转速下,把预热后的增塑剂通过加料孔加入到混合机内,共混合 10-12分钟,，最后降温后排料。
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