CN116925698A - 热熔防水卷材胶料用组合物、热熔防水卷材胶料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑防水材料领域，具体涉及一种热熔防水卷材胶料用组合物、热熔防水卷材胶料及其制备方法和应用。该热熔防水卷材胶料用组合物中含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下组分：沥青、改性剂、聚丙烯蜡、软化剂、重质碳酸钙；所述改性剂为含量质量比为1：2‑7：1‑3的APAO、星型SBS、线型SBS的组合；其中，所述APAO在25℃下的针入度为17‑30 0.1mm；所述软化剂为含量质量比为1：1‑2的环烷油和芳烃油的组合。采用将该组合物制得的防水卷材胶料具有可溶物易萃取、粘接性能好、耐老化性能好、防水效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑防水材料领域，具体涉及一种热熔防水卷材胶料用组合物、热熔防水卷材胶料及其制备方法和应用。
背景技术
在实际生产热熔防水卷材过程中，为了达到性能测试标准，通常在热熔防水卷材用胶料配方中掺入较少的沥青和软化剂，并加入大量胶粉作为填充改性物料。
使用上述配方制得的热熔防水卷材，一方面在检测可溶物性能时，检测周期较长，严重耽误了工期和发货，且浪费了资源。另一方面，制得的热熔防水卷材在热熔施工时出油率低，并出现火烤出油的问题，施工后与基面满粘接性能差、防水效果差，且该卷材在经历过酷暑以及严寒气候后耐老化性能变差、低温下易开裂。
CN113956842A公开了一种耐热老化性的自粘防水卷材用涂盖料及其制备方法和应用。所述自粘防水卷材用涂盖料包含石油沥青、软化油、线型SBS改性剂、星型SBS改性剂、SBR改性剂、增粘树脂、胶粉和填料。以所述涂盖料组合物的总质量为基准，所述石油沥青的含量为40-45wt％，所述软化油的含量为10-15wt％，所述线型SBS改性剂的含量为3-9wt％，所述星型SBS改性剂的含量为2-10wt％，所述SBR改性剂的含量为1-10wt％，所述增粘树脂的含量为1-3wt％，所述胶粉的含量为4-8wt％，所述填料的含量为15-39wt％。该自粘防水卷材用涂盖料具有较好的耐热老化性，但是采用该涂盖料制备所得的自粘防水卷材火烤出油性能和粘接性差，且可溶物测试时间较久。
CN114921226A公开了一种热熔橡胶沥青防水涂料及其制备方法和热熔橡胶沥青防水涂料密封胶带及防水卷材搭接方法。制备该防水涂料的原料包括：90#沥青、200#沥青、软化剂、聚乙烯蜡、星型SBS、SSBR、橡胶粉、橡胶活化剂、超支化聚合物、APAO、C9石油树脂和填料。以所述防水涂料组合物的总质量为基准，所述90#沥青的含量为60-80wt％，所述200#沥青的含量为5-10wt％，所述软化剂的含量为5-10wt％，所述聚乙烯蜡的含量为3-8wt％，所述星型SBS的含量为12-16wt％，所述SSBR的含量为1-3wt％，所述橡胶粉的含量为10-15wt％，所述橡胶活化剂的含量为0.05-0.1wt％，所述超支化聚合物的含量为1-5wt％，所述APAO的含量为5-10wt％，所述C9石油树脂的含量为5-9wt％，所述填料的含量为10-15wt％。该热熔橡胶沥青防水涂料，具有良好的强度、耐水压性；但该涂料配方的粘度大，且APAO含量过高，采用该涂料配方制得的卷材可溶物萃取时间较长、粘接性能差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有热熔卷材制备技术中存在的所得卷材施工时可溶物难萃取、出油率低，且施工后粘接性能差、耐老化性能差、防水效果差的问题。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种热熔防水卷材胶料用组合物，该组合物中含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下组分：
沥青、改性剂、聚丙烯蜡、软化剂、重质碳酸钙；
所述改性剂为含量质量比为1：2-7：1-3的APAO、星型SBS、线型SBS的组合；其中，所述APAO在25℃下的针入度为17-30 0.1mm；
所述软化剂为含量质量比为1：1-2的环烷油和芳烃油的组合；
以所述组合物的总质量为基准，所述沥青的含量为50-60wt％，所述改性剂的含量为9-20wt％，所述聚丙烯蜡的含量为1-3wt％，所述软化剂的含量为9-20wt％，所述重质碳酸钙的含量为10-30wt％。
本发明的第二方面提供一种制备热熔防水卷材胶料的方法，该方法应用本发明第一方面所述的组合物中的各组分进行，包括：
(1)将沥青和软化剂进行第一混合，得到混合物I；
(2)将所述混合物I和改性剂进行第二混合，得到混合物II；
(3)将所述混合物II和聚丙烯蜡进行第三混合，得到混合物III；
(4)将所述混合物III和重质碳酸钙进行第四混合，得到所述热熔防水卷材胶料；
以所述组合物的总用量为基准，所述沥青的用量为50-60wt％，所述改性剂的用量为9-20wt％，所述聚丙烯蜡的用量为1-3wt％，所述软化剂的用量为9-20wt％，所述重质碳酸钙的用量为10-30wt％。
本发明的第三方面提供由本发明第二方面所述的方法制备得到的热熔防水卷材胶料。
本发明的第四方面提供本发明第三方面所述的热熔防水卷材胶料在建筑防水材料中的应用。
在本发明中，选择特定含量的APAO、星型SBS、线型SBS作为改性剂，特定含量的环烷油和芳烃油作为软化剂，并引入沥青、聚丙烯蜡、重质碳酸钙等物质形成组合物体系时，制得的热熔防水卷材胶料可溶物易萃取、粘接性能好、耐老化性能好、防水效果好。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中，所述APAO为非晶态α-烯烃共聚物；所述SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物；
所述颗粒中位平均直径D50表示粒径分布为50％时的颗粒群的颗粒平均直径；所述聚丙烯蜡的滴熔点为在试验条件下，聚丙烯蜡由固态或半固态转变为液态时的温度；
所述芳香烃为分子中含有苯环的碳氢化合物，根据结构可分为单环芳烃和多环芳烃两大类，其中，单环芳烃分子中只含有一个苯环，如苯及其同系物、苯乙烯、苯乙炔，多环芳烃分子中含有两个或两个以上的苯环，如联苯、三苯甲烷、萘；
所述饱和烃为分子中只含碳碳单键，碳原子的其余化合价都被氢原子饱和的脂肪族烃类，可分为链状饱和烷烃和环状饱和烃，如环戊烷、环己烷。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种热熔防水卷材胶料用组合物，该组合物中含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下组分：
沥青、改性剂、聚丙烯蜡、软化剂、重质碳酸钙；
所述改性剂为含量质量比为1：2-7：1-3的APAO、星型SBS、线型SBS的组合；其中，所述APAO在25℃下的针入度为17-30 0.1mm；
所述软化剂为含量质量比为1：1-2的环烷油和芳烃油的组合；
以所述组合物的总质量为基准，所述沥青的含量为50-60wt％，所述改性剂的含量为9-20wt％，所述聚丙烯蜡的含量为1-3wt％，所述软化剂的含量为9-20wt％，所述重质碳酸钙的含量为10-30wt％。
优选地，在所述组合物中，所述改性剂为含量质量比为1：4-5：1.25-2的APAO、星型SBS、线型SBS的组合。本发明的发明人发现，在此优选情况下，由本发明的组合物获得的热熔防水卷材胶料可溶物易萃取、粘接性能好、耐老化性能好。
优选情况下，在所述改性剂中，所述APAO的玻璃化温度为-50℃至-20℃，软化点为126-145℃。本发明的发明人发现，在此优选情况下，由本发明的组合物获得的热熔防水卷材胶料具有明显更好的粘接性能。
进一步优选地，在所述改性剂中，所述星型SBS的苯乙烯结构单元和丁二烯结构单元的含量摩尔比为1：2-3。本发明的发明人发现，在此优选情况下，由本发明的组合物获得的热熔防水卷材胶料可溶物更容易萃取、耐老化性能更好、防水效果更好。
优选地，在所述改性剂中，所述星型SBS的拉伸强度为200-300kg/cm2。
优选地，在所述改性剂中，所述线型SBS的苯乙烯结构单元和丁二烯结构单元的含量摩尔比为1：2-2.5。本发明的发明人发现，在此优选情况下，由本发明的组合物制备得到的热熔防水卷材胶料具有明显更好的粘接性能和耐老化性能。
优选地，在所述改性剂中，所述线型SBS的拉伸强度为200-300kg/cm2。
进一步优选地，在所述组合物中，所述聚丙烯蜡的颗粒中位平均直径D50为6-9μm，滴熔点为135-160℃。
优选情况下，在所述组合物中，所述沥青在25℃下的针入度为65-950.1mm。
优选地，在所述组合物中，所述沥青选自70#石油沥青、90#石油沥青中的至少一种。
优选地，在所述组合物中，所述环烷油在40℃下的运动粘度为30-90mPa·s，闪点为190-270℃。
进一步优选地，在所述组合物中，所述芳烃油的凝固点为20-30℃，苯胺点为30-40℃。
优选地，在所述组合物中，所述重质碳酸钙的颗粒平均直径为60-80μm。
如前所述，本发明的第二方面提供了一种制备热熔防水卷材胶料的方法，该方法应用本发明第一方面所述的组合物中的各组分进行，包括：
(1)将沥青和软化剂进行第一混合，得到混合物I；
(2)将所述混合物I和改性剂进行第二混合，得到混合物II；
(3)将所述混合物II和聚丙烯蜡进行第三混合，得到混合物III；
(4)将所述混合物III和重质碳酸钙进行第四混合，得到所述热熔防水卷材胶料；
以所述组合物的总用量为基准，所述沥青的用量为50-60wt％，所述改性剂的用量为9-20wt％，所述聚丙烯蜡的用量为1-3wt％，所述软化剂的用量为9-20wt％，所述重质碳酸钙的用量为10-30wt％。
优选地，在步骤(1)中，所述第一混合的条件至少满足：温度为155-180℃，时间为60-120min。
优选情况下，在步骤(2)中，所述第二混合在搅拌下进行，且所述第二混合的条件至少满足：温度为170-190℃，转速为30-100rpm，时间为100-150min。
进一步优选地，在步骤(3)中，所述第三混合的条件至少满足：温度为170-190℃，时间为90-150min。
优选情况下，在步骤(3)中，所述第三混合的条件还包括：在搅拌下进行，且所述搅拌的转速为30-100rpm。
优选地，在步骤(4)中，所述第四混合的条件至少满足：温度为170-190℃，时间为90-150min。
优选情况下，在步骤(4)中，所述第四混合的条件还包括：在搅拌下进行，且所述搅拌的转速为30-100rpm。
如前所述，本发明的第三方面提供了由本发明第二方面所述的方法制备得到的热熔防水卷材胶料。
如前所述，本发明的第四方面提供了本发明第三方面所述的热熔防水卷材胶料在建筑防水材料中的应用。
本发明对将所述热熔防水卷材胶料在制备防水卷材中的应用没有特别的限定，可以通过本发明结合本领域已知的方法进行。本发明在此不再赘述，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
以下实例中，在没有特别说明的情况下，涉及到的原料均为市售品。
沥青：
70#石油沥青，在25℃下针入度为71 0.1mm，购自佛山高富中石油燃料沥青有限责任公司；
改性剂：
星型SBS，苯乙烯结构单元和丁二烯结构单元的含量摩尔比为1：2.33，拉伸强度为200kg/cm2，牌号为SBS 3411，购自惠州李长荣橡胶有限公司；
线型SBS，苯乙烯结构单元和丁二烯结构单元的含量摩尔比为1：2.23，拉伸强度为240kg/cm2，牌号为SBS 3501，购自惠州李长荣橡胶有限公司；
APAO I，玻璃化温度为-50℃，软化点为142℃，在25℃下的针入度为26 0.1mm，牌号为KF3003，购自辽阳辽化奇达化工有限责任公司；
APAO II，玻璃化温度为-33℃，软化点为147℃，在25℃下的针入度为17 0.1mm，牌号为VESTOPLAST 750，购自上海长祁国际贸易有限公司；
APAO III，玻璃化温度为-28℃，软化点为132℃，在25℃下的针入度为15 0.1mm，牌号为VESTOPLAST 703，购自新北洋工程塑料昆山有限公司；
聚丙烯蜡，颗粒中位平均直径D50为8μm，滴熔点为150℃，牌号为PPW-0901，购自南京天诗新材料科技有限公司；
聚乙烯蜡，牌号为PEW-0320A，购自南京天诗新材料科技有限公司；
软化剂：
环烷油，在40℃下的运动粘度为53.36mPa·s，闪点为190℃，牌号为4010#环烷油，购自苏州禾森特种油品有限公司；
芳烃油，凝固点为20℃，苯胺点为36℃，牌号为HA300#芳烃油，购自邢台铨德化工有限公司；
填料：
重质碳酸钙，颗粒平均直径为75μm，购自河南盖尔泰实业有限公司；
轻质碳酸钙，颗粒平均直径为71μm，购自河北辉浩环保科技有限公司。
在没有特别说明的情况下，制备防水卷材过程中所用原料均为市售品，其中，无纺布聚酯胎，购自寿光市东光无纺布有限公司；90#石油沥青，购自佛山高富中石油燃料沥青有限责任公司；10#石油沥青，购自佛山高富中石油燃料沥青有限责任公司；PE膜，购自上海优珀斯材料科技有限公司。
实施例1
本实施例用于提供本发明所述的热熔防水卷材胶料用组合物按照表1中的配方和工艺参数，并按照如下所述的方法制备热熔防水卷材胶料：
(1)将沥青和软化剂进行第一混合，得到混合物I；
(2)将所述混合物I和改性剂进行第二混合，得到混合物II；
(3)将所述混合物II和聚丙烯蜡进行第三混合，得到混合物III；
(4)将所述混合物III和重质碳酸钙进行第四混合，得到所述热熔防水卷材胶料。
在没有特别说明的情况下，实施例2、实施例3采用与实施例1相同的流程进行，但是所采用的工艺参数不同，具体参见表1。
实施例4
本实施例按照实施例1相似的配方和方法制备热熔防水卷材胶料，不同的是：所述改性剂为用量质量比为1：6：1.25的APAO I、星型SBS、线型SBS的组合，其余步骤及参数同实施例1。
其中，所述改性剂的总用量与实施例1相同。
实施例5
本实施例按照实施例1相似的配方和方法制备热熔防水卷材胶料，不同的是：用相同质量份的APAO II替代实施例1中的APAO I，其余步骤及参数同实施例1。
对比例1
本对比例按照实施例1相似的配方和方法制备热熔防水卷材胶料，所不同的是：所述改性剂为用量质量比为1：8：1.25的APAO I、星型SBS、线型SBS的组合，其余步骤及参数同实施例1。
其中，所述改性剂的总用量与实施例1相同。
对比例2
本对比例按照实施例1相似的配方和方法制备热熔防水卷材胶料，所不同的是：用相同质量份的APAO III替代实施例1中的APAO I，其余步骤及参数同实施例1。
其中，所述APAO III在25℃下的针入度为15 0.1mm。
对比例3
本对比例按照实施例1相似的配方和方法制备热熔防水卷材胶料，所不同的是：所述软化剂全部为芳烃油，其余步骤及参数同实施例1。
对比例4
本对比例按照实施例1相似的配方和方法制备热熔防水卷材胶料，所不同的是：用相同质量份的轻质碳酸钙替代实施例1中的重质碳酸钙，其余步骤及参数同实施例1。
对比例5
本对比例按照实施例1相似的配方和方法制备热熔防水卷材胶料，所不同的是：用相同质量份的聚乙烯蜡替代实施例1中的聚丙烯蜡，其余步骤及参数同实施例1。
表1
表1中，K为APAO I、星型SBS、线型SBS的用量质量比，R为环烷油和芳烃油的用量质量比。
测试例
按照国家标准GB 18242-2008对实施例和对比例制得的热熔防水卷材胶料进行性能测试，包括防水卷材中可溶物检测时间、防水卷材中可溶物含量、防水卷材的耐高温性能、防水卷材的低温柔性、热处理28天后防水卷材的低温柔性、热老化7天后防水卷材的接缝剥离强度，结果如表2所示。
其中，防水卷材的制备方法：先将烘干后的无纺布聚酯胎在预浸料中进行预浸处理，然后将其放置在两个辊筒上，两个辊筒之间的间距为4mm，将放料口中前述制备得到的热熔防水卷材胶料置于预浸后的无纺布聚酯胎上，然后转动辊筒成型(辊筒转速为30rpm)，并将成型后的卷材依次进行冷却处理、覆膜处理、收卷和包装，即得所述防水卷材；
所述预浸料为含量质量比为1：1的90#石油沥青、10#石油沥青；
所述冷却处理为通过将成型后的卷材置于30℃水池中冷却5min；
所述覆膜处理为在经冷却处理后的成型卷材上负载PE膜。
表2
| 实施例编号 | 可溶物检测时间，h | 可溶物含量，g/m2 | 耐高温性能，℃ |
| 实施例1 | 3 | 3300 | 120 |
| 实施例2 | 3.1 | 3250 | 120 |
| 实施例3 | 3.3 | 3190 | 115 |
| 实施例4 | 4.5 | 3180 | 115 |
| 实施例5 | 4 | 3150 | 110 |
| 对比例1 | 10.5 | 2980 | 108 |
| 对比例2 | 12 | 2970 | 108 |
| 对比例3 | 10 | 2950 | 105 |
| 对比例4 | 11 | 2960 | 105 |
| 对比例5 | 12 | 2970 | 105 |
续表2
通过表2的结果可以看出，采用本发明热熔防水卷材胶料制备得到的防水卷材中可溶物检测时间、可溶物含量、耐高温性能、低温柔性、热处理28天后防水卷材的低温柔性、热老化7天后防水卷材的接缝剥离强度均具有明显更好的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种热熔防水卷材胶料用组合物，其特征在于，该组合物中含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下组分：
沥青、改性剂、聚丙烯蜡、软化剂、重质碳酸钙；
所述改性剂为含量质量比为1：2-7：1-3的APAO、星型SBS、线型SBS的组合；其中，所述APAO在25℃下的针入度为17-30 0.1mm；
所述软化剂为含量质量比为1：1-2的环烷油和芳烃油的组合；
以所述组合物的总质量为基准，所述沥青的含量为50-60wt％，所述改性剂的含量为9-20wt％，所述聚丙烯蜡的含量为1-3wt％，所述软化剂的含量为9-20wt％，所述重质碳酸钙的含量为10-30wt％。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，在所述组合物中，所述改性剂为含量质量比为1：4-5：1.25-2的APAO、星型SBS、线型SBS的组合。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，在所述改性剂中，所述APAO的玻璃化温度为-50℃至-20℃，软化点为126-145℃。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其特征在于，在所述改性剂中，所述星型SBS的苯乙烯结构单元和丁二烯结构单元的含量摩尔比为1：2-3；
和/或，在所述改性剂中，所述线型SBS的苯乙烯结构单元和丁二烯结构单元的含量摩尔比为1：2-2.5。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其特征在于，在所述组合物中，所述聚丙烯蜡的颗粒中位平均直径D50为6-9μm，滴熔点为135-160℃。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其特征在于，在所述组合物中，所述沥青在25℃下的针入度为65-95 0.1mm；
和/或，在所述组合物中，所述沥青选自70#石油沥青、90#石油沥青中的至少一种；
和/或，在所述组合物中，所述环烷油在40℃下的运动粘度为30-90mPa·s，闪点为190-270℃；
和/或，在所述组合物中，所述芳烃油的凝固点为20-30℃，苯胺点为30-40℃；
和/或，在所述组合物中，所述重质碳酸钙的颗粒平均直径为60-80μm。
7.一种制备热熔防水卷材胶料的方法，其特征在于，该方法应用权利要求1-6中任意一项所述的组合物中的各组分进行，包括：
(1)将沥青和软化剂进行第一混合，得到混合物I；
(2)将所述混合物I和改性剂进行第二混合，得到混合物II；
(3)将所述混合物II和聚丙烯蜡进行第三混合，得到混合物III；
(4)将所述混合物III和重质碳酸钙进行第四混合，得到所述热熔防水卷材胶料；
以所述组合物的总用量为基准，所述沥青的用量为50-60wt％，所述改性剂的用量为9-20wt％，所述聚丙烯蜡的用量为1-3wt％，所述软化剂的用量为9-20wt％，所述重质碳酸钙的用量为10-30wt％。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述第一混合的条件至少满足：温度为155-180℃，时间为60-120min；
和/或，在步骤(2)中，所述第二混合在搅拌下进行，且所述第二混合的条件至少满足：温度为170-190℃，转速为30-100rpm，时间为100-150min；
和/或，在步骤(3)中，所述第三混合的条件至少满足：温度为170-190℃，时间为90-150min；
和/或，在步骤(4)中，所述第四混合的条件至少满足：温度为170-190℃，时间为90-150min。
9.由权利要求7或8所述的方法制备得到的热熔防水卷材胶料。
10.权利要求9所述的热熔防水卷材胶料在建筑防水材料中的应用。
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