CN1264926C - Sbs改性沥青高自粘防水卷材及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种SBS改性沥青高自粘防水卷材，该自粘防水卷材的材料包括沥青、粘料，增塑剂和填充料，其沥青是烷基沥青，粘料是苯乙-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，即SBS，增塑剂是环烷油，填充料是碳酸钙，材料中还有复合增粘剂，该复合增粘剂是古马隆树脂和萜烯树脂，配合比如下：烷基沥青35-40%，粘料SBS，10-13%，环烷油3-5%，填充料39-42%，复合增粘剂5-13%，复合增粘剂含古马隆树脂和萜烯树脂。有效提高了自粘防水卷材的粘接强度；与传统工艺比较，使电耗降低30%，热耗降低50%，废次品率降低50%，大幅缩短了自粘防水卷材的生产时间，降低了生产成本。

Description

SBS改性沥青高自粘防水卷材及其生产工艺

(一)技术领域

本发明涉及一种防水卷材及其生产工艺，特别是改性沥青自粘防水卷材及其生产工艺。

(二)背景技术

现有的改性沥青自粘防水卷材，其配方中一般含有下列组分：1)改性沥青；2)粘料；3)增塑剂；4)填料、5)其它助剂。一般是在改性沥青配方基础上添加如松香、改性松香等天然粘结剂，其直接后果是自粘防水卷材自粘层粘接性能差，初粘力低。只能通过提高改性沥青的比例来增加粘接性，这样既增加了成本，粘接效果还不好。现有生产改性沥青自粘防水卷材的工艺：粘料用胶体磨处理5小时；加入改性沥青共混7小时，工艺所需时间较长，生产成本也居高不下。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种SBS改性沥青高自粘防水卷材及其生产工艺，解决自粘防水卷材自粘层粘接性能差，粘接强度低的技术问题；还解决自粘防水卷材生产工艺时间长，生产成本较高的问题。

本发明的技术方案：这种SBS改性沥青高自粘防水卷材，该自粘防水卷材的材料包括沥青、粘料、增塑剂和填充料，其特征在于：其沥青是烷基沥青，粘料是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，即SBS，增塑剂是环烷油，填充料是碳酸钙，材料中还有复合增粘剂，该复合增粘剂是古马隆树脂和萜烯树脂，以总质量计算的配合比如下：

沥青：烷基沥青                                   35-40％，

粘料：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，即SBS，    10-13％，

增塑剂：环烷油                                   3-5％，

填充料：碳酸钙                                   39-42％，

复合增粘剂：含古马隆树脂3-8％、萜烯树脂2-5％，   共5-13％。

以总质量计算的最佳配合比如下：

沥青：烷基沥青                                        40％，

粘料：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，即SBS，         10％，

增塑剂：环烷油                                        5％，

填充料：碳酸钙                                        40％，

复合增粘剂：含古马隆树脂3％、萜烯树脂2％，            共5％。

上述SBS粘料是YH-792线型非充油型SBS粘料。

上述烷基沥青是90#或100#烷基沥青。

上述填充料中的碳酸钙由滑石粉替代。

上述复合增粘剂中古马隆树脂与萜烯树脂的比值是80∶50。

这种SBS改性沥青高自粘防水卷材的生产工艺，其特征在于包括下列工序：

步骤1、将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物粘料，即SBS，用胶体磨处理2-4小时；

步骤2、将占总量10-13％的粘料、35-40％的烷基沥青、3-5％的环烷油增塑剂、39-42％的碳酸钙填充料、加入反应釜共混4-6小时，混合温度控制在195℃以下；

在步骤2完成前，即在上述共混工序最后半小时投入5-13％的复合增粘剂，该复合增粘剂由3-8％的古马隆树脂、2-5％的萜烯树脂组成。

步骤3、将在反应釜中制成的涂料引入浸涂槽内，将胎基进行浸涂；

步骤4、卷材成型、覆表面材料、贴内层薄膜；

步骤5、冷却、定型；牵引、输送、计量、切断、打卷。

有益效果：本发明使用线型、S/B＝40/50、分子量9～11万的粘料SBSYH-792，配以复合增粘剂(古马隆树脂和萜烯树脂)，有效地提高自粘型防水卷材的剥离强度，其粘结性能远远超过JG840-1999《自粘橡胶沥青防水卷材》标准规定指标，见下表。

本发明自粘防水卷材粘结性能

项目		JG840-1999规定指标	试样性能
				剪切性能/(N/mm)	卷材与卷材，≥卷材与铝材，≥	2.0或粘合面外断裂	＞2.8或粘合面外断裂
＞4.2或粘合面外断裂
	剥离性能/(N/mm)，≥		1.5或粘合面外断裂				＞3.8或粘合面外断裂

复合增粘剂(古马隆树脂和萜烯树脂)，有效地提高自粘型防水卷材的剥离强度的试验研究和有益效果如图1-4所示。

古马隆树脂加入份量对粘接强度的影响参见图1，古马隆在70～90份(以SBS为100份)之间为好。太少SBS浸润性不好，起不到增粘作用；太多则破坏SBS的内聚强度，粘接强度不好。

古马隆软化点对粘接强度的影响结果参见图2，古马隆树的软化点也影响胶液粘接强度和耐热性，例如采用75份的软化点为145℃的古马隆，能把SBS中的PS的Tg从100℃升至120℃，大大提高了耐热性能；而使用75份的软化点为25℃的古马隆则把PS的Tg从100℃降至60℃，也破坏了粘接强度。Tg的升降幅与古马隆的用量和软化点密切相关。软化点越高，粘接强度愈好。

萜烯树脂加入份量对粘接强度的影响参见图3，萜烯树脂加入份量以30份为宜，太少粘性不够、挥发快；太多，一是内聚强度破坏，二是开放时间长，有时甚至长时间不干。由于萜烯树脂与SBS中的连续相PB相容，因此能增加SBS的粘性和柔性。

萜烯的软化点对粘接强度的影响曲线参见图4，萜烯的软化点愈高，粘接强度愈高，在110℃以下对粘接强度的影响变得平缓。与古马隆软化点对强度的影响相比，萜烯软化点的影响要小一些。但尽管如此，提高萜烯软化点对粘接强度也是有利的。

由于SBS中存在两相结构，故与两相相容的古马隆树脂和萜烯树脂必须同时加入方能达到最佳效果。通过多因素变量优选正交实验，本发明提出了复合增粘剂的最佳配方，即古马隆∶萜烯＝80∶50，联合使用的效果好于单一使用。复合增粘剂的加入改变了SBS的应力——应变性质，引起了较高的初始应力。这样一个高的初始应力是很有价值的。这意味着在超过初始屈服应力之前，没有蠕变发生。增加了塑料段的物理交联区域的体积分数，PS约束成份因而相互接触，形成了一个同原来的连续橡胶网络相掺和的连续的、高模量的塑料网络。

由于复合增粘剂分子量较SBS低得多，因而它们的加入增加了SBS改性沥青防水卷材对被粘物的浸润能力。在同一固体含量中，复合增粘剂加入愈多，则胶液粘度愈小，因而可以制成高固体含量低粘度的胶液，有效提高了SBS的粘合力。

本发明同时还能有效地改善沥青的分散效果，增加材料的均匀性。SBS是连续相，沥青被分割成小区域而固结在SBS之中，即SBS形成了空间网络包围了沥青，使其低温柔性更好，有利于提高防水材料的质量。

加入复合增粘剂后，粘料用胶体磨处理时间由5小时缩短为2-4小时；在反应釜中共混工序的时间由7小时缩短为4-6小时，与传统工艺比较，使电耗降低30％，热耗降低50％，废次品率降低50％，大幅缩短了自粘防水卷材的生产时间，降低了生产成本。

(四)附图说明

图1是古马隆加入份量对粘接强度的影响曲线图；

图2是古马隆软化点对粘接强度的影响曲线图；

图3是萜烯加入份量对粘接强度的影响曲线图；

图4是萜烯软化点对粘接强度的影响曲线图。

(五)具体实施方式

一、自粘防水卷材材料的选择

1、沥青的选择：沥青根据原油成分及石蜡含量的不同，可分为石蜡基沥青、沥青基沥青和混合沥青。沥青基沥青是主要由脂环烃和芳香烃组成的石油沥青，即环烷基沥青。为了增加SBS溶解于沥青后的稳定性和自粘层的粘结性，一般选择环烷基90#或100#烷基沥青用于自粘卷材。其含量为总材料用量的35-40％。

2、粘料SBS的选择：选择线型、S/B＝40/50、分子量9～11万、非充油型SBS，即：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弱性体。一般夏季选用嵌段比(S/B)为40∶60的SBS，冬季宜选择嵌段比(S/B)30∶70的SBS。SBS-792稍好于SBS-805。其含量为总材料用量的10-13％。

3、增塑剂的选择：选用环烷油溶解SBS，改善粘结材料的低温柔性。增塑剂的掺量为3-5％。

4、填充剂的选择：碳酸钙或者用滑石粉，用量为42％---39％。

5、复合增粘剂：选择古马隆和萜烯复合的增粘剂，其用量在占材料总质量的5％-13％。其中含古马隆树脂3-8％、萜烯树脂2-5％。

配比实施例(质量计)：

烷基沥青	SBS	环烷油	碳酸钙	复合增粘剂	(古马隆树脂	萜烯树脂)
							40％39％37％37％36％36％38％35％35％	10％11％12％10％10％10％13％10％10％	4％3％3％5％3％3％3％5％3％	39％42％40％39％41％39％40％39％39％	7％5％8％9％10％12％6％11％13％	4％3％4％5％6％7％4％8％8％	3％2％4％4％4％5％2％3％5％

二、自粘防水卷材的生产工艺

步骤1、将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物粘料，即SBS，用胶体磨处理3小时；

步骤2、将占总量10-13％的粘料、35-40％的烷基沥青、3-5％的环烷油增塑剂、39-42％的碳酸钙填充料、加入反应釜共混5小时，混合温度控制在190℃左右；

在步骤2完成前，即在上述共混工序最后半小时投入5-13％的复合增粘剂，该复合增粘剂由3-8％的古马隆树脂、2-5％的萜烯树脂组成。

步骤3、将在反应釜中制成的涂料引入浸涂槽内，将胎基进行浸涂；

步骤4、卷材成型、覆表面材料、贴内层薄膜；

步骤5、冷却、定型；牵引、输送、计量、切断、打卷。

Claims (6)

1、一种SBS改性沥青高自粘防水卷材，该自粘防水卷材的材料包括沥青、粘料、增塑剂和填充料，其特征在于：其沥青是烷基沥青，粘料是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，即SBS，增塑剂是环烷油，填充料是碳酸钙，材料中还有复合增粘剂，该复合增粘剂是古马隆树脂和萜烯树脂，以总质量计算的配合比如下：

沥青：烷基沥青                                35-40％，

粘料：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，即SBS， 10-13％，

增塑剂：环烷油                                3-5％，

填充料：碳酸钙                                39-42％，

复合增粘剂：含古马隆树脂3-8％、萜烯树脂2-5％，共5-13％。

2、根据权利要求1所述的SBS改性沥青高自粘防水卷材，该自粘防水卷材的材料包括沥青、粘料、增塑剂和填充料，其特征在于：其沥青是烷基沥青，粘料是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，即SBS，增塑剂是环烷油，填充料是碳酸钙，材料中还有复合增粘剂，该复合增粘剂是古马隆树脂和萜烯树脂，以总质量计算的配合比如下：

沥青：烷基沥青                               40％，

粘料：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，即SBS，10％，

增塑剂：环烷油                               5％，

填充料：碳酸钙                               40％，

复合增粘剂：含古马隆树脂3％、萜烯树脂2％，   共5％。

3、根据权利要求1或2所述的SBS改性沥青高自粘防水卷材，其特征在于：所述烷基沥青是90#或100#烷基沥青。

4、根据权利要求1或2所述的SBS改性沥青高自粘防水卷材，其特征在于：所述填充料中的碳酸钙由滑石粉替代。

5、根据权利要求1所述的SBS改性沥青高自粘防水卷材，其特征在于：所述复合增粘剂中古马隆树脂与萜烯树脂的比值是80∶50。

6、一种SBS改性沥青高自粘防水卷材的生产工艺，其特征在于包括下列工序：

步骤1、将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物粘料，即SBS，用胶体磨处理2-4小时；

步骤2、将占总量10-13％的粘料、35-40％的烷基沥青、3-5％的环烷油增塑剂、39-42％的碳酸钙填充料、加入反应釜共混4-6小时，混合温度控制在195℃以下；

在步骤2完成前，即在上述共混工序最后半小时投入5-13％的复合增粘剂，该复合增粘剂由3-8％的古马隆树脂、2-5％的萜烯树脂组成；

步骤3、将在反应釜中制成的涂料引入浸涂槽内，将胎基进行浸涂；

步骤4、卷材成型、覆表面材料、贴内层薄膜；

步骤5、冷却、定型；牵引、输送、计量、切断、打卷。

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