一种防水卷材及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种防水卷材，以质量份数计，其原料包括：基质沥青50～60份、羧基丁苯橡胶5～15份、改性剂7～13份、软化剂7～15份、增塑剂1～2份、抗氧化剂0.5～1.5份、增粘剂5～10份、钢纤维10～20份、填料40～50份。其具有较高的耐疲劳性能和抗剪切性能。
【专利说明】
_种防水卷材及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑物防水材料领域，更具体地说，它涉及一种防水卷材及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 高聚物改性沥青卷材广泛应用于各种建筑结构和屋面、墙体、厕浴间、地下室、冷 库、水地、地下管道等工程的防水。从1991年开始，改性沥青卷材在公路桥面防水工程得到 应用，1995年趋于成熟并在选材、做法上与国际接轨。曾采用过的改性沥青卷材有普通的玻 纤胎SBS改性沥青卷材、PE膜胎改性沥青卷材和聚酯胎APP改性沥青卷材，随后出现了公路 桥面专用的高耐热APP改性沥青卷材。
[0003]普通高聚物改性沥青防水卷材不能满足公路桥面特殊工程的需要。这是由于其技 术标准是依据屋面、地下工程的要求而确定，比如，路面、桥面、停车场等场所经常有数吨甚 至几十吨重的车辆碾过，这就要求沥青卷材与基层粘结牢固，耐疲劳性能和抗剪切性能好 等。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防水卷材，其具有耐疲劳 性能和抗剪切性能。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案： 一种防水卷材，以质量份数计，其原料包括:基质沥青50~60份、羧基丁苯橡胶5~15 份、改性剂7~13份、软化剂7~15份、增塑剂1~2份、抗氧化剂0.5~1.5份、增粘剂5~10份、 钢纤维10~20份、填料40~50份。
[0006] 本发明较优选地，所述钢纤维的表面经过了硅烷偶联剂的预处理。
[0007] 本发明较优选地，所述硅烷偶联剂为γ-(2,3_环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷。
[0008] 本发明较优选地，所述钢纤维和硅烷偶联剂的比例为10:1~30:1。
[0009] 本发明较优选地，所述钢纤维和硅烷偶联剂的比例为20:1。
[0010] 本发明较优选地，使用硅烷偶联剂对钢纤维表面进行预处理的方法是首先将硅烷 偶联剂加乙酸调节pH值为5~6;再将钢纤维放入固体搅拌机，并将硅烷偶联剂直接喷洒在 钢纤维上并搅拌，搅拌时间为60~90s，搅拌完毕后120 °C恒温干燥15min。
[0011] 本发明较优选地，所述增粘剂为萜烯树脂。
[0012 ]本发明较优选地，所述填料为煅烧膨润土粉。
[0013] 本发明较优选地，所述煅烧膨润土粉的制备方法如下:取膨润土原料进行煅烧，煅 烧温度从350°C逐渐升至410°C，升温速率为5°C/min，然后在410°C下再煅烧1小时，保温0.5 小时，自然冷却后出料，最后将煅烧后的膨润土原料制成平均粒度为400nm以下的粉末。
[0014] 本发明的另一目的在提供一种上述所述防水卷材的制备方法。
[0015] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案： 一种如上述所述的防水卷材的制备方法，包括如下步骤:在基质沥青中加入软化剂、增 塑剂和改性剂;升温至160~170°C时加入羧基丁苯橡胶，搅拌1.3~1.5小时;升温至180~ 190 °C后，加入钢纤维，搅拌0.5~1小时；加入增粘剂，搅拌1.5~2小时;加入填料和抗氧化 剂，搅拌1~1.5小时；降温至130~140°C时，经过隔离纸展开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制 成防水卷材。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： (1)本发明具有耐疲劳性能和抗剪切性能。
[0017] (2) γ-(2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷偶联剂能够在钢纤维和有机聚合物 之间构建"分子桥"，改善钢纤维与有机聚合物界面间的结合性能，提高钢纤维与有机聚合 物界面间的粘接强度，提高钢纤维与有机聚合物界面耐疲劳性。
[0018] (3)膨润土结构单元层由两个硅氧四面体片中夹一个铝氧八面体片组成，具有较 大的表面积和吸附能力。
[0019] (4)表面经过预处理的钢纤维和煅烧膨润土粉对提高本发明的耐疲劳性能和抗剪 切性能具有相辅相成的作用。
【具体实施方式】
[0020] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人 员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本 发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0021 ]本发明中的软化剂、增塑剂、改性剂、抗氧化剂均为市售。
[0022] 实施例1 在50g基质沥青加入15g软化剂、lg增塑剂和10g改性剂;升温至165°C时加入10g羧基丁 苯橡胶，搅拌1.3小时;升温至190°C后，加入10g钢纤维，搅拌0.5小时；加入8g萜烯树脂，搅 拌2小时；加入45g煅烧膨润土粉和0.5g抗氧化剂，搅拌1.5小时；降温至130°C时，经过隔离 纸展开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制成防水卷材;其中钢纤维的表面经过预处理时，钢纤 维和硅烷偶联剂的比例为20:1。
[0023] 实施例2 在55g基质沥青中加入7g软化剂、2g增塑剂和7g改性剂;升温至160°C时加入5g羧基丁 苯橡胶，搅拌1.4小时;升温至180°C后，加入15g钢纤维，搅拌0.75小时;加入5g萜烯树脂，搅 拌1.75小时；加入40g煅烧膨润土粉和1.5g抗氧化剂，搅拌1小时；降温至140°C时，经过隔离 纸展开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制成防水卷材;其中钢纤维的表面经过预处理时，钢纤 维和硅烷偶联剂的比例为20:1。
[0024] 实施例3 在60g基质沥青中加入10g软化剂、1.5g增塑剂和13g改性剂;升温至170°C时加入15g羧 基丁苯橡胶，搅拌1.5小时;升温至185°C后，加入20g钢纤维，搅拌1小时;加入10g萜烯树脂， 搅拌1.5小时；加入50g煅烧膨润土粉和lg抗氧化剂，搅拌1.75小时；降温至135°C时，经过隔 离纸展开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制成防水卷材;其中钢纤维的表面经过预处理时，钢 纤维和硅烷偶联剂的比例为20:1。
[0025] 实施例4 在60g基质沥青中加入lOg软化剂、1.5g增塑剂和13g改性剂;升温至170°C时加入15g羧 基丁苯橡胶，搅拌1.5小时;升温至185°C后，加入20g钢纤维，搅拌1小时;加入10g萜烯树脂， 搅拌1.5小时；加入50g煅烧膨润土粉和lg抗氧化剂，搅拌1.75小时；降温至135°C时，经过隔 离纸展开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制成防水卷材;其中钢纤维的表面经过预处理时，钢 纤维和硅烷偶联剂的比例为10:1。
[0026] 实施例5 在60g基质沥青中加入10g软化剂、1.5g增塑剂和13g改性剂;升温至170°C时加入15g羧 基丁苯橡胶，搅拌1.5小时;升温至185°C后，加入20g钢纤维，搅拌1小时;加入10g萜烯树脂， 搅拌1.5小时；加入50g煅烧膨润土粉和lg抗氧化剂，搅拌1.75小时；降温至135°C时，经过隔 离纸展开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制成防水卷材;其中钢纤维的表面经过预处理时，钢 纤维和硅烷偶联剂的比例为30:1。
[0027]对实施例1~5进行性能测试。
[0028] 一、抗剪切性能测试 按照国家标准GB18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》对实施例1~5进行性能测试， 结果见表1。
[0029] 表 1
通]3：表1 η」以宥出，买施例1~5中的防水卷柯具有牧奸的杌剪切?生酡，兀共是买施例1 ~3中的防水卷材。因此，钢纤维的表面经过预处理时，钢纤维和硅烷偶联剂的最佳比例为 20:1〇
[0030] 二、耐疲劳性能测试 实施例1~5是在800万次(50Hz频率)荷载应力作用下卷材与基层粘结仍然牢固。
[0031] 制作对比例1~4并对其进行性能测试。
[0032] 对比例1 在60g基质沥青中加入10g软化剂、1.5g增塑剂和13g改性剂;升温至170°C时加入15g羧 基丁苯橡胶，搅拌1.5小时;升温至185°C后，加入20g钢纤维，搅拌1小时;加入10g萜烯树脂， 搅拌1.5小时；加入50g煅烧膨润土粉和lg抗氧化剂，搅拌1.75小时；降温至135°C时，经过隔 离纸展开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制成防水卷材;其中钢纤维的表面未经过预处理。
[0033] 对比例2 在60g基质沥青中加入lOg软化剂、1.5g增塑剂和13g改性剂;升温至170°C时加入15g羧 基丁苯橡胶，搅拌1.5小时;升温至185°C后，加入Og钢纤维，搅拌1小时；加入10g萜烯树脂， 搅拌1.5小时；加入50g煅烧膨润土粉和lg抗氧化剂，搅拌1.75小时；降温至135°C时，经过隔 离纸展开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制成防水卷材。
[0034] 对比例3 在60g基质沥青中加入10g软化剂、1.5g增塑剂和13g改性剂;升温至170°C时加入15g羧 基丁苯橡胶，搅拌1.5小时;升温至185°C后，加入20g钢纤维，搅拌1小时;加入10g萜烯树脂， 搅拌1.5小时；加入50g未经过煅烧的膨润土粉和lg抗氧化剂，搅拌1.75小时；降温至135°C 时，经过隔离纸展开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制成防水卷材;其中钢纤维的表面经过预 处理时，钢纤维和硅烷偶联剂的比例为20:1。
[0035] 对比例4 在60g基质沥青中加入10g软化剂、1.5g增塑剂和13g改性剂;升温至170°C时加入15g羧 基丁苯橡胶，搅拌1.5小时;升温至185°C后，加入20g钢纤维，搅拌1小时;加入10g萜烯树脂， 搅拌1.5小时；加入50g碳酸钙和lg抗氧化剂，搅拌1.75小时；降温至135°C时，经过隔离纸展 开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制成防水卷材;其中钢纤维的表面经过预处理时，钢纤维和 硅烷偶联剂的比例为20:1。
[0036] 按照国家标准GB18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》对对比例1~4抗剪切性 能进行测试，结果见表2。
[0037] 表 2
对对比例1~4耐疲劳性能进行测试。同样是在800万次(50Hz频率)荷载应力作用下对 比例1~4防水卷材与基层粘结出现裂纹。
[0038] 通过对对比例1~4抗剪切性能测试和耐疲劳性能的测试结果可以看出，表面经过 预处理和未经过预处理的钢纤维对本发明防水卷材具有很大的影响，这是由于γ-(2,3_环 氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷偶联剂能够在钢纤维和有机聚合物之间构建"分子桥"，改善 钢纤维与有机聚合物界面间的结合性能，提高钢纤维与有机聚合物界面间的粘接强度，提 高钢纤维与有机聚合物界面耐疲劳性。
[0039] 未经过煅烧的膨润土粉和普通的填料如碳酸钙没有区别。这是由于经过煅烧的膨 润土粉的结构单元层由两个硅氧四面体片中夹一个铝氧八面体片组成，具有较大的表面积 和吸附能力。
[0040] 且表面经过预处理的钢纤维和煅烧膨润土粉对提高本发明的耐疲劳性能和抗剪 切性能具有相辅相成的作用。
【主权项】
1. 一种防水卷材，其特征在于，以质量份数计，其原料包括:基质沥青50~60份、羧基丁 苯橡胶5~15份、改性剂7~13份、软化剂7~15份、增塑剂1~2份、抗氧化剂0.5~1.5份、增 粘剂5~10份、钢纤维10~20份、填料40~50份。2. 根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述钢纤维的表面经过了硅烷偶联剂 的预处理。3. 根据权利要求2所述的防水卷材，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧 基)丙基三甲氧基硅烷。4. 根据权利要求2所述的防水卷材，其特征在于，所述钢纤维和硅烷偶联剂的比例为 10:1~30:1〇5. 根据权利要求2所述的防水卷材，其特征在于，所述钢纤维和硅烷偶联剂的比例为 20:1〇6. 根据权利要求2所述的防水卷材，其特征在于，使用硅烷偶联剂对钢纤维表面进行预 处理的方法是首先将硅烷偶联剂加乙酸调节pH值为5~6;再将钢纤维放入固体搅拌机，并 将硅烷偶联剂直接喷洒在钢纤维上并搅拌，搅拌时间为60~90s，搅拌完毕后120°C恒温干 燥15min〇7. 根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述增粘剂为萜烯树脂。8. 根据权利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述填料为煅烧膨润土粉。9. 根据权利要求8所述的防水卷材，其特征在于，所述煅烧膨润土粉的制备方法如下： 取膨润土原料进行煅烧，煅烧温度从350°C逐渐升至410°C，升温速率为5°C/min，然后在410 °C下再煅烧1小时，保温0.5小时，自然冷却后出料，最后将煅烧后的膨润土原料制成平均粒 度为400nm以下的粉末。10. -种如权利要求1至9中任意一项所述的防水卷材的制备方法，其特征在于，包括如 下步骤:在基质沥青中加入软化剂、增塑剂和改性剂;升温至160~170 °C时加入羧基丁苯橡 胶，搅拌1.3~1.5小时;升温至180~190 °C后，加入钢纤维，搅拌0.5~1小时;加入增粘剂， 搅拌1.5~2小时；加入填料和抗氧化剂，搅拌1~1.5小时；降温至130~140°C时，经过隔离 纸展开、涂敷、冷却、覆膜、冷却定型制成防水卷材。
【文档编号】C08K9/00GK106084826SQ201610516213
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月2日
【发明人】孙智宁, 孙平刚, 赵胜国, 孙晓嫣, 薛小锋, 郝宁
【申请人】北京远大洪雨防水工程有限公司