一种弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法与流程

1.本技术涉及防水卷材技术领域，尤其是涉及一种弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法。


背景技术：

2.防水卷材是将沥青类或高分子类防水材料浸渍在胎体上，制作成的防水材料产品，以卷材的形式提供。防水卷材主要用于建筑墙体、屋面、隧道、公路以及垃圾填埋场等，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。
3.弹性体改性沥青防水卷材是目前市场上应用最广泛的防水卷材。弹性体改性沥青防水卷材是用sbs橡胶改性沥青做涂层，用玻纤毡、聚酯毡、玻纤增强聚酯毡为胎基，两面覆以隔离材料所做成的一种性能优异的防水材料，用途广泛，主要适用于工业、民用建筑、公路、桥梁等防水工程。
4.目前，弹性体改性沥青防水卷材一般是直接覆盖在修复处，随着使用时间的增长，弹性体改性沥青防水卷材长时间经日晒，容易造成热老化，影响使用寿命。


技术实现要素：

5.为了提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性能，本技术提供一种弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种弹性体改性沥青防水卷材，采用如下技术方案：一种弹性体改性沥青防水卷材，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；所述沥青混合料包括以下重量份的原料：10号沥青30-55份、70号沥青45-75份、填料30-51份、环烷油5-15份、sbs6-18份、聚乙二醇2-8份、抗老化剂3-7份、改性纳米蒙脱土10-26份；所述改性纳米蒙脱土是采用十六烷基三甲基氯化铵对纳米蒙脱土进行改性制得。
7.通过采用上述技术方案，本技术的弹性体改性沥青防水卷材，通过各原料之间的协同作用，不仅提高了防水卷材的剥离强度，还提高了耐热度和耐热空气老化性，其中，剥离强度为1075-1185n/50mm，具有不透水性，耐热度为75-142℃，耐热空气老化性为76-152h。
8.10号沥青和70号沥青为沥青混合料的主要原料，本身具有防水防潮的特性，能够使弹性体改性沥青防水卷材具有防水防潮的作用。填料应用到沥青混合料中，能够填充各原料之间的空隙，进而能够提高沥青混合料的强度，提高弹性体改性沥青防水卷材的撕裂强度。环烷油能够改善sbs的可塑性和弹性。sbs是沥青最优良的改性剂，应用到沥青混合料的原料中，能够增强沥青混合料的耐高温性和抗老化性，从而提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性。聚乙二醇具有很好的相容性、粘接性和热稳定性，抗老化剂能够提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性能。
9.纳米蒙脱土是层状硅酸盐粘土，属于有机纳米材料，可在外界驱动力作用下破裂为片层间距为纳米级的结构微区，片层具有比表面积大、强度高的特点，可与聚合物形成剥离型或插槽型纳米复合材料，能够提高沥青混合料的力学性能、热性能，从而提高弹性体改性沥青方式卷材的抗热老化性能。纳米蒙脱土为亲水性，疏油性，采用十六烷基三甲基氯化铵对纳米蒙脱土进行改性，能够改善纳米蒙脱土与其他原料之间的相容性，使其与其他原料混合的更加均匀，从而更有利于提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性。
10.作为优选：所述沥青混合料包括以下重量份的原料：10号沥青40-50份、70号沥青55-70份、填料35-40.5份、环烷油8-12份、sbs10-12份、聚乙二醇3-6份、抗老化剂4-6份、改性纳米蒙脱土15-20份。
11.通过采用上述技术方案，通过对10号沥青、70号沥青、填料、环烷油、sbs、聚乙二醇、抗老化剂、改性纳米蒙脱土的掺量进行优化，更有助于提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性。
12.作为优选：所述改性纳米蒙脱土的重量、10号沥青和70号沥青总重量的配比为1：(5-7)。
13.改性纳米蒙脱土的添加量过少，对弹性体改性沥青防水卷材起不到较优的抗热老化性能；改性纳米蒙脱土的添加量过多，会影响沥青混合料的强度，从而对弹性体改性沥青防水卷材的防水性能造成影响。通过采用上述技术方案，当改性纳米蒙脱土的掺量在上述范围内时，不仅不会影响弹性体改性沥青防水卷材的防水性能，还能够提高抗热老化性能。
14.作为优选：所述改性纳米蒙脱土采用以下方法制备：s1：将纳米蒙脱土放入水中，搅拌均匀，得到混合物a；s2：将十六烷基三甲基氯化铵放入水中，搅拌均匀，得到混合物b；s3：将混合物a升温至60-90℃，将混合物b以4-6ml/min的速度滴加到混合物a中，边滴加边搅拌，滴加完毕后，降温至22
±
4℃，静置，直到出现白色絮状沉淀，抽滤，取出固体物，洗涤，烘干，得到改性纳米蒙脱土。
15.进一步的，所述改性纳米蒙脱土采用以下方法制备：s1：将纳米蒙脱土放入水中，搅拌20-30min，得到混合物a；s2：将十六烷基三甲基氯化铵放入水中，搅拌20-30min，得到混合物b；s3：将混合物a升温至60-90℃，将混合物b以4-6ml/min的速度滴加到混合物a中，边滴加边搅拌，滴加完毕后，降温至22
±
4℃，静置，直到出现白色絮状沉淀，抽滤，取出固体物，用水洗涤3-5次，在40-60℃的温度下干燥1-2h，得到改性纳米蒙脱土；其中，步骤s1中的纳米蒙脱土与水的重量配比为1：(18-22)，纳米蒙脱土与十六烷基三甲基氯化铵的重量配比为(2-4)：1，步骤s2中的十六烷基三甲基氯化铵与水的重量配比为1：(8-12)。
16.通过采用上述技术方案，利用上述制备方法对改性纳米蒙脱土进行制备，能够使十六烷基三甲基氯化铵更好改性纳米蒙脱土，能够使改性纳米蒙脱土在沥青混合料中分散的更加均匀，有助于使改性纳米蒙脱土与其他原料更好的相容，从而提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性。
17.作为优选：所述改性纳米蒙脱土在使用之前采用以下方法对其进行预处理：将改性纳米蒙脱土放入丙酮中，搅拌均匀，加入十二烷基磺酸钠，搅拌均匀，过滤，洗涤滤渣，并
烘干，得到预处理后的改性纳米蒙脱土。
18.进一步的，所述改性纳米蒙脱土在使用之前采用以下方法对其进行预处理：将改性纳米蒙脱土放入丙酮中，搅拌30-40min，加入十二烷基磺酸钠，搅拌10-20min，过滤，用水洗涤滤渣，并在50-60℃的温度下干燥20-30min，得到预处理后的改性纳米蒙脱土；其中，改性纳米蒙脱土、丙酮、十二烷基磺酸钠的重量配比为(7-9)：(14-16)：(4-6)。
19.通过采用上述技术方案，改性纳米蒙脱土具有特殊的表面结构，改性纳米蒙脱土之间存在纳米作用能，具有较高的活性，容易使改性纳米蒙脱土产生团聚，影响在沥青混合料中的分散性；利用十二烷基磺酸钠对改性纳米蒙脱土进行预处理，减少改性纳米蒙脱土之间产生团聚现象，有助于改性纳米蒙脱土在沥青混合料中分散的更加均匀，更利于提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性。
20.作为优选：所述填料为胶粉、滑石粉、纳米碳粉的混合物。
21.作为优选：所述胶粉、滑石粉、纳米碳粉的重量配比为(8-12)：1：(6-8)。
22.通过采用上述技术方案，向沥青混合料中加入填料，不仅能够增加沥青混合料的粘度和力学性能，还能够增强耐热性；胶粉能够与沥青混合料的其他原料相互粘结；滑石粉应用到沥青混合料的原料中，也能够增加粘稠度和耐热性，还可起到骨架的作用；纳米碳粉加入到沥青混合物的原料中，能够提高弹性体改性沥青防水卷材的耐高温性，从而提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性。
23.第二方面，本技术提供一种弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，采用如下技术方案：一种弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，包括如下步骤：s1：将10号沥青、70号沥青混合均匀，得到混合物；s2：将混合物、填料、环烷油、sbs、聚乙二醇、改性纳米蒙脱土混合，搅拌均匀，升温至250-260℃，加入抗老化剂，混合均匀，并降温至130-140℃，得到沥青混合料；s3：将步骤s2中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℃，经卷曲，包装后，得到弹性体改性沥青防水卷材。
24.进一步的，一种弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，包括如下步骤：s1：将10号沥青、70号沥青混合，搅拌30-40min，得到混合物；s2：将混合物、填料、环烷油、sbs、聚乙二醇、改性纳米蒙脱土混合，搅拌40-50min，升温至250-260℃，加入抗老化剂，搅拌20-30min，并降温至130-140℃，得到沥青混合料；s3：将步骤s2中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℃，经卷曲，包装后，得到弹性体改性沥青防水卷材。
25.作为优选：步骤s3中涂覆的沥青混合料的厚度为0.3-0.5mm。
26.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，便于提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性能，然后将沥青混合料涂覆、覆盖pe膜，得到初产品，最后将初产品卷曲、包装后得到弹性体改性沥青防水卷材，还对沥青混合料的涂覆量进行了限定，便于提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性。综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
1、由于本技术中采用由十六烷基三甲基氯化铵对纳米蒙脱土进行改性的改性纳米蒙脱土，不仅能够使改性纳米蒙脱土与沥青混合料的其他原料之间更好的混合，而且还能够提高沥青混合料的耐高温性，从而提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性，可使剥离强度达到1185n/50mm，具有不透水性，耐热度达到142℃，耐热空气老化性达到152h。
27.2、本技术中优选采用十二烷基磺酸钠对改性纳米蒙脱土在使用前进行预处理，能够减少改性纳米蒙脱土的团聚现象，利于改性纳米蒙脱土在沥青混合料中分散的更加均匀，更利于改性纳米蒙脱土发挥作用。
具体实施方式
28.以下结合具体内容对本技术作进一步详细说明。
29.原料10号沥青的软化点为90-100，闪点≥230℃，灰分≤0.3％，针入度为10-25，水分≤5％，25℃延度≥1.6％，10℃延度≥8％，溶解度≥99.5％；70号沥青的延度25％，针入度50，软化点60.6；sbs型号为1401(yh-792e)；环烷油闪点为218℃，熔点为-40～-12℃，密度为0.85-1.00，凝点为-5℃，粘度指数为85，苯胺点为66-82℃，40℃运动粘度为134cst，比重为0.83；聚乙二醇的分子量为4000，hlb值为20；抗老化剂为热稳定剂uv-p；蒙脱土的粒度为400目，ph值为5.5，白度为95，密度为2.3g/cm3，表观粘度为11mpa.s，硬度为3，膨胀倍数为25，cas号为1302-78-9；胶粉型号为108，粘结强度为1.2mpa，砂浆添加量为1％；滑石粉粒度为1250目，细度为1250，二氧化硅含量40％，氧化镁含量30％，白度为92；纳米碳粉粒度为20nm，纯度99.9，型号为mg-c-20。
30.制备例制备例1一种改性纳米蒙脱土，其采用以下方法制备：s1：将纳米蒙脱土放入水中，搅拌25min，得到混合物a；s2：将十六烷基三甲基氯化铵放入水中，搅拌25min，得到混合物b；s3：将混合物a升温至75℃，将混合物b以5ml/min的速度滴加到混合物a中，边滴加边搅拌，滴加完毕后，降温至26℃，静置，直到出现白色絮状沉淀，抽滤，取出固体物，用水洗涤4次，在50℃的温度下干燥1.5h，得到改性纳米蒙脱土；其中，步骤s1中的纳米蒙脱土与水的重量配比为1:20，纳米蒙脱土和十六烷基三甲基氯化铵的重量配比为3:1，步骤s2中的十六烷基三甲基氯化铵与水的重量配比为1:10。实施例
31.实施例1一种弹性体改性沥青防水卷材，其沥青混合料的原料配比见表1所示。
32.一种弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，包括如下步骤：s1：将10号沥青、70号沥青混合，搅拌35min，得到混合物；s2：将混合物、填料、环烷油、sbs、聚乙二醇、采用制备例1制备得到的改性纳米蒙脱土混合，搅拌45min，升温至255℃，加入抗老化剂，搅拌25min，并降温至135℃，得到沥青混合料；s3：将步骤s2中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℃，经卷曲，包装后，得到弹性体改性沥青防水卷材；其中，步骤s3中的涂覆的沥青混合料的厚度为0.4mm。
33.实施例2-5一种弹性体改性沥青防水卷材，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。
34.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)实施例6-9一种弹性体改性沥青防水卷材，其和实施例4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。
35.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)实施例10-13一种弹性体改性沥青防水卷材，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。
36.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)
实施例14-17一种弹性体改性沥青防水卷材，其和实施例12的区别之处在于，沥青混合料的原料配比不同，其原料配比见表4所示。
37.表4实施例14-17防水卷材中沥青混合料各原料掺量(单位：kg)实施例18-21一种弹性体改性沥青防水卷材，其和实施例15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5所示。
38.表5实施例18-21防水卷材中沥青混合料各原料掺量(单位：kg)
实施例22一种弹性体改性沥青防水卷材，其和实施例19的区别之处在于，沥青混合料中的改性纳米蒙脱土在使用前采用以下方法对其进行预处理：将改性纳米蒙脱土放入丙酮中，搅拌35min，加入十二烷基磺酸钠，搅拌15min，过滤，用水洗涤滤渣，并在55℃的温度下干燥25min，得到预处理后的改性纳米蒙脱土；其中，改性纳米蒙脱土、丙酮、十二烷基磺酸钠的重量配比为8：15：5。
39.对比例对比例1一种弹性体改性沥青防水卷材，其和实施例1的区别之处在于，沥青混合料中用纳米蒙脱土等量替换改性纳米蒙脱土。
40.对比例2一种弹性体改性沥青防水卷材，其和实施例1的区别之处在于，沥青混合料中未添加改性纳米蒙脱土。
41.对比例3一种弹性体改性沥青防水卷材，其和实施例1的区别之处在于，沥青混合料中未添加填料。
42.性能检测试验对实施例1-22和对比例1-3制备的弹性体改性沥青防水卷材进行下述性能检测：剥离强度：依据gb/t328.20-2007《建筑防水卷材试验方法第20部分：沥青防水卷材接缝剥离性能》对弹性体改性沥青防水卷材的剥离强度进行检测，检测结果如表6所示。
43.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》对弹性体改性沥青防水卷材的透水性进行检测，检测结果如表6所示。
44.耐热度：依据gb/t328.5-1989《沥青防水卷材试验方法耐热度》对弹性体改性沥青防水卷材的耐热度进行检测，检测结果如表6所示。
45.耐热空气老化性：依据gb/t18244-2000《建筑防水材料老化试验方法》对弹性体改性沥青防水卷材的耐热空气老化性进行检测，检测结果如表6所示。
46.表6检测结果
从表6可以看出，本技术的弹性体改性沥青防水卷材，通过各原料之间的协同作用，不仅提高了防水卷材的剥离强度，还提高了耐热度和耐热空气老化性，其中，剥离强度为1075-1185n/50mm，具有不透水性，耐热度为75-142℃，耐热空气老化性为76-152h。
47.结合实施例1和对比例1-2可以看出，实施例1中的剥离强度为1075n/50mm，具有不透水性，耐热度为75℃，耐热空气老化性为76h，优于对比例1-2，表明沥青混合料中加入改性纳米蒙脱土更为合适，能够提高沥青混合料的耐热度和耐热老化性，从而提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性。
48.结合实施例1和对比例3可以看出，实施例1中的剥离强度为1075n/50mm，具有不透水性，耐热度为75℃，耐热空气老化性为76h，优于对比例3，表明沥青混合料中加入填料更为合适，能够使弹性体改性沥青防水卷材表现出较优的剥离强度。
49.结合实施例1-5可以看出，实施例4中的剥离强度为1110n/50mm，具有不透水性，耐热度为93℃，耐热空气老化性为92h，优于其他实施例，表明实施例4中的10号沥青和70号沥青的掺量更为合适，能够使弹性体改性沥青防水卷材表现出较优的剥离强度和抗热老化性。
50.结合实施例6-9可以看出，实施例9中的剥离强度为1121n/50mm，具有不透水性，耐热度为120℃，耐热空气老化性为128h，优于其他实施例，表明实施例9中的改性纳米蒙脱土的重量、10号沥青和70号沥青的总重量的配比更为合适，能够使沥青混合料表现出更优的耐热度和耐热空气老化性，从而提高了弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性。
51.结合实施例10-17可以看出，实施例15中的剥离强度为1170n/50mm，具有不透水性，耐热度为130℃，耐热空气老化性为138h，优于其他实施例，表明实施例15中填料中的胶粉、滑石粉、纳米碳粉的掺量更为合适，能够使沥青混合料具有更优的剥离强度，从而提高了弹性体改性沥青防水卷材的剥离强度。
52.结合实施例18-22可以看出，实施例22中的的剥离强度为1185n/50mm，具有不透水性，耐热度为142℃，耐热空气老化性为152h，优于其他实施例，表明改性纳米蒙脱土在使用之前进行预处理更为合适，能够使改性纳米蒙脱土在沥青混合料中分散的更加均匀，利于改性纳米蒙脱土更好的发挥作用，能够提高弹性体改性沥青防水卷材的抗热老化性。
53.上述具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。