1.本发明属于防水材料技术领域，具体的讲述一种改性沥青防水卷材及其制备方法。
背景技术：
2.防水卷材在隧道、桥梁、公路、建筑墙体等场所具有广泛的应用，能够保护墙体及路面免受雨水侵蚀，延缓建筑老化，是工程防水的第一道保护屏障。按其组成材料可分为pvc、eva、pe、改性沥青等防水卷材，其中改性沥青防水卷材由于其优异的防水性能和施工的简便性在防水卷材中占据着主导地位。在众多防水卷材中，改性沥青防水卷材的占比基本在60%以上。
3.但是在实际使用过程中，仍有一些问题困扰着改性沥青防水卷材的推广。改性沥青防水卷材由于长期暴露在外部环境中，受日照、环境湿热循环、水汽膨胀、基层运动等影响，材料老化现象比较严重，经常出现卷材表面产生大量裂纹或者裂缝，以及卷材与地面剥离的现象，进而导致雨水渗透，建筑物受损。现有的改性沥青防水材料难以在耐老化性能、粘接性能和加工性能上取得平衡，使得其耐老化性能、粘接性能和加工性不能兼得，常导致改性沥青防水卷材施工困难，或者防水卷材不耐老化，道路维护频繁，维护成本高。
技术实现要素：
4.针对现有改性沥青防水材料存在的上述问题，本发明提供一种改性沥青防水卷材，通过两层不同的改性沥青层的设计使卷材具有优异的耐老化和耐腐蚀性能，同时又兼具良好的粘接性能、抗变形和抗撕裂的性能，能有效延长防水卷材的使用寿命，降低维护成本。
5.为实现上述目的，本发明通过下述技术方案实现：一种改性沥青防水卷材，其结构自上至下依次为：隔离膜，耐候改性沥青层，玻纤毡胎基层，自粘型改性沥青层，隔离膜；所述耐候改性沥青层按重量份数计包括天然沥青40-60份、石油沥青10-20份、弹性体改性剂8-13份、填充剂20-30份、增韧剂2-5份、紫外线吸收剂0.5-3份、抗氧化剂0.05-1份；所述自粘型改性沥青层按重量份数计包括石油沥青40-60份、弹性体改性剂15-25份、填充剂10-20份、软化剂6-18份、增粘剂2-10份、抗氧化剂0.05-1份；所述耐候改性沥青层中的填充剂为重质碳酸钙，粒度＞3μm。
6.相对于现有技术，本发明提供的改性沥青防水卷材中耐候改性沥青层和自粘型改性沥青层由特定的天然沥青、石油沥青和填充剂组成。天然沥青和石油沥青的复配使改性沥青层的耐老化，耐腐蚀能力大大提高。粒径＞3μm的重质碳酸钙与耐候改性沥青层中的其他成分结合，一方面能改善沥青的加工性能，另一方面能提高改性沥青的抗拉伸性能使耐候改性沥青具有良好的形状稳定性。自粘型沥青层通过石油沥青、增粘剂、软化剂和填充剂的配合使用使其具有良好的粘接性能的同时又有良好的抗变形能力，超细胶粉表面有大量的活性基团，能与各组分形成稳定的连接，使改性沥青层具有很好的抗撕裂，抗疲劳性能，
实现与地面的紧密连接。上述特定结构和材质的隔离膜、耐候改性沥青层、玻纤毡胎基层、自粘型改性沥青层和隔离膜按照特定的层间顺序的结合形成的改性沥青防水卷材在耐老化、粘接性和加工性方面均显著优于现有沥青防水卷材，实现了沥青防水卷材可同时兼具耐老化、粘接性和加工性的效果。
7.优选的，耐候改性沥青层厚度为1.5mm-2.5mm，自粘型改性沥青的厚度为1.5mm-2.5mm，隔离膜的厚度为0.5mm-1.0mm。
8.优选的，所述天然沥青是天然岩沥青，软化点130-160℃，沥青质的质量含量为50%-60%。天然沥青含有的沥青质相对较高，具有优异的粘结性，抗水性和耐老化性能，可有效提高最终产品的耐候性及耐老化性能。
9.优选的，所述石油沥青为70号石油沥青。
10.优选的，所述弹性体改性剂包括氢化的星型sbs橡胶，氢化的星型sbs橡胶可选用中石化巴陵石化有限公司的sebs 603型橡胶，氢化的星型sbs橡胶能进一步提高改性沥青的耐温性和耐老化性能，并使其在-10℃-100℃具有较高的疲劳性能。
11.优选的，所述自粘型改性沥青层中的填充剂为超细胶粉，可选用常州淏宇高分子材料有限公司fkm200型胶粉。
12.上述改性超细胶粉表面具有更多活性基团，其能与石油沥青和改性助剂充分混合，提高改性材料的抗撕裂、抗疲劳性能。
13.优选的，所述增韧剂包括氯磺化聚乙烯、abs、聚醋酸乙烯和丙烯酸酯橡胶中的至少一种，上述增韧剂的选择可进一步提高改性沥青的柔性及延展性。
14.优选的，所述紫外线吸收剂包括uv-p、uv-0、uv-531和含硫有机物中的至少一种。
15.优选的，所述抗氧化剂包括丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯和没食子酸丙酯中的至少一种。
16.优选的，所述玻纤毡胎基层的克重为80
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110 g/m2。
17.优选的，所述增粘剂包括c6-c8石油树脂、烷基酚树脂、液态松香树脂和古马隆树脂中的至少一种，上述特定的增粘剂加入到改性沥青中，通过表面扩散或内部扩散湿润粘接表面，可使改性沥青与被粘物料之间粘接强度进一步提高，改善沥青层与地面的粘接性。
18.优选的，所述软化剂包括减线机油、环烷油或芳烃油中的至少一种，用于促进改性剂以及添加剂的溶胀。
19.优选的，所述隔离膜为聚乙烯膜。
20.本发明还提供改性沥青防水卷材的制备方法，具体的包括以下步骤：制备耐候改性沥青和自粘型改性沥青，用卷材生产设备将所述耐候改性沥青和所述自粘型改性沥青分别涂覆于玻纤毡胎基层的两侧，得到所述耐候改性沥青层和所述自粘型改性沥青层，再在所述耐候改性沥青层和所述自粘型改性沥青层的外侧粘覆上所述隔离膜，收卷，得到所述改性沥青防水卷材；所述耐候性改性沥青的制备方法包括以下步骤：1.将天然沥青、石油沥青、重质碳酸钙加热到170-180℃，搅拌40-80分钟，得到熔融物；2.向所述熔融物中加入弹性体改性剂、增韧剂，然后升温至190-200℃，保温30-60分钟，置于胶体磨设备中，3000-3500r/min研磨100-150分钟；
3.向步骤2的产物中加入紫外线吸收剂、抗氧化剂，搅拌50-100分钟，得到耐候性改性沥青。
21.上述耐候改性沥青的加工方法简便，大颗粒重质碳酸钙能起到帮助搅拌的作用，使各组分充分混合，简化了工艺，提高了加工的效率。所述自粘型改性沥青层的制备方法包括以下步骤：1.将石油沥青加热到140-150℃，然后加入软化剂、弹性体改性剂搅拌50-80分钟，得到混合物；2.将所述混合物升温至170-180℃，加入增粘剂、填充剂、抗氧化剂，保温30-60分钟，置于胶体磨设备中，3000-3500r/min研磨100-150分钟，得到自粘型改性沥青。
具体实施方式
22.实施例1一种改性沥青防水卷材，其结构自上至下依次为：聚乙烯膜，耐候改性沥青层，玻纤毡胎基层，自粘型改性沥青层，聚乙烯膜；耐候改性沥青层按重量份数计包括天然沥青40份、石油沥青10份、弹性体改性剂8份、填充剂20份、增韧剂2份、紫外线吸收剂0.5份和抗氧化剂0.05份；自粘型改性沥青层按重量份数计包括石油沥青40份、弹性体改性剂15份、填充剂10份、软化剂6份、增粘剂2份和抗氧化剂0.05份。
23.其中，耐候改性沥青层厚度为1.5mm，自粘型改性沥青的厚度为1.5mm，聚乙烯膜的厚度为0.5mm。
24.天然沥青是天然岩沥青，软化点130℃，沥青质的质量含量为50%。
25.石油沥青为70号石油沥青。
26.弹性体改性剂为氢化的星型sbs橡胶（中石化巴陵石化有限公司的sebs 603型橡胶）。
27.耐候改性沥青层的填充剂为粒度＞3μm的重质碳酸钙。
28.自粘型改性沥青层中的填充剂为超细胶粉（常州淏宇高分子材料有限公司fkm200型胶粉）。
29.增韧剂为氯磺化聚乙烯。
30.紫外线吸收剂为uv-p。
31.抗氧化剂为丁基羟基茴香醚。
32.玻纤毡胎基层的克重为80g/m2。
33.增粘剂为液态松香树脂。
34.软化剂为减线机油。
35.上述改性沥青防水卷材的制备方法，包括以下步骤：制备耐候改性沥青和自粘型改性沥青，用卷材生产设备将耐候改性沥青和自粘型改性沥青分别涂覆于玻纤毡胎基层的两侧，得到耐候改性沥青层和自粘型改性沥青层，再在耐候改性沥青层和自粘型改性沥青层的外侧粘覆上所述隔离膜，收卷，得到改性沥青防水卷材；其中，耐候改性沥青的制备方法包括以下步骤：a、将天然沥青、石油沥青和填充剂混合后加热到170℃，搅拌40分钟，得到熔融物；b、向熔融物中加入弹性体改性剂和增韧剂，升温至190℃，保温30分钟，置于胶体
磨设备中，3000r/min研磨100分钟，得到研磨混合物；c、向研磨混合物中加入紫外线吸收剂和抗氧化剂，搅拌50分钟，得到耐候改性沥青；自粘型改性沥青层的制备方法包括以下步骤：a、将石油沥青加热到140℃，然后加入软化剂和弹性体改性剂搅拌50分钟，得到混合物；b、将混合物升温至170℃，加入所述增粘剂、填充剂和抗氧化剂，保温30分钟，置于胶体磨设备中，3000r/min研磨100分钟，得到自粘型改性沥青。
36.实施例2一种改性沥青防水卷材，其结构自上至下依次为：聚乙烯膜，耐候改性沥青层，玻纤毡胎基层，自粘型改性沥青层，聚乙烯膜；耐候改性沥青层按重量份数计包括天然沥青45份、石油沥青15份、弹性体改性剂10份、填充剂23份、增韧剂3份、紫外线吸收剂1.5份和抗氧化剂0.5份；自粘型改性沥青层按重量份数计包括石油沥青55份、弹性体改性剂17份、填充剂13份、软化剂10份、增粘剂4.2份和抗氧化剂0.8份。
37.其中，耐候改性沥青层厚度为2mm，自粘型改性沥青的厚度为2mm，聚乙烯膜的厚度为0.5mm。
38.天然沥青是天然岩沥青，软化点140℃，沥青质的质量含量为55%。
39.石油沥青为70号石油沥青。
40.弹性体改性剂为氢化sbs橡胶（中石化巴陵石化有限公司的sebs 603型橡胶）。
41.耐候改性沥青层的填充剂为粒度＞3μm的重质碳酸钙。
42.自粘型改性沥青层中的填充剂为超细胶粉（常州淏宇高分子材料有限公司fkm200型胶粉）。
43.增韧剂为abs。
44.紫外线吸收剂为uv-0。
45.抗氧化剂为二丁基羟基甲苯。
46.玻纤毡胎基层的克重为90g/m2。
47.增粘剂为液态松香树脂。
48.软化剂为环烷油。
49.上述改性沥青防水卷材的制备方法，包括以下步骤：制备耐候改性沥青和自粘型改性沥青，用卷材生产设备将耐候改性沥青和自粘型改性沥青分别涂覆于玻纤毡胎基层的两侧，得到耐候改性沥青层和自粘型改性沥青层，再在耐候改性沥青层和自粘型改性沥青层的外侧粘覆上所述隔离膜，收卷，得到改性沥青防水卷材；其中，耐候改性沥青的制备方法包括以下步骤：a、将天然沥青、石油沥青和填充剂混合后加热到175℃，搅拌60分钟，得到熔融物；b、向熔融物中加入弹性体改性剂和增韧剂，升温至195℃，保温45分钟，置于胶体磨设备中，3250r/min研磨125分钟，得到研磨混合物；c、向研磨混合物中加入紫外线吸收剂和抗氧化剂，搅拌75分钟，得到耐候改性沥青；自粘型改性沥青层的制备方法包括以下步骤：
a、将石油沥青加热到145℃，然后加入软化剂和弹性体改性剂搅拌65分钟，得到混合物；b、将混合物升温至175℃，加入所述增粘剂、填充剂和抗氧化剂，保温45分钟，置于胶体磨设备中，3250r/min研磨125分钟，得到自粘型改性沥青。
50.实施例3一种改性沥青防水卷材，其结构自上至下依次为：聚乙烯膜，耐候改性沥青层，玻纤毡胎基层，自粘型改性沥青层，聚乙烯膜；耐候改性沥青层按重量份数计包括天然沥青50份、石油沥青15份、弹性体改性剂10份、填充剂25份、增韧剂3.5份、紫外线吸收剂1.8份和抗氧化剂0.5份；自粘型改性沥青层按重量份数计包括石油沥青50份、弹性体改性剂20份、填充剂15份、软化剂12份、增粘剂6份和抗氧化剂0.5份。
51.其中，耐候改性沥青层厚度为2.5mm，自粘型改性沥青的厚度为2.5mm，聚乙烯膜的厚度为1mm。
52.天然沥青是天然岩沥青，软化点150℃，沥青质的质量含量为60%。
53.石油沥青为70号石油沥青。
54.弹性体改性剂为氢化的星型sbs橡胶（中石化巴陵石化有限公司的sebs 603型橡胶）。
55.耐候改性沥青层的填充剂为粒度＞3μm的重质碳酸钙。
56.自粘型改性沥青层中的填充剂为超细胶粉（常州淏宇高分子材料有限公司fkm200型胶粉）。
57.增韧剂为聚醋酸乙烯。
58.紫外线吸收剂为uv-p531。
59.抗氧化剂为没食子酸丙酯。
60.玻纤毡胎基层的克重为100g/m2。
61.增粘剂为古马隆树脂。
62.软化剂为芳烃油。
63.上述改性沥青防水卷材的制备方法，包括以下步骤：制备耐候改性沥青和自粘型改性沥青，用卷材生产设备将耐候改性沥青和自粘型改性沥青分别涂覆于玻纤毡胎基层的两侧，得到耐候改性沥青层和自粘型改性沥青层，再在耐候改性沥青层和自粘型改性沥青层的外侧粘覆上所述隔离膜，收卷，得到改性沥青防水卷材；其中，耐候改性沥青的制备方法包括以下步骤：a、将天然沥青、石油沥青和填充剂混合后加热到178℃，搅拌80分钟，得到熔融物；b、向熔融物中加入弹性体改性剂和增韧剂，升温至195℃，保温60分钟，置于胶体磨设备中，3200r/min研磨150分钟，得到研磨混合物；c、向研磨混合物中加入紫外线吸收剂和抗氧化剂，搅拌80分钟，得到耐候改性沥青；自粘型改性沥青层的制备方法包括以下步骤：a、将石油沥青加热到148℃，然后加入软化剂和弹性体改性剂搅拌80分钟，得到混合物；b、将混合物升温至178℃，加入所述增粘剂、填充剂和抗氧化剂，保温50分钟，置于
胶体磨设备中，3200r/min研磨150分钟，得到自粘型改性沥青。
64.实施例4一种改性沥青防水卷材，其结构自上至下依次为：聚乙烯膜，耐候改性沥青层，玻纤毡胎基层，自粘型改性沥青层，聚乙烯膜；耐候改性沥青层按重量份数计包括天然沥青60份、石油沥青20份、弹性体改性剂13份、填充剂30份、增韧剂5份、紫外线吸收剂3份和抗氧化剂1份；自粘型改性沥青层按重量份数计包括石油沥青60份、弹性体改性剂25份、填充剂20份、软化剂18份、增粘剂10份和抗氧化剂1份。
65.其中，耐候改性沥青层厚度为2mm，自粘型改性沥青的厚度为2mm，聚乙烯膜的厚度为0.5mm。
66.天然沥青是天然岩沥青，软化点130℃，沥青质的质量含量为50%。
67.石油沥青为70号石油沥青。
68.弹性体改性剂为氢化的星型sbs橡胶（中石化巴陵石化有限公司的sebs 603型橡胶）。
69.耐候改性沥青层的填充剂为粒度＞3μm的重质碳酸钙。
70.自粘型改性沥青层中的填充剂为超细胶粉（常州淏宇高分子材料有限公司fkm200型胶粉）。
71.增韧剂为丙烯酸酯橡胶。
72.紫外线吸收剂为含硫有机物。
73.抗氧化剂为丁基羟基茴香醚。
74.玻纤毡胎基层的克重为85g/m2。
75.增粘剂为c8石油树脂。
76.软化剂为环烷油。
77.上述改性沥青防水卷材的制备方法，包括以下步骤：制备耐候改性沥青和自粘型改性沥青，用卷材生产设备将耐候改性沥青和自粘型改性沥青分别涂覆于玻纤毡胎基层的两侧，得到耐候改性沥青层和自粘型改性沥青层，再在耐候改性沥青层和自粘型改性沥青层的外侧粘覆上所述隔离膜，收卷，得到改性沥青防水卷材；其中，耐候改性沥青的制备方法包括以下步骤：a、将天然沥青、石油沥青和填充剂混合后加热到180℃，搅拌0分钟，得到熔融物；b、向熔融物中加入弹性体改性剂和增韧剂，升温至200℃，保温30分钟，置于胶体磨设备中，3500r/min研磨120分钟，得到研磨混合物；c、向研磨混合物中加入紫外线吸收剂和抗氧化剂，搅拌100分钟，得到耐候改性沥青；自粘型改性沥青层的制备方法包括以下步骤：a、将石油沥青加热到150℃，然后加入软化剂和弹性体改性剂搅拌80分钟，得到混合物；b、将混合物升温至180℃，加入所述增粘剂、填充剂和抗氧化剂，保温60分钟，置于胶体磨设备中，3500r/min研磨150分钟，得到自粘型改性沥青。
78.对比例1用等质量的轻质碳酸钙代替实施例1中的重质碳酸钙，其他组分用量和制备方法
与实施例1相同，得到改性沥青防水卷材。
79.对比例2用等质量的70号石油沥青代替实施例1中的天然沥青，其他组分用量和制备方法与实施例1相同，得到改性沥青防水卷材。
80.性能检测试验检测方法1.剥离试验：样品大小250mm*50mm，将样品在25
±
2℃和相对湿度70%条件下放置1天，选用夹持距离100mm，拉伸速度50
±
10mm/min的条件进行剥离试验。
81.2.拉伸试验：样品大小300mm*50mm，依据gb18242-2008标准进行试验。
82.3.不透水试验：样品大小150mm*150mm，参照gb/t328.10-2007标准进行试验，试验时长250分钟。
83.4.老化试验：将长300mm、宽100mm的样品置于热空气老化箱中处理10天。老化试验箱运行参数：温度80℃，风速1m/s。
84.实施例1-4的实验结果如下表所示表1 改性沥青防水卷材试验数据从上述实施例1-4试验数据可以看到本发明提供的改性沥青防水卷材具有良好的防渗水性能，耐老化性能、粘接性能和抗拉伸性能。对比例1在选用轻质碳酸钙替换粒径＞3μm的重质碳酸钙后其抗拉伸强度明显下降。对比例2在没有添加天然沥青的情况下其抗老化性能出现明显下降，在进行加速老化试验10天后出现沥青滴落现象。
85.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。