本发明涉及功能材料领域，尤其是涉及一种具有优良隔水作用的材料及其制备方法。
技术背景
防水材料是建筑物的围护结构要防止雨水、雪水和地下水的渗透；要防止空气中的湿气、蒸汽和其他有害气体与液体的侵蚀；分隔结构要防止给排水的渗翻；这些防渗透、渗漏和侵蚀的材料统称，防止雨水、地下水、工业和民用的给排水、腐蚀性液体以及空气中的湿气、蒸气等侵入建筑物的材料，建筑物需要进行防水处理的部位主要是屋面、墙面、地面和地下室。建筑工程施工过程中，为保证用户具有良好的居住体验，经常会用到多种防水材料，从而避免对一些遇水易受损材料的保护，目前现有防水材料的防水性能稍差同时粘结性不好。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种具有优良隔水作用的材料，材料包括自下而上依次层叠并牢固粘附的改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层，各材料层均具有较强的阻水作用，其相互间粘附牢靠，可以有效防止水的渗入，是一种具有优良隔水作用的材料。
本发明的目的之二在于提供一种具有优良隔水作用的材料的制备方法，本隔水材料的制备方法工艺简单，成本低廉，制备改性橡胶层步骤可以大大提高橡胶层的致密程度，增大隔水作用，溶胶层致密程度的提高有效降低了水通量，提高了溶胶层与隔水材料的防水效果。
本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：
一种具有优良隔水作用的材料，包括自下而上依次层叠的改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层，改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层之间的厚度比为10～100:1:3～5；改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层各层均具有较强的阻水作用，而且粘合剂层能够分别与橡胶层和溶胶层形成相应的化学键，作为过渡层将橡胶层与溶胶层牢固紧密的粘附在一起，从而使整个防水材料各层之间的连接更加牢固，可以防止水的渗入，防水性能较好，是一种具有优良隔水作用的材料。
一种具有优良隔水作用的材料的制备方法，包括：制备改性橡胶层、粘附、制备隔水材料，具体包括以下步骤：
制备改性橡胶层：按照重量配比1:1.5～2将天然橡胶与丁苯橡胶在开炼机上薄通并均匀包辊，塑炼3～5min后加入橡胶总重3.8～4.5%经预混合并粉碎的白炭黑与2,4-噻唑烷二酮的混合物，打三角包混匀后下片；每1000重量份胶料中依次加入8～12重量份活性氧化锌、12～15重量份硬脂酸、3～5重量份防老剂、3～5重量份二苯胍、10～15重量份桉树油，调小辊距至2～4mm，将胶料薄通后再打三角包，调大辊距至5～6mm，出片；胶料停放12～18h后，在开炼机上返炼，下片；每1000重量份胶料中加入30～60重量份硫黄，在平板硫化机上硫化，硫化条件为160～170℃×tc90，硫化压力为6～8mpa，出模后常温停放24～48h后制片即得改性橡胶层；白炭黑表面有大量的硅醇基，可以与2,4-噻唑烷二酮发生氧化反应生成强键，使白炭黑与聚合物之间引入共价键，它能在硫化过程中形成与橡胶链接的官能团，使硅烷分子一端的白炭黑与另一端聚合物产生“偶联”，最终产生较多的填充剂-聚合物键，同时2,4-噻唑烷二酮能够良好地分散炭黑，提高胶料的拉伸强度，并改善其耐磨性；2,4-噻唑烷二酮每个分子中都含有硫原子，在硫化温度下可以与硫黄参与多硫交联的反应过程，使得单位体积内交联键增多，交联密度增大，提交橡胶的硬度；由于白炭黑具有较高的比表面积，表面极性大，在橡胶混炼过程中易团聚、填料之间易形成网络结构，使胶料黏度升高，并且在低变形条件下产生高模量，使硫化胶的硬度变大，2,4-噻唑烷二酮能够改善白炭黑在橡胶中的分散，使得橡胶和白炭黑在界面发生反应，交联密度增大，硫化胶的硬度与耐磨性能增大，其致密程度的增强还有助于降低水通量，起到隔绝水通过的作用；
粘附：在170～200℃下，往10重量份熔融的非晶态a-烯烃共聚物中加入0.2～0.5重量份纳米钛白粉、0.01～0.015重量份双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、0.02～0.05重量份纳米sio2粉，搅拌2～4h，接着加入5～8重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌至完全熔融，得到粘合剂，趁热将所述粘合剂涂覆在橡胶层上，即得粘合剂层；纳米钛白粉与纳米sio2粉可以极大提高粘合剂层的均匀度、稳定性与致密牢度，粘合剂层能够分别与橡胶层和溶胶层形成相应的化学键，作为过渡层将橡胶层与溶胶层牢固紧密的粘附在一起，从而使整个防水材料各层之间的连接更加牢固，可以防止水的渗入，防水性能较好；
制备隔水材料：将正硅酸乙酯与有机硅烷以摩尔比1:0.88～1.42混合均匀，滴入10～30滴浓盐酸与2～4滴n-苄基奎宁氯化物，再加入正硅酸乙酯与有机硅烷混合液质量1/5～1/2倍的去离子水与1/2～2倍的无水乙醇，室温下磁力搅拌30～45min，然后静置陈化24～48h，脱去水与乙醇即得溶胶层，在粘合剂层冷却之前，将溶胶层涂覆在粘合剂层上方，然后在溶胶层与橡胶层之间施加1.5～2.5mpa的压力，保压20～60分钟粘合剂冷却固化后即得具有优良隔水作用的材料，橡胶层、粘合剂层与溶胶层之间的厚度比例为10～100:1:3～5；正硅酸乙酯既作为硅烷偶联剂又作为无机先驱体，n-苄基奎宁氯化物的加入，可以强化浓盐酸对反应的催化进度，有利于增大正硅酸乙酯与有机硅烷的反应速率，强化正硅酸乙酯对有机硅烷的接枝，增大了有机硅烷的侧基活性，大大提高了溶胶层的附着力，同时也提高了溶胶层的致密程度，降低了水通量，提高了溶胶层与隔水材料的防水效果。
作为优选，有机硅烷为g-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷或4-乙烯基苯基三甲氧基硅烷。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）制备改性橡胶层过程中，白炭黑表面有大量的硅醇基，可以与2,4-噻唑烷二酮发生氧化反应生成强键，使白炭黑与聚合物之间引入共价键，它能在硫化过程中形成与橡胶链接的官能团，使硅烷分子一端的白炭黑与另一端聚合物产生“偶联”，最终产生较多的填充剂-聚合物键，改善其耐磨性与阻水性；
2）2,4-噻唑烷二酮每个分子中都含有硫原子，在硫化温度下可以与硫黄参与多硫交联的反应过程，使得单位体积内交联键增多，交联密度增大，提交橡胶的硬度，2,4-噻唑烷二酮能够改善白炭黑在橡胶中的分散，使得橡胶和白炭黑在界面发生反应，交联密度增大，硫化胶的硬度与耐磨性能增大，其致密程度的增强还有助于降低水通量，起到隔绝水通过的作用；
3）正硅酸乙酯既作为硅烷偶联剂又作为无机先驱体，n-苄基奎宁氯化物的加入，可以强化浓盐酸对反应的催化进度，有利于增大正硅酸乙酯与有机硅烷的反应速率，强化正硅酸乙酯对有机硅烷的接枝，增大了有机硅烷的侧基活性，大大提高了溶胶层的附着力，同时也提高了溶胶层的致密程度，降低了水通量，提高了溶胶层与隔水材料的防水效果；
4）改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层各层均具有较强的阻水作用，而且粘合剂层能够分别与橡胶层和溶胶层形成相应的化学键，作为过渡层将橡胶层与溶胶层牢固紧密的粘附在一起，从而使整个防水材料各层之间的连接更加牢固，可以防止水的渗入，防水性能较好，是一种具有优良隔水作用的材料。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：
实施例1：
一种具有优良隔水作用的材料，包括自下而上依次层叠的改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层，改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层之间的厚度比为10:1:3；改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层各层均具有较强的阻水作用，而且粘合剂层能够分别与橡胶层和溶胶层形成相应的化学键，作为过渡层将橡胶层与溶胶层牢固紧密的粘附在一起，从而使整个防水材料各层之间的连接更加牢固，可以防止水的渗入，防水性能较好，是一种具有优良隔水作用的材料。
一种具有优良隔水作用的材料的制备方法，具体包括以下步骤：
1）按照重量配比1:1.5将天然橡胶与丁苯橡胶在开炼机上薄通并均匀包辊，塑炼后加入橡胶总重3.8%的白炭黑，打三角包混匀后下片；每1000重量份胶料中依次加入8重量份活性氧化锌、12重量份硬脂酸、3重量份防老剂、3重量份二苯胍、10重量份桉树油，调小辊距将胶料薄通后再打三角包，调大辊距出片；胶料停放后在开炼机上返炼，下片；每1000重量份胶料中加入30重量份硫黄，在平板硫化机上硫化，出模常温停放后制片即得改性橡胶层；2）在170℃℃下，往10重量份熔融的非晶态a-烯烃共聚物中加入0.2重量份纳米钛白粉、0.01重量份双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、0.02重量份纳米sio2粉，搅拌2h，接着加入5重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌至完全熔融，得到粘合剂，趁热将所述粘合剂涂覆在橡胶层上，即得粘合剂层；3）将正硅酸乙酯与4-乙烯基苯基三甲氧基硅烷以摩尔比1:0.88混合均匀，滴入10滴浓盐酸，再加入正硅酸乙酯与4-乙烯基苯基三甲氧基硅烷混合液质量1/5倍的去离子水与1/2倍的无水乙醇，室温下磁力搅拌30min，然后静置陈化24h，脱去水与乙醇即得溶胶层，在粘合剂层冷却之前，将溶胶层涂覆在粘合剂层上方，然后在溶胶层与橡胶层之间施加1.5mpa的压力，保压20分钟粘合剂冷却固化后即得具有优良隔水作用的材料。
实施例2：
一种具有优良隔水作用的材料的制备方法，具体包括以下步骤：
制备改性橡胶层：按照重量配比1:2将天然橡胶与丁苯橡胶在开炼机上薄通并均匀包辊，塑炼5min后加入橡胶总重4.5%经预混合并粉碎的白炭黑与2,4-噻唑烷二酮的混合物，打三角包混匀后下片；每1000重量份胶料中依次加入12重量份活性氧化锌、15重量份硬脂酸、5重量份防老剂、5重量份二苯胍、15重量份桉树油，调小辊距至4mm，将胶料薄通后再打三角包，调大辊距至6mm，出片；胶料停放18h后，在开炼机上返炼，下片；每1000重量份胶料中加入60重量份硫黄，在平板硫化机上硫化，硫化条件为170℃×tc90，硫化压力为8mpa，出模后常温停放48h后制片即得改性橡胶层；白炭黑表面有大量的硅醇基，可以与2,4-噻唑烷二酮发生氧化反应生成强键，使白炭黑与聚合物之间引入共价键，它能在硫化过程中形成与橡胶链接的官能团，使硅烷分子一端的白炭黑与另一端聚合物产生“偶联”，最终产生较多的填充剂-聚合物键，同时2,4-噻唑烷二酮能够良好地分散炭黑，提高胶料的拉伸强度，并改善其耐磨性；2,4-噻唑烷二酮每个分子中都含有硫原子，在硫化温度下可以与硫黄参与多硫交联的反应过程，使得单位体积内交联键增多，交联密度增大，提交橡胶的硬度；由于白炭黑具有较高的比表面积，表面极性大，在橡胶混炼过程中易团聚、填料之间易形成网络结构，使胶料黏度升高，并且在低变形条件下产生高模量，使硫化胶的硬度变大，2,4-噻唑烷二酮能够改善白炭黑在橡胶中的分散，使得橡胶和白炭黑在界面发生反应，交联密度增大，硫化胶的硬度与耐磨性能增大，其致密程度的增强还有助于降低水通量，起到隔绝水通过的作用；
粘附：在200℃下，往10重量份熔融的非晶态a-烯烃共聚物中加入0.5重量份纳米钛白粉、0.015重量份双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、0.05重量份纳米sio2粉，搅拌4h，接着加入8重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌至完全熔融，得到粘合剂，趁热将所述粘合剂涂覆在橡胶层上，即得粘合剂层；纳米钛白粉与纳米sio2粉可以极大提高粘合剂层的均匀度、稳定性与致密牢度，粘合剂层能够分别与橡胶层和溶胶层形成相应的化学键，作为过渡层将橡胶层与溶胶层牢固紧密的粘附在一起，从而使整个防水材料各层之间的连接更加牢固，可以防止水的渗入，防水性能较好；
制备隔水材料：将正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷以摩尔比1:1.42混合均匀，滴入30滴浓盐酸，再加入正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷混合液质量1/2倍的去离子水与2倍的无水乙醇，室温下磁力搅拌45min，然后静置陈化48h，脱去水与乙醇即得溶胶层，在粘合剂层冷却之前，将溶胶层涂覆在粘合剂层上方，然后在溶胶层与橡胶层之间施加2.5mpa的压力，保压60分钟粘合剂冷却固化后即得具有优良隔水作用的材料，改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层之间的厚度比为100:1:5；改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层各层均具有较强的阻水作用，而且粘合剂层能够分别与橡胶层和溶胶层形成相应的化学键，作为过渡层将橡胶层与溶胶层牢固紧密的粘附在一起，从而使整个防水材料各层之间的连接更加牢固，可以防止水的渗入，防水性能较好，是一种具有优良隔水作用的材料。
实施例3：
一种具有优良隔水作用的材料，包括自下而上依次层叠的改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层，改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层之间的厚度比为20:1:4；改性橡胶层、粘合剂层与溶胶层各层均具有较强的阻水作用，而且粘合剂层能够分别与橡胶层和溶胶层形成相应的化学键，作为过渡层将橡胶层与溶胶层牢固紧密的粘附在一起，从而使整个防水材料各层之间的连接更加牢固，可以防止水的渗入，防水性能较好，是一种具有优良隔水作用的材料。
一种具有优良隔水作用的材料的制备方法，包括：制备改性橡胶层、粘附、制备隔水材料，具体包括以下步骤：
制备改性橡胶层：按照重量配比1:2将天然橡胶与丁苯橡胶在开炼机上薄通并均匀包辊，塑炼4min后加入橡胶总重4%经预混合并粉碎的白炭黑与2,4-噻唑烷二酮的混合物，打三角包混匀后下片；每1000重量份胶料中依次加入10重量份活性氧化锌、12重量份硬脂酸、4重量份防老剂、4重量份二苯胍、12重量份桉树油，调小辊距至4mm，将胶料薄通后再打三角包，调大辊距至6mm，出片；胶料停放15h后，在开炼机上返炼，下片；每1000重量份胶料中加入45重量份硫黄，在平板硫化机上硫化，硫化条件为162℃×tc90，硫化压力为6.2mpa，出模后常温停放36h后制片即得改性橡胶层；白炭黑表面有大量的硅醇基，可以与2,4-噻唑烷二酮发生氧化反应生成强键，使白炭黑与聚合物之间引入共价键，它能在硫化过程中形成与橡胶链接的官能团，使硅烷分子一端的白炭黑与另一端聚合物产生“偶联”，最终产生较多的填充剂-聚合物键，同时2,4-噻唑烷二酮能够良好地分散炭黑，提高胶料的拉伸强度，并改善其耐磨性；2,4-噻唑烷二酮每个分子中都含有硫原子，在硫化温度下可以与硫黄参与多硫交联的反应过程，使得单位体积内交联键增多，交联密度增大，提交橡胶的硬度；由于白炭黑具有较高的比表面积，表面极性大，在橡胶混炼过程中易团聚、填料之间易形成网络结构，使胶料黏度升高，并且在低变形条件下产生高模量，使硫化胶的硬度变大，2,4-噻唑烷二酮能够改善白炭黑在橡胶中的分散，使得橡胶和白炭黑在界面发生反应，交联密度增大，硫化胶的硬度与耐磨性能增大，其致密程度的增强还有助于降低水通量，起到隔绝水通过的作用；
粘附：在180℃下，往10重量份熔融的非晶态a-烯烃共聚物中加入0.4重量份纳米钛白粉、0.012重量份双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、0.04重量份纳米sio2粉，搅拌2h，接着加入6重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌至完全熔融，得到粘合剂，趁热将所述粘合剂涂覆在橡胶层上，即得粘合剂层；纳米钛白粉与纳米sio2粉可以极大提高粘合剂层的均匀度、稳定性与致密牢度，粘合剂层能够分别与橡胶层和溶胶层形成相应的化学键，作为过渡层将橡胶层与溶胶层牢固紧密的粘附在一起，从而使整个防水材料各层之间的连接更加牢固，可以防止水的渗入，防水性能较好；
制备隔水材料：将正硅酸乙酯与有机硅烷以摩尔比1:1.25混合均匀，滴入15滴浓盐酸与4滴n-苄基奎宁氯化物，再加入正硅酸乙酯与有机硅烷混合液质量1/5倍的去离子水与1倍的无水乙醇，室温下磁力搅拌30min，然后静置陈化36h，脱去水与乙醇即得溶胶层，在粘合剂层冷却之前，将溶胶层涂覆在粘合剂层上方，然后在溶胶层与橡胶层之间施加2mpa的压力，保压45分钟粘合剂冷却固化后即得具有优良隔水作用的材料，橡胶层、粘合剂层与溶胶层之间的厚度比例为20:1:4；正硅酸乙酯既作为硅烷偶联剂又作为无机先驱体，n-苄基奎宁氯化物的加入，可以强化浓盐酸对反应的催化进度，有利于增大正硅酸乙酯与有机硅烷的反应速率，强化正硅酸乙酯对有机硅烷的接枝，增大了有机硅烷的侧基活性，大大提高了溶胶层的附着力，同时也提高了溶胶层的致密程度，降低了水通量，提高了溶胶层与隔水材料的防水效果。
有机硅烷为g-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷或4-乙烯基苯基三甲氧基硅烷。
对实施例1～3中的隔水材料进行隔水测试与抗老化测试，其测试结果如表1所示。由表1可知，实施例3中的隔水材料其隔水性能与抗老化性能明显优于实施例1与实施例2，说明本发明方法中的隔水材料具有优异的隔水性能与抗老化性能。
表1.实施例1～3中的隔水材料的隔水性能与抗老化性能
本发明操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。