一种反应型自粘防水卷材及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及防水卷材技术领域，尤其涉及一种反应型自粘防水卷材及其制备方法与应用。


背景技术：

2.自粘型防水卷材具有好的粘结性和自愈性，被广泛应用于工业与民用建筑物的屋面、地下室、室内、市政工程和蓄水池、游泳池以及地铁隧道防水，还适用于木结构和金属结构屋面的防水工程。特别适用于需要冷施工的军事设施和不宜动用明火的石油库、化工厂、纺织厂、粮库等再防水工程。
3.自粘型防水卷材采用自粘层的粘结性与施工面粘结。自粘型防水卷材的自粘层与施工面粘结的越紧密，自粘型防水卷材的防水效果越好，使用寿命也越长。特别是对于一些水压大，防水要求高的场合，良好的粘结就尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种反应型自粘防水卷材及其制备方法与应用，所述反应型自粘防水卷材的粘结性强，使用寿命高。
5.为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种反应型自粘防水卷材，所述反应型自粘防水卷材从上至下依次为上表面层、自粘层和防粘层，所述自粘层包含如下重量份的成分：沥青40～50份、基础油7～9份、环氧化sbs 3～5份、丁苯橡胶2～4份、活化胶粉7～8份、石粉25～30份和偶联剂3～5份。
6.本发明选用活化胶粉，增强了胶粉与沥青、环氧化sbs和丁苯橡胶的结合强度，提高了自粘型防水卷材的强度和低温柔性。除此之外，本发明选用偶联剂处理石粉，在石粉表面形成了一层有机层，该有机层的存在降低了石粉与沥青及环氧化sbs等其他组分的界面结合力，达到了提升防水卷材的强度和热稳定性的目的。
7.优选地，所述沥青为70#沥青或90#沥青；所述基础油为芳烃油、环烷烃油中的至少一种；所述环氧化sbs的环氧值为0.15～0.35mol/100g；所述石粉包含碳酸钙粉、滑石粉、石英粉中的至少一种；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述上表面层为pe膜或pet膜，所述防粘层为涂硅隔离膜或复合铝膜。
8.环氧化sbs的环氧值过低，在后期应用过程中，与施工面的作用点太少，两者的结合强度会降低；但环氧值过大，环氧化sbs的脆性太大，在使用过程中会因sbs脆化而使其与施工面的结合强度降低。发明人通过实验证实，只有当环氧化sbs的环氧值为0.15～0.35mol/100g时才能保证其具有较高的粘结强度，提高反应型自粘防水卷材的使用寿命。
9.优选地，所述基础油为芳烃油和环烷烃油的复配物，其中，芳烃油和环烷烃油的重量比为：1～2:1。
10.芳烃油是一类分子中含有芳环结构的碳氢化合物，其中，芳香烃质量百分含量为70～87％，饱和烃质量百分含量为10～25％；环烷烃油是一类以环烷烃为主的碳氢化合物，
其中，饱和烃质量百分含量为87～93％，芳烃质量百分含量为5～10％。芳烃油和环烷烃油均可用于改善自粘防水卷材的加工性能，帮助填料在沥青中的混合和分散，还可以改善自粘防水卷材的其它性能，如低温柔性等。本发明申请人通过实验证实，当基础油选用芳烃油和环烷烃油，并按上述配比复配后，制备的反应型自粘防水卷材的综合性能最优。
11.优选地，所述石粉为碳酸钙粉，碳酸钙粉可与铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂反应，加速石粉在沥青中的分散，改善防水卷材的强度及粘结性。
12.优选地，所述活化胶粉由轮胎、胶管、胶带、胶鞋制品中的至少一种的回收破碎物经等离子体轰击处理而得；其中，等离子体发生器功率为600～700w，工作气压为55～65pa，轰击时间为3～5min，工作温度为20～35℃。
13.通过等离子体对胶粉进行活化处理，可以在胶粉表面引入一些含氧活性官能团，增加胶粉表面的c＝c双键、羟基和羧基基团。这些官能团能与沥青中的烯烃、烷烃和芳烃产生反应，从而改善胶粉的分散性能和强化胶粉与沥青的有效结合，达到提升防水卷材综合性能的目的。
14.此外，本发明还公开了一种反应型自粘防水卷材的制备方法，包括如下步骤：
15.(1)将沥青加热到熔融状态，搅拌，加入丁苯橡胶和基础油，继续搅拌至观察不到颗粒物为止，然后加入环氧化sbs，整个搅拌过程在140～150℃下进行。
16.(2)升温至170～180℃，继续搅拌30～40min，加入活化胶粉，再搅拌3.5～4.5h，然后加入石粉和偶联剂，继续搅拌25～35min，同时降温至145～160℃；
17.(3)将步骤(2)得到的物料倾倒在防粘层上，然后覆盖上表面层，自然冷却，得到所述反应型自粘防水卷材。
18.通过对制备条件进行选择，使得制备的反应型自粘防水卷材具有良好的稳定性。
19.同时，本发明还公开了一种所述反应型自粘防水卷材的应用，包括如下步骤：
20.(1)在施工面涂覆环氧封闭底漆；
21.(2)将固化剂稀释后涂覆于步骤(1)涂覆有环氧封闭底漆的施工面上；
22.(3)揭去防粘层，将反应型自粘防水卷材的自粘层按压在施工面上，完成施工。
23.本发明在反应型自粘防水卷材的施工过程中选用环氧封闭底漆对施工面进行预处理一方面利用了环氧封闭底漆的高渗透，渗透到施工面内部结构，堵塞施工面中的毛细孔，提高了施工面强度，避免施工面后期剥落；另一方面在施工面引入了可反应环氧基团。
24.优选地，所述步骤(1)中，环氧封闭底漆包含环氧树脂乳液和助剂。
25.优选地，所述步骤(2)中，以稀释后固化剂溶液正好可以铺满施工面为宜。
26.优选地，所述固化剂为水性环氧室温固化剂，包含脂肪胺类、脂环胺类、芳香胺类、改性胺类中的至少一种，所述水性环氧室温固化剂中活泼氢原子数不少于2个。
27.水性环氧室温固化剂中的一个活泼氢原子会与环氧封闭底漆中的环氧基团反应，而另一个活泼氢原子会与自粘型防水卷材中的环氧化sbs反应，从而在环氧封闭底漆和反应型自粘防水卷材中起到共价键桥连作用，大大提升了自粘防水卷材与施工面的结合强度，从而达到有效提升自粘防水卷材使用寿命的目的。
28.优选地，所述水性环氧室温固化剂包含二亚乙基三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、异佛尔酮二胺、二氨基二环己基甲烷、甲基环戊二胺、双胺甲基环己二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯甲烷、650低分子聚酰胺、651低分子聚酰胺、t31固化剂、593固化剂中的
至少一种。
29.优选地，在反应型自粘防水卷材的施工过程中，固化剂的用量通过下述公式计算而得：
30.w＝m
×
环氧化sbs的环氧值
×
1.2
÷
固化剂中活泼氢原子数
31.其中，m为固化剂的相对分子质量，w为100g环氧化sbs所对应的固化剂的重量。
32.相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明首先对反应型自粘防水卷材的自粘层材料进行选择，使得自粘层具有良好的稳定性，在应用过程中可与施工面形成良好的结合。此外，本发明还公开了所述反应型自粘防水卷材的制备方法，该制备方法简单高效，可以进行工业化生产。最后，本发明还公开了所述反应型防水卷材的应用方法，通过先以环氧封闭底漆对施工面进行预处理，增强反应型自粘防水卷材与施工面的结合强度，同时，通过选用水性环氧室温固化剂，进一步提升反应型自粘防水卷材与施工面的粘结性及稳定性。
具体实施方式
33.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
34.在实施例1～14中，采用空气等离子体活化轮胎、胶管的回收破碎物作为活化胶粉，等离子体发生器功率为650w，工作气压为60pa，轰击时间为5min，工作温度为25℃。
35.实施例1～14
36.本发明所述反应型自粘防水卷材的实施例，实施例1～14所述反应型自粘防水卷材的自粘层的成分如表1所示，其制备方法如下：
37.(1)将沥青加热到熔融状态，倒入搅拌罐，同时打开搅拌器搅拌，然后加入丁苯橡胶、基础油，继续搅拌，直至目测观察不到丁苯橡胶颗粒为止，然后加入环氧值为0.25mol/100g的环氧化sbs，整个过程中，维持搅拌罐的温度为140～150℃；
38.(2)将搅拌罐升温至175℃，继续搅拌30min，加入活化胶粉，再搅拌4h，然后加入石粉和偶联剂，再搅拌30min，并同时降温至145～160℃；
39.(3)将步骤(2)制备好的物料倾倒在复合铝膜上，控制物料的厚度为1mm，然后覆盖pet膜，自然冷却，得到所述反应型自粘防水卷材。
40.表1(重量份)
[0041][0042][0043]
实施例15～28
[0044]
本发明所述反应型自粘防水卷材的应用的实施例，实施例15～28所述应用分别为实施例1～14反应型自粘防水卷材的应用，所述应用包括如下步骤：
[0045]
(1)在施工面滚涂一层环氧封闭底漆；
[0046]
(2)将水性环氧室温固化剂二亚乙基三胺用适量水稀释后再滚涂于已用环氧封闭底漆处理过的施工面上，稀释比按稀释后二亚乙基三胺水溶液正好可以铺满施工面为准；
[0047]
(3)揭去反应型自粘防水卷材的防粘层，将反应型自粘防水卷材的自粘层按压在施工面上，完成施工。
[0048]
二亚乙基三胺的重量份＝103.2
×
0.25
×
1.2
÷5÷
100
×
环氧化sbs的重量份。
[0049]
实施例29
[0050]
一种反应型自粘防水卷材的应用，所述反应型自粘防水卷材与实施例1相同，在应用过程中，使用的水性环氧固化剂为n-甲基正戊胺，其余方法与实施例15～28相同。
[0051]
对比例1
[0052]
一种反应型自粘防水卷材的应用，所述应用方法与实施例15～28相同，所述反应型自粘防水卷材与实施例1的区别在于，使用的胶粉为未活化的胶粉。
[0053]
对比例2
[0054]
一种反应型自粘防水卷材的应用，所述应用方法与实施例15～28相同，所述反应型自粘防水卷材与实施例1的区别在于，未使用偶联剂。
[0055]
对比例3
[0056]
一种反应型自粘防水卷材的应用，所述反应型自粘防水卷材与实施例1相同，在应用过程中，直接将反应型自粘防水卷材的防粘层揭去，将反应型自粘防水卷材的自粘层按压在施工面上，完成施工。
[0057]
对实施例15～29和对比例1～3所述应用的效果进行测试，测试数据如表2所示。
[0058]
表2
[0059][0060]
从表2中可知，与实施例相比，对比例1～2的综合性能明显更差，表明对胶粉进行活化处理，并以偶联剂包覆石粉，可以明显增加反应型自粘防水卷材的粘结性能，提高其使用寿命。此外，对比实施例15、18、19的测试结果可知，石粉选用碳酸钙粉制备出的卷材的综合性能稍优于滑石粉和石英粉；对比实施例15、20、21的测试结果可知，偶联剂选用钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂时制备出的卷材的综合性能比硅烷偶联剂更好；对比实施例15、22～27的测试结果可知，基础油的成分及各成分的配比对性能的影响较大，当基础油为芳烃油和环烷烃油的混合物，并且两者的配比为1～2:1时，才能使制备的反应型自粘防水卷材具有更好的粘结性能。
[0061]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当
理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但并不脱离本发明技术方案的实质和范围。