用于防水卷材的沥青涂盖料及其制备方法、防水卷材与流程

1.本技术属于防水建材技术领域，具体涉及一种防水卷材的沥青涂盖料及其制备方法、防水卷材。


背景技术：

2.在建筑防水材料中，沥青防水卷材占有着较大的市场份额。相比于自粘聚合物改性沥青防水卷材，湿铺防水卷材对基面的干湿程度要求较低，可以在无明水的潮湿基面上直接施工，使用比较广泛。
3.然而，湿铺防水卷材在施工场地常常户外存放。受光、热、氧等自然因素的影响，湿铺防水卷材会发生老化现象。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术提供一种耐老化湿铺防水卷材及其制备方法，旨在解决湿铺防水卷材户外存放过程中易老化和褶皱问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种用于防水卷材的沥青涂盖料，所述沥青涂盖料以重量份数计包括如下组分：
6.基质沥青：80份；
7.热塑性橡胶：10-20份；
8.耐老化助剂：5-10份，其中，所述耐老化助剂选自磷酸、焦磷酸、多聚磷酸、冠硫醚、马来酸酐或其组合；
9.软化油：20-30份；
10.丁苯橡胶：10-20份；
11.填料：5-50份；
12.胶粉：10-40份。
13.根据本技术的一个方面的实施例，所述沥青涂盖料以重量份数计包括如下组分：
14.基质沥青：80份；
15.热塑性橡胶：18-20份；
16.耐老化助剂：8-10份；
17.软化油：20-25份；
18.丁苯橡胶：18-20份；
19.填料：40-50份；
20.胶粉：20-40份。
21.根据本技术的一个方面的实施例，所述基质沥青包括重交沥青70#、重交沥青90#、沥青f400#或其组合。
22.根据本技术的一个方面的实施例，所述热塑性橡胶的重均分子量为100000～450000；熔体指数为0.6～4.9g/10min。
23.根据本技术的一个方面的实施例，所述软化油选自基础油、芳烃基油、伊朗油或其组合。
24.根据本技术的一个方面的实施例，所述丁苯橡胶的重均分子量为100000～450000，熔体指数为4～6.5g/10min。
25.根据本技术的一个方面的实施例，所述填料为滑石粉、重钙、轻质碳酸钙、高岭土、凹凸棒土、膨润土和硅微粉中的一种或多种的混合物。
26.第二方面，本技术实施例提供了用于防水卷材的沥青涂盖料的制备方法，包括以下步骤：
27.按照第一方面所述重量份准备原料；
28.熔融步骤，将基质沥青和软化油进行混合并加热，以使所述基质沥青全部熔融而得到熔融物；
29.分散步骤，在升温条件下，向所述熔融物中依次加入热塑性橡胶、丁苯橡胶、胶粉和填料，并分散均匀，得到沥青涂盖料。
30.第三方面，本技术实施例提供了第一方面所述的防水卷材，所述防水卷材包括：
31.膜基层；
32.第一盖料层和第二盖料层，分别设于所述膜基层上下表面，其中，所述第一盖料层和所述第二盖料层分别包括第一方面所述的沥青涂盖料；
33.阻隔层，设于所述第一盖料层和所述第二盖料层中任意一表面。
34.根据本技术的一个方面的实施例，所述阻隔层包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物或其组合。
35.与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果：
36.本技术提供的沥青涂盖料以重量份数计包括如下组分：基质沥青：80份；热塑性橡胶：10-20份；耐老化助剂：5-10份，其中，所述耐老化助剂选自磷酸、焦磷酸、多聚磷酸、冠硫醚、马来酸酐或其组合；软化油：20-30份；丁苯橡胶：10-20份；填料：5-50份；胶粉：10-40份。在保证高温性能(耐热性)富余的前提下，基质沥青的用量应予以控制，否则将影响到卷材的低温柔性；应使用适当比例的软化油除保证老化前、后低温柔性充裕的富余量外，不至于对耐热性产生过大的负面影响；控制热塑性橡胶的用量，除调控涂盖料粘度外，主要使得卷材具有合适的内聚力和初粘力从而保证其粘结强度；通过控制合适的胶粉用量，提供一定的高低温性能，保证涂盖料的粘稠度；同时，基质沥青中含有可反应的基团与耐老化助剂中的基团发生反应，使基质沥青与耐老化剂发生化学链接，提高了沥青涂盖料中各组分的相容性，从而提高耐老化性能，用于防水卷材，使其老化前后低温性能、老化前后剥离强度除满足gb/t 35467-2017的要求外有着充足的衰减富余量，且抗老化性能优异。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
38.图1为本技术实施例提供的沥青涂盖料的制备方法流程示意图；
39.图2为本技术实施例3和对比例3提供的经过老化处理的防水卷材表面图。
具体实施方式
40.为了使本技术的申请目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本技术，并非为了限定本技术。
41.为了简便，本技术仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
42.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及其两种以上。
43.本技术的上述申请内容并不意欲描述本技术中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
44.现有技术中，针对湿铺防水卷材户外存放易老化和外观褶皱问题的常用解决办法是：提高卷材中改性沥青的软化点、增加配方中改性剂的比重，使其在户外放置期间即便受高温、高寒等天气影响，沥青层的软硬变化幅度较小且性能衰减速度减缓进而达到耐老化目的。提高改性沥青软化点将增加涂盖料的硬度，意味着着改性沥青的内聚力增加。对于湿铺防水卷材而言，在已经与基层满粘且剥离时发生内聚破坏的前提条件下，此时内聚力增强等同于初粘力减弱，那么将导致其与基层的粘结将不再属于完全内聚破坏的理想状态；另外，沥青软化点提升的同时，如果控制不当将引起低温柔性的下降，除非必要时需要适当牺牲低温性能来提升高温性能。这时往往需要适当增加可改善低温性能的改性剂或助剂的比例或引入其他助剂来补偿低温柔性。
45.综合来看，现有技术解决耐老化问题有可能使得卷材的低温性能乃至其综合性能下降，也可能使得成本增加。以上现有方法解决湿铺防水卷材户外存放过程中的老化等性能问题并非十分理想。
46.基于此，发明人进行了大量的研究，发现可以通过优化沥青涂盖料配方，进而使热塑性橡胶与耐老化助剂的协同作用下，使湿铺防水卷材具有优异的抗老化性能，同时保证其他性能符合防水卷材的要求。
47.沥青涂盖料
48.本技术第一方面的实施例提供了一种用于防水卷材的沥青涂盖料，所述沥青涂盖料以重量份数计包括如下组分：
49.基质沥青：80份；
50.热塑性橡胶：10-20份；
51.耐老化助剂：5-10份，其中，所述耐老化助剂选自磷酸、焦磷酸、多聚磷酸、冠硫醚、
马来酸酐或其组合；
52.软化油：20-30份；
53.丁苯橡胶：10-20份；
54.填料：5-50份；
55.胶粉：10-40份。
56.根据本技术实施例，过多的基质沥青将削弱老化前、后的低温性能，因此控制基质沥青为80重量份。基质沥青中组分较为复杂，包括多芳环、杂环衍生物、芳环、环烷烃和杂环等重复单元结构的混合物，在受热时能产生活性位点，另外，基质沥青中的酸性和碱性基团可以与耐老化助剂的相应基团发生反应。本技术实施例中，基质沥青与耐老化助剂中含有的官能团如磷酸基团、酸酐基团、硫醚基团等可以发生反应，从而将至少部分耐老化助剂接枝到基质沥青的分子链上。经过上述反应改性后的基质沥青分子包含具有非极性和极性部分，由此也能改善涂盖料中各组分之间的相容性和整个体系稳定性，由此有利于减缓沥青涂盖料及防水卷材的老化性能衰减。
57.根据本技术的实施例，由于沥青涂盖料属于非均质材料，且各组分间极性差异显著，涂盖料用于防水卷材时容易出现相分离而导致卷材自身性能衰减。通过使用可化学改性基质沥青的特定耐老化助剂，得到具有增容效果的改性沥青，一定程度上可有效缓解涂盖料中各组分间由于极性差异而导致的相分离，从而改善组分间的相容性和分散性；使得涂盖料在老化过程中不会轻易出现相分离的现象，最终使得沥青卷材具有较好的耐老化特性。
58.在一些实施例中，所述沥青涂盖料以重量份数计包括如下组分：
59.基质沥青：80份；
60.热塑性橡胶：18-20份；
61.耐老化助剂：8-10份；
62.软化油：20-25份；
63.丁苯橡胶：18-20份；
64.填料：40-50份；
65.胶粉：20-40份。
66.在一些实施例中，所述基质沥青包括重交沥青70#、重交沥青90#、沥青f400#或其组合。
67.根据本技术实施例，基质沥青的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，当基质沥青选自上述种类，能够兼具良好的高低温性能和较强的粘接力。由此，湿铺防水卷材能够具备高良好的耐候性和粘接性能，从而能够在使用后期拥有优异的防水性能。
68.在一些实施例中，所述热塑性橡胶的重均分子量为100000～450000；熔体指数为0.6～4.9g/10min；热塑性橡胶可以选自samyh-1901h、sbs或sis，或其组合。
69.根据本技术实施例，热塑性橡胶的重均分子量可以为120000～340000，也可以为140000～300000，分子量对热塑性橡胶的使用性能和加工性能具有一定的影响。将热塑性橡胶的分子量控制在上述合适的范围内，可以使热塑性橡胶具有良好的高低温性能。
70.在一些实施例中，所述软化油选自基础油、芳烃基油、伊朗油或其组合。
71.根据本技术实施例，软化油的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。
72.在一些实施例中，所述丁苯橡胶的重均分子量为100000～450000，熔体指数为4～6.5g/10min。
73.根据本技术实施例，丁苯橡胶的重均分子量可以为100000～450000，还可以为150000～250000，分子量对橡胶的使用性能和加工性能都有很大的影响。当丁苯橡胶的分子量大时，分子间作用力相应增大，分子链不易移动，其拉伸强度和弹性变大，可塑性降低，加工性变差。反之，当丁苯橡胶的分子量小时，分子间作用力相应减小，分子链易于移动，改进了丁苯橡胶的可塑性和加工性能。将丁苯橡胶的分子量控制在上述合适的范围内，可以使丁苯橡胶具有良好的加工性能和使用性能，进而改善丁苯橡胶的低温柔性和耐油性能。
74.在一些实施例中，所述填料为滑石粉、重钙、轻质碳酸钙、高岭土、凹凸棒土、膨润土和硅微粉中的一种或多种的混合物。
75.根据本技术实施例，填料的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。
76.本技术第二方面的实施例提供了第一方面所述的沥青涂盖料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
77.s1.按照所述重量份准备原料；
78.s2.熔融步骤，将基质沥青和软化油进行混合并加热，以使所述基质沥青全部熔融而得到熔融物；
79.s3.分散步骤，在升温条件下，向所述熔融物中依次加入热塑性橡胶、丁苯橡胶、胶粉和填料，并分散均匀，得到沥青涂盖料。
80.根据本技术实施例，湿铺防水卷材不论聚酯胎基还是高分子膜基，具体生产步骤可以为：按照所述重量份准备原料，向反应釜中顺序加入对应量的基质沥青、软化油，升温到120～140℃后开启搅拌融化，搅拌频率可以为30～35hz，实现基质沥青和软化油熔融得到熔融物；待温度上升到150～165℃左右依次向反应釜中加入sbs、sbr等改性剂，本技术实施例中加入热塑性橡胶和丁苯橡胶，还可以加入其他改性剂，搅拌频率可以为45～50hz；升温到165～175℃加入胶粉继续搅拌，在此温度下混合改性3～4h；待聚合物全部溶化后缓慢加入填料，温度保持170～175℃搅拌1～1.5h，降温至160～170℃即可制得沥青涂盖料。
81.本技术第三方面实施例提供了第一方面所述的防水卷材，所述防水卷材包括：
82.膜基层；
83.第一盖料层和第二盖料层，分别设于所述膜基层上下表面，其中，所述第一盖料层和所述第二盖料层分别包括第一方面所述的沥青涂盖料；
84.阻隔层，设于所述第一盖料层和所述第二盖料层中任意一表面。
85.根据本技术实施例，根据gb/t 35467-2017湿铺防水卷材，膜基层的增强材料可以为高分子膜基防水卷材和聚酯胎基防水卷材(py类)。
86.对于聚酯胎基防水卷材，需要先将胎基预浸，后挤压烘干，覆料成型，冷却展平，收卷包装，得到本技术实施例的防水卷材；对于高分子膜基的湿铺防水卷材，只需覆料成型，冷却展平，收卷包装即可得到本技术实施例的防水卷材。
87.根据本技术的一个方面的实施例，所述阻隔层包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物或其组合。
88.根据本技术的实施例，阻隔层的阻透性最好的材料为乙烯-乙烯醇共聚物。它不仅具有良好的加工性能，热稳定性，耐磨性、耐油性和耐候性，而且对气体、气味、香料、溶剂等
具有极佳的阻隔性。另外，阻隔层的撕裂力需要达到gb/t 35467-2017的要求，氧气透过率≤100cc/
㎡
/day，且可以辅助耐老化。
89.实施例
90.下述实施例更具体地描述了本技术公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本技术公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
91.实施例1
92.沥青涂盖料
93.本技术实施例提供了一种用于防水卷材的沥青涂盖料，所述沥青涂盖料以重量份数计包括如下组分：基质沥青90#(来自中石油燃料油有限责任公司)：80份；热塑性橡胶(型号为samyh-1901h，来自湖南岳阳巴陵石化有限公司)：10份；耐老化助剂(来自广州千明科学仪器有限公司)：5份；软化油61#(来自中山市三角镇汇源润滑材料厂)：20份；丁苯橡胶(型号为gsbr，来自山东高氏科工贸有限公司)：10份；填料200目重钙(来自湖北鹏源新材料有限公司)：5份；60目轮胎胶粉(来自衡水宗明橡塑科技有限公司)：10份。耐老化助剂选自磷酸、焦磷酸,磷酸和焦磷酸质量比2:1总质量分数75％。
94.沥青涂盖料的制备方法，包括以下步骤：
95.(1)按照配比将沥青、软化油混合后，并升温至120～140℃后开启搅拌融化，搅拌频率可以为30～35hz，实现基质沥青和软化油熔融得到熔融物；
96.(2)按照配比向步骤(1)熔融物中加入热塑性橡胶和丁苯橡胶后，升温至150～165℃；搅拌频率为45～50hz；升温到165～175℃加入胶粉继续搅拌，在此温度下保温3～4h。
97.(3)按照配比向步骤(2)保温后的混合物加入轮胎胶粉，升温至165～175℃，并在该温度下以1000rpm的转速剪切分散3～4h；
98.(4)向步骤(3)剪切分散后的混合物加入待聚合物全部溶化后缓慢加入填料，温度保持170～175℃搅拌1～1.5h，转速剪切分散1.5h，降温至160～170℃得沥青涂盖料。
99.沥青防水卷材
100.一种沥青防水卷材，包括：
101.膜基层，膜基层为高分子膜基；第一盖料层和第二盖料层，分别设于所述膜基层上下表面，其中，所述第一盖料层和所述第二盖料层包括第一方面所述的沥青涂盖料；阻隔层，设于所述第一盖料层和所述第二盖料层中任意一表面。可以先将胎基预浸，后挤压烘干，覆料成型，冷却展平，收卷包装，得到本技术实施例的防水卷材。
102.实施例2
103.本技术实施例提供了一种用于防水卷材的沥青涂盖料，所述沥青涂盖料以重量份数计包括如下组分：基质沥青90#(来自中石油燃料油有限责任公司)：80份；热塑性橡胶(型号为samyh-1901h，来自湖南岳阳巴陵石化有限公司)：20份；耐老化助剂(来自广州千明科学仪器有限公司)：10份；软化油61#(来自中山市三角镇汇源润滑材料厂)：30份；丁苯橡胶(型号为gsbr，来自山东高氏科工贸有限公司)：20份；填料200目重钙(来自湖北鹏源新材料有限公司)：10份；60目杂胶粉(来自衡水宗明橡塑科技有限公司)：15份。耐老化助剂选自多
聚磷酸、冠硫醚、马来酸酐，聚磷酸、冠硫醚和马来酸酐的质量比4:1:1，总质量分数90％。
104.沥青防水卷材
105.一种沥青防水卷材，包括：膜基层，膜基层为聚酯胎基；第一盖料层和第二盖料层，分别设于所述膜基层上下表面，其中，所述第一盖料层和所述第二盖料层包括第一方面所述的沥青涂盖料；阻隔层，设于所述第一盖料层和所述第二盖料层中任意一表面。
106.可以先将胎基预浸，后挤压烘干，覆料成型，冷却展平，收卷包装，得到本技术实施例的防水卷材。
107.实施例3
108.沥青涂盖料的制备、防水卷材同实施例1，区别在于：本技术实施例提供了一种用于防水卷材的沥青涂盖料，所述沥青涂盖料以重量份数计包括如下组分：基质沥青：80份；热塑性橡胶：15份；耐老化助剂：8份；软化油：26份；丁苯橡胶：14份；填料：32份；胶粉：28份。
109.实施例4
110.沥青涂盖料的制备、防水卷材同实施例3，区别在于：本技术实施例提供了一种用于防水卷材的沥青涂盖料，所述沥青涂盖料以重量份数计包括如下组分：基质沥青：80份；热塑性橡胶：18份；耐老化助剂：6份；软化油：24份；丁苯橡胶：17份；填料36份；胶粉：32份。
111.对比例1
112.沥青涂盖料的制备、防水卷材同实施例1，区别在于，沥青涂盖料中不包含耐老化助剂。
113.对比例2
114.沥青涂盖料的制备、防水卷材同实施例1，区别在于，沥青涂盖料中不包含热塑性橡胶，采用粉末丁苯橡胶替代。
115.对比例3
116.沥青涂盖料的制备、防水卷材同实施例3，区别在于，防水卷材中不包含阻隔层。
117.测试部分
118.老化测试，将实施例和对比例制得的防水卷材低温柔性热处理试样置于80℃鼓风干燥箱7d，而水泥砂浆剥离强度热处理试样置于70℃鼓风干燥箱7d进行老化测试，测得的结果如表1所示。
119.将实施例和对比例制得的防水卷材通过gb/t 35467-2017中水泥砂浆剥离强度测试的方法进行测试，测得的未处理和热处理7d水泥砂浆剥离强度结果如表1所示。
120.将实施例和对比例制得的防水卷材通过gb/t 328.14的方法进行测试，测得的未处理和热处理7d低温柔性结果如表1所示。
121.将实施例和对比例制得的防水卷材涂盖料通过t 0606-2000环球法进行测试，测得的软化点结果如表2所示。
122.表1老化前后性能对比。
[0123][0124]
表2实施例和对比例防水卷材涂盖料软化点测试结果。
[0125]
样品软化点/℃实施例189.5实施例288.8实施例389.4实施例489.1对比例188.7对比例288.6对比例389.3
[0126]
由上表1～2可知，相比对比例而言，对应的实施例的防水卷材涂盖料软化点变化幅度相对较小，而耐老化性能良好，说明本技术提供的防水卷材在耐老化方面优势突出。
[0127]
防皱测试：将制备的防水卷材样块放在70℃鼓风干燥箱热处理7d，图中所用改性沥青相同，上表面材料相同，下表面隔离膜：a样为抗褶皱阻隔膜，b样为普通pe膜。抗褶皱效果如图2所示，左图为实施例3的经过老化处理检测的防水卷材，右图为对比例3经过老化处理检测的防水卷材，从图可知，实施例的防水卷材没有起皱，对比例的起皱明显。
[0128]
综上所述，首先，本技术中防水卷材没有通过提高沥青软化点而牺牲卷材低温性能；在耐老化方面，没有显著增加改性剂的比例来实现减缓沥青卷材性能衰减。本技术的技术方案通过优化配方，优选原材料和耐老化助剂制备沥青涂盖料，并且以带阻隔性且抗褶皱的塑料薄膜作为表面材料，进而达到了有效解决卷材老化过程中的性能衰减和褶皱问题，从而延长了卷材的使用寿命和保障了防水工程的安全性。其操作简单，实用性强。
[0129]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。