一种高抗滑移预铺防水卷材及其制备方法与流程

本发明属于防水建筑材料技术领域，具体涉及一种高抗滑移预铺防水卷材及其制备方法。

背景技术：

目前已知的高分子预铺防水卷材通常以高分子片材为载体，热熔压敏胶作为胶层，表面附上沙砾作为防粘层。该类产品相互搭接从而形成可靠的防水效果，采用预铺反粘的形式进行施工，广泛应用于地下室、地下管廊、地铁或隧道等工程领域。

然而目前高分子预铺防水卷材的片材载体通常以改性高密度聚乙烯为主，施工时直接接触水泥地面，由于高分子聚乙烯的结晶度高，摩擦系数低，导致其防水卷材的抗滑移性能差，给施工带来困难。同时使用过程中因地震等地质灾害引起的地壳运动对建筑结构的滑移破坏，无可避免地造成防水卷材的滑移错位，增加了防水卷材的应力破损和窜水的可能性。

现有技术中揭示了一些手段以提高预铺防水卷材的滑移性能，如在预铺防水卷材的底面设置一些凸点以提高预铺防水卷材与地面之间的防滑性能。这种方式虽能一定程度的提高抗滑移性能，但抗滑移性还是较差。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种抗滑移性优异的预铺防水卷材。

本发明还提供一种预铺防水卷材的制备方法。

为达到上述目的，采取的技术方案为：

一种抗滑移预铺防水卷材，包括依次层叠设置的基材层、胶粘层及防粘层，所述基材层包括上层和下层，所述上层和下层由第一材料和第二材料共挤成型制备，所述第一材料的原料配方包括基体树脂和聚烯烃弹性体；所述第二材料的原料配方包括聚烯烃弹性体。

在本发明的一些优选实施方式中，所述聚烯烃弹性体的密度小于等于0.88g/cm³，熔融指数（190℃，2.16kg）小于等于8g/10min。采用密度小于等于0.88g/cm³的聚烯烃弹性体能够一定程度的提高预铺防水卷材的静摩擦系数，从而提高预铺防水卷材的抗滑移性。

在本发明的一些优选且具体实施方式中，所述聚烯烃弹性体选自丙烯基弹性体、乙烯基弹性体，其中，所述丙烯基弹性体为丙烯与c2~c8烯烃的共聚物；所述乙烯基弹性体为乙烯与c3~c8烯烃的共聚物。

进一步优选地，所述丙烯基弹性体为丙烯与选自乙烯、异丁烯、1-丁烯、1-已烯、1-辛烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-戊烯、1-庚烯、4-甲基-1-戊烯中的一种或多种的共聚物；所述乙烯基弹性体为乙烯与选自丙烯、异丁烯、1-丁烯、1-已烯、1-辛烯、1-戊烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-庚烯、4-甲基-1-戊烯中的一种或多种的共聚物。

进一步更优选地，所述聚烯烃弹性体为丙烯-乙烯共聚物、乙烯-alpha-丁烯共聚物、乙烯-alpha-辛烯共聚物中的一种或多种的组合。

如所述丙烯基弹性体选择包括但不限于埃克森美孚的丙烯-乙烯共聚物vistamaxx6102(密度为0.862g/cm³)、美国陶氏的丙烯-乙烯共聚物versify2300(密度为0.867g/cm³)、利安德巴塞尔的丙烯-乙烯共聚物ca10a（密度为0.880g/cm³）中的一种或多种的组合，所述乙烯基弹性体选择包括但不限于美国陶氏的乙烯-辛烯共聚物engage8150(密度为0.868g/cm³)、三井公司的乙烯-辛烯共聚物tafmerdf740(密度为0.870g/cm³)中的一种或多种的组合。

在本发明的一些优选实施方式中，所述第一材料中的聚烯烃弹性体和所述第二材料中的聚烯烃弹性体选自同类型的聚烯烃弹性体。优选地，所述第一材料中的聚烯烃弹性体和所述第二材料中的聚烯烃弹性体选自完全相同的聚烯烃弹性体。

所述同类型指的是都选自丙烯基弹性体，或都选自乙烯基弹性体，或都选自丙烯基弹性体与乙烯基弹性体的混合物。

在本发明的一些实施方式中，按重量百分含量计，所述聚烯烃弹性体占所述第二材料的比例为50%~100%。

在本发明的一些优选且具体实施方式中，按重量份计，所述的第二材料的原料配方如下：

聚烯烃弹性体50~100份；

聚丙烯0~30份；

橡胶0~30份；

增粘树脂0~30份；

助剂0~3份。

所述第二材料中添加一定量的橡胶和/或增粘树脂能够提高基材层的静摩擦系数，然而若是橡胶的添加过量，则容易造成物料的分散不匀，挤出成型困难；若是增粘树脂添加过量，则造成物料的熔体强度过差，不能挤出成型，并且导致材料的断裂伸长率下降过大。优选地，所述橡胶的添加量为20份；所述增粘树脂的添加量为15份。

在本发明的一些进一步优选实施例中，按重量份计，所述第二材料的原料配方如下：

聚烯烃弹性体60~100份；

聚丙烯0~10份；

橡胶0~20份；

增粘树脂0~15份；

助剂0.1~1份；

所述聚烯烃弹性体中包含有密度小于等于0.87g/cm³的丙烯基弹性体，所述聚丙烯的添加量不为0且所述聚丙烯与所述密度小于等于0.87g/m³的丙烯基弹性体的质量比为1:9~30。

优选地，所述聚丙烯与所述密度小于等于0.87g/m³的丙烯基弹性体的质量比为1:15~25。

所述聚烯烃弹性体中加入密度小于等于0.87g/cm³的丙烯基弹性体能够有效提升预铺防水卷材的抗滑移性。

所述聚丙烯的加入有助于提高聚烯烃弹性体的结晶温度和结晶速率，有效提高加工便利性和基材层的下层表面平整度，然而若是聚丙烯的添加过量，则造成卷材柔韧性变差，抗滑移效果下降。优选地，所述聚丙烯的熔融指数（230℃，2.16kg）小于等于10g/10min。更优选地，所述聚丙烯的熔融指数（230℃，2.16kg）大于等于0.5g/10min小于等于10g/10min。

优选地，所述密度小于等于0.87g/cm³的丙烯基弹性体占所述聚烯烃弹性体总质量的60~100%。

在本发明的另一些优选实施例中，按重量份计，所述第二材料的原料配方如下：

聚烯烃弹性体60~100份；

橡胶0~20份；

增粘树脂0~15份；

助剂0.1~1份；

所述聚烯烃弹性体为乙烯基弹性体、密度大于0.87g/cm³小于等于0.88g/cm³的丙烯基弹性体中的一种或多种的组合。

在本发明的一些实施例中，所述橡胶为丁基橡胶、丁腈橡胶中的一种或二者的组合。

在本发明的一些实施例中，所述增粘树脂为氢化松香树脂、氢化c9石油树脂、氢化c5石油树脂、萜烯树脂、酚醛树脂、脂肪族石油树脂中的一种或多种的组合。

在本发明的一些实施例中，所述第二材料中所述助剂为抗氧剂、润滑剂、色母中的一种或多种的组合。

在本发明的一些实施方式中，所述基体树脂为聚乙烯、醋酸乙烯类聚合物中的一种或多种的组合。

在本发明的一些优选且具体实施方式中，按重量百分含量计，所述第一材料的原料配方包括以下组分：聚烯烃弹性体8~13%、相容剂6~9%、助剂0.1~1%、余量为所述基体树脂。

优选地，所述基体树脂为高密度聚乙烯和茂金属催化线性低密度聚乙烯按质量比为2~4:1的组合。

所述相容剂如可以是马来酸酐接枝物，具体可以是马来酸酐接枝聚乙烯。

在本发明的一些实施例中，所述第一材料中所述助剂为抗氧剂、润滑剂、色母中的一种或多种的组合。

在本发明的一些实施方式中，所述胶粘层为热熔压敏胶层或聚脲材料胶粘层。所述下层与所述胶粘层具有良好的相容性，优异的粘接性能，方便搭接，保障施工方便可靠。

在一些优选且具体实施方式中，按质量百分含量计，所述热熔压敏胶层的原料配方包括以下组分：合成橡胶20~30%；软化剂20~30%；增粘树脂45~55%；抗氧剂0.2~0.8%；紫外稳定剂0.5~1%。

所述胶粘层中的所述增粘树脂为氢化松香树脂、氢化c9石油树脂、氢化c5石油树脂、萜烯树脂、酚醛树脂、脂肪族石油树脂中的一种或几种的组合。

在一些优选且具体实施方式中，所述聚脲材料胶粘层是采用第一组分和第二组分在30~50℃下反应制得，其中，所述第一组分为异氰酸酯聚脲预聚体，其原料包括异氰酸酯和位阻仲胺；

所述第二组分的原料配方包括端氨基聚醚、胺类扩链剂、增塑剂、抗氧剂、消泡剂和色浆，其中，所述端氨基聚醚、胺类扩链剂、增塑剂的投料质量比为1.8~2.2:1:1.8~2.2，所述抗氧剂占所述第二组分总原料重量的0.1~0.5%，所述消泡剂占所述第二组分总原料重量的0.05~0.15%，所述色浆占所述第二组分总原料重量的0.05~0.15%。

优选地，所述第一组分和第二组分的投料质量比为1:0.2~0.7。

所述聚脲材料胶粘层中，所述位阻仲胺为聚天门冬氨酸酯树脂；所述异氰酸酯包括但不限于甲苯二异氰酸酯；所述端氨基聚醚为伯氨基聚醚，选择如亨斯曼公司t3000伯氨基聚醚；所述胺类扩链剂选择如万华公司的6200。

在本发明的一些实施方式中，所述防粘层为防粘颗粒层。优选地，所述防粘层的颗粒粒径为30~80目。在一些具体实施方式中，所述防粘层的颗粒是防粘矿物颗粒，是通过在特种白水泥中添加助剂混合后，水化固化后，粉碎制得。所述防粘颗粒层中，所述助剂包括聚羧酸减水剂0.1~0.5%、消泡剂0.01~1%和缓凝剂0.01~0.05%，其他为所述特种白水泥，以上各组分的百分含量以助剂和特种白水泥重量和为100%计算。

在本发明的一些实施方式中，所述上层的厚度为0.7~1.5mm，所述下层的厚度为0.1~0.3mm。

在本发明的一些实施方式中，所述胶粘层的厚度为0.25~0.5mm，所述防粘层的厚度为0.3~0.6mm。

本发明采取的另一技术方案：所述抗滑移预铺防水卷材的制备方法，包括以下步骤：

（1）使所述第一材料、第二材料分别熔融，共挤得到具有上层和下层的基材层；

（2）在所述基材层的上层上依次制备胶粘层和防粘层。

在本发明的一些实施方式中，步骤（1）中，将所述第一材料加入第一双螺杆挤出机、第二材料加入第二双螺杆挤出机分别熔融，然后通过共挤模头复合挤出，冷却定型，得到所述基材层，其中，所述第一双螺杆挤出机的喂料段的温度20~35℃，熔融段的温度为130~190℃，计量段的温度为190~200℃，喂料速率为15~25rpm；所述第二双螺杆挤出机的喂料段的温度为20~35℃，熔融段的温度为130~190℃，计量段的温度为190~195℃，喂料速率55~80rpm；模头温度为190~200℃。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明通过将基材层设置为上层和下层二层结构，上层和下层共挤制备，并且下层采用聚烯烃弹性体为主要原料制备得到，使得预铺防水卷材不仅具有高的静摩擦系数，为预铺防水卷材提供优异地抗滑移效果，施工便捷，还具有优异的力学性能及具有较大的与搭接边的粘接力。并且基材层的上层和下层共挤制备，预铺防水卷材加工工艺简单。

附图说明

图1为实施例1的预铺防水卷材的结构示意图；

图中，1、基材层；1a、上层；1b、下层；2、热熔压敏胶层；3、防粘层。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便本领域技术人员更好理解和实施本发明的技术方案，但并不因此将本发明限制在所述的实例范围之中。

实施例1

本实施例的高抗滑移预铺防水卷材，如图1所示，包括依次层叠设置的基材层1、胶粘层2和防粘层3，基材层1包括上层1a和下层1b，上层1a和下层1b由第一材料和第二材料共挤成型制备，其中，

上层1a的第一材料的原料配方如表1所示。

表1为上层的第一材料的原料配方（按质量份计）

下层1b的第二材料的原料配方如表2所示。

表2为下层的第二材料的原料配方（按质量份计）

本例的高抗滑移预铺防水卷材通过以下方法制备得到：

（1）基材层1的上层1a和下层1b共挤成型

将第一材料加入搅拌机混合20min后，投入使用共挤模头的第一挤出机中，并控制第一挤出机的各段温度如下：喂料段为室温、熔融段为130~190℃、计量段190~200℃、模头温度为200℃，控制喂料速率为60rpm，熔融双螺杆转速为250rpm。

将第二材料加入搅拌机混合20min后，投入第二挤出机中，并控制第二挤出机的各段温度如下：喂料段为室温、熔融段为130~190℃、计量段190℃、模头温度为190℃，控制喂料速率为20rpm，熔融双螺杆转速为250rpm。

将熔融的第一材料和第二材料输送至共挤模头中复合挤出，并控制熔融料出模头的层厚比为85:15，并穿过第一压光辊和第二压光辊之间冷却压光，其中，第一压光辊温度为60℃，第二压光辊温度为50℃，第一压光辊和第二压光辊的间距为0.95mm；经过压光后的复合片材穿过第二压光辊和第三压光辊之间冷却压光，其中，第三压光辊温度为40℃，收卷，得到具有上层1a和下层1b的共挤复合基材层片材卷。

（2）胶粘层的制备

本实施例中的胶粘层为热熔压敏胶，按照sis橡胶、环烷油、氢化c5石油树脂的质量比25：25：50的组合，再按热熔压敏胶总重量的0.3%和0.5%的抗氧剂和紫外稳定剂，通过双螺杆挤出机混合，挤出涂布在再放卷的由步骤（1）制备的共挤复合片材的上层1a上形成胶粘层2。其中挤出机喂料速度为20rpm，螺杆转速110rpm，挤出机温度设置为：喂料段室温、压缩段90~100℃、计量段120~140℃、涂布温度为140-150℃。胶粘层2厚度为0.25mm。

（3）防粘层的制备

将特种白水泥99.62%、聚羧酸减水剂0.3%、消泡剂0.06%和缓凝剂0.02%混合后，加水固化，在标准条件下养护7天后，再通过粉碎机粉碎成粒径为30~80目的防粘颗粒，防粘颗粒均匀洒在胶粘层2上，通过橡胶辊碾压成型，制得防粘层3，防粘层3厚度为0.3mm。

实施例2

本实施例的高抗滑移预铺防水卷材，其结构同实施例1，预铺防水卷材中除基材层的下层的原料配方与实施例1不同之外，其余层（包括上层、胶粘层及防粘层）的原料配方均同实施例1，各层的制备方法也同实施例1。

本例中，下层的第二材料的原料配方如表3所示。

表3为实施例2的下层的第二材料的原料配方

实施例3

本实施例的高抗滑移预铺防水卷材，其结构同实施例1，预铺防水卷材中除基材层的下层的原料配方与实施例1不同之外，其余层（包括基材层的上层、胶粘层及防粘层）的原料配方均同实施例1，各层的制备方法也同实施例1。

本例中，下层的第二材料的原料配方如表4所示。

表4为实施例3的下层的第二材料的原料配方

实施例4

本实施例的高抗滑移预铺防水卷材，其结构同实施例1，预铺防水卷材中的基材层的上层、防粘层的原料配方均同实施例1。本实施例中的基材层、防粘层的制备方法也同实施例1。

本例中，下层的第二材料的原料配方如表5所示。

表5为实施例4的下层的第二材料的原料配方

本例中，胶粘层的制备如下：

本实施例中的胶粘层为聚脲材料胶粘层，将预制的第一组分和第二组分按照1：0.5的质量比分别加入反应釜中40℃反应2h，待物料充分反应后，升温到180℃，使其粘度减小并涂覆到高分子基材上，再在涂覆的聚脲材料上按照实施例1的方法覆盖防粘层，然后进入烘箱加热固化制成成品卷材。

其中，第一组分为异氰酸酯聚脲预聚体：将聚天门冬氨酸酯树脂在120℃脱水至水分含量300ppm以下，然后加入未脱水聚天门冬氨酸酯树脂同等重量的甲苯二异氰酸酯，在80℃下反应直至取样测量的nco的质量分数达到预设值2%结束反应，得到第一组分。

其中，第二组分的制备如下：将端氨基聚醚t3000、胺类扩链剂6200和增塑剂按照重量比2：1：2在120℃下脱水至水分含量300ppm以下，然后降温到55℃，加入总重量0.2%抗氧剂、0.1%消泡剂和0.1%色浆搅拌均匀并脱泡后得到第二组分，并避光密封保存。

实施例5

本实施例的高抗滑移预铺防水卷材，其结构同实施例1，预铺防水卷材中除基材层的下层的原料配方与实施例1不同之外，其余层（包括基材层的上层、胶粘层及防粘层）的原料配方均同实施例1，各层的制备方法也同实施例1。

本例中，下层的第二材料的原料配方如表6所示。

表6为实施例5的下层的第二材料的原料配方

实施例6

本实施例的预铺防水卷材，其结构同实施例1，预铺防水卷材中除基材层的下层的原料配方与实施例1不同之外，其余层（包括基材层的上层、胶粘层及防粘层）的原料配方均同实施例1，各层的制备方法也同实施例1。

本例中，下层的第二材料的原料配方如表7所示。

表7为实施例6的下层的第二材料的原料配方

实施例7

本实施例的预铺防水卷材，其结构同实施例1，预铺防水卷材中除基材层的下层的原料配方与实施例1不同之外，其余层（包括基材层的上层、胶粘层及防粘层）的原料配方均同实施例1，各层的制备方法也同实施例1。

本例中，下层的第二材料的原料配方如表8所示。

表8为实施例7的下层的第二材料的原料配方

实施例8

本实施例的预铺防水卷材，其结构同实施例1，预铺防水卷材中除基材层的下层的原料配方与实施例1不同之外，其余层（包括基材层的上层、胶粘层及防粘层）的原料配方均同实施例1，各层的制备方法也同实施例1。

本例中，下层的第二材料的原料配方如表9所示。

表9为实施例8的下层的第二材料的原料配方

对比例1

本对比例提供的预铺防水卷材，包括依次设置的基材层、胶粘层和防粘层，其中，基材层为一层结构，该一层结构的原料配方同实施例1的基材层的上层的第一材料的原料配方，制备方法同实施例1。

本例中，胶粘层、防粘层的制备同实施例1。

将实施例1~8和对比例1的预铺防水卷材，按照gb/t23457-2017进行物性检测，预铺防水卷材的静摩擦系数按照astmd1894-06《塑料薄膜和薄片动静摩擦系数的试验方法》，结果如表10和11所示。

表10为实施例1~5的预铺防水卷材的性能测试结果

表11为实施例6~8和对比例1的预铺防水卷材的性能测试结果

注：表中“搭接边粘接力”指的是预铺防水卷材搭接时，具有抗滑移的下层与胶粘层之间的粘接力。

由上述表中可见，将预铺防水卷材的基材层设置为上层和下层二层结构，且下层采用具有粘滞效应的聚烯烃弹性体为主要原料制备，使得预铺防水卷材相比现有的单层结构基材层的预铺防水卷材，断裂伸长率有所提高，特别是还具有高的静摩擦系数，为预铺防水卷材提供优异地抗滑移效果，施工便捷，并且具有优异的力学性能及具有较大的与搭接边的粘接力。再者基材层的上层和下层共挤制备，预铺防水卷材加工工艺简单。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。