一种耐久型沥青基自粘防水卷材及其制备方法与流程

本发明涉及防水建筑材料技术领域，更具体地，涉及一种耐久型沥青基自粘防水卷材及其制备方法。

背景技术：

自粘防水卷材由于在使用施工过程中无需加热火烤即可实现卷材与建筑基材的满粘，施工便捷，安全环保，是近些年来迅速发展起来的一款新型的沥青基自粘防水卷材。但由于防水卷材使用环境特殊性，在施工使用前容易受到户外光和热的影响，导致卷材出现老化，表现出与基材粘接性能和低温柔性下降，最终影响防水性能。

有人曾研究了两种紫外吸收剂(octabenzone和bumetrizole)对sk-70沥青的耐老化效果，结果表明bumetrizole能延缓沥青的紫外老化速率，但octabenzone却显著加剧了沥青的紫外老化速度。所以，目前对于改善沥青耐老化性还是存在很大的壁垒，主要由于存在以下几方面原因：

一方面，沥青对抗老剂具有比较高的选择性，且一般的抗老剂均存在成本较高的难题；另一方面，目前很少有对于如何提升沥青基防水卷材耐久性的研究报道。

技术实现要素：

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供了一种耐久型沥青基自粘防水卷，选用结构特殊的助剂，利用助剂内在结构特殊性，能有效阻止紫外线和氧气对沥青基卷材表面和内在结构的破坏，有效延缓沥青基防水卷材的老化，提升卷材使用寿命。

本发明的另一个目的在于，提供一种耐久型沥青基防水卷材的制备方法，通过调整和优化沥青基卷材的配方和制备过程，有效阻止紫外线和氧气对沥青基卷材表面和内在结构的破坏，有效延缓沥青基防水卷材的老化，提升卷材使用寿命。

本发明采取的技术方案是：

一种耐久型沥青基自粘防水卷，包括主体基材、覆盖于主体基材两侧的沥青基自粘涂盖料以及覆盖在沥青基自粘涂盖料外的上、下隔离保护层；

所述的沥青基自粘涂盖料由以下橡胶添加百分含量(phr)的原料构成：90#沥青100phr、200#沥青70～90phr、sbs改性剂6～10phr、丁苯橡胶6～10phr、胶粉35～45phr、助剂1～7phr、填料50～60phr；

其中，所述的助剂为含有无机、有机离子和/或络合离子复配而成的一种双金属多层状水滑石，无机金属阳离子选自mg²⁺、ni²⁺、co²⁺、al³⁺、cr3³⁺或fe³⁺中的一种，无机阴离子选自co3^2-、no^3-、cl^-、oh^-、so4^2-或po4^3-中的一种，有机阴离子选自c6h4(coo)2^2-。

本发明所填加的助剂是一种由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共价键的相互作用组装而成的化合物，将其分散于涂盖料中时，由于自身特殊的层状结构，一方面可以有效的吸收紫外线并转化为其他能量进行消耗；另一方面，还可以有效阻挡或延长光和氧在材料表面的内渗透，延缓自粘卷材涂盖料的光氧老化。本技术方案通过选用结构特殊的助剂，利用助剂内在结构特殊性，能有效阻止紫外线和氧气对沥青基卷材表面和内在结构的破坏，有效延缓沥青基防水卷材的老化，提升卷材使用寿命。

作为优选地，所述的主体基材为短纤聚酯胎，规格为180～280g/m²，不透水性≥98％。由于沥青基自粘防水卷材涂料与高分子主体基材不一样，拉伸强度一般较低，往往需要借助一些增强辅材才能真实反应出涂盖料的粘接性能。本技术方案中，关于所选用的涂盖料辅材为短纤聚酯胎，其具有抗拉强度大、延伸好、抗老化、耐腐蚀及耐高温等特点，并且无毒无害，在复合涂盖料过程中不会排放出有害物质。

作为优选地，所述的隔离防护层为透明pet单面离型膜，厚度为0.030～0.040mm，其经无溶剂硅油涂布，涂布量为0.3～0.8g/m²。具体的，所述隔离防护层为透明pet单面离型膜，厚度为0.038mm。

作为优选地，所述的sbs改性剂为线性结构，其苯乙烯含量为30％～40％，分子量150000～250000。由于线性结构的sbs改性剂较星型结构在改性沥青中具有更优的分散性能和熔融特性，本技术方案中采用线性结构；另外，由于sbs改性剂结构中，苯乙烯嵌段含量的高低直接影响改性剂改性沥青的高低温及分散性，在综合考虑涂盖料的使用特性后，本技术方案中采用苯乙烯含量为30％～40％，分子量150000～250000的sbs改性剂。

作为优选地，为了有效增强自粘卷材涂盖料的初始粘接性能及低温柔性，所述的丁苯橡胶为苯乙烯-丁二烯含量高于80％，含水量低于0.5％的粉末丁苯橡胶。

作为优选地，为在保持低温柔性同时提升自粘卷材涂盖料的高温性能，所述的胶粉为30～100目，橡胶含量40～80％的胶粉。

作为优选地，所述的填料为氢钙、重钙、滑石粉、碳酸钙、有机蒙脱土中的一种或多种。

本发明的另一个目的在于提供一种耐久型沥青基自粘防水卷材的制备方法，包括沥青基自粘涂盖料的制备，其制备过程包括以下步骤：

s1：往金属储料罐中按照比例加入90#和200#沥青，搅拌，升温至110℃～130℃，待沥青全部熔融后加入sbs改性剂及丁苯橡胶改性剂，升温至150℃～160℃，保温1～3小时；

s2：向s1中加入一定比例的胶粉，升温至160℃～180℃，保持高速剪切分散3～5小时；

s3：向s2中加入一定比例的助剂，保持恒温并高速剪切分散0.5～1小时；

s4：向s3中加入一定比例的填料，保持恒温并高速剪切分散0.5～1小时。

作为优选地，步骤s3中添加助剂是在步骤s2中添加胶粉完成后1～3小时内加入。为避免助剂结构特殊性对体系轻组分的选择性吸附，同时也为了让助剂在体系中具有更高的分散效应，所述的助剂应在加入高分子及胶粉等改性剂后加入体系中。

作为优选地，将制备的沥青基自粘涂盖料加入到主体基材中，成型，调整厚度，挤压，将隔离保护层分别压置于沥青基自粘涂盖料上下方，冷却后得到卷材。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种耐久型沥青基自粘防水卷材及其制备方法，选用结构特殊的助剂，利用助剂内在结构特殊性，在充分分散于沥青基卷材中的同时，调整和优化沥青基卷材的配方和制备过程，有效阻止紫外线和氧气对沥青基卷材表面和内在结构的破坏，有效延缓沥青基防水卷材的老化，提升卷材使用寿命。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

实施例1

本实施例一种耐久型沥青基自粘防水卷，包括主体基材、覆盖于主体基材两侧的沥青基自粘涂盖料以及覆盖在沥青基自粘涂盖料外的上、下隔离保护层；所述的沥青基自粘涂盖料由以下橡胶添加百分含量(phr)的原料构成：90#沥青100phr、200#沥青85phr、sbs改性剂7phr、丁苯橡胶9phr、胶粉38phr、助剂1phr、填料54phr；其中，本例选用的助剂由mg²⁺、al³⁺、oh^-、co3^2-以及c6h4(coo)2^2-复配而成。

作为优选地，所述的主体基材为短纤聚酯胎，规格为200g/m²，不透水性≥98％。

作为优选地，所述的隔离防护层为透明pet单面离型膜，厚度为0.035mm，其经无溶剂硅油涂布，涂布量为0.3～0.8g/m²。

作为优选地，所述的sbs改性剂为线性结构，其苯乙烯含量为30％，分子量180000。

作为优选地，所述的丁苯橡胶为苯乙烯-丁二烯含量为85％，含水量为0.2％的粉末丁苯橡胶。

作为优选地，所述的胶粉为60目，橡胶含量75％的胶粉。

作为优选地，所述的填料为重钙。

上述耐久型沥青基自粘防水卷材的制备方法，包括所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其制备过程包括以下步骤：

s1：往金属储料罐中按照比例加入100phr的90#和85phr的200#沥青，保持在1000rpm下搅拌，升温至130℃，待沥青全部熔融后加入7phr的sbs改性剂及9phr的丁苯橡胶改性剂，升温至160℃，保温1小时；

s2：向s1中加入38phr的60目胶粉，升温至180℃，保持1000rpm下剪切分散3小时；

s3：向s2中加入1phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时；

s4：向s3中加入54phr的重钙，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散1小时。

作为优选地，步骤s3中添加助剂是在步骤s2中添加胶粉完成后1～3小时内加入。

关于整个耐久型沥青自粘防水卷材的制备方法为：将上述制备的沥青基自粘涂盖料加入到主体基材中，成型，调整厚度至1.5mm，利用笨重的金属压辊进行挤压，将隔离保护层分别压置于沥青基自粘涂盖料上下方，冷却后得到卷材。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入3phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由mg²⁺、cr³⁺、oh^-、no3^3-以及c6h4(coo)2^2-复配而成；步骤s4：使用的填料为蒙脱土。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入3phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由mg²⁺、fe³⁺、oh^-以及po4^3-复配而成。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入3phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由co²⁺、fe³⁺、cl^-以及po4^3-复配而成；步骤s4：使用的填料为碳酸钙。

实施例5

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，

步骤s1：往金属储料罐中按照比例加入100phr的90#和86phr的200#沥青，保持在1000rpm下搅拌，升温至130℃，待沥青全部熔融后加入6phr的sbs改性剂及8phr的丁苯橡胶改性剂，升温至160℃，保温1小时；

步骤s2：向s1中加入40phr的60目胶粉，升温至180℃，保持1000rpm下剪切分散3小时；

步骤s4：向s3中加入53phr的填料，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。

实施例6

本实施例与实施例5的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入3phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由mg²⁺、cr³⁺、oh^-、no3^3-以及络合离子mno4^2--复配而成；步骤s4：使用的填料为蒙脱土。

实施例7

本实施例与实施例5的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入5phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由mg²⁺、fe³⁺、oh^-以及po4^3-复配而成。

实施例8

本实施例与实施例5的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入7phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由co²⁺、fe³⁺、cl^-以及络合离子ni(co)4^-复配而成；步骤s4：使用的填料为碳酸钙。

实施例9

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，

步骤s1：往金属储料罐中按照比例加入100phr的90#和84phr的200#沥青，保持在1000rpm下搅拌，升温至130℃，待沥青全部熔融后加入8phr的sbs改性剂及10phr的丁苯橡胶改性剂，升温至160℃，保温1小时；

步骤s2：向s1中加入36phr的60目胶粉，升温至180℃，保持1000rpm下剪切分散3小时；

步骤s4：向s3中加入55phr的填料，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散1小时。

实施例10

本实施例与实施例9的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入3phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由mg²⁺、cr³⁺、oh^-、no3^3-以及c6h4(coo)2^2-而成；步骤s4：使用的填料为蒙脱土。

实施例11

本实施例与实施例9的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入5phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由mg²⁺、fe³⁺、oh^-以及络合离子mno4^2-复配而成。

实施例12

本实施例与实施例9的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入7phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由co²⁺、fe³⁺、cl^-以及po4^3-复配而成；步骤s4：使用的填料为碳酸钙。

实施例13

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s2：向s1中加入38phr的60目胶粉，升温至180℃，保持1000rpm下剪切分散1.5小时。

实施例14

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，

其中步骤s2：向s1中加入38phr的60目胶粉，升温至180℃，保持1000rpm下剪切分散1.5小时；

其中步骤s3：向s2中加入5phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由mg²⁺、fe³⁺、oh^-以及络合离子ni(co)4^-复配而成。

实施例15

本实施例与实施例5的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s2：向s1中加入38phr的60目胶粉，升温至180℃，保持1000rpm下剪切分散1.5小时。

实施例16

本实施例与实施例15的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入3phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由mg²⁺、cr³⁺、oh^-、no3^3-以及c6h4(coo)2^2-复配而成；步骤s4：使用的填料为蒙脱土。

实施例17

本实施例与实施例9的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，

其中步骤s2：向s1中加入38phr的60目胶粉，升温至180℃，保持1000rpm下剪切分散1.5小时。

步骤s3：向s2中加入3phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由mg²⁺、cr³⁺、oh^-、no3^3-以及c6h4(coo)2^2-复配而成；步骤s4：使用的填料为蒙脱土。

实施例18

本实施例与实施例17的不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入5phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。其中，助剂由mg²⁺、fe³⁺、oh^-以及络合离子mno4^2-复配而成。

对比例1

本对比例与实施例1不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入0phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。

对比例2

本对比例与实施例5不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入0phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。

对比例3

本对比例与实施例9不同之处在于，所述的沥青基自粘涂盖料的制备，其中步骤s3：向s2中加入0phr的助剂，180℃保持恒温，1000rpm下剪切分散0.5小时。

如下表1为实施例1～18和对比例1～3制备的卷材性能及傅里叶红外吸收光谱特征峰指数。

其中：

根据表1的数据可知，实施例1～12所提供的新型耐久型沥青基自粘防水卷材老化前后的剥离强度均强于对比例1～3。同时，通过傅里叶红外吸收光谱技术分析可知，实施例1～12所提供的新型耐久型沥青基自粘防水卷材在热老化及uv老化后的羰基指数及亚砜基指数均低于对比例1～3，而碳碳双键指数又强于对比例1～3，这说明本发明提供的新型耐久型沥青基自粘防水卷材具有优越的耐久性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。