一种外露型改性沥青防水卷材及其制备方法与流程

本发明属于建筑防水材料技术领域，更具体地，涉及一种外露型改性沥青防水卷材及其制备方法。

背景技术：

目前使用改性沥青外露卷材功能单一，并会增加城市热岛效应。近年来，建筑的节能、保温已经越来越受到重视，对于防水材料，单一的防水功能已经越来越不能满足市场的需求。

热熔改性沥青防水卷材占据着防水材料的主要市场，目前可应用与外墙或建筑屋面外露的只有表面为矿物粒料的改性沥青防水卷材，但该改性沥青防水卷材存在以下缺点：

1)节能降耗方面：矿物粒料本色为深色，消光系数低，大部分辐射能量会被卷材吸收，不仅加速卷材本身的老化，也影响建筑的保温隔热，增加“温室效应”和“城市热岛效应”等；

2)即便可将矿物粒料使用有机涂料进行涂色，但外露的矿物粒料经长时间日晒雨淋，着色稳定性较差，着色后的矿物粒料颜色经日晒雨淋后颜色极易褪去，不仅影响光线反射强度，而且污染建筑外墙或屋面；

3)矿物粒料粘附性方面：目前市场页岩卷材矿物粒料粘附性较差，运输、使用过程中矿物粒料极易脱落，在长时间外露情况下，页岩脱落现象更加明显。

目前改性沥青防水卷材下表面“出油性”与“耐热性”无法兼顾，大部分漏水位置位于卷材与卷材的搭接边处。目前改性沥青防水卷材施工后漏水部位大部分发生在卷材与卷材的搭接边处，这是由于卷材与卷材搭接边处不易出油，使得搭接边无法油封导致窜水等，而易熔、出油性好改性沥青耐热性差，施工后尤其是立墙容易产生滑移。特别是针对外露卷材，“高耐热，低出油”及“高出油，不耐热”行业难题限制了改性沥青外露卷材的使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种外露型高反射高搭接强度改性沥青防水卷材。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种外露型改性沥青防水卷材，该外露型改性沥青防水卷材包括依次设置的隔离层、下表面改性沥青层、增强层、上表面高粘附性改性沥青层、白色陶瓷颗粒层；

所述下表面改性沥青层包括下表面改性沥青层搭接边以外部分和设置于所述搭接边以外部分两侧的下表面改性沥青层搭接边部分；

所述上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料包括以下组分：

90#沥青30～40重量份，200#沥青20～35重量份，湖沥青0.5～5重量份，分子量为20～25万、苯乙烯含量为25～35wt％的星型sbs5～15重量份，sibs2～8重量份，sbr1～6重量份，抗紫外剂0.5～5重量份，填料5～30重量份。

作为本发明优选的实施方式，

所述下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料包括以下组分：

25℃时软化点为45～50℃、针入度为80～1000.1mm的沥青40～55重量份，软化剂8～15重量份，降粘剂2～10重量份，分子量为28～35万、苯乙烯含量为30～40wt％的星型sbs10～20重量份，c9石油树脂3～10重量份，填料10～20重量份；

所述下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料包括以下组分：

90#沥青30～45重量份，200#沥青15～40重量份，湖沥青0.5～5重量份，分子量为20～25万、苯乙烯含量为30～35wt％的星型sbs5～15重量份，线型sbs2～10重量份，降粘剂2～10重量份，apao4～10重量份，填料2～15重量份；

所述上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料、所述下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料、所述下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料中各组分的单位重量份相同。

作为本发明优选的实施方式，

所述上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料包括以下组分：

90#沥青30～40重量份，200#沥青25～30重量份，湖沥青1～4重量份，分子量为20～25万、苯乙烯含量为25～35wt％的星型sbs8～12重量份，sibs3～6重量份，sbr2～5重量份，抗紫外剂1～3重量份，填料8～25重量份；

所述下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料包括以下组分：

25℃时软化点为45～50℃、针入度为80～1000.1mm的沥青45～50重量份，软化剂10～13重量份，降粘剂3～8重量份，分子量为28～35万、苯乙烯的含量为30～40wt％的星型sbs12～16重量份，c9石油树脂5～8重量份，填料11～19重量份；

所述下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料包括以下组分：

90#沥青35～40重量份，200#沥青20～35重量份，湖沥青1～4重量份，分子量为20～25万、苯乙烯含量为30～35wt％的星型sbs的星型sbs6～11重量份，线型sbs4～8重量份，降粘剂3～8重量份，apao5～9重量份，填料4～11重量份；

上述各组分的单位重量份相同。

作为本发明优选的实施方式，本发明所述下表面改性沥青层搭接边部分的长度为80～110mm。

作为本发明优选的实施方式，所述下表面改性沥青层的长度≥1000mm。

作为本发明优选的实施方式，所述sibs的苯乙烯含量为15～20wt％，二嵌段的含量为25～30wt％，可赋予改性沥青良好的粘性及矿物粒料粘附性，如科腾sibsmd6455。所述sibs为苯乙烯-异戊二烯/丁二烯无规共聚物-苯乙烯三元嵌段共聚物，二嵌段s-ib(苯乙烯-异戊二烯/丁二烯)含量为25～30wt％。

作为本发明优选的实施方式，所述apao在25℃时的针入度为30～600.1mm，软化点为120～150℃，塑型体改性剂apao可使沥青卷材下表面具有优异的耐热性能、抗外露变软、抗外露立墙滑移性能。

根据本发明，所述抗紫外剂可选用本领域技术人员常规采用的抗紫外剂，作为本发明优选的实施方式，所述抗紫外剂选自光稳定剂、紫外线吸收剂和防老剂中的至少一种，如光稳定剂uv-531(郑州嘉和化工)、紫外线吸收剂rqt-x-1(瑞奇特)或巴斯夫橡胶防老剂。

作为本发明优选的实施方式，所述填料选自滑石粉、粉煤灰、重钙和轻钙中的至少一种，所述填料的粒径≤200目。

作为本发明优选的实施方式，所述软化剂与所述25℃时软化点为45～50℃、针入度为80～1000.1mm的沥青的原油来源相同。

根据本发明，所述隔离层可选用本领域技术人员常规采用的隔离层，作为本发明优选的实施方式，所述隔离层为热熔型聚乙烯膜。

根据本发明，所述增强层可选用本领域技术人员常规采用的增强层，作为本发明优选的实施方式，所述增强层为155～250g/m²的玻纤增强聚酯胎基，该玻纤增强聚酯胎基可赋予卷材更强的尺寸稳定性、拉伸性能及抗穿刺性能。

作为本发明优选的实施方式，相对于白色陶瓷颗粒层中白色陶瓷颗粒的总重量，所述白色陶瓷颗粒层中的白色陶瓷颗粒的粒径分布为：

粒径＞10目的白色陶瓷颗粒≤10wt％，粒径为10～20目、不包含20目的白色陶瓷颗粒≥87wt％，粒径为20～30目的白色陶瓷颗粒≤3wt％。上述粒径搭配可赋予卷材与陶瓷颗粒更好的粘附性。

根据本发明，所述白色陶瓷颗粒可为常见粘土、氧化铝、高岭土等高温烧结而成的普通陶瓷颗粒，更优的可选用表面经过特殊加工处理使得其具有更高反射率、更高疏水性、更高耐污指数、更高吸附性等附加特殊功能的陶瓷颗粒。如现有技术中表面经不同特殊处理后具有更高反射功能、耐污自清洁功能、表面疏水功能、抗蚊虫盯爬、抑植物生长、阻燃等功能的陶瓷颗粒。如专利申请cn201510954789.9所公开的不同功能的陶瓷颗粒均可应用于本发明。

根据本发明，上表面高粘附性改性沥青层中：

90#沥青及200#沥青更优选选自中东的沙中、沙重、科威特原油或克拉玛依原油或南美的马瑞原油，进一步优选采用委内瑞拉马瑞原油沥青；

湖沥青更优选选用特多天然湖沥青，环保且提高改性沥青耐老化性能；

星型sbs可采用燕山石化sbs4402、韩国lg411等星型sbs；进一步优选将星型sbs加工至粉末状态或高度膨化状态，在不影响sbs物理性能的前提下，可明显提高加工效率及改性沥青溶胀效果。

对于粉末状态的sbs，粒径要求为：粒径大于10目的为0％，粒径位于10目-20目之间的小于30％，粒径小于等于20目的大于等于70％；

对于高度膨化状态的sbs，膨化程度要求为：推挤密度小于等于0.25g/cm³，充油速率(每100份sbs充100份环烷油的时间)小于等于30min。

sbr可选用山东高氏公司生产的粉末sbr。

根据本发明，下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料中：

25℃时软化点为45～50℃、针入度为80～1000.1mm的沥青优选选用90#沥青；

分子量为28～35万、苯乙烯的含量为30～40wt％的星型sbs赋予了卷材搭接边更强的接缝剥离强度，可使用李长荣粉末sbs3741p或粉末sbs3411p。进一步优选将星型sbs加工至粉末状态或高度膨化状态。

根据本发明，下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料中：

湖沥青更优选选用特多天然湖沥青，环保且提高改性沥青耐老化性能；

线型sbs可选用李长荣sbs3501或科腾sbsd1155jp。

本发明中的降粘剂可选用中道友沥青降粘剂产品或sasol沥青降粘剂产品等。

本发明的第二方面提供上述的外露型改性沥青防水卷材的制备方法，该制备方法包括：

将下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料、下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料涂覆在经干燥、浸油及挤干后的增强层的一侧，形成下表面改性沥青层；

将上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料涂覆在所述增强层的另一侧，形成上表面高粘附性改性沥青层；

将白色陶瓷颗粒覆在上表面高粘附性改性沥青层上形成白色陶瓷颗粒层，将隔离层覆在下表面改性沥青层上，再经冷却、定型后得到所述外露型改性沥青防水卷材。

其中，下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料、下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料、上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料的制备方法为本领域技术人员常规采用的制备方法。

根据本发明一个具体的实施方式，上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料的制备方法包括如下步骤：

将90#沥青、200#沥青混合加热至150～160℃，加入sbr，剪切研磨20～40min，加入sbs与sibs，升温至180～195℃，继续剪切研磨40～70min，至体系成均相，加入湖沥青、抗紫外剂及填料，搅拌30～50min，制得上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料。

根据本发明一个具体的实施方式，下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料的制备方法包括如下步骤：

将25℃时软化点为45～50℃、针入度为80～100(0.1mm)的沥青、软化剂混合加热至150～160℃，搅拌20min，加入sbs，升温至185～195℃，剪切研磨60～80min，至体系成完全均相，加入降粘剂、c9石油树脂及填料，搅拌30～50min，混合均匀后，制得下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料。

根据本发明一个具体的实施方式，下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料的制备方法包括如下步骤：

将90#沥青、200#沥青混合加热至150～160℃，加入星型sbs、线性sbs，升温至185～195℃，剪切研磨60～90min，至体系成均相，加入apao，搅拌20min，加入湖沥青、降粘剂及填料，剪切研磨30～50min，混合均匀后，制得下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料。

相对于普通外露的矿物粒料改性沥青防水卷材，本发明具有以下优点：

首先，本发明采用白色的陶瓷颗粒代替深色矿物粒料，陶瓷颗粒为烧结颗粒，本色为白色，白度较高，永不褪色；且硬度、耐磨性能、附着力、防水性、耐候性等性能均优于页岩颗粒。更重要的是可明显增强光的反射，兼顾建筑的节能、保温及外漏卷材的抗紫外线老化，弥补了矿物页岩颗粒的弊端。

其次，本发明的卷材结构更加针对性的采用三种不同的改性沥青涂盖料。

上表面改性沥青涂盖料更注重其与陶瓷颗粒的粘附性及抗紫外老化性能，赋予卷材更强的与陶瓷颗粒黏附效果，提高矿物粒料粘附性，有效防止陶瓷颗粒的脱落，可解决目前市场外露改性沥青卷材页岩脱落、耐紫外老化性能差的弊端；

下表面采用两种不同的涂盖料，搭接边部分更加注重其出油性能及接缝剥离强度，增加软化剂含量，并加入沥青降粘剂、c9石油树脂及更大分子量的星型sbs，可赋予沥青卷材下表面搭接边部分更好的出油性、接缝剥离强度及接缝剪切性能，可明显改善卷材搭接出油性差、接缝剥离强度低等问题，使卷材施工时，不同卷材的搭接缝可被完美的油封，大大降低漏水隐患；其次，下表面搭接边以外部分更加注重其耐热性能、抗立墙滑移性能，加入塑型体改性剂apao，赋予下表面较强耐热性能、抗立墙等的滑移，并加入降粘剂，改善下表面卷材的施工性能使外露卷材立墙无滑移。下表面采用两种不同高聚物改性沥青，可解决改性沥青“高耐热，低出油”及“高出油，不耐热”的行业难题。

本发明可完美兼顾防水、节能、保温、美观、老化和抗夏季立墙滑移等功能。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的外露型改性沥青防水卷材的结构示意图。

附图标记说明：1-白色陶瓷颗粒层、2-上表面高粘附性改性沥青层、3-增强层、4-下表面改性沥青层搭接边部分、5-下表面改性沥青层搭接边以外部分、6-隔离层。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明实施例中，下表面改性沥青层搭接边部分的长度为80～110mm，下表面改性沥青层的长度≥1000mm。

本发明实施例中，白色陶瓷颗粒层中的白色陶瓷颗粒的粒径分布为：

粒径＞10目的白色陶瓷颗粒≤10wt％，粒径为10～20目、不包含20目的白色陶瓷颗粒≥87wt％，粒径为20～30目的白色陶瓷颗粒≤3wt％。

本发明实施例中，采用的sibs的苯乙烯含量为15～20wt％，二嵌段的含量为25～30wt％(科腾sibsmd6455)；apao在25℃时的针入度为30～60(0.1mm)，软化点为120～150℃；采用的抗紫外剂为紫外线吸收剂rqt-x-1(瑞奇特)；采用的填料为滑石粉、粉煤灰、重钙和轻钙的混合物，填料的粒径≤200目；采用的软化剂与采用的90#沥青的原油来源相同；采用的湖沥青为特多天然湖沥青；采用的降粘剂为中道友沥青降粘剂产品。

本发明实施例中，将星型sbs加工至高度膨化状态，膨化程度要求为：推挤密度小于等于0.25g/cm³，充油速率(每100份sbs充100份环烷油的时间)小于等于30min。

实施例1：

将30重量份90#沥青、30重量份200#沥青混合加热至150～160℃，加入2重量份sbr，剪切研磨20～40min，加入9重量份分子量为20～25万、苯乙烯含量为25～35wt％的星型的sbs与3.5重量份sibs，升温至180～195℃，继续剪切研磨40～70min，至体系成均相，加入1.5重量份湖沥青、3份抗紫外剂及23重量份填料，搅拌30～50min，制得上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料；

将45份90#沥青、13份软化剂混合加热至150～160℃，搅拌20min，加入12份分子量为28～35万、苯乙烯的含量为30～40wt％的星型sbs，升温至185～195℃，剪切研磨60～80min，至体系成完全均相，加入3份降粘剂、8份c9石油树脂及19份填料，搅拌30～50min，混合均匀后，制得下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料。

将35份90#沥青、35份200#沥青混合加热至150～160℃，加入6份分子量为20～25万、苯乙烯含量为30～35wt％的星型sbs的星型sbs、4份线性sbs，升温至185～195℃，剪切研磨60～90min，至体系成均相，加入9份apao，搅拌20min，加入1份湖沥青、3份降粘剂及9份填料，剪切研磨30～50min，混合均匀后，制得下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料。

将下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料、下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料涂覆在经干燥、浸油及挤干后的155～250g/m²的玻纤增强聚酯胎基的一侧，形成下表面改性沥青层；将上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料涂覆在155～250g/m²的玻纤增强聚酯胎基的另一侧，形成上表面高粘附性改性沥青层；将白色陶瓷颗粒覆在上表面高粘附性改性沥青层上形成白色陶瓷颗粒层，将热熔型聚乙烯膜覆在下表面改性沥青层上，再经冷却、定型后得到所述外露型改性沥青防水卷材，如图1所示，层结构由上至下、由左至右的顺序依次为白色陶瓷颗粒层1、上表面高粘附性改性沥青层2、增强层3、下表面改性沥青层搭接边部分4、下表面改性沥青层搭接边以外部分5、下表面改性沥青层搭接边部分4、隔离层6。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于：

上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料：分子量为20～25万、苯乙烯含量为25～35wt％的星型的sbs增加1份，sibs减少0.5份，湖沥青增加0.5份，抗紫外剂减少1份；

下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料：分子量为28～35万、苯乙烯的含量为30～40wt％的星型sbs增加2份，c9石油树脂降低2份；

下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料：分子量为20～25万、苯乙烯含量为30～35wt％的星型sbs的星型sbs增加2份，线性sbs增加2份，apao降低2份，填料降低2份；

实施例3：

与实施例1的不同之处在于：

上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料：90#沥青增加5份，sbr增加1份，分子量为20～25万、苯乙烯含量为25～35wt％的星型的sbs增加2份，sibs增加0.5份，湖沥青增加1.5份，抗紫外剂减少1份，填料减少9份；

下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料：降粘剂增加2份，分子量为28～35万、苯乙烯的含量为30～40wt％的星型sbs增加2份，c9石油树脂降低2份填料降低2份；

下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料：90#沥青增加5份，200#沥青降低10份，分子量为20～25万、苯乙烯含量为30～35wt％的星型sbs的星型sbs增加3份，线性sbs增加2份，湖沥青增加1份，降粘剂增加1份，apao降低2份，填料增加1份；

实施例4：

与实施例1的不同之处在于：

上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料：90#沥青增加5份，sbr增加2份，分子量为20～25万、苯乙烯含量为25～35wt％的星型的sbs增加2份，sibs增加1.5份，湖沥青增加1.5份，抗紫外剂减少1份，填料减少11份；

下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料：90#沥青增加5份，软化剂减少3份，降粘剂增加3份，分子量为28～35万、苯乙烯的含量为30～40wt％的星型sbs增加4份，c9石油树脂降低3份，填料降低6份；

下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料：90#沥青增加5份，200#沥青降低10份，分子量为20～25万、苯乙烯含量为30～35wt％的星型sbs的星型sbs增加3份，线性sbs增加2份，湖沥青增加1份，降粘剂增加3份，apao降低3份，填料减少1份；

实施例5：

与实施例1的不同之处在于：

上表面高粘附性改性沥青层的涂盖料：90#沥青增加10份，200#沥青降低5份，sbr增加3份，分子量为20～25万、苯乙烯含量为25～35wt％的星型的sbs增加3份，sibs增加1.5份，湖沥青增加2.5份，抗紫外剂减少2份，填料减少13份；

下表面改性沥青层搭接边部分的涂盖料：90#沥青增加5份，软化剂减少3份，降粘剂增加5份，分子量为28～35万、苯乙烯的含量为30～40wt％的星型sbs增加4份，c9石油树脂降低3份，填料降低8份；

下表面改性沥青层搭接边以外部分的涂盖料：90#沥青增加5份，200#沥青降低10份，分子量为20～25万、苯乙烯含量为30～35wt％的星型sbs的星型sbs增加5份，线性sbs增加4份，湖沥青增加3份，降粘剂增加5份，apao降低4份，填料减少8份；

实施例1～5均满足gb18242-2008ii型性能所有要求，并在部分性能上有明显优势，具体优势指标参照以下实施例与对比例的性能对比。

对比例1

sbs改性沥青防水卷材的表面为页岩。

测试例：

1、使用综合光反射仪，分别对外露页岩卷材屋面及白色矿物粒料颗粒屋面的入射光线及反射光线进行测量，本发明实施方案中，使用陶瓷颗粒代替矿物页岩作为改性沥青防水卷材的外露层，太阳光反射率可高达65％-70％，而普通页岩改性沥青的防水卷材因其颜色较深，反射率仅为29％-40％，说明本发明外露改性沥青防水卷材可明显的减少建筑物表面的热增益。

2、将实施例1-实施例5的上表面高粘附性改性沥青层与对比例的上表面相关性能进行对比，矿物粒料粘附性及老化低温衰减均按照gb/t328相关标准进行测量，数据结果如表1所示：

表1

由表1可知，所述随着本身强极性的sbr及良好粘接性能的sibs(科腾sibsmd6455)的加入，明显增加了上表面矿物粒料的粘附性；湖沥青及抗紫外剂的加入则提高了改性沥青防水卷材的使用寿命，低温衰减相对较少，实际使用表现为低温不开裂；夏季暴晒后的低温柔性则表现更为明显，这是由于白色的陶瓷颗粒反射了更多的太阳能，阻止了卷材的进一步老化。

3、将对比例与本发明实施例的外露型改性沥青防水卷材的下表面改性沥青层进行比较，结果如表2所示：

表2

由表2可知，相对于对比例，本发明的外露型改性沥青防水卷材的下表面使用了两种不同涂盖料，既保证了搭接边部分更高的油封效果、高剥离强度，又保证了搭接边以外部分具有更强的耐热性能，整体赋予卷材下表面更强的抗外露滑移、防搭接边处渗漏等隐患。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。