本發(fā)明屬于建筑防水材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種蠕變型非固化橡膠瀝青防水卷材及其制備方法。
背景技術(shù)：
自粘防水卷材是一種以SBS等合成橡膠、增粘劑及優(yōu)質(zhì)道路石油瀝青等配制成的自粘橡膠瀝青為基料，高分子膜作為上表面材料，可剝離的涂硅隔離膜或涂硅隔離紙為下表面防粘隔離材料制成的防水材料。
現(xiàn)有的自粘防水卷材在使用時，具有地下防水的許多優(yōu)點，具有聚酯胎或玻纖胎的自粘卷材不可比擬的抗變形性、自愈性等，但其抗?jié)B水性、抗拉強度、耐候性較差，近年在我國屋面或地下防水要求較高的工程使用受到限制。其中PE(聚乙烯)高分子防水片材施工要求苛刻，必須用熱空氣法或焊接法，浪費財力物力，增加成本，且要求施工基底必須干燥，若施工基底具有較多的水分，則會影響橡膠瀝青在施工基底的粘附性能，產(chǎn)生串水現(xiàn)象，故在混凝土基面施工時，需等到混凝土完全干燥后才能夠施加防水卷材，耽誤工期。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有自粘防水卷材抗?jié)B水性、抗拉強度、耐候性較差以及對未干的混凝土基面結(jié)合能力差的問題，本發(fā)明提供了一種蠕變型非固化橡膠瀝青防水卷材及其制備方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
提供一種蠕變型非固化橡膠瀝青防水卷材，包括聚乙烯膜以及涂布于所述聚乙烯膜的瀝青膠層；
所述瀝青膠層包括如下組分：基體瀝青、熱熔膠、橡膠改性劑、增粘橡膠和改性填料；
所述改性填料為接枝氣相白炭黑。
進一步的，所述瀝青膠層包括如下重量組分：基體瀝青50～65份、熱熔膠10～20份、橡膠改性劑5～18份、增粘橡膠3～6份和改性填料5～9份。
進一步的，所述基體瀝青的針入度為150～170，軟化點為34～44℃，延度為100cm以上。
進一步的，所述熱熔膠為苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
進一步的，所述橡膠改性劑包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物和丁苯橡膠中的一種或多種，其重量組分為：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5～8份，乙烯-醋酸乙烯共聚物0～5份，丁苯橡膠0～5份。
進一步的，所述增粘橡膠包括α-蒎烯和β-蒎烯中的一種或多種。
進一步的，所述接枝氣相白炭黑為氯硅烷類改性劑、硅烷偶聯(lián)劑和醇類中的一種或多種改性的氣相白炭黑納米礦粉。
進一步的，所述聚乙烯膜包括鈦金屬聚乙烯基料以及功能增強劑，所述功能增強劑包括增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、增韌劑和增硬劑中的一種或多種。
進一步的，所述鈦金屬聚乙烯基料由鈦金屬粒子均勻分散于聚乙烯基體中得到。
一種蠕變型非固化橡膠瀝青防水卷材的制備方法，包括以下步驟：
瀝青膠料制備：將基體瀝青加熱至130～150℃，加入熱熔膠、增粘橡膠、橡膠改性劑、乙烯-醋酸乙烯共聚物，邊攪拌邊升溫，升溫至185～195℃后保持溫度不變，攪拌至充分混合，降溫至165～175℃，添加改性填料，保溫攪拌至充分混合，自然降溫至130～150℃，得到瀝青膠料；
膠料覆膜：將聚乙烯膜裝入放卷架上，分別穿過涂布對輥和覆膜對輥，瀝青膠料通過涂布對輥涂布到所述聚乙烯膜上形成瀝青膠層，經(jīng)覆膜對輥在瀝青膠層上貼附離型膜，經(jīng)冷卻輥、儲存及調(diào)編架后收卷。
本發(fā)明中，采用基體瀝青、熱熔膠、橡膠改性劑、增粘橡膠和改性填料進行混合得到瀝青膠層，通過橡膠改性劑能夠?qū)w瀝青進行改性，從而使得橡膠改性后的瀝青在理化性能上得到較大的提升，使其兼顧了橡膠和瀝青的粘性，韌性和彈性，抗拉強度和耐候性得到提高；為了提高瀝青膠層與施工基底之間能夠有更好的接觸效果，本發(fā)明通過加入了增粘橡膠，以提高所述瀝青膠層的非固化性能和蠕變性能，使得該瀝青膠層能夠在一定程度上滲入具有一定凹凸表面或多孔結(jié)構(gòu)的施工基底，提高與施工基底的反應(yīng)結(jié)合能力，在形成連續(xù)、永久的粘結(jié)效果，有效提高防滲水的能力；而選擇接枝氣相白炭黑作為瀝青膠層中的改性填料，一方面，能夠調(diào)節(jié)瀝青膠料的防流掛性能和抗拉伸能力；另一方面，接枝氣相白炭黑是與混凝土發(fā)生反應(yīng)的主要物質(zhì)，對氣相白炭黑進行表面改性處理，使二氧化硅粒子表面覆蓋一層有機分子，從而改善二氧化硅與有機物分子之間的浸潤性、分散性及其界面結(jié)合能力，能夠與未干的混凝土一同發(fā)生水化反應(yīng)，從而使得防水卷材與現(xiàn)澆混凝土反應(yīng)結(jié)合成一體。
具體實施方式
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明公開了一種蠕變型非固化橡膠瀝青防水卷材，包括聚乙烯膜以及涂布于所述聚乙烯膜的瀝青膠層；
所述瀝青膠層包括如下組分：基體瀝青、熱熔膠、橡膠改性劑、增粘橡膠和改性填料；
本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過橡膠改性劑能夠?qū)w瀝青進行改性，從而使得橡膠改性后的瀝青在理化性能上得到較大的提升，使其兼顧了橡膠和瀝青的粘性，韌性和彈性，抗拉強度和耐候性得到提高。
所述改性填料為接枝氣相白炭黑。
一方面，接枝氣相白炭黑能夠調(diào)節(jié)瀝青膠料的防流掛性能和抗拉伸能力；另一方面，接枝氣相白炭黑是與混凝土發(fā)生反應(yīng)的主要物質(zhì)，對氣相白炭黑進行表面改性處理，使二氧化硅粒子表面覆蓋一層有機分子，從而改善二氧化硅與有機物分子之間的浸潤性、分散性及其界面結(jié)合能力，能夠與未干的混凝土一同發(fā)生水化反應(yīng)，從而使得防水卷材與現(xiàn)澆混凝土反應(yīng)結(jié)合成一體。
在以上各類成分的綜合作用下，瀝青膠層既可與聚乙烯膜粘接牢固，又可與基層處理劑或澆灌在其上的混凝土形成連續(xù)、永久的粘結(jié)。
所述瀝青膠層包括如下重量組分：基體瀝青50～65份、熱熔膠10～20份、橡膠改性劑5～18份、增粘橡膠3～6份和改性填料5～9份。
為達到較好的實施效果，所述基體瀝青的針入度為150～170，軟化點為34～44℃，延度為100cm以上。
所述基體瀝青的密度為0.95～1.10g/cm3，閃點為200℃以上。
所述熱熔膠為苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，即SIS，可為自制或市售，市售優(yōu)選采用ES7501B熱熔膠，具有模量低、彈性好、熔融黏度小等特點，通過苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物與瀝青進行反應(yīng)改性，能夠提高該瀝青膠體的粘度，增強其與聚乙烯膜之間的結(jié)合能力，提升剝離強度。
所述橡膠改性劑包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和丁苯橡膠(SBR)中的一種或多種，其重量組分為：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5～8份，乙烯-醋酸乙烯共聚物0～5份，丁苯橡膠0～5份。
其中，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物能夠降低瀝青膠料的溫度敏感性。用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性后，瀝青的感溫性得到改善，抗流動性提高，橡膠粉改性瀝青的黏度系數(shù)大于基質(zhì)瀝青，說明改性后的瀝青有較高的抗流動變形能力?？商岣邽r青的低溫延度，增加瀝青膠層在低溫情況下的柔韌性。
而乙烯-醋酸乙烯共聚物和丁苯橡膠能夠使瀝青膠層的針入度減小，軟化點提高，黏附性增強。
根據(jù)本發(fā)明，為了提高瀝青膠層與施工基底之間能夠有更好的接觸效果，所述增粘橡膠包括α-蒎烯和β-蒎烯中的一種或多種，優(yōu)選α-蒎烯和β-蒎烯混合，主要來源為松節(jié)油，提高所述瀝青膠層的非固化性能和蠕變性能，使得該瀝青膠層能夠在一定程度上滲入具有一定凹凸表面或多孔結(jié)構(gòu)的施工基底，提高與施工基底的反應(yīng)結(jié)合能力，在形成連續(xù)、永久的粘結(jié)效果，有效提高防滲水的能力。
所述接枝氣相白炭黑為氯硅烷類改性劑、硅烷偶聯(lián)劑和醇類中的一種或多種改性的氣相白炭黑納米礦粉。發(fā)明人根據(jù)多次實驗發(fā)現(xiàn)，采用接枝氣相白炭黑作為瀝青膠層的改性填料，能夠有效提高該瀝青膠層與現(xiàn)澆混凝土之間的親和性，接枝氣相白炭黑能夠與現(xiàn)澆混凝土共同反應(yīng)，與混凝土通過化學(xué)交聯(lián)及物理共混，在其他助劑的作用下，瀝青膠層可與基層處理劑或澆灌在其上的混凝土形成連續(xù)、永久的粘結(jié)，完全防止水分滲入防水卷材和結(jié)構(gòu)之間的間隙，與基面形成皮膚式網(wǎng)狀整體。
根據(jù)本發(fā)明，所述聚乙烯膜包括鈦金屬聚乙烯基料以及功能增強劑，所述功能增強劑包括增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、增韌劑和增硬劑中的一種或多種。
其中，所述增塑劑包括苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、多元酸酯、檸檬酸酯、磷酸酯、氯代烷烴、苯多羧酸酯、脂肪酸酯、磺酰胺類中的一種或多種。
穩(wěn)定劑包括硬脂酸鎂。
抗氧劑包括BHT、Irganox1010、1076、Irgafos168、TNPP、DSDTP等受阻酚、磷酸酯及硫化二丙酸酯中的一種或多種。
紫外吸收劑包括水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類與受阻胺類中的一種或多種。
增韌劑包括馬來酸酐接枝相容劑，如馬來酸酐接POE、EVA、SBS、EPDM、PE、ABS。
增硬劑包括聚丙烯。
通過上述功能增強劑有效解決了聚乙烯膜耐紫外線耐候性差的問題，即在陽光照射下不易老化、裉色、空鼓、起皺，延長了其使用壽命。
為了進一步提高聚乙烯膜的性能，所述鈦金屬聚乙烯基料由鈦金屬粒子均勻分散于聚乙烯基體中得到，鈦金屬的金屬特性能夠提高聚乙烯基料的斷裂延伸率。
所述聚乙烯膜通過雙層交叉層壓技術(shù)制得或通過市售得到。
以下通過實施例對本發(fā)明進行進一步的說明。
實施例1
本實施例提供了一種蠕變型非固化瀝青防水卷材及其制備方法，包括以下步驟：
瀝青膠料制備：在1000L反應(yīng)釜中加入50重量份的基體瀝青，所述基體瀝青選自US150優(yōu)質(zhì)油瀝青，打開加熱裝置，將基體瀝青加熱至130～150℃，加入20重量份的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、3重量份的α-蒎烯+β-蒎烯、5重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、2重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物和2重量份的丁苯橡膠，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物采用LG411橡膠改性劑，邊攪拌邊升溫，升溫至185～195℃后保持溫度不變，攪拌1.5～2h至充分混合，降溫至165～175℃，添加5重量份的接枝氣相白炭黑，保溫攪拌1.0～1.5h至充分混合，自然降溫至130～150℃之間，得到瀝青膠料，用瀝青泵把配好的瀝青膠料從反應(yīng)釜中抽到貯存釜中備用；
聚乙烯膜的制備：以聚乙烯鈦金屬膜高分子顆粒為基料，加入增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、增韌劑、增硬劑，螺旋擠壓機通過雙層交叉層壓擠壓而成的高強度的聚乙烯膜；
膠料覆膜：將聚乙烯膜和離型膜分別裝入放卷架上，分別穿過涂布對輥和覆膜對輥，打開貯存釜的電控加熱開關(guān)，設(shè)置溫度至130～150℃，待瀝青膠料有流動時打開放料閥門，清理并注意涂布對輥有無異物，設(shè)置加熱溫度為110～120℃并加熱涂布對輥，調(diào)整涂布對輥與聚乙烯膜之間的夾距，用塞R確定；當貯存釜中膠溶化并達到設(shè)定溫度時，開啟PLC總開關(guān)設(shè)置運行速率覆膜和冷卻環(huán)節(jié)的冷卻水自動開啟，供膠泵往涂布對輥打膠，觀察涂布的均勻性，系統(tǒng)自動檢查運動，看到均勻的瀝青膠料涂布在聚乙烯膜時設(shè)置運動速度至某一數(shù)值即實現(xiàn)涂布，所述聚乙烯膜上形成瀝青膠層，經(jīng)覆膜對輥在瀝青膠層上貼附離型膜，經(jīng)冷卻輥、儲存及調(diào)編架后收卷，得到防水卷材S1。
實施例2
本實施例提供了一種蠕變型非固化瀝青防水卷材及其制備方法，包括以下步驟：
瀝青膠料制備：在1000L反應(yīng)釜中加入60重量份的基體瀝青，所述基體瀝青選自US150優(yōu)質(zhì)油瀝青，打開加熱裝置，將基體瀝青加熱至130～150℃，加入15重量份的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、4重量份的α-蒎烯+β-蒎烯、6重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、3重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物和4重量份的丁苯橡膠，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物采用LG411橡膠改性劑，邊攪拌邊升溫，升溫至185～195℃后保持溫度不變，攪拌1.5～2h至充分混合，降溫至165～175℃，添加7重量份的接枝氣相白炭黑，保溫攪拌1.0～1.5h至充分混合，自然降溫至130～150℃之間，得到瀝青膠料，用瀝青泵把配好的瀝青膠料從反應(yīng)釜中抽到貯存釜中備用；
聚乙烯膜的制備：以聚乙烯鈦金屬膜高分子顆粒為基料，加入增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、增韌劑、增硬劑，螺旋擠壓機通過雙層交叉層壓擠壓而成的高強度的聚乙烯膜；
膠料覆膜：將聚乙烯膜和離型膜分別裝入放卷架上，分別穿過涂布對輥和覆膜對輥，打開貯存釜的電控加熱開關(guān)，設(shè)置溫度至130～150℃，待瀝青膠料有流動時打開放料閥門，清理并注意涂布對輥有無異物，設(shè)置加熱溫度為110～120℃并加熱涂布對輥，調(diào)整涂布對輥與聚乙烯膜之間的夾距，用塞R確定；當貯存釜中膠溶化并達到設(shè)定溫度時，開啟PLC總開關(guān)設(shè)置運行速率覆膜和冷卻環(huán)節(jié)的冷卻水自動開啟，供膠泵往涂布對輥打膠，觀察涂布的均勻性，系統(tǒng)自動檢查運動，看到均勻的瀝青膠料涂布在聚乙烯膜時設(shè)置運動速度至某一數(shù)值即實現(xiàn)涂布，所述聚乙烯膜上形成瀝青膠層，經(jīng)覆膜對輥在瀝青膠層上貼附離型膜，經(jīng)冷卻輥、儲存及調(diào)編架后收卷，得到防水卷材S2。
實施例3
本實施例提供了一種蠕變型非固化瀝青防水卷材及其制備方法，包括以下步驟：
瀝青膠料制備：在1000L反應(yīng)釜中加入55重量份的基體瀝青，所述基體瀝青選自US150優(yōu)質(zhì)油瀝青，打開加熱裝置，將基體瀝青加熱至130～150℃，加入10重量份的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、4重量份的α-蒎烯+β-蒎烯、5重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、5重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物和2重量份的丁苯橡膠，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物采用LG411橡膠改性劑，邊攪拌邊升溫，升溫至185～195℃后保持溫度不變，攪拌1.5～2h至充分混合，降溫至165～175℃，添加5重量份的接枝氣相白炭黑，保溫攪拌1.0～1.5h至充分混合，自然降溫至130～150℃之間，得到瀝青膠料，用瀝青泵把配好的瀝青膠料從反應(yīng)釜中抽到貯存釜中備用；
聚乙烯膜的制備：以聚乙烯鈦金屬膜高分子顆粒為基料，加入增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、增韌劑、增硬劑，螺旋擠壓機通過雙層交叉層壓擠壓而成的高強度的聚乙烯膜；
膠料覆膜：將聚乙烯膜和離型膜分別裝入放卷架上，分別穿過涂布對輥和覆膜對輥，打開貯存釜的電控加熱開關(guān)，設(shè)置溫度至130～150℃，待瀝青膠料有流動時打開放料閥門，清理并注意涂布對輥有無異物，設(shè)置加熱溫度為110～120℃并加熱涂布對輥，調(diào)整涂布對輥與聚乙烯膜之間的夾距，用塞R確定；當貯存釜中膠溶化并達到設(shè)定溫度時，開啟PLC總開關(guān)設(shè)置運行速率覆膜和冷卻環(huán)節(jié)的冷卻水自動開啟，供膠泵往涂布對輥打膠，觀察涂布的均勻性，系統(tǒng)自動檢查運動，看到均勻的瀝青膠料涂布在聚乙烯膜時設(shè)置運動速度至某一數(shù)值即實現(xiàn)涂布，所述聚乙烯膜上形成瀝青膠層，經(jīng)覆膜對輥在瀝青膠層上貼附離型膜，經(jīng)冷卻輥、儲存及調(diào)編架后收卷，得到防水卷材S3。
實施例4
本實施例提供了一種蠕變型非固化瀝青防水卷材及其制備方法，包括以下步驟：
瀝青膠料制備：在1000L反應(yīng)釜中加入65重量份的基體瀝青，所述基體瀝青選自US150優(yōu)質(zhì)油瀝青，打開加熱裝置，將基體瀝青加熱至130～150℃，加入20重量份的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、6重量份的α-蒎烯+β-蒎烯、8重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、5重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物和5重量份的丁苯橡膠，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物采用LG411橡膠改性劑，邊攪拌邊升溫，升溫至185～195℃后保持溫度不變，攪拌1.5～2h至充分混合，降溫至165～175℃，添加9重量份的接枝氣相白炭黑，保溫攪拌1.0～1.5h至充分混合，自然降溫至130～150℃之間，得到瀝青膠料，用瀝青泵把配好的瀝青膠料從反應(yīng)釜中抽到貯存釜中備用；
聚乙烯膜的制備：以聚乙烯鈦金屬膜高分子顆粒為基料，加入增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、增韌劑、增硬劑，螺旋擠壓機通過雙層交叉層壓擠壓而成的高強度的聚乙烯膜；
膠料覆膜：將聚乙烯膜和離型膜分別裝入放卷架上，分別穿過涂布對輥和覆膜對輥，打開貯存釜的電控加熱開關(guān)，設(shè)置溫度至130～150℃，待瀝青膠料有流動時打開放料閥門，清理并注意涂布對輥有無異物，設(shè)置加熱溫度為110～120℃并加熱涂布對輥，調(diào)整涂布對輥與聚乙烯膜之間的夾距，用塞R確定；當貯存釜中膠溶化并達到設(shè)定溫度時，開啟PLC總開關(guān)設(shè)置運行速率覆膜和冷卻環(huán)節(jié)的冷卻水自動開啟，供膠泵往涂布對輥打膠，觀察涂布的均勻性，系統(tǒng)自動檢查運動，看到均勻的瀝青膠料涂布在聚乙烯膜時設(shè)置運動速度至某一數(shù)值即實現(xiàn)涂布，所述聚乙烯膜上形成瀝青膠層，經(jīng)覆膜對輥在瀝青膠層上貼附離型膜，經(jīng)冷卻輥、儲存及調(diào)編架后收卷，得到防水卷材S4。
性能測試
對上述制備得到的額防水卷材S1、S2、S3和S4進行力學(xué)性能測試，得到的測試結(jié)果填入表1。
表1
從表1的測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明提供的蠕變型非固化橡膠瀝青防水卷材具有較好的高低溫性能，且增大了其抗拉強度、斷裂延伸率和防水能力，使防水卷材的理化性質(zhì)得到了較大的提升，尤其增強了其與現(xiàn)澆混凝土之間的結(jié)合強度。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。