一種防水卷材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防水卷材，以質(zhì)量份數(shù)計，其原料包括：基質(zhì)瀝青50～60份、羧基丁苯橡膠5～15份、改性劑7～13份、軟化劑7～15份、增塑劑1～2份、抗氧化劑0.5～1.5份、增粘劑5～10份、鋼纖維10～20份、填料40～50份。其具有較高的耐疲勞性能和抗剪切性能。
【專利說明】
_種防水卷材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及建筑物防水材料領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種防水卷材及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高聚物改性瀝青卷材廣泛應(yīng)用于各種建筑結(jié)構(gòu)和屋面、墻體、廁浴間、地下室、冷 庫、水地、地下管道等工程的防水。從1991年開始，改性瀝青卷材在公路橋面防水工程得到 應(yīng)用，1995年趨于成熟并在選材、做法上與國際接軌。曾采用過的改性瀝青卷材有普通的玻 纖胎SBS改性瀝青卷材、PE膜胎改性瀝青卷材和聚酯胎APP改性瀝青卷材，隨后出現(xiàn)了公路 橋面專用的高耐熱APP改性瀝青卷材。
[0003]普通高聚物改性瀝青防水卷材不能滿足公路橋面特殊工程的需要。這是由于其技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)屋面、地下工程的要求而確定，比如，路面、橋面、停車場等場所經(jīng)常有數(shù)噸甚 至幾十噸重的車輛碾過，這就要求瀝青卷材與基層粘結(jié)牢固，耐疲勞性能和抗剪切性能好 等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種防水卷材，其具有耐疲勞 性能和抗剪切性能。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案： 一種防水卷材，以質(zhì)量份數(shù)計，其原料包括:基質(zhì)瀝青50~60份、羧基丁苯橡膠5~15 份、改性劑7~13份、軟化劑7~15份、增塑劑1~2份、抗氧化劑0.5~1.5份、增粘劑5~10份、 鋼纖維10~20份、填料40~50份。
[0006] 本發(fā)明較優(yōu)選地，所述鋼纖維的表面經(jīng)過了硅烷偶聯(lián)劑的預(yù)處理。
[0007] 本發(fā)明較優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-(2,3_環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷。
[0008] 本發(fā)明較優(yōu)選地，所述鋼纖維和硅烷偶聯(lián)劑的比例為10:1~30:1。
[0009] 本發(fā)明較優(yōu)選地，所述鋼纖維和硅烷偶聯(lián)劑的比例為20:1。
[0010] 本發(fā)明較優(yōu)選地，使用硅烷偶聯(lián)劑對鋼纖維表面進(jìn)行預(yù)處理的方法是首先將硅烷 偶聯(lián)劑加乙酸調(diào)節(jié)pH值為5~6;再將鋼纖維放入固體攪拌機(jī)，并將硅烷偶聯(lián)劑直接噴灑在 鋼纖維上并攪拌，攪拌時間為60~90s，攪拌完畢后120 °C恒溫干燥15min。
[0011] 本發(fā)明較優(yōu)選地，所述增粘劑為萜烯樹脂。
[0012 ]本發(fā)明較優(yōu)選地，所述填料為煅燒膨潤土粉。
[0013] 本發(fā)明較優(yōu)選地，所述煅燒膨潤土粉的制備方法如下:取膨潤土原料進(jìn)行煅燒，煅 燒溫度從350°C逐漸升至410°C，升溫速率為5°C/min，然后在410°C下再煅燒1小時，保溫0.5 小時，自然冷卻后出料，最后將煅燒后的膨潤土原料制成平均粒度為400nm以下的粉末。
[0014] 本發(fā)明的另一目的在提供一種上述所述防水卷材的制備方法。
[0015] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案： 一種如上述所述的防水卷材的制備方法，包括如下步驟:在基質(zhì)瀝青中加入軟化劑、增 塑劑和改性劑;升溫至160~170°C時加入羧基丁苯橡膠，攪拌1.3~1.5小時;升溫至180~ 190 °C后，加入鋼纖維，攪拌0.5~1小時；加入增粘劑，攪拌1.5~2小時;加入填料和抗氧化 劑，攪拌1~1.5小時；降溫至130~140°C時，經(jīng)過隔離紙展開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制 成防水卷材。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果： (1)本發(fā)明具有耐疲勞性能和抗剪切性能。
[0017] (2) γ-(2,3-環(huán)氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑能夠在鋼纖維和有機(jī)聚合物 之間構(gòu)建"分子橋"，改善鋼纖維與有機(jī)聚合物界面間的結(jié)合性能，提高鋼纖維與有機(jī)聚合 物界面間的粘接強(qiáng)度，提高鋼纖維與有機(jī)聚合物界面耐疲勞性。
[0018] (3)膨潤土結(jié)構(gòu)單元層由兩個硅氧四面體片中夾一個鋁氧八面體片組成，具有較 大的表面積和吸附能力。
[0019] (4)表面經(jīng)過預(yù)處理的鋼纖維和煅燒膨潤土粉對提高本發(fā)明的耐疲勞性能和抗剪 切性能具有相輔相成的作用。
【具體實施方式】
[0020] 本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。
[0021 ]本發(fā)明中的軟化劑、增塑劑、改性劑、抗氧化劑均為市售。
[0022] 實施例1 在50g基質(zhì)瀝青加入15g軟化劑、lg增塑劑和10g改性劑;升溫至165°C時加入10g羧基丁 苯橡膠，攪拌1.3小時;升溫至190°C后，加入10g鋼纖維，攪拌0.5小時；加入8g萜烯樹脂，攪 拌2小時；加入45g煅燒膨潤土粉和0.5g抗氧化劑，攪拌1.5小時；降溫至130°C時，經(jīng)過隔離 紙展開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制成防水卷材;其中鋼纖維的表面經(jīng)過預(yù)處理時，鋼纖 維和硅烷偶聯(lián)劑的比例為20:1。
[0023] 實施例2 在55g基質(zhì)瀝青中加入7g軟化劑、2g增塑劑和7g改性劑;升溫至160°C時加入5g羧基丁 苯橡膠，攪拌1.4小時;升溫至180°C后，加入15g鋼纖維，攪拌0.75小時;加入5g萜烯樹脂，攪 拌1.75小時；加入40g煅燒膨潤土粉和1.5g抗氧化劑，攪拌1小時；降溫至140°C時，經(jīng)過隔離 紙展開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制成防水卷材;其中鋼纖維的表面經(jīng)過預(yù)處理時，鋼纖 維和硅烷偶聯(lián)劑的比例為20:1。
[0024] 實施例3 在60g基質(zhì)瀝青中加入10g軟化劑、1.5g增塑劑和13g改性劑;升溫至170°C時加入15g羧 基丁苯橡膠，攪拌1.5小時;升溫至185°C后，加入20g鋼纖維，攪拌1小時;加入10g萜烯樹脂， 攪拌1.5小時；加入50g煅燒膨潤土粉和lg抗氧化劑，攪拌1.75小時；降溫至135°C時，經(jīng)過隔 離紙展開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制成防水卷材;其中鋼纖維的表面經(jīng)過預(yù)處理時，鋼 纖維和硅烷偶聯(lián)劑的比例為20:1。
[0025] 實施例4 在60g基質(zhì)瀝青中加入lOg軟化劑、1.5g增塑劑和13g改性劑;升溫至170°C時加入15g羧 基丁苯橡膠，攪拌1.5小時;升溫至185°C后，加入20g鋼纖維，攪拌1小時;加入10g萜烯樹脂， 攪拌1.5小時；加入50g煅燒膨潤土粉和lg抗氧化劑，攪拌1.75小時；降溫至135°C時，經(jīng)過隔 離紙展開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制成防水卷材;其中鋼纖維的表面經(jīng)過預(yù)處理時，鋼 纖維和硅烷偶聯(lián)劑的比例為10:1。
[0026] 實施例5 在60g基質(zhì)瀝青中加入10g軟化劑、1.5g增塑劑和13g改性劑;升溫至170°C時加入15g羧 基丁苯橡膠，攪拌1.5小時;升溫至185°C后，加入20g鋼纖維，攪拌1小時;加入10g萜烯樹脂， 攪拌1.5小時；加入50g煅燒膨潤土粉和lg抗氧化劑，攪拌1.75小時；降溫至135°C時，經(jīng)過隔 離紙展開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制成防水卷材;其中鋼纖維的表面經(jīng)過預(yù)處理時，鋼 纖維和硅烷偶聯(lián)劑的比例為30:1。
[0027]對實施例1~5進(jìn)行性能測試。
[0028] 一、抗剪切性能測試 按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB18242-2008《彈性體改性瀝青防水卷材》對實施例1~5進(jìn)行性能測試， 結(jié)果見表1。
[0029] 表 1
通]3：表1 η」以宥出，買施例1~5中的防水卷柯具有牧奸的杌剪切?生酡，兀共是買施例1 ~3中的防水卷材。因此，鋼纖維的表面經(jīng)過預(yù)處理時，鋼纖維和硅烷偶聯(lián)劑的最佳比例為 20:1〇
[0030] 二、耐疲勞性能測試 實施例1~5是在800萬次(50Hz頻率)荷載應(yīng)力作用下卷材與基層粘結(jié)仍然牢固。
[0031] 制作對比例1~4并對其進(jìn)行性能測試。
[0032] 對比例1 在60g基質(zhì)瀝青中加入10g軟化劑、1.5g增塑劑和13g改性劑;升溫至170°C時加入15g羧 基丁苯橡膠，攪拌1.5小時;升溫至185°C后，加入20g鋼纖維，攪拌1小時;加入10g萜烯樹脂， 攪拌1.5小時；加入50g煅燒膨潤土粉和lg抗氧化劑，攪拌1.75小時；降溫至135°C時，經(jīng)過隔 離紙展開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制成防水卷材;其中鋼纖維的表面未經(jīng)過預(yù)處理。
[0033] 對比例2 在60g基質(zhì)瀝青中加入lOg軟化劑、1.5g增塑劑和13g改性劑;升溫至170°C時加入15g羧 基丁苯橡膠，攪拌1.5小時;升溫至185°C后，加入Og鋼纖維，攪拌1小時；加入10g萜烯樹脂， 攪拌1.5小時；加入50g煅燒膨潤土粉和lg抗氧化劑，攪拌1.75小時；降溫至135°C時，經(jīng)過隔 離紙展開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制成防水卷材。
[0034] 對比例3 在60g基質(zhì)瀝青中加入10g軟化劑、1.5g增塑劑和13g改性劑;升溫至170°C時加入15g羧 基丁苯橡膠，攪拌1.5小時;升溫至185°C后，加入20g鋼纖維，攪拌1小時;加入10g萜烯樹脂， 攪拌1.5小時；加入50g未經(jīng)過煅燒的膨潤土粉和lg抗氧化劑，攪拌1.75小時；降溫至135°C 時，經(jīng)過隔離紙展開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制成防水卷材;其中鋼纖維的表面經(jīng)過預(yù) 處理時，鋼纖維和硅烷偶聯(lián)劑的比例為20:1。
[0035] 對比例4 在60g基質(zhì)瀝青中加入10g軟化劑、1.5g增塑劑和13g改性劑;升溫至170°C時加入15g羧 基丁苯橡膠，攪拌1.5小時;升溫至185°C后，加入20g鋼纖維，攪拌1小時;加入10g萜烯樹脂， 攪拌1.5小時；加入50g碳酸鈣和lg抗氧化劑，攪拌1.75小時；降溫至135°C時，經(jīng)過隔離紙展 開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制成防水卷材;其中鋼纖維的表面經(jīng)過預(yù)處理時，鋼纖維和 硅烷偶聯(lián)劑的比例為20:1。
[0036] 按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB18242-2008《彈性體改性瀝青防水卷材》對對比例1~4抗剪切性 能進(jìn)行測試，結(jié)果見表2。
[0037] 表 2
對對比例1~4耐疲勞性能進(jìn)行測試。同樣是在800萬次(50Hz頻率)荷載應(yīng)力作用下對 比例1~4防水卷材與基層粘結(jié)出現(xiàn)裂紋。
[0038] 通過對對比例1~4抗剪切性能測試和耐疲勞性能的測試結(jié)果可以看出，表面經(jīng)過 預(yù)處理和未經(jīng)過預(yù)處理的鋼纖維對本發(fā)明防水卷材具有很大的影響，這是由于γ-(2,3_環(huán) 氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑能夠在鋼纖維和有機(jī)聚合物之間構(gòu)建"分子橋"，改善 鋼纖維與有機(jī)聚合物界面間的結(jié)合性能，提高鋼纖維與有機(jī)聚合物界面間的粘接強(qiáng)度，提 高鋼纖維與有機(jī)聚合物界面耐疲勞性。
[0039] 未經(jīng)過煅燒的膨潤土粉和普通的填料如碳酸鈣沒有區(qū)別。這是由于經(jīng)過煅燒的膨 潤土粉的結(jié)構(gòu)單元層由兩個硅氧四面體片中夾一個鋁氧八面體片組成，具有較大的表面積 和吸附能力。
[0040] 且表面經(jīng)過預(yù)處理的鋼纖維和煅燒膨潤土粉對提高本發(fā)明的耐疲勞性能和抗剪 切性能具有相輔相成的作用。
【主權(quán)項】
1. 一種防水卷材，其特征在于，以質(zhì)量份數(shù)計，其原料包括:基質(zhì)瀝青50~60份、羧基丁 苯橡膠5~15份、改性劑7~13份、軟化劑7~15份、增塑劑1~2份、抗氧化劑0.5~1.5份、增 粘劑5~10份、鋼纖維10~20份、填料40~50份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述鋼纖維的表面經(jīng)過了硅烷偶聯(lián)劑 的預(yù)處理。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防水卷材，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-(2，3-環(huán)氧丙氧 基)丙基三甲氧基硅烷。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防水卷材，其特征在于，所述鋼纖維和硅烷偶聯(lián)劑的比例為 10:1~30:1〇5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防水卷材，其特征在于，所述鋼纖維和硅烷偶聯(lián)劑的比例為 20:1〇6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防水卷材，其特征在于，使用硅烷偶聯(lián)劑對鋼纖維表面進(jìn)行預(yù) 處理的方法是首先將硅烷偶聯(lián)劑加乙酸調(diào)節(jié)pH值為5~6;再將鋼纖維放入固體攪拌機(jī)，并 將硅烷偶聯(lián)劑直接噴灑在鋼纖維上并攪拌，攪拌時間為60~90s，攪拌完畢后120°C恒溫干 燥15min〇7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述增粘劑為萜烯樹脂。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述填料為煅燒膨潤土粉。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的防水卷材，其特征在于，所述煅燒膨潤土粉的制備方法如下： 取膨潤土原料進(jìn)行煅燒，煅燒溫度從350°C逐漸升至410°C，升溫速率為5°C/min，然后在410 °C下再煅燒1小時，保溫0.5小時，自然冷卻后出料，最后將煅燒后的膨潤土原料制成平均粒 度為400nm以下的粉末。10. -種如權(quán)利要求1至9中任意一項所述的防水卷材的制備方法，其特征在于，包括如 下步驟:在基質(zhì)瀝青中加入軟化劑、增塑劑和改性劑;升溫至160~170 °C時加入羧基丁苯橡 膠，攪拌1.3~1.5小時;升溫至180~190 °C后，加入鋼纖維，攪拌0.5~1小時;加入增粘劑， 攪拌1.5~2小時；加入填料和抗氧化劑，攪拌1~1.5小時；降溫至130~140°C時，經(jīng)過隔離 紙展開、涂敷、冷卻、覆膜、冷卻定型制成防水卷材。
【文檔編號】C08K9/00GK106084826SQ201610516213
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月2日
【發(fā)明人】孫智寧, 孫平剛, 趙勝國, 孫曉嫣, 薛小鋒, 郝寧
【申請人】北京遠(yuǎn)大洪雨防水工程有限公司