一種防水卷材及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種防水卷材，以質量份數計，其原料包括：基質瀝青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
技術領域
[0001] 本發明涉及建筑物防水材料領域，更具體地說，它涉及一種防水卷材及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 高聚物改性瀝青卷材廣泛應用于各種建筑結構和屋面、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 術標準是依據屋面、地下工程的要求而確定，比如，路面、橋面、停車場等場所經常有數噸甚 至幾十噸重的車輛碾過，這就要求瀝青卷材與基層粘結牢固，耐疲勞性能和抗剪切性能好 等。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術存在的不足，本發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] 為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案： 一種防水卷材，以質量份數計，其原料包括:基質瀝青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] 本發明較優選地，所述鋼纖維的表面經過了硅烷偶聯劑的預處理。
[0007] 本發明較優選地，所述硅烷偶聯劑為γ-(2,3_環氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷。
[0008] 本發明較優選地，所述鋼纖維和硅烷偶聯劑的比例為10:1~30:1。
[0009] 本發明較優選地，所述鋼纖維和硅烷偶聯劑的比例為20:1。
[0010] 本發明較優選地，使用硅烷偶聯劑對鋼纖維表面進行預處理的方法是首先將硅烷 偶聯劑加乙酸調節pH值為5~6;再將鋼纖維放入固體攪拌機，并將硅烷偶聯劑直接噴灑在 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] 本發明較優選地，所述增粘劑為萜烯樹脂。
[0012 ]本發明較優選地，所述填料為煅燒膨潤土粉。
[0013] 本發明較優選地，所述煅燒膨潤土粉的制備方法如下:取膨潤土原料進行煅燒，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] 為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案： 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] 與現有技術相比，本發明具有如下有益效果： (1)本發明具有耐疲勞性能和抗剪切性能。
[0017] (2) γ-(2,3-環氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷偶聯劑能夠在鋼纖維和有機聚合物 之間構建"分子橋"，改善鋼纖維與有機聚合物界面間的結合性能，提高鋼纖維與有機聚合 物界面間的粘接強度，提高鋼纖維與有機聚合物界面耐疲勞性。
[0018] (3)膨潤土結構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)表面經過預處理的鋼纖維和煅燒膨潤土粉對提高本發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明的解釋，其并不是對本發明的限制，本領域技術人 員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本 發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。
[0021 ]本發明中的軟化劑、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過預處理時，鋼纖 維和硅烷偶聯劑的比例為20:1。
[0023] 實施例2 在55g基質瀝青中加入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過預處理時，鋼纖 維和硅烷偶聯劑的比例為20:1。
[0024] 實施例3 在60g基質瀝青中加入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過預處理時，鋼 纖維和硅烷偶聯劑的比例為20:1。
[0025] 實施例4 在60g基質瀝青中加入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過預處理時，鋼 纖維和硅烷偶聯劑的比例為10:1。
[0026] 實施例5 在60g基質瀝青中加入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過預處理時，鋼 纖維和硅烷偶聯劑的比例為30:1。
[0027]對實施例1~5進行性能測試。
[0028] 一、抗剪切性能測試 按照國家標準GB18242-2008《彈性體改性瀝青防水卷材》對實施例1~5進行性能測試， 結果見表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，鋼纖維的表面經過預處理時，鋼纖維和硅烷偶聯劑的最佳比例為 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)荷載應力作用下卷材與基層粘結仍然牢固。
[0031] 制作對比例1~4并對其進行性能測試。
[0032] 對比例1 在60g基質瀝青中加入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過預處理。
[0033] 對比例2 在60g基質瀝青中加入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過預 處理時，鋼纖維和硅烷偶聯劑的比例為20:1。
[0035] 對比例4 在60g基質瀝青中加入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過預處理時，鋼纖維和 硅烷偶聯劑的比例為20:1。
[0036] 按照國家標準GB18242-2008《彈性體改性瀝青防水卷材》對對比例1~4抗剪切性 能進行測試，結果見表2。
[0037] 表 2
對對比例1~4耐疲勞性能進行測試。同樣是在800萬次(50Hz頻率)荷載應力作用下對 比例1~4防水卷材與基層粘結出現裂紋。
[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果可以看出，表面經過 預處理和未經過預處理的鋼纖維對本發明防水卷材具有很大的影響，這是由于γ-(2,3_環 氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷偶聯劑能夠在鋼纖維和有機聚合物之間構建"分子橋"，改善 鋼纖維與有機聚合物界面間的結合性能，提高鋼纖維與有機聚合物界面間的粘接強度，提 高鋼纖維與有機聚合物界面耐疲勞性。
[0039] 未經過煅燒的膨潤土粉和普通的填料如碳酸鈣沒有區別。這是由于經過煅燒的膨 潤土粉的結構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] 且表面經過預處理的鋼纖維和煅燒膨潤土粉對提高本發明的耐疲勞性能和抗剪 切性能具有相輔相成的作用。
【主權項】
1. 一種防水卷材，其特征在于，以質量份數計，其原料包括:基質瀝青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. 根據權利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述鋼纖維的表面經過了硅烷偶聯劑 的預處理。3. 根據權利要求2所述的防水卷材，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為γ-(2，3-環氧丙氧 基)丙基三甲氧基硅烷。4. 根據權利要求2所述的防水卷材，其特征在于，所述鋼纖維和硅烷偶聯劑的比例為 10:1~30:1〇5. 根據權利要求2所述的防水卷材，其特征在于，所述鋼纖維和硅烷偶聯劑的比例為 20:1〇6. 根據權利要求2所述的防水卷材，其特征在于，使用硅烷偶聯劑對鋼纖維表面進行預 處理的方法是首先將硅烷偶聯劑加乙酸調節pH值為5~6;再將鋼纖維放入固體攪拌機，并 將硅烷偶聯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. 根據權利要求1所述的防水卷材，其特征在于，所述增粘劑為萜烯樹脂。8. 根據權利要求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. 根據權利要求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】北京遠大洪雨防水工程有限公司