CN109135667A - 一种防水卷材用自粘胶、其制备方法和包含其的防水卷材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防水卷材用自粘胶、其制备方法和包含其的防水卷材。所述自粘胶包括如下质量份数的组分：45‑50份沥青、8‑14份填充油、4‑6份SBS、2‑5份EVA树脂、3‑7份石油树脂和24‑30份填料。所述自粘胶是通过将配方量的各组分在熔融状态下混合后得到。所述防水卷材的粘结层是由所述自粘胶固化后形成。本发明利用SBS和EVA树脂共同作为沥青的改性剂，二者在特定的比例下与其他组分配合，从而使得到的自粘胶兼具良好的耐高低温性能和粘结性能。
Description
技术领域
本发明属于防水材料技术领域，具体涉及一种防水卷材用自粘胶、其制备方法和包含其的防水卷材。
背景技术
将沥青类或高分子类防水材料浸渍在胎体上，制作成的防水材料产品，以卷材形式提供，称为防水卷材。根据主要组成材料不同，可分为橡胶沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材等。根据胎体的不同分为无胎体卷材、纸胎卷材、玻璃纤维胎卷材、玻璃布胎卷材和聚乙烯胎卷材等。
防水卷材要求有良好的耐水性，对温度变化的稳定性(高温下不滑动、不流淌、不滴落，低温下不开裂)，良好的粘结性能，一定的机械强度、延伸性和抗断裂性等。其中耐高低温性能和粘结性能主要由用于防水卷材的自粘胶决定。但是，自粘胶的耐高温性能和粘结性能之间存在矛盾：良好的粘结性通常要求自粘胶具有良好的渗透性，则相应耐高温性能较差；耐高温性能好的自粘胶内聚力较强，渗透性差，则粘结性能差。而且，合格的防水卷材还应该具有良好的耐低温性能，其与耐高温性能也有一定的冲突。现有的防水卷材对上述性能往往难以兼顾。
在GB/T23457-2009与GB23441-2009的材料标准中对防水卷材性能的要求为：卷材和铝板的剥离强度达到1.5N/mm、卷材与卷材的剥离强度达到1.0N/mm，70℃下无滑动流淌，-20℃下无开裂。但是在夏季太阳暴晒下或部分地区的冬季会出现环境温度超出上述范围的情况。为了保证防水卷材的使用可靠性，其耐高低温和粘结性能都有待于进一步提高。
CN 102492368A公开了一种耐高温自粘聚合物改性沥青防水卷材及其制备方法，采用废轮胎粉化并脱硫后的胶粉和聚丙烯对100号沥青进行改性，使得到的防水卷材的耐热温度达到120℃，剥离强度达到2.7N/mm。但其制备工艺要求高温达到200℃以上，将大量产生有害烟气，采用废轮胎粉会使产品耐老化性能不足，且其耐寒温度也只能到达-10℃，并不能满足实际的使用需求。
因此，在本领域期望得到一种兼具良好的耐高低温性能和粘结性能的防水卷材用自粘胶。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防水卷材用自粘胶、其制备方法和包含其的防水卷材。该自粘胶兼具良好的耐高低温性能和粘结性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种防水卷材用自粘胶，包括如下质量份数的组分：
SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)能赋予材料优异的耐高低温性，但过量添加将导致胶料失去粘结能力；EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)能一定程度改善胶料高低温性能，同时赋予其粘结能力，但过量添加则会导致胶料耐高低温性能下降。本发明选择SBS和EVA树脂共同作为沥青的改性剂，二者在特定的比例下与其他组分配合，从而使得到的自粘胶兼具良好的耐高低温性能和粘结性能。
本发明中，所述沥青的质量份数可以是45份、45.5份、46份、46.5份、47份、47.5份、48份、48.5份、49份、49.5份或50份等。
所述填充油的质量份数可以是8份、8.5份、9份、9.5份、10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份或14份等。
所述SBS的质量份数可以是4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份、5.2份、5.5份、5.8份或6份等。
所述EVA树脂的质量份数可以是2份、2.2份、2.5份、2.8份、3份、3.2份、3.5份、3.8份、4份、4.2份、4.5份、4.8份或5份等。
所述石油树脂的质量份数可以是3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份或7份等。
所述填料的质量份数可以是24份、24.5份、25份、25.5份、26份、26.5份、27份、27.5份、28份、28.5份、29份、29.5份或30份等。
作为本发明的优选技术方案，所述自粘胶还包括0.4-0.7质量份(例如0.4质量份、0.5质量份、0.6质量份或0.7质量份等)的紫外线吸收剂。
优选地，所述紫外线吸收剂选自2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑(UV-326)、2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑(UV-327)、2-(2′-羟基-3′,5′-二叔戊基苯基)苯并三唑(UV-328)、2-[2′-羟基-5′-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]苯并三唑(UV-329)、2-(2′-羟基-3′,5′-二枯基苯基)-苯并三唑(UV-234)或2-(2-羟基-5′-叔辛基苯基)-苯并三唑(UV-5411)中的一种或至少两种的组合；所述组合可以是UV-326与UV-327的组合、UV-326与UV-328的组合、UV-326与UV-329的组合、UV-326与UV-234的组合、UV-327与UV-328的组合、UV-327与UV-5411的组合、UV-327与UV-234的组合或UV-234与UV-5411的组合等。
作为本发明的优选技术方案，所述沥青为70号沥青和/或90号沥青。
不同标号的沥青内部的重质馏份含量不同，标号低的比标号高的轻质油分少，重质馏分多，可以添加更多的填充油。本发明使用填充油复配低标号沥青，有更高的调节空间。
优选地，所述填充油是以环烷烃和/或直链烷烃为主的石油馏分。
填充油主要用于促进SBS和EVA树脂的溶解分散。
作为本发明的优选技术方案，所述SBS中苯乙烯与丁二烯单元的摩尔比为(30-40):(60-70)；例如可以是30:70、31:69、32:68、33:67、34:66、35:65、36:64、37:63、38:62、39:61或40:60等。
所述EVA树脂中醋酸乙烯酯单元的摩尔含量为15-25％；例如可以是15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％等。
优选地，所述EVA树脂的重均分子量为15-20万；例如可以是15万、16万、17万、18万、19万或20万等。
作为本发明的优选技术方案，所述石油树脂为C5石油树脂。
采用C5树脂，与沥青体系的相容性大幅提升，有利于提高产品的稳定性。
优选地，所述填料选自重钙粉、轻钙粉、高岭土或滑石粉中的一种或至少两种的组合；所述组合可以是重钙粉与轻钙粉的组合、重钙粉与高岭土的组合、重钙粉与滑石粉的组合、轻钙粉与高岭土的组合、轻钙粉与滑石粉的组合或高岭土与滑石粉的组合等。
不同的填料在自粘胶中的分散性不同，而且影响防水卷材的储存性，为了使填料分散均匀且延长防水卷材的储存期，本发明中填料更优选为滑石粉。
第二方面，本发明提供一种上述自粘胶的制备方法，所述制备方法为：
将配方量的各组分在熔融状态下混合，得到所述自粘胶。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方，先将沥青和填充油在熔融状态下混合；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入SBS，待所述SBS完全熔化后加入EVA树脂，待所述EVA树脂完全熔化后加入石油树脂，混合至所述石油树脂完全熔化；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入填料和任选地紫外线吸收剂，混合后得到所述自粘胶。
作为本发明的优选技术方案，步骤(1)-步骤(3)中所述的混合是在搅拌条件下进行。
优选地，所述搅拌的速率为500-1000rpm；例如可以是500rpm、600rpm、700rpm、800rpm、900rpm或1000rpm等。
优选地，步骤(1)和步骤(2)中的混合温度为160-170℃；例如可以是160℃、161℃、162℃、163℃、164℃、165℃、166℃、167℃、168℃、169℃或170℃等。
优选地，步骤(3)中的混合温度为150-160℃，例如可以是150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃或160℃等；混合时间为30-60min，例如可以是30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方，将沥青和填充油在160-170℃下熔融，在500-1000rpm的搅拌速率下混合；
(2)保持温度和搅拌速率，向步骤(1)得到的混合物中加入SBS，待所述SBS完全熔化后加入EVA树脂，待所述EVA树脂完全熔化后加入石油树脂，搅拌至所述石油树脂完全熔化；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入填料和任选地紫外线吸收剂，控制温度为150-160℃，在500-1000rpm的搅拌速率下混合30-60min，得到所述自粘胶。
第三方面，本发明提供一种防水卷材，所述防水卷材的粘结层是由上述自粘胶固化后形成。
根据增强层材料的不同，本发明提供的自粘胶可用于制备多种卷材，例如CLF交叉层压膜自粘防水卷材、BAC自粘防水卷材、PET自粘防水卷材等。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的自粘胶兼具良好的耐高低温性能和粘结性能，由其制备的防水卷材能够保证在-30℃下无裂纹，耐热温度达到85-95℃，卷材与卷材间的剥离强度到达1.2-1.6N/mm，卷材与铝板间的剥离强度达到1.9-2.4N/mm。本发明采用的制备工艺更加先进，温度在170℃以下，对环境更加友好。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种防水卷材用自粘胶，包括如下质量份数的组分：
其中，填充油是以环烷烃和/或直链烷烃为主的石油馏分；SBS中苯乙烯与丁二烯单元的摩尔比为30:70；EVA树脂的重均分子量为20万，醋酸乙烯酯单元的摩尔含量为15％。
上述自粘胶的制备方法包括如下步骤：
(1)按配方，将沥青和填充油在168℃下熔融，在800rpm的搅拌速率下混合；
(2)保持温度和搅拌速率，向步骤(1)得到的混合物中加入SBS，待SBS完全熔化后加入EVA树脂，待EVA树脂完全熔化后加入石油树脂，搅拌至石油树脂完全熔化；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入填料，控制温度为158℃，在800rpm的搅拌速率下混合30min，得到上述自粘胶。
实施例2
一种防水卷材用自粘胶，包括如下质量份数的组分：
其中，填充油是以环烷烃和/或直链烷烃为主的石油馏分；SBS中苯乙烯与丁二烯单元的摩尔比为40:60；EVA树脂的重均分子量为15万，醋酸乙烯酯单元的摩尔含量为25％。
上述自粘胶的制备方法包括如下步骤：
(1)按配方，将沥青和填充油在162℃下熔融，在700rpm的搅拌速率下混合；
(2)保持温度和搅拌速率，向步骤(1)得到的混合物中加入SBS，待SBS完全熔化后加入EVA树脂，待EVA树脂完全熔化后加入石油树脂，搅拌至石油树脂完全熔化；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入填料，控制温度为152℃，在700rpm的搅拌速率下混合40min，得到上述自粘胶。
实施例3
一种防水卷材用自粘胶，包括如下质量份数的组分：
其中，填充油是以环烷烃和/或直链烷烃为主的石油馏分；SBS中苯乙烯与丁二烯单元的摩尔比为50:50；EVA树脂的重均分子量为18万，醋酸乙烯酯单元的摩尔含量为20％。
上述自粘胶的制备方法包括如下步骤：
(1)按配方，将沥青和填充油在170℃下熔融，在500rpm的搅拌速率下混合；
(2)保持温度和搅拌速率，向步骤(1)得到的混合物中加入SBS，待SBS完全熔化后加入EVA树脂，待EVA树脂完全熔化后加入石油树脂，搅拌至石油树脂完全熔化；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入填料和紫外线吸收剂，控制温度为150℃，在1000rpm的搅拌速率下混合30min，得到上述自粘胶。
实施例4
一种防水卷材用自粘胶，包括如下质量份数的组分：
其中，填充油是以环烷烃和/或直链烷烃为主的石油馏分；SBS中苯乙烯与丁二烯单元的摩尔比为50:50；EVA树脂的重均分子量为18万，醋酸乙烯酯单元的摩尔含量为20％。
上述自粘胶的制备方法包括如下步骤：
(1)按配方，将沥青和填充油在165℃下熔融，在1000rpm的搅拌速率下混合；
(2)保持温度和搅拌速率，向步骤(1)得到的混合物中加入SBS，待SBS完全熔化后加入EVA树脂，待EVA树脂完全熔化后加入石油树脂，搅拌至石油树脂完全熔化；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入填料和紫外线吸收剂，控制温度为160℃，在600rpm的搅拌速率下混合45min，得到上述自粘胶。
实施例5
一种防水卷材用自粘胶，包括如下质量份数的组分：
其中，填充油是以环烷烃和/或直链烷烃为主的石油馏分；SBS中苯乙烯与丁二烯单元的摩尔比为50:50；EVA树脂的重均分子量为18万，醋酸乙烯酯单元的摩尔含量为20％。
上述自粘胶的制备方法包括如下步骤：
(1)按配方，将沥青和填充油在160℃下熔融，在800rpm的搅拌速率下混合；
(2)保持温度和搅拌速率，向步骤(1)得到的混合物中加入SBS，待SBS完全熔化后加入EVA树脂，待EVA树脂完全熔化后加入石油树脂，搅拌至石油树脂完全熔化；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入填料和紫外线吸收剂，控制温度为155℃，在500rpm的搅拌速率下混合60min，得到上述自粘胶。
对比例1
与实施例5的区别在于，用聚丙烯代替EVA树脂。
对比例2
与实施例5的区别在于，SBS的质量份数为7份，EVA树脂的质量份数为1份。
对比例3
与实施例5的区别在于，SBS的质量份数为3份，EVA树脂的质量份数为6份。
用上述实施例1-5与对比例1-4提供的自粘胶浸渍玻纤增强聚酯布，然后一面覆以PET膜，另一面覆以隔离膜，冷却固化后形成防水卷材。
对上述防水卷材的性能进行测试，测试方法如下：
耐低温性能：按照GB/T23457-2009的方法，测试防水卷材在保证无裂纹的前提下，能承受的最低温度；
耐高温性能：按照GB/T23457-2009的方法，测试防水卷材在保证无滑动、流淌和滴落的前提下，能承受的最高温度；
剥离强度：按照GB/T23457-2009的方法，分别测试卷材与卷材、卷材与铝板之间的剥离强度；
耐候性：将试件的粘合面朝向光源，放入符合GB/T 16422.2要求的氙弧灯老化仪中，辐射强度为(60±2)W/m2(300nm-400nm)，黑标温度为(65±3)℃；光照同时每2h喷淋18min，累计辐照时间72h±5min。辐照结束后，将试件取出在(23±2)℃室内放置24h后，分别测试卷材与卷材、卷材与铝板之间的剥离强度。
上述测试的结果如下表1所示：
表1
由表1的结果可知，本发明提供的自粘胶兼具良好的耐高低温性能和粘结性能，改变SBS和EVA的比例或种类，则会导致自粘胶的耐低温性能和粘结性能下降。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种防水卷材用自粘胶，其特征在于，所述自粘胶包括如下质量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的自粘胶，其特征在于，所述自粘胶还包括0.4-0.7质量份的紫外线吸收剂；
优选地，所述紫外线吸收剂选自UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-234或UV-5411中的一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的自粘胶，其特征在于，所述沥青为70号沥青和/或90号沥青；
优选地，所述填充油是以环烷烃和/或直链烷烃为主的石油馏分。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的自粘胶，其特征在于，所述SBS中苯乙烯与丁二烯单元的摩尔比为(30-40):(60-70)；
所述EVA树脂中醋酸乙烯酯单元的摩尔含量为15-25％；
优选地，所述EVA树脂的重均分子量为15-20万。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的自粘胶，其特征在于，所述石油树脂为C5石油树脂；
优选地，所述填料选自重钙粉、轻钙粉、高岭土或滑石粉中的一种或至少两种的组合。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的自粘胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
将配方量的各组分在熔融状态下混合，得到所述自粘胶。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方，先将沥青和填充油在熔融状态下混合；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入SBS，待所述SBS完全熔化后加入EVA树脂，待所述EVA树脂完全熔化后加入石油树脂，混合至所述石油树脂完全熔化；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入填料和任选地紫外线吸收剂，混合后得到所述自粘胶。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)-步骤(3)中所述的混合是在搅拌条件下进行；
优选地，所述搅拌的速率为500-1000rpm；
优选地，步骤(1)和步骤(2)中的混合温度为160-170℃；
优选地，步骤(3)中的混合温度为150-160℃，混合时间为30-60min。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方，将沥青和填充油在160-170℃下熔融，在500-1000rpm的搅拌速率下混合；
(2)保持温度和搅拌速率，向步骤(1)得到的混合物中加入SBS，待所述SBS完全熔化后加入EVA树脂，待所述EVA树脂完全熔化后加入石油树脂，搅拌至所述石油树脂完全熔化；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入填料和任选地紫外线吸收剂，控制温度为150-160℃，在500-1000rpm的搅拌速率下混合30-60min，得到所述自粘胶。
10.一种防水卷材，其特征在于，所述防水卷材的粘结层是由权利要求1-7任一项所述的自粘胶固化后形成。
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