一種反應(yīng)型高分子自粘防水卷材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于建筑物的防水材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地講公開了一種反應(yīng)型高分子自粘防水卷材及其制備方法。其主要技術(shù)方案：即該防水卷材由表面防水層，中間高分子自粘膠層，底部隔離層組成。表面防水層由低密度聚乙烯防水板或者EVA板充任，中間層由高分子自粘膠層充任，其中的活性基團能與混凝土通過化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，與混凝土界面間形成空間立體交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，大大提高防水卷材的防竄水性以及耐久性能；底部由涂覆硅油的PET隔離膜充任。該防水卷材可以實現(xiàn)與建筑物同壽命。
【專利說明】一種反應(yīng)型高分子自粘防水卷材及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑物的防水材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體講是應(yīng)用于水利水電、隧道地鐵、人 防工事、地下建筑等工程中采用現(xiàn)澆混凝土粘結(jié)的一種具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘 防水卷材及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 防水卷材在使用過程中的最大障礙是與基面之間的粘接問題，若與基面粘接不 牢，防水卷材就會失效，因此各種形式的自粘型的防水卷材應(yīng)運而生。目前市場上主要的 自粘型的防水卷材是改性浙青基防水卷材。這類防水卷材強度較低，卷材與混凝土之間存 在縫隙，粘接力小，因為改性浙青基自粘型防水卷材與混凝土的粘結(jié)力源于自粘層與混凝 土表面之間的范德華力或者氫鍵等次級鍵，是一種物理作用力，隨著時間的增加，粘接力下 降，最終產(chǎn)生漏水，竄水問題，因此使用年限遠(yuǎn)不能與建筑物同壽命。高分子自粘防水卷材 可以解決卷材間竄水的問題。
[0003] 中國專利申請?zhí)枮镃N201310306309.9公開了一種具有預(yù)鋪反粘功能的防水卷 材，以塑料片材為載體，在塑料片材上刮涂有熱熔壓敏膠，在熱熔壓敏膠層上噴涂丙烯酸系 隔離保護層，最上層采用PET涂硅隔離膜覆蓋。該防水卷材具有抗拉強度高、耐撕裂性能 好、無毒無味、適應(yīng)溫度范圍廣、可焊接或自粘搭接、與后澆混凝土形成滿粘結(jié)、可直接在卷 材上行走施工等特點，適用于地下室、人工湖、涵洞、隧洞、地鐵等她下防水工程的防水。該 發(fā)明中用丙烯酸乳液做隔離保護層，與混凝土之間實現(xiàn)粘接。隔離保護層由丙烯酸乳液與 級配的碳酸鈣或滑石粉混合而成，其中還包含有紫外吸收劑、光穩(wěn)定劑、抗氧化劑、流平劑 中的一種或一種以上的混合物作為輔料。該隔離保護層成分復(fù)雜，工藝不易操作。
[0004] 中國專利申請?zhí)枮镃N 101871248 A的發(fā)明專利中公布一種反應(yīng)型高分子防水卷 材，該防水卷材包括胎膜層、反應(yīng)型復(fù)合膠層和防粘隔離膜層，反應(yīng)型復(fù)合膠層設(shè)在胎膜層 的表面上，而防粘隔離膜層設(shè)在反應(yīng)型復(fù)合膠層的另一表面上。所述的反應(yīng)型復(fù)合膠按重 量百分比包括：SIS型熱熔膠85. 0%?92. 0%、滑石粉3. 0%?5. 0%、復(fù)合礦粉2. 0%?3. 5%、 氣相二氧化硅1. 0%?2. 5%、硅烷偶聯(lián)劑0. 5%?2. 0%、納米碳酸鈣0. 5%?2. 0%。該高分子 防水卷材具有優(yōu)異的耐候性，使用壽命長。其中能與現(xiàn)澆的混凝土基體發(fā)生化學(xué)交聯(lián)并一 同固化的活性物質(zhì)是復(fù)合礦粉、氣相二氧化硅、滑石粉和納米碳酸鈣等小分子物質(zhì)，這類小 分子物質(zhì)與高分子自粘膠層之間沒有有機結(jié)合，粘接力會隨著時間的增加而減小。
[0005] 發(fā)明的內(nèi)容 本發(fā)明的第一目的就是提供一種具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材。
[0006] 本發(fā)明的第二目的就是提供一種制備上述具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防 水卷材的方法。
[0007] 實現(xiàn)本發(fā)明第一目的采用的技術(shù)方案為： 一種具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材，該防水卷材由表面防水層、中間高 分子自粘膠層和底部隔離層組成；其中， a .所述的表面防水層是卷材的防水基礎(chǔ)層，由低密度聚乙烯防水板或者EVA板充任； b .所述的中間高分子自粘膠層具有自粘功能，可以與混凝土界面之間形成化學(xué)連接， 形成空間立體交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其構(gòu)成組分如下： 熱塑性彈性體：其重量份為30-60 ; 甲基丙烯酸甲酯接枝SBS，其重量份為5-20 ; 軟化油，其重量份5-20 ; 增黏樹脂，其重量份30-60 ; 填充劑，其重量份為1-5 ; 抗氧劑，其重量份為0.1-1。
[0008] 構(gòu)成上述一種具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材的附加技術(shù)特征還包 括： --所述的熱塑性彈性體為熱塑性彈性體SBS或者熱塑性彈性體SIS ; --所述的増黏樹脂包括碳五石油樹脂和碳九石油樹脂； -所述的軟化油包括脂肪族礦物油或環(huán)燒油； --所述的填充劑包括金紅石鈦白粉、滑石粉或納米鈣； --所述的抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑及亞磷酸酯類。
[0009] 實現(xiàn)本發(fā)明第二目的采用的技術(shù)方案包括： 制備上述自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材的方法包括： 防水層的制備和高分子自粘膠層的制備；其中， 所述高分子自粘膠層的制備包括：先將軟化油、增黏樹脂、填充劑和抗氧劑和紫外線吸 收劑加入反應(yīng)釜中加熱，溫度控制在170?180°C，同時開啟攪拌器攪拌；待上述物料全部 融化后，加入自粘層主體材料熱塑性彈性體、甲基丙烯酸甲酯接枝SBS，溫度保持170°C? 190°C之間，待物料全部融化后，保溫在160?170°C繼續(xù)攪拌I. 0 - I. 5h即形成高分子自 粘膠；待自粘膠降溫到合適溫度后，在所制備的防水層的上表面涂覆高分子自粘膠層，并覆 蓋上PET薄膜；將三者用雙金屬輥進行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。 [0010] 本發(fā)明所提供的具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材及其制備方法與現(xiàn) 有技術(shù)相比具有，利用高分子自粘膠層中的活性物質(zhì)與混凝土通過化學(xué)交聯(lián)形成空間立體 交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在兩者界面間形成連續(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，與基面形成皮膚式粘接；利用高分子自粘膠層的高變形能力實現(xiàn)膠層的自愈能力，當(dāng) 自粘層厚度大于等于〇. 5mm時，一旦防水層的某個部位被刺破，自粘層的自愈性會促使周 邊的部分材料向被破壞部位遷移，填補破損部位，使其重新具有防水功能；并且該自粘防水 卷材具有施工更簡便的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明提供的具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷 材結(jié)構(gòu)及工作原理做進一步詳細(xì)說明。
[0013] 如圖1所示，本發(fā)明提供的采用粘結(jié)方式搭接的具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自 粘防水卷材的結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)由低密度聚乙烯防水板或者EVA板形成的表面防水層1、 可以與混凝土界面之間形成化學(xué)連接并形成空間立體交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的中間高分子自粘膠層2 和設(shè)置在自粘膠層外表面以方便卷材制備并保護自粘膠層的性能不受影響的底部隔離層3 組成。
[0014] 上述自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材的步驟： 第一步，由低密度聚乙烯防水板或者EVA板構(gòu)成的防水層的制備 第二步，高分子自粘膠層的制備； 第三步，在所制備的防水層的上表面涂覆高分子自粘膠層，并覆蓋上PET薄膜；將三者 用雙金屬輥進行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。
[0015] 上述第二步高分子自粘膠層的制備 實施例1 按配方稱取環(huán)烷油KN4010 15重量份、碳五石油樹脂50重量份、納米鈣粉2重量份、 抗氧劑1010 0. 2重量份、紫外線吸收劑UV-327 0. 6重量份加入反應(yīng)釜中，開始加熱，溫 度控制170°C，同時開啟攪拌器攪拌。待上述物料全部融化后，加入熱塑性彈性體SIS 35 重量份，甲基丙烯酸甲酯接枝SBS 5重量份，溫度保持180°C，待物料全部融化后，保溫在 170°C繼續(xù)攪拌I. 5h。將反應(yīng)好的上述高分子自粘膠涂覆在線性低密度聚乙烯防水層上，在 KKTC下進行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。
[0016] 實施例2 按配方稱取環(huán)烷油KN4020 10重量份、碳九石油樹脂45重量份、金紅石鈦白粉1. 5重 量份、抗氧劑1010 〇. 15重量份、紫外線吸收劑UV-327 0. 5重量份加入反應(yīng)釜中，開始加 熱，溫度控制170°C，同時開啟攪拌器攪拌。待上述物料全部融化后，加入熱塑性彈性體SBS 40重量份，甲基丙烯酸甲酯接枝SBS 10重量份，溫度保持175°C，待物料全部融化后，保溫 在160°C繼續(xù)攪拌I. Oh。將反應(yīng)好的上述高分子自粘膠涂覆在EVA防水層上，在KKTC下進 行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。
[0017] 實施例3 按配方稱取白油7# 12重量份、碳五石油樹脂55重量份、滑石粉3重量份、抗氧劑1076 0. 5重量份、紫外線吸收劑UV-327 I. 0重量份加入反應(yīng)釜中，開始加熱，溫度控制175°C， 同時開啟攪拌器攪拌。待上述物料全部融化后，加入熱塑性彈性體SIS 55重量份，甲基丙 烯酸甲酯接枝SBS 15重量份，溫度保持185°C，待物料全部融化后，保溫在165°C繼續(xù)攪拌 1. 〇h。將反應(yīng)好的上述高分子自粘膠涂覆在線性低密度聚乙烯防水層上，在90°C下進行擠 壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。
[0018] 實施例4 按配方稱取白油8# 15重量份、碳九石油樹脂50重量份、納米鈣粉3. 5重量份、抗氧劑 264 0. 5重量份、UV-327 0. 8重量份加入反應(yīng)釜中，開始加熱，溫度控制180°C，同時開啟攪 拌器攪拌。待上述物料全部融化后，加入熱塑性彈性體SIS 50重量份，甲基丙烯酸甲酯接 枝SBS 8重量份，溫度保持175°C，待物料全部融化后，保溫在160°C繼續(xù)攪拌I. 5h。將反應(yīng) 好的上述高分子自粘膠涂覆在線性低密度聚乙烯防水層上，在IKTC下進行擠壓熱復(fù)合，成 型，收卷制成高分子自粘防水卷材。
[0019] 實施例5 按配方稱取環(huán)烷油KN4008 14重量份、碳五石油樹脂45重量份、金紅石鈦白粉I. 5重 量份、抗氧劑2246 0. 3重量份加入反應(yīng)釜中，開始加熱，溫度控制175°C，同時開啟攪拌器 攪拌。待上述物料全部融化后，加入熱塑性彈性體SIS 40重量份，甲基丙烯酸甲酯接枝SBS 12重量份，溫度保持170°C，待物料全部融化后，保溫在170°C繼續(xù)攪拌I. Oh。將反應(yīng)好的 上述高分子自粘膠涂覆在線性低密度聚乙烯防水層上，在KKTC下進行擠壓熱復(fù)合，成型， 收卷制成高分子自粘防水卷材。
[0020] 實施例6 按配方稱取白油9# 12重量份、碳九石油樹脂48重量份、滑石粉5重量份、抗氧劑1010 0. 1、重量份、抗氧劑168 0. 2重量份加入反應(yīng)釜中，開始加熱，溫度控制180°C，同時開啟 攪拌器攪拌。待上述物料全部融化后，加入熱塑性彈性體SIS 36重量份，甲基丙烯酸甲酯 接枝SBS 10重量份，溫度保持180°C，待物料全部融化后，保溫在165°C繼續(xù)攪拌I. 5h。將 反應(yīng)好的上述高分子自粘膠涂覆在線性低密度聚乙烯防水層上，在105°C下進行擠壓熱復(fù) 合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。
[0021] 上述所制備的高分子自粘防水卷材自粘膠層與混凝土界面實現(xiàn)化學(xué)交聯(lián)形成空 間交聯(lián)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的機理如下： 眾所周知，水泥熟料主要是由硅酸三鈣（3Ca0Si02)、硅酸二鈣（0-2CaOSiO2)、鋁酸三 鈣（3Ca0Al203)和鐵鋁酸四鈣（4Ca0Al203Fe 203)四種礦物組成的。這些礦物遇水后均能起水 化反應(yīng)，生成CSH凝膠。水化過程的其中主要反應(yīng)方程式如下： 3(Ca0 · SiO2)+ 6 H2O = 3Ca0 · 2Si02 · 3H20 (膠體）+3 Ca(0H)2(晶體） 2(2Ca0 · Si02)+4 H2O = 3Ca0 · 2Si02 · 3H20 + Ca(0H)2(晶體） 3Ca0 · Al2O3 + 6 H2O = 3 CaO · Al2O3 · 6 H2O (晶體） 4CaO · Al2O3 · Fe203+7H20 = 3Ca0 · Al2O3 · 6H20+Ca0 · Fe2O3 · H2O (膠體） 在水化過程中產(chǎn)生了具有反應(yīng)活性的的CSH凝膠和Ca2+，體系呈堿性。而高分子自粘 膠層中的活性物質(zhì)甲基丙烯酸甲酯接枝SBS，其官能團在堿性體系中水解，同時生成具有 反應(yīng)活性的羥基（-0H)和R- C00_。
[0022] - OH可與CSH凝膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，方程式如下： - OH + 3Ca02Si023H20 4 - 0-CHS R - COCT與Ca2+、A13+、之間形成離子鍵型的螯合物化學(xué)反應(yīng)式如下： 2R-COO- + Ca2+^ R-COOCaOOC-R 3R-COCT + Al3+ R-C00A100C-R 00C-R R表示SBS的大分子鏈段 表示離子鍵 活性物質(zhì)水解后的官能團一OH可與CSH凝膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，R - COCT可與Ca2+、Al3+ 鍵接，而Ca2+、Al3+另一端與--O-Si-O鍵連接，最后形成一個離子型交聯(lián)結(jié)構(gòu)。通過活 性物質(zhì)將自粘膠層與混凝土界面形成空間立體交聯(lián)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)與混凝土界面之間皮膚式接 觸。
[0023] 在上述的制備工藝中， -塑料基材1的厚度可以選擇地質(zhì)以及施工要求在ο. 5-2. Omm的范圍內(nèi)選擇，一般 規(guī)格為〇. 7、1. 2和I. 5mm三個規(guī)格；該基材的預(yù)熱溫度根據(jù)所選用的乙烯醋酸乙烯、高密度 聚乙烯、低密度聚乙烯或氯化聚乙烯材料以及其厚度有關(guān)，一般控制在到90 - IKTC即可， 即使得塑料基材的表面軟化能夠與熔化的自粘膠能夠很好地結(jié)合在一起形成自粘膠層； --上述無論是塑料基材1的預(yù)熱溫度其目的均是為了使得兩種界面結(jié)合的牢固。故 其溫度范圍應(yīng)當(dāng)根據(jù)界面構(gòu)成材料不限于其實施例所定。
[0024] 在本專利申請中，SBS為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的縮寫；SIS為苯乙 烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的縮寫。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材，該防水卷材由表面防水層（1)、 中間高分子自粘膠層（2)和底部隔離層組成（3);其中， a. 所述的表面防水層（1)是卷材的防水基礎(chǔ)層，由低密度聚乙烯防水板或者EVA板充 任； b. 所述的中間高分子自粘膠層（2)具有自粘功能，可以與混凝土界面之間形成化學(xué)連 接，形成空間立體交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其構(gòu)成組分如下： 熱塑性彈性體：其重量份為30-60 ; 甲基丙烯酸甲酯接枝SBS，其重量份為5-20 ; 軟化油，其重量份5-20 ; 增黏樹脂，其重量份30-60 ; 填充劑，其重量份為1-5 ; 抗氧劑，其重量份為0.1-2。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材，其特征在 于：所述的熱塑性彈性體為熱塑性彈性體SBS或者熱塑性彈性體SIS。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材，其特征在 于：所述的増黏樹脂包括碳五石油樹脂和碳九石油樹脂。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材，其特征在 于：所述的軟化油包括脂肪烴油或環(huán)烷油。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材，其特征在 于：所述的填充劑包括金紅石鈦白粉、滑石粉或納米鈣粉。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種具有自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材，其特征在 于：所述的抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑或亞磷酸酯類。
7. 實現(xiàn)本發(fā)明第二目的采用的技術(shù)方案包括： 一種制備自愈功能的反應(yīng)型高分子自粘防水卷材的方法包括： 防水層的制備和高分子自粘膠層的制備；其中， 所述高分子自粘膠層的制備包括：按權(quán)利要求1所述的比例先將軟化油、增黏樹脂、填 充劑和抗氧劑和紫外線吸收劑加入反應(yīng)釜中加熱，溫度控制在170?180°C，同時開啟攪拌 器攪拌；待上述物料全部融化后，加入上述比例的自粘層主體材料熱塑性彈性體和甲基丙 烯酸甲酯接枝SBS，溫度保持170?190°C之間，待物料全部融化后，保溫在160?170°C繼 續(xù)攪拌1. 〇 - 1. 5h即形成高分子自粘膠；待自粘膠降溫到合適溫度后，在所制備的防水層 的上表面涂覆高分子自粘膠層，并覆蓋上PET薄膜；將三者用雙金屬輥進行擠壓熱復(fù)合、成 型、收卷制成高分子自粘防水卷材。
【文檔編號】C09J7/02GK104371585SQ201410674953
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】陳少靜, 金家康, 王紅續(xù), 李鑫, 高雙全, 李英娣, 李朋, 李二茂, 周笑, 劉井通, 孫其戰(zhàn) 申請人:衡水中鐵建工程橡膠有限責(zé)任公司