一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材及其制备方法与流程

1.本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材及其制备方法。


背景技术：

2.防水卷材是指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。防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路、垃圾填埋场等处，起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起着至关重要的作用。
3.强力交叉层压膜自粘防水卷材是一种高性能、冷施工的无胎防水卷材。它是以合成橡胶、沥青、增粘剂、抗老化剂为基料，采用防粘隔离纸/膜作为隔离层的自粘防水卷材，具有耐撕裂及尺寸稳定等特点。但是现有技术都存在一定的缺陷。首先，单层pe膜自粘橡胶沥青防水卷材存在诸如抗渗水性能差、抗拉强度低以及耐候性差的弊端，且纵横向性能指标不同步，存在空鼓、起皱等问题。其次，现有技术主要是采用外防外贴的施工方式，防水层一旦破坏容易出现窜水层。再次，防水层施工完成后，可能面临后续施工的人员踩踏、碾压和泥沙污染，紫外线照射等情况。建筑防水主要对象是混凝土，水泥在水化过程中除水化以外多余的水分发挥，混凝土的收缩与徐变都会造成混凝土形成一些微小的毛细孔或可见小孔洞，当基层发生较大沉降或者主体结构产生较大变形时，沥青胶料有可能与主体结构剥离使防水效果下降，存在漏水隐患。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种具有良好的耐候性和耐久性、可焊接性，提高了断裂强度，抗疲劳、抗穿刺、自愈、耐高低温等性能，化学性能更为稳定，在施工中与后浇混凝土粘结性强，同时具有良好抗紫外线性能和阻燃性能的强力交叉层压膜双面自粘防水卷材及其制备方法。
5.本发明的技术方案如下：
6.第一方面，本技术提供一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材上表面一侧和在卷材下表面另一侧分别留有搭接边；
7.所述隔离保护层为经异丁基三乙氧基硅烷改性的莫来砂，所述莫来砂的颗粒度为40
‑
60目，所述异丁基三乙氧基硅烷和所述莫来砂的质量比为(1
‑
2):(30
‑
50)；
8.所述非沥青基自粘胶为热熔胶，包含经表面分散改性的纳米氧化铝；
9.所述强力交叉层压膜是由三层高密度聚乙烯膜相互呈60度夹角交叉叠加复合热压形成，三层膜的总厚度为0.15
‑
0.21mm；
10.所述改性沥青自粘层包含羟基活性物质，所述羟基活性物质占所述改性沥青自粘
层的质量百分数为5
‑
8％。
11.优选的，所述羟基活性物质包括纳米二氧化硅、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的至少一种。
12.优选的，所述羟基活性物质包括纳米二氧化硅和羟乙基纤维素，其质量份数比为(5
‑
9)：(0.8
‑
1.4)。
13.优选的，所述非沥青基自粘胶的组分为，按质量份数计：sis热塑性橡胶12
‑
18份，sbs热塑性橡胶20
‑
26份，表面分散改性纳米氧化铝10
‑
14份，增粘剂14
‑
18份、增塑剂0.3
‑
0.7份，耐紫外助剂0.2
‑
0.5份。
14.优选的，所述改性沥青自粘层的组分为，按质量份数计：10#沥青10
‑
15份，100#沥青22
‑
26份，70#沥青18
‑
24份，sbs热塑性橡胶16
‑
22份，橡胶操作油12
‑
16份，软化油10
‑
18份，纳米二氧化硅6.0
‑
6.6份，羟乙基纤维素0.8
‑
1.2份。
15.优选的，所述增粘剂为萜烯树脂、松香树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂、松香甘油酯、松香季戊四醇酯、萜烯酚醛树脂中的至少一种。
16.优选的，所述增塑剂为环保无毒型产品ccp cizer d
‑
810。
17.优选的，所述耐紫外助剂为氧化锌和氧化铈中的至少一种，当所述耐紫外线剂包括氧化锌和氧化铈时，所述氧化锌和所述氧化铈的质量比为(3.2
‑
4.2)∶(5.8
‑
6.8)。
18.优选的，所述软化油为环烷油和石蜡油中的至少一种。
19.第二方面，本技术提供一种如上述任一项所述的强力交叉层压膜双面自粘防水卷材的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
20.(1)将莫来砂在105℃下加热2.5h，然后在混合机中加入设定比例的异丁基三乙氧基硅烷进行改性，改性温度为120℃，改性时间为50min，冷却后得到异丁基三乙氧基硅烷改性的莫来砂；
21.(2)将sis热塑性橡胶、sbs热塑性橡胶、增粘剂、增塑剂和耐紫外助剂按照设定比例计量后加入搅拌罐中，升温搅拌，融化均匀后加入表面分散改性纳米氧化铝继续搅拌即可制成非沥青基自粘胶；
22.(3)将10#沥青、100#沥青、70#沥青、橡胶操作油、软化油按设定比例称重计量后加入配料罐，130
‑
140℃搅拌脱水10min，然后升温至180
‑
185℃，加入sbs热塑性橡胶熔解40
‑
60min，然后加入纳米二氧化硅和预溶解的羟乙基纤维素，搅拌均匀后制得改性沥青自粘层；
23.(4)采用对辊成型机在复合隔离膜的同时对强力交叉层压膜的双表面进行涂胶，涂胶温度为145
±
5℃；
24.(5)在非沥青基自粘层远离强力交叉层压膜的一面均匀涂布异丁基三乙氧基硅烷改性的莫来砂，做到不露胶；
25.(6)定型、降温冷却、收卷、塑封。
26.本发明的有益效果包括：
27.一、采用经过高温处理的莫来砂作为材料，利用白色硅质砂粒来阻隔、反射紫外线，阻隔其对自粘胶表面的辐射，保持其表面粘性且不影响与水泥混凝土的粘结性，铺贴完成后其上可站人。同时，莫来砂经过改性后，异丁基三乙氧基硅烷的小分子结构可穿透胶结性表面，渗透到混凝土内部与暴露在酸性或碱性环境中的空气及基底中的水分子发生化学
反应，形成一斥水处理层，从而抑制水分进入到基底中，产生防水、防cl、抗紫外线的性能且具有透气性。可有效防止基材因渗水、日照、酸雨等的侵蚀而对混凝土及内部钢筋结构的腐蚀、疏松、剥落、霉变而引发的病变，提高建筑物的使用寿命。经保护的基材具有良好斥水性，并保留原有外观。碱性环境如浇注不久的混凝土，会刺激该反应并加速斥水层的形成。
28.二、本发明提供的强力交叉层压膜自粘防水卷材选择强力交叉层压膜，采用三层高密度聚乙烯膜相互呈60度夹角叠加热压复合的方式。相较于现有技术横纵呈90度交角的制备方式，本发明的有益之处在于，三层高密度聚乙烯膜的分子伸展方向之间互呈60度角，其应力方向构成三角形结构，使得本发明制备的强力交叉层压膜自粘防水卷材在各个方向均具有优异的拉伸性能，其对使用环境的适应性更好，尤其是阴阳角等位置。
29.三、在改性沥青基胶膜中加入合适比例的羟基活性物质。羟乙基纤维素起到增粘、扩容、增塑的效果，大大提升防水卷材的蠕变性和自愈性，对尖锐的物体有良好的裹覆效果，施工中遇到微小的破坏和裂缝，可自动封堵愈合。同时羟乙基纤维素和纳米二氧化硅含有的活性羟基可与水泥在固化过程中发生化学反应形成化学键合力，防水卷材与后浇混凝土发生化学交联及物理卯榫，两者紧密的结合在一起形成皮肤式防水层，达到高强度、永久性的粘结，可以完全防止窜水。同时实验发现，二者按一定的比例复配使用能达到最优异的效果。
30.四、非沥青基自粘胶中添加经表面分散改性的纳米氧化铝，氧化铝可均匀的分散在胶料中。纳米氧化铝具有极高的强度和很好的韧性，在水泥水化反应中其产物具有较高的活性，能够有效增强混凝土的性能，有效增强自粘胶与后浇混凝土的粘合性。同时，氧化铝具有较好的阻燃性，能一定程度改善高密度聚乙烯交叉压膜层易燃的特点。
附图说明
31.附图1是本发明的卷材的一种结构示意图；
32.图中：强力交叉层压膜双面自粘防水卷材1、隔离保护层10、非沥青基自粘层20、强力交叉层压膜30、改性沥青自粘层40、pe隔离膜50、搭接边60
具体实施方式
33.以下结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。
34.实施例1
35.一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材一侧留有搭接边，在卷材下表面另一侧也留有搭接边。所述隔离保护层为经异丁基三乙氧基硅烷改性的莫来砂，其颗粒度为40
‑
60目，所述异丁基三乙氧基硅烷和所述莫来砂的质量比为1.5:40；
36.所述强力交叉层压膜为三层高密度聚乙烯膜交叉叠加复合热压形成,三层高密度聚乙烯膜相互呈60度夹角，三层膜的总厚度为0.18mm。
37.所述非沥青基自粘胶的组分按质量份数计为：sis热塑性橡胶15份，sbs热塑性橡胶23份，表面分散改性纳米氧化铝12份，增粘剂16份、增塑剂0.5份，耐紫外助剂0.4份。所述增粘剂为萜烯树脂、松香树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂、松香甘油酯和松香季戊四醇酯按任意比例复配使用。所述增塑剂为环保无毒型产品ccp cizer d
‑
810。所述耐紫外线剂包
括氧化锌和氧化铈，所述氧化锌和所述氧化铈的质量比为3.2∶6.3。
38.所述改性沥青自粘层的组分按质量份数计为：10#沥青13份，100#沥青25份，70#沥青22份，sbs热塑性橡胶20份，橡胶操作油14份，软化油15份，纳米二氧化硅6.3份，羟乙基纤维素1.1份。所述软化油为环烷油。
39.为了得到以上所述的一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，制备方法包括如下步骤：
40.1)将莫来砂在105℃下加热2.5h，然后在混合机中加入异丁基三乙氧基硅烷进行改性，改性温度为120℃，改性时间为50min，冷却后得到异丁基三乙氧基硅烷改性的莫来砂；
41.2)将sis热塑性橡胶、sbs热塑性橡胶、增粘剂、增塑剂和耐紫外助剂称重计量后加入搅拌罐中，升温搅拌，融化均匀后加入表面分散改性纳米氧化铝继续搅拌即制成非沥青基自粘胶；
42.3)将10#沥青，100#沥青，70#沥青，橡胶操作油，软化油称重计量后加入配料罐，130
‑
140℃搅拌脱水10min，然后升温至180
‑
185℃，加入sbs热塑性橡胶熔解40
‑
60min，然后加入纳米二氧化硅和预溶解的羟乙基纤维素，搅拌均匀后制得改性沥青自粘层。
43.4)采用对辊成型机在复合隔离膜的同时对强力交叉层压膜的双表面进行涂胶，涂胶温度为145
±
5℃。
44.5)在非沥青基自粘层远离强力交叉层压膜的一面均匀铺洒异丁基三乙氧基硅烷改性的莫来砂，不露胶。
45.6)定型、降温冷却、收卷、塑封。
46.实施例2
47.一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材一侧留有搭接边，在卷材下表面另一侧也留有搭接边。所述隔离保护层为经异丁基三乙氧基硅烷改性的莫来砂，其颗粒度为40
‑
60目，所述异丁基三乙氧基硅烷和所述莫来砂的质量比为2:40；
48.所述强力交叉层压膜为三层高密度聚乙烯膜交叉叠加复合热压形成,三层高密度聚乙烯膜相互呈60度夹角，三层膜的总厚度为0.20mm。
49.所述非沥青基自粘胶的组分按质量份数计为：sis热塑性橡胶18份，sbs热塑性橡胶25份，表面分散改性纳米氧化铝10份，增粘剂15份、增塑剂0.7份，耐紫外助剂0.2份。所述增粘剂为萜烯树脂、松香树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂、松香甘油酯和松香季戊四醇酯按任意比例复配使用。所述增塑剂为环保无毒型产品ccp cizer d
‑
810。所述耐紫外线剂包括氧化锌和氧化铈，所述氧化锌和所述氧化铈的质量比为3.8∶6.0。
50.所述改性沥青自粘层的组分按质量份数计为：10#沥青15份，100#沥青22份，70#沥青24份，sbs热塑性橡胶22份，橡胶操作油12份，软化油17份，纳米二氧化硅6.5份，羟乙基纤维素1.2份。所述软化油为石蜡油。
51.制备方法同实施例1。
52.实施例3
53.一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材一侧留有搭接边，在卷材
下表面另一侧也留有搭接边。所述隔离保护层为经异丁基三乙氧基硅烷改性的莫来砂，其颗粒度为40
‑
60目，所述异丁基三乙氧基硅烷和所述莫来砂的质量比为1:50；
54.所述强力交叉层压膜为三层高密度聚乙烯膜交叉叠加复合热压形成,三层高密度聚乙烯膜相互呈60度夹角，三层膜的总厚度为0.15mm。
55.所述非沥青基自粘胶的组分按质量份数计为：sis热塑性橡胶13份，sbs热塑性橡胶26份，表面分散改性纳米氧化铝14份，增粘剂18份、增塑剂0.3份，耐紫外助剂0.5份。所述增粘剂为萜烯树脂、松香树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂、松香甘油酯和松香季戊四醇酯按任意比例复配使用。所述增塑剂为环保无毒型产品ccp cizer d
‑
810。所述耐紫外线剂包括氧化锌和氧化铈，所述氧化锌和所述氧化铈的质量比为4.0∶5.6。
56.所述改性沥青自粘层的组分按质量份数计为：10#沥青10份，100#沥青26份，70#沥青18份，sbs热塑性橡胶22份，橡胶操作油16份，软化油12份，纳米二氧化硅6.3份，羟乙基纤维素1.0份。所述软化油为环烷油。
57.制备方法同实施例1。
58.实施例4
59.一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材一侧留有搭接边，在卷材下表面另一侧也留有搭接边。
60.所述改性沥青自粘层的组分不包含纳米二氧化硅，其他组分的配方和配比以及制备方法同实施例1。
61.实施例5
62.一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材一侧留有搭接边，在卷材下表面另一侧也留有搭接边。
63.所述改性沥青自粘层的组分不包含羟乙基纤维素，其他组分的配方和配比以及制备方法同实施例1。
64.实施例6
65.一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材一侧留有搭接边，在卷材下表面另一侧也留有搭接边。
66.所述改性沥青自粘层的组分中，羟乙基纤维素质量分数为3份，其他组分的配方和配比以及制备方法同实施例1。
67.实施例7
68.一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材一侧留有搭接边，在卷材下表面另一侧也留有搭接边。
69.所述非沥青基自粘胶中不添加表面分散改性的纳米氧化铝，其他组分的配方和配比以及制备方法同实施例1。实施例1同实施例7相比，其非沥青基自粘层与后浇混凝土的剥离强度提升20％。
70.实施例8
71.一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材一侧留有搭接边，在卷材下表面另一侧也留有搭接边。
72.所述隔离保护层中莫来沙不经过异丁基三乙氧基硅烷改性，其他组分的配方和配比以及制备方法同实施例1。实施例1同实施例8相比，其非沥青基自粘层与后浇混凝土的剥离强度提升22％，这说明，没有采用本技术改性的莫来沙设置在隔离保护层中，使得非沥青基自粘层的粘结性下降了，从而使得非沥青基自粘层与后浇混凝土的剥离强度下降。
73.实施例9
74.一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材一侧留有搭接边，在卷材下表面另一侧也留有搭接边。
75.所述隔离保护层中异丁基三乙氧基硅烷与莫来沙的质量比为：异丁基三乙氧基硅烷和所述莫来砂的质量比为0.8:50，其他组分的配方和配比以及制备方法同实施例1。实施例1同实施例9相比，其非沥青基自粘层与后浇混凝土的剥离强度提升20％，这说明实施例1中的质量比设置可显著提升非沥青基自粘层与后浇混凝土的剥离强度。
76.实施例10
77.一种强力交叉层压膜双面自粘防水卷材，从上至下依次包括隔离保护层、非沥青基自粘层、强力交叉层压膜、改性沥青自粘层和pe隔离膜，在卷材一侧留有搭接边，在卷材下表面另一侧也留有搭接边。
78.所述非沥青基自粘胶中不添加氧化锌和氧化铈，其他同实施例1。将实施例1和实施例10制备的非沥青基自粘胶层进行抗紫外功能测试，采用uv紫外老化试验箱模拟自然阳光中的紫外辐射和冷凝，对材料进行加速耐候性试验，以获得材料耐候性的结果。它是对长期放置在户外的产品材料进行模拟，看产品是否有退色、变色、亮度下降、粉化、龟裂、变模糊、脆化、强度下降及氧化等现象。经过1000h的紫外线照射测试，本实施例制备的非沥青基自粘膜胶层出现明显变色和脆化现象，出现龟裂，而实施例1制备的非沥青基自粘膜胶层则无明显变化。
79.按其相关国家标准《预铺湿铺防水卷材(gb/t 23457
‑
2017)》检测实施例1的各项性能指标以及实施例1
‑
6粘结性能和拉伸性能，有关数据见表1和表2。
80.表1实施例1制备产品检测结果表
[0081][0082]
表2产品粘结性能和拉伸性能
[0083][0084]
由以上实施例测试数据可以看出，本发明所制备的强力交叉层压膜双面自粘防水卷材具有优异的水泥砂浆或后浇混凝土粘结性、拉伸性能、耐热性以及耐低温性。
[0085]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。