一种预铺高分子防水卷材及其制备方法与流程

1.本发明涉及建筑防水技术领域，具体涉及一种预铺高分子防水卷材及其制备方法。


背景技术：

2.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，作为工程基础在建筑物之间实现无渗水连接，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.现有的预铺防水卷材，通常包括基材层、在基材层上的粘合剂层和在粘合剂层上的砂粒防粘层。这类产品主要采用覆砂方式进行隔离，其能够与现浇混凝土通过化学交联反应及物理榫卯一同固化，能够完全防止水分渗入防水卷材和结构之间的间隙中，且不受基底层位移影响，从根本上杜绝“窜水”弊病。
4.然而，由于卷材空铺于工地后，覆砂面直接暴露于紫外线下，砂粒之间的缝隙会导致热熔胶或者丁基橡胶的老化，降低防水卷材的使用年限。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服现有技术存在的预铺高分子防水卷材耐候性能差、易老化的缺陷。
6.如背景技术部分所述，现有的预铺防水卷采用覆砂方式进行隔离，覆砂面直接暴露于紫外线下，导致胶层老化，从而降低防水卷材的使用年限。本发明的发明人在研究过程中发现，一方面，以含有特定量叔氟乳液的水性氟碳涂料为保护层，能够与后浇混凝土形成“皮肤式”满粘，有效降低窜水的可能性，从而提高卷材与混凝土的粘结强度；另一方面，将前述保护层配合特定厚度比例的载体和胶层，使得防水卷材有效抵抗户外紫外线、高温、砂石以及雨水的侵蚀，从而获得耐候性能和抗老化性能优异的预铺高分子防水卷材。基于前述思路，发明人提供了本发明的方案。
7.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种预铺高分子防水卷材，包括载体、负载在所述载体上的胶层以及负载在所述胶层上的保护层；所述载体、所述胶层、所述保护层的厚度比为1：0.3
‑
0.35：0.05
‑
0.20；
8.所述保护层为水性氟碳涂料，且所述水性氟碳涂料含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分的叔氟乳液、水、填料、ph调节剂、消泡剂、增稠剂、分散剂；
9.以所述水性氟碳涂料的总重量为基准，所述叔氟乳液的含量为20
‑
60wt％，所述水的含量为2
‑
40wt％，所述填料的含量为10
‑
30wt％，所述ph调节剂的含量为0.05
‑
5.0wt％，所述消泡剂的含量为0.05
‑
5.0wt％，所述增稠剂的含量为0.05
‑
5.0wt％，所述分散剂的含量为0.05
‑
5.0wt％；
10.所述叔氟乳液的浓度为45
‑
55wt％。
11.本发明第二方面提供一种制备第一方面所述的预铺高分子防水卷材的方法，该方
法包括：在载体上依次负载胶层、保护层，并将得到的产物进行固化。
12.本发明以含有特定量叔氟乳液的水性氟碳涂料为保护层，配合特定厚度比例的载体和胶层，形成的预铺高分子防水卷材能够有效抵抗户外紫外线、高温、砂石以及雨水的侵蚀，且性能无明显衰减。
13.发明人还发现，本发明提供的预铺高分子防水卷材不但能够降低砂的使用率，提高对环境的保护，还能够增强与后浇混凝土的满粘效果；同时，本发明以水性氟碳涂料为保护层无粘性且无露胶点，能够有效的隔绝胶层，不会出现黏脚现象。
具体实施方式
14.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
15.本发明中，未作相反说明的情况下，所述常温或室温均表示25
±
2℃。
16.如前所述，本发明的第一方面提供了预铺高分子防水卷材，包括载体、负载在所述载体上的胶层以及负载在所述胶层上的保护层；所述载体、所述胶层、所述保护层的厚度比为1：0.3
‑
0.35：0.05
‑
0.20；
17.所述保护层为水性氟碳涂料，且所述水性氟碳涂料含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分的叔氟乳液、水、填料、ph调节剂、消泡剂、增稠剂、分散剂；
18.以所述水性氟碳涂料的总重量为基准，所述叔氟乳液的含量为20
‑
60wt％，所述水的含量为2
‑
40wt％，所述填料的含量为10
‑
30wt％，所述ph调节剂的含量为0.05
‑
5.0wt％，所述消泡剂的含量为0.05
‑
5.0wt％，所述增稠剂的含量为0.05
‑
5.0wt％，所述分散剂的含量为0.05
‑
5.0wt％；
19.所述叔氟乳液的浓度为45
‑
55wt％。
20.优选地，所述载体、所述胶层、所述保护层的厚度比为1：0.3
‑
0.35：0.08
‑
0.12。发明人发现，采用该优选情况下的具体实施方式，能够获得耐候性能和抗老化性能更优异的预铺高分子防水卷材。
21.优选地，所述叔氟乳液的浓度为50
‑
55wt％。发明人发现，采用该优选情况下的具体实施方式，能够获得对水泥、金属等附着力强的保护层，从而有效提高防水卷材与后浇混凝土的粘结强度。
22.本发明对所述叔氟乳液的来源没有特别的要求，可以采用现有方法制备得到或商购获得，示例性地，本发明所述叔氟乳液是通过含氟丙烯酸酯和叔碳酸乙烯酯聚合得到的。
23.优选地，所述叔氟乳液由包括以下步骤的制备方法得到的：
24.(1)在溶剂i存在下，将叔碳酸乙烯酯、含氟丙烯酸酯、第一部分聚氧乙烯辛基苯酚醚
‑
10和第一部分烯丙氧基羟丙基磺酸钠进行接触混合i，得到第一混合液；
25.(2)在溶剂ii存在下，将剩余部分聚氧乙烯辛基苯酚醚
‑
10、剩余部分烯丙氧基羟丙基磺酸钠和一部分所述第一混合液进行接触混合ii，得到第二混合液；
26.(3)将所述第二混合液、引发剂和剩余部分所述第一混合液进行接触混合iii，得到第三混合液；
27.(4)将所述第三混合液、叔丁基过氧化氢和甲醛合次硫酸氢钠进行接触混合iv，得到第四混合液，并调节所述第四混合液的ph值至7
‑
8。
28.优选地，所述溶剂i和所述溶剂ii均为去离子水。
29.优选地，在步骤(1)中，第一部分聚氧乙烯辛基苯酚醚
‑
10占所述聚氧乙烯辛基苯酚醚
‑
10总用量的30
‑
35wt％，第一部分烯丙氧基羟丙基磺酸钠占所述烯丙氧基羟丙基磺酸钠总用量的30
‑
35wt％。
30.优选地，在步骤(1)中，所述接触混合i的条件至少包括：搅拌速度为100
‑
200rpm，温度为5
‑
35℃，时间为5
‑
20min。
31.优选地，在步骤(2)中，一部分所述第一混合液占所述第一混合液总重量的1
‑
5wt％。
32.优选地，在步骤(2)中，所述接触混合ii的条件至少包括：搅拌速度为300
‑
500rpm，温度为75
‑
90℃，时间为180
‑
600min。
33.优选地，在步骤(3)中，所述引发剂选自过硫酸铵、碳酸氢钠中的至少一种。
34.优选地，在步骤(3)中，所述接触混合iii的条件至少包括：搅拌速度为300
‑
500rpm，温度为75
‑
90℃，时间为300
‑
600min。
35.优选地，在步骤(4)中，所述接触混合iv的条件至少包括：搅拌速度为300
‑
500rpm，温度为60
‑
75℃，时间为60
‑
120min。
36.根据一种特别优选的具体实施方式，在上述制备方法中，以所有原料的总用量为基准，所述去离子水的用量为20
‑
40wt％，所述叔碳酸乙烯酯的用量为20
‑
50wt％，所述含氟丙烯酸酯的用量为5
‑
30wt％，所述聚氧乙烯辛基苯酚醚
‑
10的用量为1
‑
2wt％，所述烯丙氧基羟丙基磺酸钠的用量为1
‑
2wt％，所述引发剂的用量为0.05
‑
1.0wt％，所述叔丁基过氧化氢的用量为0.05
‑
0.5wt％，所述甲醛合次硫酸氢钠的用量为0.05
‑
0.5wt％。
37.优选地，以所述水性氟碳涂料的总重量为基准，所述叔氟乳液的含量为30
‑
50wt％，所述水的含量为10
‑
35wt％，所述填料的含量为20
‑
30wt％，所述ph调节剂的含量为0.5
‑
1.5wt％，所述消泡剂的含量为0.5
‑
1.5wt％，所述增稠剂的含量为0.5
‑
1.5wt％，所述分散剂的含量为0.5
‑
1.5wt％。
38.优选地，所述载体选自高密度聚乙烯、热塑性聚烯烃、三元乙丙橡胶中的至少一种。
39.优选地，所述胶层选自压敏热熔胶、丁基橡胶、丙烯酸酯胶黏剂中的至少一种。
40.优选地，所述填料选自滑石粉、重钙、轻钙和高岭土中的至少一种。
41.优选地，所述ph调节剂选自乙酸、甲酸、盐酸、氨水、一甲胺水溶液、二甲胺水溶液中的至少一种。
42.根据一种特别优选的具体实施方式，在所述ph调节剂中，所述乙酸、所述甲酸、所述盐酸的浓度均为自1
‑
5wt％，所述氨水、所述二甲胺水溶液、所述一甲胺水溶液的浓度均为3
‑
10wt％。
43.优选地，所述消泡剂选自有机硅类消泡剂。
44.根据一种特别优选的具体实施方式，所述消泡剂选自陶氏afe1410、中联邦b313、中联邦b314、中联邦b315中的至少一种。
45.优选地，所述增稠剂选自纤维素醚类增稠剂。
46.根据一种特别优选的具体实施方式，所述增稠剂选自巴斯夫c040、陶氏ase60、亚跨龙hhbr250中的至少一种。
47.优选地，所述分散剂选自巴斯夫4010、涂易乐ds
‑
193、日本理研s
‑
100中的至少一种。
48.如前所述，本发明的第二方面制备第一方面所述的预铺高分子防水卷材的方法，该方法包括：在载体上依次负载胶层、保护层，并将得到的产物进行固化。
49.本发明中，对在所述载体上依次负载胶层、保护层的操作步骤没有特别的要求，可以采用本领域常规的方法进行负载，示例性地，可以采用喷枪喷涂、刮涂或压辊辊涂将胶层、保护层依次负载在所述载体上。
50.优选地，该方法还包括：在负载所述保护层之前，先将所述水性氟碳涂料中的各组分进行混合。
51.本发明对所述水性氟碳涂料的制备方法没有特别的要求，可以采用现有方法制备，示例性地，本发明提供一种特别优选的水性氟碳涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
52.(i)将水与增稠剂进行第一混合，得到第一混合物；
53.(ii)将所述第一混合物与ph调节剂进行第二混合，得到第二混合物；
54.(iii)将所述第二混合物、叔氟乳液、填料和消泡剂进行第三混合，得到第三混合物；
55.(iv)将所述第三混合物与分散剂进行第四混合。
56.根据一种特别优选的具体实施方式，在步骤(i)中，所述第一混合的条件至少满足：搅拌速度为100
‑
200rpm，温度为5
‑
35℃，时间为5
‑
10min。
57.根据一种特别优选的具体实施方式，在步骤(ii)中，所述第二混合的条件至少满足：搅拌速度为100
‑
300rpm，温度为5
‑
35℃，时间为5
‑
10min。
58.根据一种特别优选的具体实施方式，在步骤(iii)中，所述第三混合的条件至少满足：搅拌速度为500
‑
1000rpm，温度为5
‑
35℃，时间为10
‑
20min。
59.根据一种特别优选的具体实施方式，在步骤(iv)中，所述第四混合的条件至少满足：搅拌速度为500
‑
1000rpm，温度为5
‑
35℃，时间为10
‑
20min。
60.优选地，所述固化的条件至少满足：温度为90
‑
110℃，时间为2
‑
5min。
61.以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料和仪器均为市售品。
62.叔氟乳液：在室温下，将100g的叔碳酸乙烯酯、50g的含氟丙烯酸酯、100g的去离子水、5g的聚氧乙烯辛基苯酚醚
‑
10和5g的烯丙氧基羟丙基磺酸钠在150rpm下搅拌15min，得到第一混合液；
63.在室温下，将1g的过硫酸铵用100g的去离子水充分溶解，得到101ml的过硫酸铵溶液，备用；
64.在80℃下，将100g的去离子水、10g的聚氧乙烯辛基苯酚醚
‑
10和10g的烯丙氧基羟丙基磺酸钠和2wt％的第一混合液在400rpm下搅拌180min，得到第二混合液，间隔10min后，向所述第二混合液中加入11ml的过硫酸铵溶液，反应20min，然后滴加90ml的过硫酸铵溶液和剩余部分第一混合液形成的混合溶液，以滴加第一滴前述混合溶液开始计时，3h后滴加
结束，保温2h，得到第三混合液；
65.在60℃下，向第三混合液中加入0.5g叔丁基过氧化氢和0.5g甲醛合次硫酸氢钠，在500rpm下搅拌80min，得到第四混合液，采用氨水调节所述第四混合液的ph值至7，得到叔氟乳液；
66.丙烯酸乳液：牌号为328k，购自巴德富实业有限公司；
67.水性sbs乳液：牌号为t
‑
138，购自上海光普化工有限公司；
68.填料：滑石粉，平均粒径为1250目，购自河北鑫旭矿产品有限公司；
69.填料：轻钙，型号为sf
‑
nm35，购自苏州申巴精细化工有限公司，；
70.填料：重钙，平均粒径为1250目，购自石家庄鑫升矿产品有限公司；
71.ph调节剂：一甲胺，购自常州聚丰化工；
72.ph调节剂：二甲胺，购自常州聚丰化工；
73.消泡剂：型号为afe1410，购自美国陶氏；
74.增稠剂：牌号为c040，购自巴斯夫股份公司；
75.增稠剂：牌号为ase60，购自美国陶氏；
76.分散剂：牌号为4010，购自巴斯夫股份公司；
77.载体：低压聚乙烯，牌号为001，深圳市宏兴源塑胶制品有限公司；
78.载体：聚烯烃热塑性弹性体，牌号为yhgt
‑
009，山东银荷防水材料有限公司；
79.载体：三元乙丙橡胶，牌号为os
‑
2329，河北欧尚塑胶制品有限公司；
80.胶层：热熔压敏胶，由科顺防水科技股份有限公司提供，型号为cks
‑
101；
81.胶层：压敏型丙烯酸酯胶黏剂，牌号为4045，购自常州春天胶粘制品科技有限公司；
82.胶层：丁基橡胶，牌号为1675n，上海多康实业有限公司；
83.以下实例中，所述一甲胺水溶液的浓度为5wt％，所述二甲胺水溶液的浓度为5wt％。
84.制备例1
85.本制备例用于说明本发明所述的水性氟碳涂料按照表1中的配方和工艺参数，并按如下所述的方法制备水性氟碳涂料。
86.所述制备水性氟碳涂料的方法包括以下步骤：
87.(1)在常温下，将水与增稠剂在150rpm下搅拌8min，得到第一混合物；
88.(2)在常温下，将前述得到的第一混合物与ph调节剂在150rpm下搅拌8min，得到第二混合物；
89.(3)在常温下，将前述得到的第二混合物、叔氟乳液、填料和消泡剂在800rpm下搅拌15min，得到第三混合物；
90.(4)在常温下，将前述得到的第三混合物与分散剂进行在800rpm下搅拌15min，得到水性氟碳涂料s1。
91.在没有特别说明的情况下，其余制备例采用与制备例1相同的流程进行，不同的是所采用的水性氟碳涂料配方和工艺参数不同，具体参见表1中。
92.表1
[0093][0094][0095]
实施例1
[0096]
本实施例提供一种预铺高分子防水卷材的制备方法，以低压聚乙烯为载体，在载体上刮涂热熔压敏胶形成胶层，并在胶层上喷涂制备例1制得的水性氟碳涂料形成保护层，然后在100℃下烘烤3min以使得保护层固化，得到预铺高分子防水卷材a1；
[0097]
其中，所述载体、所述胶层、所述保护层的厚度比为1：0.3：0.12；所述保护层的厚度为1.2mm。
[0098]
实施例2
[0099]
本实施例提供一种预铺高分子防水卷材的制备方法，以聚烯烃热塑性弹性体为载体，在载体上刮涂压敏型丙烯酸胶黏剂形成胶层，并在胶层上喷涂制备例2制得的水性氟碳涂料形成保护层，然后在110℃下烘烤2min以使得保护层固化，得到预铺高分子防水卷材a2；
[0100]
其中，所述载体、所述胶层、所述保护层的厚度比为1：0.35：0.08；所述保护层的厚度为1.2mm。
[0101]
实施例3
[0102]
本实施例提供一种预铺高分子防水卷材的制备方法，以三元乙丙橡胶为载体，在载体上刮涂丁基橡胶形成胶层，并在胶层上喷涂制备例3制得的水性氟碳涂料形成保护层，然后在90℃下烘烤4min以使得保护层固化，得到预铺高分子防水卷材a3；
[0103]
其中，所述载体、所述胶层、所述保护层的厚度比为1：0.3：0.1；所述保护层的厚度为1.2mm。
[0104]
实施例4
[0105]
按照实施例1的方法制备预铺高分子防水卷材，所不同的是，在胶层上喷涂制备例4制得的水性氟碳涂料形成保护层。
[0106]
实施例5
[0107]
按照实施例1的方法制备预铺高分子防水卷材，所不同的是，所述载体、所述胶层、所述保护层的厚度比为1：0.3：0.2；且保护层的厚度与实施例1的厚度相同。
[0108]
实施例6
[0109]
按照实施例1的方法制备预铺高分子防水卷材，所不同的是，在保护层水性氟碳涂料中，所述叔氟乳液的浓度为45wt％。
[0110]
对比例1
[0111]
本对比例按照实施例1的方法制备预铺高分子防水卷材，所不同的是，本对比例在胶层上喷涂对比制备例1制得的水性氟碳涂料形成厚度相同的保护层。
[0112]
对比例2
[0113]
本对比例按照实施例1的方法制备预铺高分子防水卷材，所不同的是，本对比例在胶层上喷涂对比制备例2制得的水性氟碳涂料形成厚度相同的保护层。
[0114]
对比例3
[0115]
按照实施例1的方法制备预铺高分子防水卷材，所不同的是，所述载体、所述胶层、所述保护层的厚度比为1：0.4：0.3，且保护层的厚度与实施例1的厚度相同。
[0116]
对比例4
[0117]
按照实施例1的方法制备预铺高分子防水卷材，所不同的是，在保护层水性氟碳涂料中，所述叔氟乳液的浓度为58wt％。
[0118]
测试例
[0119]
将实施例和对比例制得的预铺高分子防水卷材进行性能检测，按照国家标准gb/t 23457
‑
2017检测前述预铺高分子防水卷材与后浇混凝土老化前后的剥离强度。
[0120]
表2
[0121][0122]
从表1可以看出，本发明提供的预铺高分子防水卷材与后浇混凝土的剥离强度均高于gb/t 23457
‑
2017的要求，尤其是氙灯老化后，剥离强度比处理前时更高，可见本发明提供的预铺高分子防水卷材具有优异的耐候性和抗老化性能。
[0123]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。