一种自粘防水卷材材料
阅读说明：本技术 一种自粘防水卷材材料 (Self-adhesive waterproof coiled material ) 是由 梁子双 梁本树 陆子明 于 2021-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自粘防水卷材材料,包括以下重量份原料：50-60份基质沥青、10-12份布敦岩沥青、6-7份改性剂、8-10份聚丙烯、6-8份环烷油、30-35份胎基材料、20-28份疏水膜,属于高分子材料技术领域。通过在改性沥青的上表面设置一层疏水膜,疏水膜中纳米尺度的碳颗粒和微米尺度的石墨烯晶片共同组成了微米-纳米粗糙结构,进一步提升了疏水膜的疏水性,另外在表面能不变的情况下,通过增加疏水膜的表面粗糙度,疏水膜的水接触角会增大,进而使疏水膜具有较高的疏水性,在自粘防水卷材材料中应用疏水膜后,能够对防水卷材材料的疏水性起到进一步提升,从而使防水卷材材料的适用范围得到扩大。(The invention discloses a self-adhesive waterproof coiled material which comprises the following raw materials in parts by weight: 50-60 parts of matrix asphalt, 10-12 parts of Buton rock asphalt, 6-7 parts of modifier, 8-10 parts of polypropylene, 6-8 parts of naphthenic oil, 30-35 parts of tire base material and 20-28 parts of hydrophobic membrane, and belongs to the technical field of high polymer materials. Set up one deck hydrophobic membrane through the upper surface at modified asphalt, the carbon particles of nanoscale and the graphite alkene wafer of microscale have constituteed micron-nanometer coarse structure jointly in the hydrophobic membrane, the hydrophobicity of hydrophobic membrane has further been promoted, in addition under the unchangeable condition of surface energy, through the roughness of the surface that increases hydrophobic membrane, the water contact angle of hydrophobic membrane can increase, and then make hydrophobic membrane have higher hydrophobicity, after using hydrophobic membrane in self-adhesion waterproofing membrane material, can play further promotion to the hydrophobicity of waterproofing membrane material, thereby make the application scope of waterproofing membrane material obtain enlarging.)
技术领域
本发明涉及高分子材料
技术领域
，具体为一种自粘防水卷材材料。背景技术
自粘防水卷材是一种以SBS等合成橡胶、增粘剂及优质道路石油沥青等配制成的自粘橡胶沥青为基料，强韧的高密度聚乙烯膜或铝箔作为上表面材料，可剥离的涂硅隔离膜或涂硅隔离纸为下表面防粘隔离材料制成的防水材料。
目前市场上出售的自粘防水卷材材料在应用的时候，由于材料的疏水性较差，限制了其在防水要求较高的屋面或地下防水工程的应用，并且在进行自粘防水卷材材料生产制备的过程中需要使用到大量的滑石粉作为填料，导致卷材材料的生产成本较高，为此，本发明提供了一种自粘防水卷材材料，用于解决现有防水卷材存在的疏水性差，适用范围小以及生产成本高的问题。
发明内容
(一)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种自粘防水卷材材料，包括以下重量份原料：50-60份基质沥青、10-12份布敦岩沥青、6-7份改性剂、8-10份聚丙烯、6-8份环烷油、30-35份胎基材料、20-28份疏水膜；
其中疏水膜由以下步骤制备：
步骤一、称取浓硫酸和膨胀石墨加入烧瓶中，烧瓶放置在冰水浴锅中，在温度为0-2℃，转速为240-300r/min条件下对烧瓶内部搅拌15-20min，加入硝酸钠，同样条件下搅拌10-15min，加入高锰酸钾颗粒，同样条件下搅拌25-30min，得到混合物1；
步骤二、将烧瓶转移至油浴锅中，在温度为32-38℃，转速为260-320r/min条件下对混合物1搅拌1-2h，静置12h后，加入40℃的水，继续搅拌20-30min，将油浴锅的温度升至98℃，反应15-20min，加入40℃的水，搅拌15-20min后，加入过氧化氢溶液，搅拌5-10min，得到混合物2；
步骤三、将混合物2进行真空抽滤，加入质量分数5％的盐酸清洗多次，对混合物2干燥后，加入质量分数25％的乙醇溶液中，在15-20kHz条件下进行超声分散，接着放入离心机中，在转速为8000r/min的条件下离心处理30min，去除上层液体，对下层物质进行干燥后加入质量分数25％的乙醇溶液中，在15-20kHz条件下进行超声分散，得到混合物3；
步骤四、将混合物3以5s的间隔周期喷涂在成膜板上，控制成膜板的温度为25℃，在混合物3喷涂完后，静置成膜板3min，接着将成膜板升温至50℃，静置成膜板5min，得到成型疏水膜，接着使用水合肼对成型疏水膜进行还原处理后，将成型疏水膜放入烘箱中，在150℃的条件下干燥1.5-2h，最后对成型疏水膜的表面使用蜡烛的火焰进行处理多次，得到疏水膜。
优选的，水合肼对成型疏水膜的还原处理通过将水合肼和成型疏水膜放入水热反应釜中，将水热反应釜升温至95℃，利用水合肼的蒸汽对成型疏水膜进行还原处理。
优选的，步骤一中，浓硫酸、膨胀石墨、硝酸钠、高锰酸钾的用量比为90-92mL：4g：2g：10-12g，浓硫酸的质量分数为98％。
优选的，步骤二中，混合物1和先后两次加入水的用量比为105mL：180mL：280mL，过氧化氢溶液和混合物1的体积比为1:5，且过氧化氢溶液的质量分数为30％。
优选的，步骤三中，混合物2和先后两次加入乙醇溶液的用量比为85mL：100mL：200mL。
优选的，步骤四中，混合物3和水合肼的用量比为100mL：0.5mL，蜡烛的火焰在距离疏水膜表面的1-2cm处做匀速的左右往复运动。
优选的，该自粘防水卷材材料由以下步骤制备：
第一步、将基质沥青加热至130-135℃后，加入布敦岩沥青，搅拌混合25-30min，加入改性剂，升温至185-190℃，在转速为300-350r/min的条件下搅拌1.5-2h，加入环烷油和聚丙烯，搅拌均匀，得到改性沥青；
第二步、将改性沥青涂覆在胎基材料表面，将疏水膜平铺在改性沥青的上表面，在常温下进行自然冷却，得到自粘防水卷材材料。
优选的，改性剂采用SBS改性剂，胎基材料采用玻璃纤维布和聚酯无纺布中的一种。
优选的，改性沥青的上下表面均涂覆有高压聚乙烯吹塑薄腊，其中高压聚乙烯吹塑薄腊的厚度为0.012-0.022mm。
优选的，改性沥青的软化点大于105℃，弹性恢复率大于85％。
(二)有益效果
一种自粘防水卷材材料，与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)通过在改性沥青的上表面设置一层疏水膜，其中疏水膜由膨胀石墨作为原料进行制备，将膨胀石墨经过低温氧化以及中温和高温的反应处理后，得到氧化石墨烯分散液，接着将氧化石墨烯分散液通过喷涂的方式制得成型疏水膜，利用水合肼对成型疏水膜进行还原处理，最后对成型疏水膜的表面进行修饰加工，使疏水膜的表面形成黑色的颗粒状物质，增加疏水膜表面的粗糙度，同时经过修饰加工的疏水膜表面沉积有碳颗粒，碳颗粒均匀紧致的分布在石墨烯的晶片上，在增加疏水膜表面粗糙度的同时，纳米尺度的碳颗粒和微米尺度的石墨烯晶片共同组成了微米-纳米粗糙结构，由于碳颗粒和石墨烯均具有疏水性，因此微米-纳米粗糙结构也进一步提升了疏水膜的疏水性，另外在表面能不变的情况下，通过增加疏水膜的表面粗糙度，疏水膜的水接触角会增大，进而使疏水膜具有较高的疏水性，在自粘防水卷材材料中应用疏水膜后，能够对防水卷材材料的疏水性起到进一步提升，从而使防水卷材材料的适用范围得到扩大。
(2)通过对防水卷材材料的沥青原料进行改性处理，使用基质沥青和布敦岩沥青进行共混使用，同时采用SBS改性剂对混合沥青进行改性处理，得到改性沥青，布敦岩沥青中含有大量的矿盐，可以在基质沥青中均匀分布，同时布敦岩沥青中的矿物质表层富含活性物质，可提升吸附基质沥青离子的能力，进而大幅提升沥青的黏附力，从而使防水卷材的自粘性能得到提升，另外通过采用布敦岩沥青和SBS改性剂的混合改性处理，相较于现有的采用滑石粉作为填料，一方面提高了沥青的各项使用性能，另一方面降低了沥青的生产成本，从而使防水卷材材料的生产成本降低。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
疏水膜由以下步骤制备：
步骤一、称取92mL浓硫酸和4g膨胀石墨加入烧瓶中，烧瓶放置在冰水浴锅中，在温度为2℃，转速为300r/min条件下对烧瓶内部搅拌20min，加入2g硝酸钠，同样条件下搅拌15min，加入12g高锰酸钾颗粒，同样条件下搅拌30min，得到混合物1；
步骤二、将烧瓶转移至油浴锅中，在温度为38℃，转速为20r/min条件下对混合物1搅拌2h，静置12h后，加入40℃的水180mL，继续搅拌30min，将油浴锅的温度升至98℃，反应20min，加入40℃的水280mL，搅拌20min后，加入20mL过氧化氢溶液，搅拌10min，得到混合物2；
步骤三、将混合物2进行真空抽滤，加入质量分数5％的盐酸清洗多次，对混合物2干燥后，加入100mL质量分数25％的乙醇溶液中，在20kHz条件下进行超声分散，接着放入离心机中，在转速为8000r/min的条件下离心处理30min，去除上层液体，对下层物质进行干燥后加入200mL质量分数25％的乙醇溶液中，在20kHz条件下进行超声分散，得到混合物3；
步骤四、将混合物3以5s的间隔周期喷涂在成膜板上，控制成膜板的温度为25℃，在混合物3喷涂完后，静置成膜板3min，接着将成膜板升温至50℃，静置成膜板5min，得到成型疏水膜，接着使用0.5mL水合肼对成型疏水膜进行还原处理后，将成型疏水膜放入烘箱中，在150℃的条件下干燥2h，最后对成型疏水膜的表面使用蜡烛的火焰进行处理多次，得到疏水膜。
实施例2：
疏水膜由以下步骤制备：
步骤一、称取90mL浓硫酸和4g膨胀石墨加入烧瓶中，烧瓶放置在冰水浴锅中，在温度为0℃，转速为240r/min条件下对烧瓶内部搅拌15min，加入2g硝酸钠，同样条件下搅拌10min，加入10g高锰酸钾颗粒，同样条件下搅拌25min，得到混合物1；
步骤二、将烧瓶转移至油浴锅中，在温度为32℃，转速为260r/min条件下对混合物1搅拌1h，静置12h后，加入40℃的水160mL，继续搅拌20min，将油浴锅的温度升至98℃，反应15min，加入40℃的水260mL，搅拌15min后，加入20mL过氧化氢溶液，搅拌5min，得到混合物2；
步骤三、将混合物2进行真空抽滤，加入质量分数5％的盐酸清洗多次，对混合物2干燥后，加入900mL质量分数25％的乙醇溶液中，在15kHz条件下进行超声分散，接着放入离心机中，在转速为8000r/min的条件下离心处理30min，去除上层液体，对下层物质进行干燥后加入180mL质量分数25％的乙醇溶液中，在15kHz条件下进行超声分散，得到混合物3；
步骤四、将混合物3以5s的间隔周期喷涂在成膜板上，控制成膜板的温度为25℃，在混合物3喷涂完后，静置成膜板3min，接着将成膜板升温至50℃，静置成膜板5min，得到成型疏水膜，接着使用0.4mL水合肼对成型疏水膜进行还原处理后，将成型疏水膜放入烘箱中，在150℃的条件下干燥1.5h，最后对成型疏水膜的表面使用蜡烛的火焰进行处理多次，得到疏水膜。
实施例3：
自粘防水卷材材料由以下步骤制备：
第一步、将基质沥青加热至130℃后，加入布敦岩沥青，搅拌混合25min，加入改性剂，升温至185℃，在转速为300r/min的条件下搅拌1.5h，加入环烷油和聚丙烯，搅拌均匀，得到改性沥青；
第二步、将改性沥青涂覆在胎基材料表面，将实施例1制得的疏水膜平铺在改性沥青的上表面，在常温下进行自然冷却，得到自粘防水卷材材料。
实施例4：
自粘防水卷材材料由以下步骤制备：
第一步、将基质沥青加热至:135℃后，加入布敦岩沥青，搅拌混合30min，加入改性剂，升温至190℃，在转速为350r/min的条件下搅拌2h，加入环烷油和聚丙烯，搅拌均匀，得到改性沥青；
第二步、将改性沥青涂覆在胎基材料表面，将实施例2制得的疏水膜平铺在改性沥青的上表面，在常温下进行自然冷却，得到自粘防水卷材材料。
对比例1：
本对比例与实施例3的不同之处在于，不在改性沥青的上表面平铺实施例1制得的疏水膜。
对比例2：
本对比例采用中国专利CN103923600A中制得的防水卷材。
对比例3：
本对比例采用市售的SBS防水卷材。
选取实施例3-4和对比例1-3的防水卷材进行性能指标检测，检测结果如表1：
表1
由表1可知，实施例3-4制备的防水卷材在各项性能上均优于对比例1-3的防水卷材，这是由于疏水膜对防水卷材的各项性能都起到了较好的提升效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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