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)：

防水卷材在使用過(guò)程中的最大障礙是與基面之間的粘接問(wèn)題，若與基面粘接不牢，防水卷材就會(huì)失效，因此各種形式的自粘型的防水卷材應(yīng)運(yùn)而生。目前市場(chǎng)上主要的自粘型的防水卷材是改性瀝青基防水卷材。這類防水卷材強(qiáng)度較低，卷材與混凝土之間存在縫隙，粘接力小，因?yàn)楦男詾r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(jí)鍵，是一種物理作用力，隨著時(shí)間的增加，粘接力下降，最終產(chǎn)生漏水，竄水問(wèn)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(wèn)題。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310306309.9公開(kāi)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(hù)層，最上層采用PET涂硅隔離膜覆蓋。該防水卷材具有抗拉強(qiáng)度高、耐撕裂性能好、無(wú)毒無(wú)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(diǎn)，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(hù)層，與混凝土之間實(shí)現(xiàn)粘接。隔離保護(hù)層由丙烯酸乳液與級(jí)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(hù)層成分復(fù)雜，工藝不易操作。

中國(guó)專利申請(qǐng)?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(zhǎng)。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(méi)有有機(jī)結(jié)合，粘接力會(huì)隨著時(shí)間的增加而減小。

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。

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。

實(shí)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(shù)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。

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(shù)脂包括碳五石油樹(shù)脂和碳九石油樹(shù)脂；

——所述的軟化油包括脂肪族礦物油或環(huán)烷油；

——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。

實(shí)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(shù)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℃，同時(shí)開(kāi)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℃～190℃之間，待物料全部融化后，保溫在160～170℃繼續(xù)攪拌1.0—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(jìn)行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。

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(guò)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(shí)現(xiàn)膠層的自愈能力，當(dāng)自粘層厚度大于等于0.5mm時(shí)，一旦防水層的某個(gè)部位被刺破，自粘層的自愈性會(huì)促使周邊的部分材料向被破壞部位遷移，填補(bǔ)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(jiǎn)便的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

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(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)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(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

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(hù)自粘膠層的性能不受影響的底部隔離層3組成。

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(jìn)行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。

上述第二步高分子自粘膠層的制備

實(shí)施例1

按配方稱取環(huán)烷油KN4010 15重量份、碳五石油樹(shù)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(kāi)始加熱，溫度控制170℃，同時(shí)開(kāi)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℃，待物料全部融化后，保溫在170℃繼續(xù)攪拌1.5h。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100℃下進(jìn)行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。

實(shí)施例2

按配方稱取環(huán)烷油KN4020 10重量份、碳九石油樹(shù)脂45重量份、金紅石鈦白粉1.5重量份、抗氧劑1010 0.15重量份、紫外線吸收劑UV-327 0.5重量份加入反應(yīng)釜中，開(kāi)始加熱，溫度控制170℃，同時(shí)開(kāi)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℃，待物料全部融化后，保溫在160℃繼續(xù)攪拌1.0h。將反應(yīng)好的上述高分子自粘膠涂覆在EVA防水層上，在100℃下進(jìn)行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。

實(shí)施例3

按配方稱取白油7# 12重量份、碳五石油樹(shù)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 1.0重量份加入反應(yīng)釜中，開(kāi)始加熱，溫度控制175℃，同時(shí)開(kāi)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℃，待物料全部融化后，保溫在165℃繼續(xù)攪拌1.0h。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℃下進(jìn)行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。

實(shí)施例4

按配方稱取白油8# 15重量份、碳九石油樹(shù)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(kāi)始加熱，溫度控制180℃，同時(shí)開(kāi)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℃，待物料全部融化后，保溫在160℃繼續(xù)攪拌1.5h。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110℃下進(jìn)行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。

實(shí)施例5

按配方稱取環(huán)烷油KN4008 14重量份、碳五石油樹(shù)脂45重量份、金紅石鈦白粉1.5重量份、抗氧劑2246 0.3重量份加入反應(yīng)釜中，開(kāi)始加熱，溫度控制175℃，同時(shí)開(kāi)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℃，待物料全部融化后，保溫在170℃繼續(xù)攪拌1.0h。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100℃下進(jìn)行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。

實(shí)施例6

按配方稱取白油9# 12重量份、碳九石油樹(shù)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(kāi)始加熱，溫度控制180℃，同時(shí)開(kāi)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℃，待物料全部融化后，保溫在165℃繼續(xù)攪拌1.5h。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℃下進(jìn)行擠壓熱復(fù)合，成型，收卷制成高分子自粘防水卷材。

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(shí)現(xiàn)化學(xué)交聯(lián)形成空間交聯(lián)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的機(jī)理如下：

眾所周知，水泥熟料主要是由硅酸三鈣（3CaOSiO2）、硅酸二鈣（β-2CaOSiO2）、鋁酸三鈣（3CaOAl2O3）和鐵鋁酸四鈣（4CaOAl2O3Fe2O3）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(guò)程的其中主要反應(yīng)方程式如下：

3(CaO·SiO2)+ 6 H2O = 3CaO·2SiO2·3H2O (膠體) +3 Ca(OH)2(晶體)

2(2CaO·SiO2)+4 H2O = 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2(晶體)

3CaO·Al2O3 + 6 H2O = 3 CaO·Al2O3·6 H2O（晶體）

4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O = 3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O(膠體)

在水化過(guò)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(tuán)在堿性體系中水解，同時(shí)生成具有反應(yīng)活性的羥基（-OH）和R—COO-。

—OH 可與CSH凝膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，方程式如下：

—OH + 3CaO2SiO23H2O —O—CHS

R—COO-與Ca2+、Al3+、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—COO- + Al3+ R—COOAlOOC—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(tuán)—OH 可與CSH凝膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， R—COO-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(gè)離子型交聯(lián)結(jié)構(gòu)。 通過(guò)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(shí)現(xiàn)與混凝土界面之間皮膚式接觸。

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0.5—2.0mm的范圍內(nèi)選擇，一般規(guī)格為0.7、1.2和1.5mm三個(gè)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—110℃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(wú)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(shí)施例所定。

在本專利申請(qǐng)中，SBS為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的縮寫(xiě)；SIS為苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的縮寫(xiě)。