本發(fā)明屬于建筑防水領(lǐng)域，具體涉及一種改性瀝青防水卷材及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，改性瀝青防水卷材因其性能優(yōu)異、制造工藝簡單、施工工法成熟、成本相較于其它防水材料低廉而在建筑物的地面、地下、立墻等部位使用廣泛。改性瀝青防水卷材的結(jié)構(gòu)一般是以聚酯胎、玻纖胎、玻纖增強(qiáng)聚酯胎等為增強(qiáng)體，位于卷材中間位置，在增強(qiáng)體兩側(cè)涂覆改性瀝青基料，在改性瀝青基料上覆隔離材料。由于選用隔離材料品種的不同，產(chǎn)品又分為可外露使用的礦物粒料面卷材和不可外露使用的其它隔離材料面卷材。其中，礦物粒料面卷材是以礦物粒料阻隔陽光的熱傳導(dǎo)，不可外露使用的卷材在施工后需澆筑混凝土保護(hù)層來阻隔陽光的熱傳導(dǎo)，從而減緩改性瀝青基料的老化。

然而，對于采用混凝土和礦物粒料層的改性瀝青卷材而言，通常改性瀝青防水基料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.17-0.69w/m·k，混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為0.93-1.5w/m·k，礦物粒料因選用的材質(zhì)不同導(dǎo)熱系數(shù)范圍較大，一般為0.87-2.18w/m·k，這些材料均遠(yuǎn)高于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)0.024w/m·k，因此導(dǎo)致卷材的隔熱效果仍差，改性瀝青基料易老化。

另外，對于礦物粒料層的改性瀝青防水卷材，因長時間外露使用導(dǎo)致表面的礦物粒料易脫落，致使改性瀝青基料老化，瀝青基料層會出現(xiàn)大量裂紋或裂縫，繼而影響卷材的防水功能及使用壽命。對于施工后需澆筑混凝土的改性瀝青卷材，因施工不規(guī)范或結(jié)構(gòu)變形引起了漏點(diǎn)，這會導(dǎo)致后期維修非常不便。

再者，礦物粒料層的使用導(dǎo)致改性瀝青防水卷材的卷重增加，這不利于施工過程中的搬運(yùn)。為了改善這一問題，行業(yè)內(nèi)采用了縮短卷材長度的措施，但這樣會導(dǎo)致在施工過程中增加搭接面積，影響施工效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有改性瀝青防水卷材存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種耐老化、易施工且質(zhì)輕的改性瀝青防水卷材，以及所述改性瀝青防水卷材的制備方法。

本發(fā)明提供了一種改性瀝青防水卷材，所述改性瀝青防水卷材由上至下包括：上覆面隔離層、第一改性瀝青基料層、增強(qiáng)體層、第二改性瀝青基料層和下覆面隔離層，其中，所述上覆面隔離層的隔離材料為二氧化硅氣凝膠顆粒。

本發(fā)明還提供了一種改性瀝青防水卷材的制備方法，該方法包括：在增強(qiáng)體層的上表面、下表面分別依次施用相應(yīng)的改性瀝青基料和隔離材料，經(jīng)冷卻定型、收卷，形成所述改性瀝青防水卷材。

本發(fā)明改性瀝青防水卷材的隔熱表面為二氧化硅氣凝膠顆粒，二氧化硅氣凝膠顆粒粘結(jié)牢固，起到良好的隔熱效果，能有效減少陽光照射引起的熱老化，且由于外露可易施工，也便于后期維修。所述改性瀝青防水卷材能不同區(qū)域、不同環(huán)境溫度下的工業(yè)和民用建筑的屋面防水工程。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。

圖1為本發(fā)明改性瀝青防水卷材的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的改性瀝青防水卷材的生產(chǎn)工藝流程圖。

附圖標(biāo)記說明

1：上覆面隔離層；2：第一改性瀝青基料層；3：增強(qiáng)體層；4：第二改性瀝青基料層；5：下覆面隔離層。

具體實(shí)施方式

以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種改性瀝青防水卷材，如圖1所示，所述瀝青防水卷材由上至下包括：上覆面隔離層1、第一改性瀝青基料層2、增強(qiáng)體層3、第二改性瀝青基料層4和下覆面隔離層5，其中，所述上覆面隔離層1的隔離材料為二氧化硅氣凝膠顆粒。

本發(fā)明中，所述二氧化硅氣凝膠顆粒自身耐老化性能優(yōu)異，相比于礦物粒料，可有效減少因自身老化引起的脫落；并且，所述二氧化硅氣凝膠在600℃以下火烤無任何形變，可滿足改性瀝青防水卷材熱熔施工的溫度要求。

優(yōu)選情況下，所述二氧化硅氣凝膠顆粒的孔隙率為60-85％，這樣使得在保證顆粒導(dǎo)熱系數(shù)滿足使用要求的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高顆粒密度，方便生產(chǎn)時均勻撒布在第一改性瀝青基料層表面。

本發(fā)明中，所述二氧化硅氣凝膠顆粒具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，通常為0.013-0.018w/m·k，低于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)0.024w/m·k，因而能有效減少陽光照射產(chǎn)生的熱老化，延長卷材使用壽命。

優(yōu)選情況下，所述二氧化硅氣凝膠顆粒的密度0.3-0.8g/cm³，這樣，一方面更容易保證二氧化硅氣凝膠顆粒層(即上覆面隔離層1)的孔隙率在60-85％的范圍內(nèi)；另一方面，該密度也遠(yuǎn)小于礦物粒料的密度(2.8-3.3g/cm³)，使卷材的卷重較使用礦物粒料的相同規(guī)格卷材通常輕約10-15kg，便于施工搬運(yùn)。

按照本發(fā)明，所述二氧化硅氣凝膠顆粒的目數(shù)過大會導(dǎo)致上表面顆粒層厚度偏薄繼而影響到隔熱效果，而目數(shù)過小會導(dǎo)致顆粒的間隙過大而出現(xiàn)未覆顆粒的裸露斑，裸露斑會造成陽光直射在瀝青基料上，影響耐老化性。優(yōu)選地，所述二氧化硅氣凝膠顆粒的目數(shù)為10-20目。

優(yōu)選情況下，所述二氧化硅氣凝膠顆粒為疏水性二氧化硅氣凝膠顆粒，這樣可有效減少因水的浸潤導(dǎo)致的顆粒剝落，進(jìn)而提高防水卷材的防水效果。

本發(fā)明中，所述二氧化硅氣凝膠顆粒可參照常規(guī)方法制備，優(yōu)選通過以正硅酸乙酯(teos)為主料經(jīng)配液、老化、干燥制成。具體地，可用溶膠-溶膠法通過正硅酸乙酯、乙醇(etoh)和水在草酸或氨水的催化下進(jìn)行水解-縮聚得到二氧化硅醇凝膠，然后經(jīng)過老化、結(jié)構(gòu)表面改性、溶劑置換、常壓下干燥得到所述疏水性二氧化硅氣凝膠顆粒；其中結(jié)構(gòu)表面改性是用三甲基氯硅烷對二氧化硅氣凝膠表面改性，即將凝膠表面的親水性羥基轉(zhuǎn)變成憎水性的三甲基硅氧基。

按照本發(fā)明，所述上覆面隔離層1的厚度可以為1.0-2.0mm，優(yōu)選為1.5-2.0mm。

所述第一改性瀝青基料層2、第二改性瀝青基料層4采用的改性瀝青基料均可以為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)選擇。按照一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一改性瀝青基料層2、第二改性瀝青基料層4的原料配方各自包括：

石油瀝青58-65重量％；

改性劑8-15重量％；

填充料20-30重量％。

通常所述石油瀝青的針入度(0.1mm)為80-100，軟化點(diǎn)為48-55℃，瀝青質(zhì)含量為16-18％，閃點(diǎn)在235℃以上，即90#石油瀝青。所述石油瀝青與改性劑的配伍性好，具有良好的蠕變性、自愈性和粘結(jié)性，無論采用熱熔還是冷粘工法施工均可以與基層形成良好的滿粘效果，從提高施工效率。

優(yōu)選情況下，所述改性劑選自sbs、apao(非晶態(tài)α-烯烴共聚物)和sbr(粉末丁苯橡膠)中的至少一種。

本發(fā)明中，所述sbs可選用星型結(jié)構(gòu)，以sbs為改性劑制得的彈性體改性瀝青可賦予卷材高抗拉強(qiáng)度和高延伸率，對基層收縮、變形、開裂的適應(yīng)能力強(qiáng)。

本發(fā)明中，以apao為改性劑制得的塑性體改性瀝青可賦予卷材優(yōu)良的耐高溫性能、耐腐蝕、耐霉菌和耐侯性。

本發(fā)明中，以sbr和sbs共同為改性劑制得的自粘聚合物改性瀝青卷材賦予卷材優(yōu)良的持久的粘結(jié)性，與基層粘結(jié)不脫落、不竄水，搭接縫處自身粘結(jié)與卷材同壽命。所述sbr中的膠含量為52-55％。

所述填充料可選自滑石粉，滑石粉的目數(shù)為400目-800目，吸油值25-33g/100g。

另外，所述改性瀝青基料可以參照常規(guī)方法制備得到，本發(fā)明對此沒有特別限定。例如，將所述石油瀝青加熱到170-185℃，然后加入所述改性劑，升溫至180-195℃，均化1-3小時，再加入所述滑石粉攪拌均勻，從而制得改性瀝青基料。本發(fā)明中，所述第一改性瀝青基料層2、第二改性瀝青基料層4采用的改性瀝青基料可以相同或不同。

所述第一改性瀝青基料層2、第二改性瀝青基料層4的厚度也可以相同或不同，各自的厚度為1.0-2.0mm。

優(yōu)選情況下，所述增強(qiáng)體層3采用玻纖胎、聚酯胎或玻纖增強(qiáng)聚酯胎。通常地，所述玻纖胎的克重為80-120g/m²，所述聚酯胎的克重為170-280g/m²，所述玻纖增強(qiáng)聚酯胎的克重為250-320g/m²。

本發(fā)明中，所述增強(qiáng)體層3的厚度一般為0.8-1.5mm。

本發(fā)明中，所述下覆面隔離層5在施工時容易從改性瀝青基料上除去，實(shí)現(xiàn)卷材與基層的粘接。優(yōu)選地，所述下覆面隔離層5采用聚乙烯膜、涂硅聚乙烯膜或涂硅聚酯膜(即下覆面隔離層5采用的隔離材料)。

所述聚乙烯膜為本領(lǐng)域熟知的在加熱施工時易熔解的聚乙烯膜，其可商購獲得，厚度一般為0.008-0.015mm。

所述涂硅聚乙烯膜、涂硅聚酯膜易從改性瀝青基料上揭開，也可商購獲得，厚度一般為0.04-0.10mm。

本發(fā)明還提供了所述改性瀝青防水卷材的制備方法，該方法包括：在增強(qiáng)體層的上表面、下表面分別依次施用相應(yīng)的改性瀝青基料和隔離材料，經(jīng)冷卻定型、收卷，形成所述改性瀝青防水卷材。

本發(fā)明中，“相應(yīng)”涉及的是形成所述第一改性瀝青基料層2、上覆面隔離層1、第二改性瀝青基料層4、下覆面隔離層2所分別采用的改性瀝青基料、隔離材料。此外，所采用的改性瀝青基料、隔離材料如上文所述，在此不再贅述。

按照一種實(shí)施方式，以下覆面隔離層5為聚乙烯膜為例，如圖2所示，所述改性防水瀝青卷材的制備工藝可包括：將胎基(即增強(qiáng)體)依次經(jīng)展開、烘干、預(yù)浸，然后在所述胎基的上、下表面涂覆改性瀝青基料，最后在上方改性瀝青基料(對應(yīng)第一改性瀝青基料層2)的表面覆上二氧化氣凝膠顆粒，在下方改性瀝青基料(對應(yīng)第二改性瀝青基料層4)的表面覆上聚乙烯膜，再經(jīng)冷卻定型、收卷，得到所述改性瀝青防水卷材。

具體地，所述上覆面隔離層1是通過將二氧化硅氣凝膠顆粒撒覆在所述第一改性瀝青基料層1上(撒覆厚度例如為1.2-2.3mm)，然后擠壓形成。所述二氧化硅氣凝膠顆?？稍诔Ｒ?guī)的撒覆溫度下與自粘瀝青基料粘結(jié)牢固。

下面通過實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。

實(shí)施例1

1)制備彈性體改性瀝青基料

將6000kg90#石油瀝青升溫至180-185℃，加入1400kgsbs803，升溫至185-195℃，啟動膠體磨，均化時間1.5h，再加入2600kg滑石粉，溫度保持在180-190℃攪拌50min，制得彈性體ii型改性瀝青基料(即sbsii型改性瀝青基料)備用；

2)制備改性瀝青防水卷材

以玻纖增強(qiáng)聚酯胎為增強(qiáng)體，在該增強(qiáng)體上、下表面均勻涂覆上述sbsii型改性瀝青基料，通過降溫至上表面溫度為135℃后，通過撒覆設(shè)備將密度為0.3g/cm³的二氧化硅氣凝膠(孔隙率為85％，目數(shù)10-20目，導(dǎo)熱系數(shù)0.013w/m·k)均勻撒覆在上表面的sbsii型改性瀝青基料上，撒覆厚度為2.0mm，經(jīng)過擠壓輥的擠壓，去除未粘結(jié)牢固的顆粒，形成二氧化硅氣凝膠顆粒層的厚度為1.6mm，下表面覆易熔的聚乙烯膜，從而制得改性瀝青防水卷材1，卷材的低溫極限為-32℃。

以10bar的氣體吹除改性瀝青防水卷材1上的二氧化硅氣凝膠顆粒層10min，未出現(xiàn)二氧化硅氣凝膠顆粒脫落現(xiàn)象。

以gb/t18244進(jìn)行人工氣候加速老化后(老化條件：采用氙弧燈法，累計輻照能量1500mj/m²，光照時間約720h)，防水卷材1的外觀：無滑動、流淌、滴落，拉力保持率為92％，低溫柔性-20℃無裂縫，均符合gb18242-2008標(biāo)準(zhǔn)，且低溫極限-28℃，衰減4℃。

實(shí)施例2

1)制備熱塑性體改性瀝青基料

將6500kg90#石油瀝青升溫至180-185℃，加入800kgapao(型號k3030)，升溫至185-195℃，使apao溶解，啟動膠體磨，均化時間1h，再加入2700kg滑石粉，溫度保持在180-190℃攪拌60min，制得塑性體i型改性瀝青基料(即appi型改性瀝青基料)備用；

2)制備改性瀝青防水卷材

以玻纖胎為增強(qiáng)體，在該增強(qiáng)體上、下表面均勻涂覆appi型改性瀝青基料，通過降溫至上表面溫度為140℃后，通過撒覆設(shè)備將密度為0.8g/cm³的二氧化硅氣凝膠(孔隙率為60％，目數(shù)10-20目，導(dǎo)熱系數(shù)0.018w/m·k)均勻撒覆在上表面appi型改性瀝青基料上，撒覆厚度為2.0mm，經(jīng)過擠壓輥的擠壓，去除未粘結(jié)牢固的顆粒后，形成的二氧化硅氣凝膠顆粒層厚度為1.7mm，下表面覆易熔的聚乙烯膜，從而制得改性瀝青防水卷材2，卷材的低溫極限為-13℃。

以10bar的氣體吹除改性瀝青防水卷材2上的二氧化硅氣凝膠顆粒層10min，未出現(xiàn)二氧化硅氣凝膠顆粒脫落現(xiàn)象。

以gb/t18244進(jìn)行人工氣候加速老化后(老化條件：采用氙弧燈法，累計輻照能量1500mj/m²，光照時間約720h)，防水卷材2的外觀：無滑動、流淌、滴落，拉力保持率為90％，低溫柔性-2℃無裂縫，均符合gb18243-2008標(biāo)準(zhǔn)，且低溫極限-10℃，衰減3℃。

實(shí)施例3

1)制備自粘聚合物改性瀝青基料

將6000kg90#石油瀝青升溫至180-185℃，加入600kgsbr和800kgsbs803，升溫至185-195℃，啟動膠體磨，均化時間2h，再加入2600kg滑石粉，溫度保持在180-190℃攪拌50min，制成自粘聚合物i型改性瀝青基料備用。

2)制備改性瀝青防水卷材

以聚酯胎為增強(qiáng)體，在該增強(qiáng)體上、下表面均勻涂覆自粘聚合物i型改性瀝青基料，通過降溫至上表面溫度為110℃后，通過撒覆設(shè)備將密度為0.8g/cm³的二氧化硅氣凝膠(孔隙率為60％，目數(shù)10-20目，導(dǎo)熱系數(shù)0.018w/m·k)均勻撒覆在上表面改性瀝青基料上，撒覆厚度為1.8mm，經(jīng)過擠壓輥的擠壓，去除未粘結(jié)牢固的顆粒后，形成的二氧化硅氣凝膠顆粒層厚度為1.5mm，下表面覆涂硅聚乙烯膜，從而制得改性瀝青防水卷材3，卷材的低溫極限為-27℃。

以15bar的氣體吹除改性瀝青防水卷材3上的二氧化硅氣凝膠顆粒層10min，均未出現(xiàn)二氧化硅氣凝膠顆粒脫落現(xiàn)象。

參照gb/t18244進(jìn)行人工氣候加速老化后(老化條件：采用氙弧燈法，累計輻照能量1500mj/m2，光照時間約720h)，防水卷材3的外觀：無滑動、流淌、滴落，最大拉力時延伸率為34％，低溫柔性-18℃無裂縫，卷材與鋁板剝離強(qiáng)度1.8n/mm，尺寸穩(wěn)定性1.2％，均符合gb23441-2009標(biāo)準(zhǔn)中熱老化后性能要求，且低溫極限-24℃，衰減3℃。

對比例1

1)制備熱塑性體改性瀝青基料

同實(shí)施例1

2)制備改性瀝青防水卷材

同實(shí)施例1，所不同的是，采用礦物粒料(導(dǎo)熱系數(shù)0.87w/m·k，密度為2.9g/cm³，目數(shù)10-20目)代替實(shí)施例1的二氧化硅氣凝膠顆粒而均勻撒覆在上表面sbsii型改性瀝青基料上，經(jīng)擠壓形成的上覆面隔離層厚度為1.6mm，從而制得改性瀝青防水卷材4，卷材的低溫極限為-32℃。

以gb/t18244進(jìn)行人工氣候加速老化后(老化條件：采用氙弧燈法，累計輻照能量1500mj/m²，光照時間約720h)，防水卷材4的外觀：無滑動、流淌、滴落，拉力保持率為90％，低溫柔性-20℃無裂縫，符合gb18242-2008標(biāo)準(zhǔn)，且低溫極限為-24℃，衰減8℃。從低溫性能方面可見，采用二氧化硅氣凝膠顆粒做上覆面隔離層的老化衰減明顯低于采用礦物粒料的。

由以上實(shí)施例和對比例可知，本發(fā)明采用的二氧化硅氣凝膠顆粒與改性瀝青基料粘接牢固，完全可以代替現(xiàn)有的礦物粒料作為改性瀝青防水卷材的上覆面隔離層，且比起相同規(guī)格的采用礦物粒料的改性瀝青防水卷材，本發(fā)明的瀝青防水卷材具有質(zhì)輕且防老化性能更優(yōu)異的效果。

以上結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。