自粘聚合物改性瀝青防水卷材膠粘劑製作及應用

自粘防水卷材是一種以SBS等合成橡膠、增粘劑及優質道路石油瀝青等配製成的自粘橡膠瀝青為基料，強韌的高密度聚乙烯膜或鋁箔作為上表面材料，可剝離的塗硅隔離膜或塗硅隔離紙為下表面防粘隔離材料製成的防水材料。它是一種極具發展前景的新型防水材料，具有低溫柔性、自愈性、及粘結性能好的特點，可常溫施工、施工速度快、符合環保要求。

自粘改性瀝青膠粘劑是生產改性瀝青防水卷材的重要原料。它具有強度高、伸長率大、粘接性好、低溫柔性優異、可自癒合、施工方便快捷等優點。膠粘劑不僅是覆面材料與屋面之間的粘接層,能長時間保持粘接密封性能,也是卷材與屋面之間的應力緩衝吸收層。當屋面因應力產生裂縫時,粘接層具有可塑性及相當的延展性,可通過自身形變緩衝或吸收屋面應力,減少屋面變形對覆面材料的影響,從而可延長卷材使用壽命和解決傳統卷材施工難的問題。

2、主要原材料

2.1瀝青

瀝青作為膠粘劑的主要成分,是決定其粘接性的關鍵。在選擇瀝青時,應從可塑性、彈性、粘接性等方面綜合考慮,一般宜選用低軟化點瀝青。

2.2 改性材料

瀝青在低溫時易發脆,高溫時易流淌,加入改性材料可以改善其低溫柔性和提高其耐熱性。熱塑性彈性體ＳＢＳ兼具塑料的流動性、熱可塑性和橡膠的彈性、韌性,具有其他改性材料無可比擬的優越性,ＳＢＳ成為首選的改性材料。

2.3增粘劑

增粘劑可以提高瀝青的粘接性和濕潤性能,使自粘改性瀝青膠粘劑與被粘接物之間的粘接強度提高。選用的增粘劑主要有松香、萜烯樹脂和石油樹脂等[3]。

2.4 填料

在改性瀝青中使用滑石粉、輕質碳酸鈣等作為填料,其目的在於降低成本和補強作用,同時也可以調整黏度。

3、生產工藝與產品性能

3.1 膠粘劑基本配

　　瀝青　　　40%～65%

　　助劑　　5%～25%

　　ＳＢＳ　　5%～30%

　　增粘劑　　2%～25%

　　填料　　10%～30%

3.2 製備方法

首先將瀝青加熱脫水,將脫水后的瀝青計量加入攪拌罐,再加助劑后升溫至180～210℃,加ＳＢＳ攪拌60～90ｍｉｎ,使ＳＢＳ完全融化,也可將瀝青與ＳＢＳ混合料通過膠體磨促進ＳＢＳ融化;待ＳＢＳ融化后再加入增粘劑攪拌30ｍｉｎ,最後加入填料攪拌均勻,即為自粘改性瀝青膠粘劑。

3.3生產工藝流程

3.4 性能檢測

自粘改性瀝青膠粘劑的性能採用ＧＢ/Ｔ4507-1999、ＪＣ863-2000的相關試驗方法進行檢驗,主要檢驗其軟化點及卷材-卷材粘接剝離強度、剪切強度和粘接卷材與基底的剪切強度。剝離強度是在200ｍｍ×150ｍｍＳＢＳ改性瀝青防水卷材試樣上粘接,粘接面積為200ｍｍ×25ｍｍ;卷材與卷材間剪切強度是在300ｍｍ×200ｍｍ卷材試樣上塗刷300ｍｍ×100ｍｍ的面積,粘接后再裁成5塊300ｍｍ×50ｍｍ的試樣;卷材與基底間剪切強度是將150ｍｍ×50ｍｍ卷材粘接在水泥砂漿樣件上,粘接長度為100ｍｍ。除軟化點外,其它試樣均室溫放置7ｄ后測試其性能。性能測試結果如表1所示。

4、影響粘接性能因素

4.1瀝青

瀝青的延度和蠟含量對粘接性能有重要的影響,除要求瀝青在25℃時的延度大於100ｃｍ外,含蠟量不易過多,否則會直接影響粘接性。此外瀝青的溶解度也有一定的影響,所用瀝青中不應含有過多的瀝青質和遊離碳以及機械雜質,以保證膠粘劑的粘接性。

4.2ＳＢＳ

用ＳＢＳ改性瀝青時,瀝青與ＳＢＳ的混溶性比較重要。所謂混溶性好,就是所選擇的瀝青與熔體指數適中的ＳＢＳ改性更理想。ＳＢＳ是苯乙烯(Ｓ)與丁二烯(Ｂ)嵌段共聚物,其中丁二烯是軟段,是連續相;2端苯乙烯(Ｓ)是硬段,它聚集成物理交聯區域。嵌段比例(Ｓ/Ｂ)不同,對粘接性能有一定的影響。

4.3增粘劑

(1)松香

松香分子結構中既有能與烴類良好相容的氫化菲核又含有高極性的羧基,因此對彈性體有著良好的相容性。松香的增粘效果較好,但由於松香的樹脂酸中含有共軛雙鍵,故反應性高、不穩定、易氧化。

(2)萜烯樹脂

作為增粘劑使用的聚萜烯樹脂主要是а-蒎烯或β-蒎烯樹脂,其溶解性和相容性不及松香,特別是高軟化點的樹脂對分子質量呈多分散性的高分子化合物缺乏相容性,但與ＳＢＳ瀝青仍能很好相容,與松香相比萜烯樹脂增粘性稍差,但其耐氧性好,耐熱性優良。

(3)石油樹脂

芳香族石油樹脂與ＳＢＳ相容性差,一般不作增粘劑使用。可作增粘劑的主要是脂肪族石油樹脂,但其增粘效果不如松香和萜烯樹脂。

綜合考慮粘接性能、高低溫性能及成本因素,最好選用松香和萜烯樹脂的混合增粘體系。該混合增粘體系在一定範圍內,增粘效果隨增粘劑用量增加而提高,但超出此範圍其增粘效果並不明顯,而且改性瀝青膠粘劑的耐熱性能將受到影響。

4.4填料

最好選用經過表面處理的活性填料。因為活性填料粒子的表面可與高分子鏈結合形成交聯結構,當其中一條分子鏈受到應力時,可通過交聯點將應力分散傳遞到其他分子鏈;若其中一條鏈斷裂,其他鏈可以照樣起作用,而不致馬上危及全體,故可提高改性瀝青的力學性能。

5、自粘改性瀝青膠粘劑的應用

自粘聚合物改性瀝青防水卷材的具體生產方法是在改性瀝青防水卷材表面輥塗一層自粘改性瀝青膠粘劑,膠粘劑層厚約0.5～0.8ｍｍ,然後再鋪一層防粘紙。施工時將防粘紙去掉后鋪貼在屋面上即可粘牢,鋪貼一次完成,可減少施工工序,提高工效,縮短施工時間,同時可與多種卷材複合,增加防水層的厚度。若覆面卷材因本身耐老化性能不好出現損壞時,自粘層仍可保持良好的防水密封效果,從而能杜絕滲漏,節約翻修耗費的人力、物力、財力。