自粘聚合物改性瀝青防水卷材膠粘劑制作及應用

1 、前言
聚合物改性瀝青防水卷材防水的成功不僅取決于其自身的質量,還與卷材和屋面的粘接密封密切相關。改性瀝青防水卷材傳統的施工方法是熱熔施工,通過加熱使卷材表面瀝青熔融后與屋面粘接,這種施工方法不僅勞動量大,而且污染環境,施工過程中稍有不當,就會使卷材與屋面或卷材搭接處粘接密封不嚴,造成屋面滲漏。為此,人們開始研究和應用自粘聚合物改性瀝青防水卷材。

自粘(zhan)(zhan)改(gai)性(xing)(xing)瀝青膠粘(zhan)(zhan)劑是生產改(gai)性(xing)(xing)瀝青防水(shui)卷(juan)材的(de)(de)(de)重要原料(liao)(liao)。它具有強度高(gao)、伸長(chang)率大、粘(zhan)(zhan)接(jie)性(xing)(xing)好、低溫柔性(xing)(xing)優異、可自愈合、施(shi)工(gong)方便快捷等優點。膠粘(zhan)(zhan)劑不(bu)僅是覆面(mian)(mian)材料(liao)(liao)與屋面(mian)(mian)之間(jian)的(de)(de)(de)粘(zhan)(zhan)接(jie)層,能(neng)長(chang)時間(jian)保持粘(zhan)(zhan)接(jie)密(mi)封性(xing)(xing)能(neng),也是卷(juan)材與屋面(mian)(mian)之間(jian)的(de)(de)(de)應(ying)力緩沖吸收層。當(dang)屋面(mian)(mian)因(yin)應(ying)力產生裂縫時,粘(zhan)(zhan)接(jie)層具有可塑性(xing)(xing)及相(xiang)當(dang)的(de)(de)(de)延(yan)展性(xing)(xing),可通過自身(shen)形變緩沖或吸收屋面(mian)(mian)應(ying)力,減少屋面(mian)(mian)變形對覆面(mian)(mian)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)影響,從而可延(yan)長(chang)卷(juan)材使用壽命和解決傳統卷(juan)材施(shi)工(gong)難的(de)(de)(de)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 改性防水材料
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,其目的在于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 制備方法
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,最后加入填料攪拌均勻,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采用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卷材試樣上涂刷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℃時的延度大于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游離碳以及機械雜質,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,但由于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(zhan)接性能、高(gao)低溫性能及成本因素(su),最好選(xuan)用(yong)松香(xiang)和萜(tie)烯樹(shu)脂(zhi)的混合增(zeng)(zeng)粘(zhan)體系。該混合增(zeng)(zeng)粘(zhan)體系在一定范圍內,增(zeng)(zeng)粘(zhan)效果隨增(zeng)(zeng)粘(zhan)劑用(yong)量(liang)增(zeng)(zeng)加而提高(gao),但超出此范圍其增(zeng)(zeng)粘(zhan)效果并不(bu)明(ming)顯,而且改(gai)性瀝青(qing)膠粘(zhan)劑的耐熱(re)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涂一層自粘改性瀝青膠粘劑,膠粘劑層厚約0.5～0.8ｍｍ,然后再鋪一層防粘紙。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,同時可與多種卷材復合,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。