自粘聚合物改性沥青防水卷材胶粘剂

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简介： 聚合物改性沥青防水卷材防水的成功不仅取决于其自身的质量,还与卷材和屋面的粘接密封密切相关。改性沥青防水卷材传统的施工方法是热熔施工,通过加热使卷材表面沥青熔融后与屋面粘接,这种施工方法不仅劳动量大,而且污染环境,施工过程中稍有不当,就会使卷材与屋面或卷材搭接处粘接密封不严,造成屋面渗漏。为此,人们开始研究和应用自粘聚合物改性沥青防水卷材。
关键字：自粘聚合物 改性 沥青防水卷材 胶粘剂

1　前言

　　聚合物改性沥青防水卷材防水的成功不仅取决于其自身的质量,还与卷材和屋面的粘接密封密切相关。改性沥青防水卷材传统的施工方法是热熔施工,通过加热使卷材表面沥青熔融后与屋面粘接,这种施工方法不仅劳动量大,而且污染环境,施工过程中稍有不当,就会使卷材与屋面或卷材搭接处粘接密封不严,造成屋面渗漏。为此,人们开始研究和应用自粘聚合物改性沥青防水卷材。

　　自粘改性沥青胶粘剂是生产改性沥青防水卷材的重要原料。它具有强度高、伸长率大、粘接性好、低温柔性优异、可自愈合、施工方便快捷等优点。胶粘剂不仅是覆面材料与屋面之间的粘接层,能长时间保持粘接密封性能,也是卷材与屋面之间的应力缓冲吸收层。当屋面因应力产生裂缝时,粘接层具有可塑性及相当的延展性,可通过自身形变缓冲或吸收屋面应力,减少屋面变形对覆面材料的影响,从而可延长卷材使用寿命和解决传统卷材施工难的问题。

2　主要原材料

2.1　沥青

　　沥青作为胶粘剂的主要成分,是决定其粘接性的关键。在选择沥青时,应从可塑性、弹性、粘接性等方面综合考虑,一般宜选用低软化点沥青。

2.2　改性材料

　　沥青在低温时易发脆,高温时易流淌,加入改性材料可以改善其低温柔性和提高其耐热性。热塑性弹性体ＳＢＳ兼具塑料的流动性、热可塑性和橡胶的弹性、韧性,具有其他改性材料无可比拟的优越性,ＳＢＳ成为首选的改性材料。

2.3　增粘剂

　　增粘剂可以提高沥青的粘接性和湿润性能,使自粘改性沥青胶粘剂与被粘接物之间的粘接强度提高。选用的增粘剂主要有松香、萜烯树脂和石油树脂等[3]。

2.4　填料

　　在改性沥青中使用滑石粉、轻质碳酸钙等作为填料,其目的在于降低成本和补强作用,同时也可以调整黏度。

3　生产工艺与产品性能

3.1　胶粘剂基本配

　　沥青　40%～65%

　　助剂　5%～25%

　　ＳＢＳ　5%～30%

　　增粘剂　2%～25%

　　填料　10%～30%

3.2　制备方法

　　首先将沥青加热脱水,将脱水后的沥青计量加入搅拌罐,再加助剂后升温至180～210℃,加ＳＢＳ搅拌60～90ｍｉｎ,使ＳＢＳ完全融化,也可将沥青与ＳＢＳ混合料通过胶体磨促进ＳＢＳ融化;待ＳＢＳ融化后再加入增粘剂搅拌30ｍｉｎ,最后加入填料搅拌均匀,即为自粘改性沥青胶粘剂。

3.3　生产工艺流程

3.3　性能检测

　　自粘改性沥青胶粘剂的性能采用ＧＢ/Ｔ4507-1999、ＪＣ863-2000的相关试验方法进行检验,主要检验其软化点及卷材-卷材粘接剥离强度、剪切强度和粘接卷材与基底的剪切强度。剥离强度是在200ｍｍ×150ｍｍＳＢＳ改性沥青防水卷材试样上粘接,粘接面积为200ｍｍ×25ｍｍ;卷材与卷材间剪切强度是在300ｍｍ×200ｍｍ卷材试样上涂刷300ｍｍ×100ｍｍ的面积,粘接后再裁成5块300ｍｍ×50ｍｍ的试样;卷材与基底间剪切强度是将150ｍｍ×50ｍｍ卷材粘接在水泥砂浆样件上,粘接长度为100ｍｍ。除软化点外,其它试样均室温放置7ｄ后测试其性能。性能测试结果如表1所示。

4　影响粘接性能因素

4.1　沥青

　　沥青的延度和蜡含量对粘接性能有重要的影响,除要求沥青在25℃时的延度大于100ｃｍ外,含蜡量不易过多,否则会直接影响粘接性。此外沥青的溶解度也有一定的影响,所用沥青中不应含有过多的沥青质和游离碳以及机械杂质,以保证胶粘剂的粘接性。

4.2　ＳＢＳ

　　用ＳＢＳ改性沥青时,沥青与ＳＢＳ的混溶性比较重要。所谓混溶性好,就是所选择的沥青与熔体指数适中的ＳＢＳ改性更理想。ＳＢＳ是苯乙烯(Ｓ)与丁二烯(Ｂ)嵌段共聚物,其中丁二烯是软段,是连续相;2端苯乙烯(Ｓ)是硬段,它聚集成物理交联区域。嵌段比例(Ｓ/Ｂ)不同,对粘接性能有一定的影响。

4.3　增粘剂

　　(1)松香

　　松香分子结构中既有能与烃类良好相容的氢化菲核又含有高极性的羧基,因此对弹性体有着良好的相容性。松香的增粘效果较好,但由于松香的树脂酸中含有共轭双键,故反应性高、不稳定、易氧化。

　　(2)萜烯树脂

　　作为增粘剂使用的聚萜烯树脂主要是а-蒎烯或β-蒎烯树脂,其溶解性和相容性不及松香,特别是高软化点的树脂对分子质量呈多分散性的高分子化合物缺乏相容性,但与ＳＢＳ沥青仍能很好相容,与松香相比萜烯树脂增粘性稍差,但其耐氧性好,耐热性优良。

　　(3)石油树脂

　　芳香族石油树脂与ＳＢＳ相容性差,一般不作增粘剂使用。可作增粘剂的主要是脂肪族石油树脂,但其增粘效果不如松香和萜烯树脂。

　　综合考虑粘接性能、高低温性能及成本因素,最好选用松香和萜烯树脂的混合增粘体系。该混合增粘体系在一定范围内,增粘效果随增粘剂用量增加而提高,但超出此范围其增粘效果并不明显,而且改性沥青胶粘剂的耐热性能将受到影响。

4.4　填料

　　最好选用经过表面处理的活性填料。因为活性填料粒子的表面可与高分子链结合形成交联结构,当其中一条分子链受到应力时,可通过交联点将应力分散传递到其他分子链;若其中一条链断裂,其他链可以照样起作用,而不致马上危及全体,故可提高改性沥青的力学性能。

5　自粘改性沥青胶粘剂的应用

　　自粘聚合物改性沥青防水卷材的具体生产方法是在改性沥青防水卷材表面辊涂一层自粘改性沥青胶粘剂,胶粘剂层厚约0.5～0.8ｍｍ,然后再铺一层防粘纸。施工时将防粘纸去掉后铺贴在屋面上即可粘牢,铺贴一次完成,可减少施工工序,提高工效,缩短施工时间,同时可与多种卷材复合,增加防水层的厚度。若覆面卷材因本身耐老化性能不好出现损坏时,自粘层仍可保持良好的防水密封效果,从而能杜绝渗漏,节约翻修耗费的人力、物力、财力。