一种高强度可变型防水卷材及其制备方法与流程

1.本技术涉及新型防水材料技术领域，更具体地说，它涉及一种高强度可变型防水卷材及其制备方法。


背景技术：

2.防水卷材是一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，通常是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路、垃圾填埋场等处，主要发挥抵御外界雨水、地下水渗漏的作用。
3.相关技术中有一种防水卷材，用于对地基进行防水处理，该防水卷材包括胎体，胎体沿厚度方向的两侧均依次粘附有无纺布、胶粘层和pe膜。无纺布为聚酯无纺布，胎体为聚酯胎体，胎体与无纺布之间通过热熔贴合实现粘接。胶粘层为自粘型橡胶沥青粘接剂的固化产物，pe膜通过胶粘层与胎体粘接。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为，相关技术中的防水卷材虽然具有一定的防水性能，但是防水卷材在实际应用时一侧会与地基的混凝土基层贴合。当地基由于沉降而发生变形时，混凝土基层变形产生的剪切力传递到防水卷材中，容易导致防水卷材出现开裂，对防水卷材的防水性能造成影响，不利于防水卷材的长期使用。


技术实现要素：

5.相关技术中，当地基由于沉降而发生变形时，混凝土基层变形产生的剪切力传递到防水卷材中，容易导致防水卷材出现开裂，对防水卷材的防水性能造成影响。为了改善这一缺陷，本技术提供一种高强度可变型防水卷材及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种高强度可变型防水卷材，采用如下的技术方案：一种高强度可变型防水卷材，所述高强度可变型防水卷材包括高分子复合胎体，所述高分子复合胎体表面沿厚度方向依次粘附有无纺布、胶粘层和pe膜，所述高分子复合胎体由两层聚酯胎体以及设置在两层聚酯胎体之间的弹性发泡层组成，所述弹性发泡层由聚氨酯发泡料受热固化成型后得到，所述聚氨酯发泡料的组分包括a料和b料，所述a料的组分包括异氰酸酯，所述b料的组分包括聚合物多元醇、交联剂、催化剂和微球发泡剂，所述聚氨酯发泡料的异氰酸酯指数为8.4-11.5。
7.通过采用上述技术方案，本技术与相关技术相比，使用高分子复合胎体代替了原先的单层聚酯胎体。在本技术所使用的高分子复合胎体中，两层聚酯胎体之间通过弹性发泡层实现粘接，并且弹性发泡层中还分布有微球发泡剂受热后留下的孔隙。当地基带动防水卷材发生变形时，弹性发泡层发生弹性形变，对防水卷材的变形进行了补偿，同时弹性发泡层中的孔隙为防水卷材变形过程中产生的拉应力提供了释放的空间。在弹性发泡层发生弹性形变的同时，两层聚酯胎体之间的相对距离发生变化，使得远离地基一侧的聚酯胎体发生的变形小于靠近地基一侧的聚酯胎体。本技术通过弹性发泡层以及两层聚酯胎体的协同配合，使得防水卷材受到地基混凝土基层变形的影响的范围和程度减小，降低了地基混凝土基层变形时防水卷材发生撕裂的可能，改善了防水卷材的防水性能，有利于防水卷材
的长期使用。
8.作为优选，所述b料包括如下重量份的组分：聚合物多元醇55-85份，交联剂6-10份，催化剂0.3-0.5份，微球发泡剂4-8份。
9.通过采用上述技术方案，优选了b料的组分配比，有助于改善防水卷材的变形性能。
10.作为优选，所述聚氨酯发泡料的异氰酸酯指数为8.4-10。
11.通过采用上述技术方案，当地基发生变形时，与地基贴合的防水卷材随之发生弯曲变形，弯曲变形时产生的拉应力是防水卷材开裂的主因，因此拉伸强度能够反映防水卷材的抗开裂性能。在此基础上，本技术优选了聚氨酯发泡料的异氰酸酯指数范围，有助于使防水卷材保持较高的拉伸强度，以便充分改善防水卷材的抗开裂性能。
12.作为优选，所述聚合物多元醇选用聚醚多元醇、聚酯多元醇中的至少一种。
13.通过采用上述技术方案，在本技术中，使用聚醚多元醇、聚酯多元醇中的至少一种即可进行弹性发泡层的制备。聚醚多元醇和异氰酸酯反应得到的聚氨酯材料具有良好的柔顺性，有助于改善弹性发泡层补偿变形的效果，但是仅由聚醚多元醇制得的弹性发泡层力学性能不佳。聚酯多元醇和异氰酸酯反应得到的聚氨酯材料具有良好的力学性能，但是缺点是柔顺性差，不利于充分提高弹性发泡层补偿变形的效果。当单独使用聚醚多元醇或聚酯多元醇进行弹性发泡层的制备时，弹性发泡层的抗拉性能均相对较差。而将聚醚多元醇、聚酯多元醇进行复配后，两者的优缺点互补，弥补了弹性发泡层在力学性能和柔顺性上的短板，有助于提高防水卷材的拉伸强度。
14.作为优选，所述聚合物多元醇由聚醚多元醇和聚酯多元醇按照(4.6-5.1)：1的重量比混合而成。
15.通过采用上述技术方案，优选了聚醚多元醇和聚酯多元醇之间的配比，有助于提高防水卷材的拉伸强度。
16.作为优选，所述聚合物多元醇选用聚醚多元醇，所述聚醚多元醇的平均分子量为900-1700。
17.通过采用上述技术方案，优选了聚醚多元醇的平均分子量，选用分子量在该范围内的聚醚多元醇进行弹性发泡层的制备能够令防水卷材具有相对较高的拉伸强度。当聚醚多元醇的分子量超过1700时，弹性发泡层中的分子间作用力相对较弱，不利于提高防水卷材的拉伸强度。
18.作为优选，所述聚合物多元醇选用平均分子量为3200的聚醚多元醇，所述b料的组分还包括腈纶粉。
19.通过采用上述技术方案，当聚醚多元醇的分子量超过1700时，弹性发泡层中的分子间作用力显著下降，影响了弹性发泡层以及防水卷材整体的拉伸强度。此时，添加腈纶粉能够增加弹性发泡层内的极性基团数量，从而增强了弹性发泡层中的分子间作用力，有助于提高防水卷材的拉伸强度。
20.腈纶粉既可以从腈纶生产过程中捕获的浮尘里得到，也可以通过回收废弃腈纶织物后经过粉碎得到，实现了废弃物的再利用，有利于节能环保。
21.作为优选，所述腈纶粉的用量为聚醚多元醇重量的4.6-6.8％。
22.通过采用上述技术方案，优选了腈纶粉的用量范围，在充分改善拉伸强度的前提
下节约了腈纶粉的用量。
23.作为优选，所述聚合物多元醇选用平均分子量为3200的聚醚多元醇，所述b料的组分还包括腈纶纤维，所述腈纶纤维的用量为聚醚多元醇重量的2.8％。
24.通过采用上述技术方案，腈纶纤维中的腈基能够提高弹性发泡层中的分子间作用力，有利于提高防水卷材的拉伸强度。当裂缝在弹性发泡层中产生时，一部分腈纶纤维能在开裂位置处起到桥接作用，延缓了裂缝的扩展，同样提高了防水卷材的拉伸强度。由于腈纶纤维能通过两种方式共同改善防水卷材的抗拉性能，因此腈纶纤维的用量只需要达到聚醚多元醇重量的2.8％即可充分提高防水卷材的拉伸强度。
25.第二方面，本技术提供一种高强度可变型防水卷材的制备方法，采用如下的技术方案。
26.一种高强度可变型防水卷材的制备方法，包括以下步骤：(1)将a料、b料混合，得到聚氨酯发泡料，将聚氨酯发泡料涂覆到两块聚酯胎体之间，然后在135-145℃对聚酯胎体和聚氨酯发泡料进行加热，直到聚氨酯发泡料失去流动性后得到高分子复合胎体；(2)在高分子复合胎体的表面覆盖无纺布，然后对无纺布与高分子复合胎体进行热压粘合，等待无纺布与高分子复合胎体冷却后在无纺布表面涂覆自粘胶，然后在自粘胶表面覆盖pe膜，等待自粘胶固化为胶粘层后得到高强度可变型防水卷材。
27.通过采用上述技术方案，本技术先使a料和b料混合，得到了聚氨酯发泡料，然后使聚氨酯发泡料在两层聚酯胎体之间受热固化，得到了高分子复合胎体。接着，以高分子复合胎体为基础，依次使用无纺布、自粘胶和pe膜进行了贴附，得到了高强度可变型防水卷材。
28.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术使用高分子复合胎体代替了原先的单层聚酯胎体，并通过弹性发泡层以及两层聚酯胎体的协同配合，使得防水卷材受到地基混凝土基层变形的影响减小，降低了地基混凝土基层变形时防水卷材发生撕裂的可能，改善了防水卷材的防水性能。
29.2、本技术限定了聚合物多元醇选用平均分子量为3200的聚醚多元醇，并通过在b料中添加腈纶纤维或腈纶粉的方式充分提高防水卷材的拉伸强度，克服了聚醚多元醇分子量较高时对拉伸强度带来的负面影响，拓宽了原材料的选取范围。
具体实施方式
30.以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明，本技术涉及的原料均可通过市售获得。实施例
31.实施例1-5以下以实施例1为例进行说明。
32.实施例1本实施例中，a料的组分为异氰酸酯，商品名为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(papi)；b料包括如下组分：聚合物多元醇55kg，交联剂6kg，催化剂0.3kg，微球发泡剂4kg，聚合物多元醇为平均分子量900的聚醚多元醇，交联剂为乙二胺，催化剂为三亚乙基二胺，微球发泡剂为阿克苏微球发泡剂。无纺布为聚酯无纺布，自粘胶为自粘型橡胶沥青粘接剂，
pe膜的材质为ldpe。
33.本实施例中提供一种高强度可变型防水卷材，按照以下步骤制备：(1)将a料、b料按照异氰酸酯指数为8.4的比例混合，得到聚氨酯发泡料，将聚氨酯发泡料涂覆到两块聚酯胎体之间，然后在140℃对聚酯胎体和聚氨酯发泡料进行加热，直到聚氨酯发泡料失去流动性后得到高分子复合胎体；(2)在高分子复合胎体的上下表面覆盖无纺布，然后对无纺布与高分子复合胎体进行热压粘合，等待无纺布与高分子复合胎体冷却后在无纺布表面涂覆自粘胶，然后在自粘胶表面覆盖pe膜，等待自粘胶固化为胶粘层后得到高强度可变型防水卷材。
34.如表1,实施例1-5的不同之处主要在于b料的原料配比不同表1b料的原料配比样本聚合物多元醇/kg交联剂/kg催化剂/kg微球发泡剂/kg实施例15560.34实施例26570.355实施例37080.46实施例47590.457实施例585100.58实施例6-9如表2，实施,6-9与实施例3的不同之处在于，聚氨酯发泡料的异氰酸酯指数不同。
35.表2聚氨酯发泡料的异氰酸酯指数样本实施例3实施例6实施例7实施例8实施例9异氰酸酯指数8.491010.611.5实施例10本实施例与实施例3的不同之处在于，聚合物多元醇由聚醚多元醇和聚酯多元醇按照4.4：1的重量比混合而成。
36.如表3，实施例10-14的不同之处在于，聚醚多元醇和聚酯多元醇的重量比(表3中简称重量比)不同。
37.表3聚醚多元醇和聚酯多元醇的重量比实施例15-20如表4，实施例15-20与实施例3的不同之处在于，聚醚多元醇的平均分子量(表4中简称为平均分子量)不同。
38.表4聚醚多元醇的平均分子量
实施例21本实施例与实施例20的不同之处在于，b料的组分还包括腈纶粉，腈纶粉的平均粒径为30μm，腈纶粉的用量为聚醚多元醇重量的3.2％。
39.如表5，实施例21-25的不同之处在于，腈纶粉的用量占聚醚多元醇重量的百分比(表5中简称腈纶粉占比)不同。
40.表5腈纶粉的用量占聚醚多元醇重量的百分比样本实施例21实施例22实施例23实施例24实施例25腈纶粉占比/％3.24.65.56.87.4实施例26本实施例与实施例20的不同之处在于，b料的组分还包括腈纶纤维，腈纶纤维的用量为聚醚多元醇重量的2.8％，腈纶纤维符合《gb/t 16602-2008腈纶短纤维和丝束》中关于合格品的规定。
41.对比例对比例1本对比例中，无纺布为聚酯无纺布，自粘胶为自粘型橡胶沥青粘接剂，pe膜的材质为ldpe。
42.本对比例提供一种防水卷材，按照以下步骤制备：在聚酯胎体的上下表面覆盖无纺布，然后对无纺布与高分子复合胎体进行热压粘合，等待无纺布与高分子复合胎体冷却后在无纺布表面涂覆自粘胶，然后在自粘胶表面覆盖pe膜，等待自粘胶固化后得到高强度可变型防水卷材。
43.对比例2本对比例与实施例3的不同之处在于，b料的组分不包括微球发泡剂。
44.性能检测试验方法参照《gb/t328.8-2016沥青防水卷材拉伸性能》对各实施例、对比例的防水卷材进行拉伸强度的检测，检测结束后统计检测数据，然后计算各实施例、对比例测得的拉伸强度与对比例1测得的拉伸强度之间的比值，将该比值定义为相对拉伸强度，结果见表6。
45.表6相对拉伸强度样本相对拉伸强度/％样本相对拉伸强度/％实施例1132.4实施例15135.0实施例2134.7实施例16134.1实施例3135.2实施例17130.5实施例4135.4实施例18127.4实施例5135.5实施例19124.7实施例6134.8实施例20120.8实施例7134.2实施例21123.6实施例8128.9实施例22124.8
实施例9122.7实施例23125.9实施例10139.4实施例24126.3实施例11141.2实施例25126.4实施例12142.5实施例26126.1实施例13140.3对比例1100.0实施例14137.6对比例2105.2结合实施例1-5和对比例1并结合表6可以看出，实施例1-5测得的相对拉伸强度均大于对比例1，说明本技术通过弹性发泡层以及两层聚酯胎体的协同配合，提高了防水卷材的拉伸强度，因此使得防水卷材受到地基混凝土基层变形的影响的范围和程度减小，降低了地基混凝土基层变形时防水卷材发生撕裂的可能，有助于改善防水卷材的防水性能。
46.结合实施例3和对比例2并结合表6可以看出，实施例3测得的相对拉伸强度大于对比例2，说明当b料的组分不包括微球发泡剂时，弹性发泡层内部的拉应力无法充分释放，导致防水卷材的拉伸强度下降。
47.结合实施例3和实施例6-9并结合表6可以看出，当聚氨酯发泡料的异氰酸酯指数在8.4-10的范围内时，防水卷材的拉伸强度相对较高。
48.结合实施例10-14、实施例3并结合表6可以看出，将聚醚多元醇和聚酯多元醇混合有助于提高防水卷材的拉伸强度。实施例10-14中，实施例11-13测得的相对拉伸强度相对较大，说明当聚醚多元醇和聚酯多元醇按照(4.6-5.1)：1的重量比混合时，两者的优缺点互补，充分弥补了弹性发泡层在力学性能和柔顺性上的短板，因此能够更好地提高防水卷材的拉伸强度。
49.结合实施例3、实施例15-20并结合表6可以看出,随着聚醚多元醇分子量的提升，防水卷材的拉伸强度逐渐下降，且平均分子量在超过1700之后，拉伸强度的下降幅度逐渐增大。
50.结合实施例20、实施例21并结合表6可以看出，腈纶粉能够增加弹性发泡层内的极性基团数量，从而增强了弹性发泡层中的分子间作用力，有助于在实施例20的基础上提高防水卷材的拉伸强度。结合实施例21-25可以看出，实施例22-24测得的相对拉伸强度大于实施例21，说明当腈纶粉的用量为聚醚多元醇重量的4.6-6.8％时，防水卷材的拉伸与实施例20相比得到了相对较好的改善。而当腈纶粉的用量超过多元醇重量的6.8％之后，继续添加腈纶粉的用量无法显著提高防水卷材的拉伸强度。
51.结合实施例20、实施例21-25、实施例26并结合表6可以看出，腈纶纤维的用量在少于腈纶粉的用量时，即可充分提高防水卷材的拉伸强度，说明腈纶纤维对于实施例20的防水卷材而言具有更好的改善效果。
52.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种高强度可变型防水卷材，其特征在于，所述高强度可变型防水卷材包括高分子复合胎体，所述高分子复合胎体表面沿厚度方向依次粘附有无纺布、胶粘层和pe膜，所述高分子复合胎体由两层聚酯胎体以及设置在两层聚酯胎体之间的弹性发泡层组成，所述弹性发泡层由聚氨酯发泡料受热固化成型后得到，所述聚氨酯发泡料的组分包括a料和b料，所述a料的组分包括异氰酸酯，所述b料的组分包括聚合物多元醇、交联剂、催化剂和微球发泡剂，所述聚氨酯发泡料的异氰酸酯指数为8.4-11.5。2.根据权利要求1所述的高强度可变型防水卷材，其特征在于，所述b料包括如下重量份的组分：聚合物多元醇55-85份，交联剂6-10份，催化剂0.3-0.5份，微球发泡剂4-8份。3.根据权利要求1所述的高强度可变型防水卷材，其特征在于，所述聚氨酯发泡料的异氰酸酯指数为8.4-10。4.根据权利要求1所述的高强度可变型防水卷材，其特征在于，所述聚合物多元醇选用聚醚多元醇、聚酯多元醇中的至少一种。5.根据权利要求4所述的高强度可变型防水卷材，其特征在于，所述聚合物多元醇由聚醚多元醇和聚酯多元醇按照（4.6-5.1）：1的重量比混合而成。6.根据权利要求4所述的高强度可变型防水卷材，其特征在于，所述聚合物多元醇选用聚醚多元醇，所述聚醚多元醇的平均分子量为900-1700。7.根据权利要求4所述的高强度可变型防水卷材，其特征在于，所述聚合物多元醇选用平均分子量为3200的聚醚多元醇，所述b料的组分还包括腈纶粉。8.根据权利要求7所述的高强度可变型防水卷材，其特征在于，所述腈纶粉的用量为聚醚多元醇重量的4.6-6.8%。9.根据权利要求4所述的高强度可变型防水卷材，其特征在于，所述聚合物多元醇选用平均分子量为3200的聚醚多元醇，所述b料的组分还包括腈纶纤维，所述腈纶纤维的用量为聚醚多元醇重量的2.8%。10.根据权利要求1-9任一所述的高强度可变型防水卷材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将a料、b料混合，得到聚氨酯发泡料，将聚氨酯发泡料涂覆到两块聚酯胎体之间，然后在135-145℃对聚酯胎体和聚氨酯发泡料进行加热，直到聚氨酯发泡料失去流动性后得到高分子复合胎体；（2）在高分子复合胎体的表面覆盖无纺布，然后对无纺布与高分子复合胎体进行热压粘合，等待无纺布与高分子复合胎体冷却后在无纺布表面涂覆自粘胶，然后在自粘胶表面覆盖pe膜，等待自粘胶固化为胶粘层后得到高强度可变型防水卷材。

技术总结
本申请涉及新型防水材料技术领域，具体公开了一种高强度可变型防水卷材及其制备方法。高强度可变型防水卷材包括高分子复合胎体，高分子复合胎体表面沿厚度方向依次粘附有无纺布、胶粘层和PE膜，高分子复合胎体由两层聚酯胎体以及设置在两层聚酯胎体之间的弹性发泡层组成，弹性发泡层由聚氨酯发泡料受热固化成型后得到。本申请通过弹性发泡层以及两层聚酯胎体的协同配合，使得防水卷材受到地基混凝土基层变形的影响的范围和程度减小，降低了建筑基层变形时防水卷材发生撕裂的可能，改善了防水卷材的可变性，提高了防水性能。提高了防水性能。


技术研发人员：麻书玉 麻三勇 麻书华 麻林杰 麻林强 麻志勇
受保护的技术使用者：吉士达建设集团有限公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/8/1