1.本发明属于卷材技术领域，具体涉及一种改性沥青、制备方法及应用和高粘性预铺改性沥青防水卷材。
背景技术：2.预铺反粘技术是将防水卷材空铺在基面上，然后浇筑结构混凝土，使混凝土浆料与卷材胶膜层紧密结合的施工方法。该方法具有施工便捷、不用打保护层等特点，主要用在地下室底板施工。防水卷材结构的上表面，即与后浇混凝土粘结面均为无机矿物材料，该材料即可充当卷材表面防粘层，避免施工作业时人员站立便捷性，又可提高卷材与后浇混凝土粘结强度。现有技术中也多有对预铺防水卷材的研究，如中国专利申请cn111040652a公开一种高分子预铺防水卷材，包括高分子基材层、在该高分子基材层上的压敏粘合剂层和在该压敏粘合剂层上的砂粒防粘层；压敏粘合剂层包括：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物25-35质量份；碳五石油树脂32-38质量份；145季戊四醇改性松香树脂5-12质量份；环烷油25-32质量份；抗氧剂0.3质量份；紫外光稳定剂0.5质量份；碳五石油树脂软化点为95-105℃，颜色小于4号色，环烷油在100℃下运动粘度9-11mm2，在20℃下密度为0.8950-0.9100g/cm3。使用该组分的压敏粘合剂层与烧结砂的粘合效果。如中国专利申请cn110938390a公开一种预铺高分子防水卷材，包括片状高分子载体、在该片状高分子载体上的热熔压敏胶层和在该热熔压敏胶层上的若干防粘颗粒，所述防粘颗粒的粒径小于所述热熔压敏胶层的厚度，防粘颗粒的表面包裹有机层，防粘颗粒通过有机层与热熔压敏胶层连接；有机层包括如下组分：溶剂100-160质量份；聚氨酯树脂50-80质量份；颜料15-20质量份；填料10-12质量份；交联剂0.3-1质量份；抗氧剂0.5-1质量份；抗紫外光剂1-2.5质量份；增稠剂0.03-0.2质量份。
3.然而当前卷材面临着共同的问题，即卷材表面矿物颗粒与改性沥青粘结不牢，未施工时脱落；施工后矿物颗粒与混凝土粘结，与改性沥青分离，采用预铺工法进行施工，对防水卷材与后浇混凝土的粘结性要求更高。在gb/t 23457-2017《预铺防水卷材》中除了对卷材与后浇混凝土剥离强度做出要求外，还要求满足抗窜水性，以满足防止底板工程中地下水通过卷材与后浇混凝土间的间隙渗漏情况发生。在实际使用过程中，包括改性沥青防水卷材在内的表面覆面矿物颗粒的防水卷材与后浇混凝土均存在粘结不牢固，矿物颗粒与混凝土形成一个整体而与改性沥青等胶粘层脱离，形成窜水通道，增加安全风险。
技术实现要素：4.为克服以上技术问题，本发明提供了一种改性沥青、制备方法及应用和高粘性预铺改性沥青防水卷材，本发明的改性沥青具有较高的粘性，抗窜水性和剥离性能，应用该改性沥青制备的预铺改性沥青防水卷材的抗剥离性能显著提高，同时降低了窜水风险。
5.为实现以上目的，本发明提供的技术方案如下：
6.一种改性沥青，所述改性沥青使用的改性剂包括热塑性酚醛树脂和环氧型热塑性
弹性体中的至少一种。
7.优选地，所述热塑性酚醛树脂的结构式为：
[0008][0009]
该热塑性塑性酚醛树脂含有多个羟基，由于矿物颗粒多为包含si、al、o、h组成的化合物，包含大量o元素，羟基的引入可与o形成氢键，提高改性沥青与多孔矿物间的粘合力。
[0010]
优选地，所述环氧型热塑性弹性体的型号为esbc6500，所述环氧型热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体(sbc)经环氧化得到的含强极性官能团的新型热塑性弹性体，相较于普通sbc，化学变化如下：
[0011][0012]
该热塑性弹性体含有环氧极性基团，可增强改性沥青极性。矿物颗粒多为sio2、al2o3不同构象化合物，提高极性即可提高矿物颗粒在改性沥青表面黏着力。
[0013]
优选地，所述改性剂的用量为改性沥青总质量的12-15％。
[0014]
在一些优选的技术方案中，所述的改性沥青，还包括：基质沥青、软化油、sbr、增粘树脂、稳定剂和无机填料。
[0015]
优选地，所述稳定剂为过氧类交联剂。
[0016]
优选地，所述无机填料为粒径200-400目的硅酸盐。
[0017]
在一些优选的技术方案中，所述的改性沥青，按照质量份数计，包括如下原料：基质沥青40-45份、软化油10-15份、环氧型热塑性弹性体8-12份、sbr 5-10份、热塑性酚醛树脂3-5份、增粘树脂4-8份、稳定剂0.5-1.0份和无机填料5-35份。
[0018]
本发明还提供了上述改性沥青的制备方法，包括如下步骤：
[0019]
(1)将基质沥青和软化油混合熔融后，加入sbr、环氧型热塑性弹性体，升温搅拌均匀，溶解得到混合液a；
[0020]
(2)将步骤(1)得到的混合液a升温，加入热塑性酚醛树脂，继续搅拌，溶解得到混合液b；
[0021]
(3)将步骤(2)得到的混合液b降温，加入稳定剂继续搅拌，溶解后加入增粘树脂，继续搅拌，溶解得到混合液c；
[0022]
(4)向步骤(3)得到的混合液c中加入无机填料，搅拌混合均匀，即得所述改性沥青。
[0023]
优选地，步骤(1)中，所述熔融的加热温度为120-160℃；所述升温为升温至160-180℃。
[0024]
优选地，步骤(2)中所述升温为升温至180-190℃。
[0025]
优选地，步骤(3)中所述降温为降温至160-170℃。
[0026]
本发明还提供了上述改性沥青在防水卷材中的应用。
[0027]
本发明还提供了一种高粘性预铺改性沥青防水卷材，具体地，所述高粘性预铺改性沥青防水卷材含上述改性沥青。
[0028]
优选地，所述改性沥青的上表面覆盖多孔矿物颗粒。
[0029]
进一步优选地，所述多孔矿物颗粒为硅藻土、莫来石和膨胀珍珠岩中的至少一种。
[0030]
进一步优选地，所述多孔矿物颗粒的粒径为8-16目，孔隙率40-60％。
[0031]
本发明还提供了制备上述高粘性预铺改性沥青防水卷材的方法。
[0032]
具体地，所述制备方法，包括如下步骤：
[0033]
s1、利用所述改性沥青在增强层上形成改性沥青层；
[0034]
s2、在步骤s1得到的改性沥青层的上表面覆盖多孔矿物颗粒，得到矿物颗粒层；
[0035]
s3、在步骤s2得到的矿物颗粒层的表面施加压力，使多孔矿物颗粒与改性沥青相互嵌入，即得所述高粘性预铺改性沥青防水卷材。
[0036]
优选地，步骤s1中所述改性沥青层的厚度≥1.2mm。
[0037]
优选地，步骤s2中所述多孔矿物颗粒的覆盖条件为：改性沥青温度为80-150℃，多孔矿物颗粒的撒布量为1.2-1.6kg/m2。
[0038]
优选地，步骤s3中所述表面施加压力的条件为：改性沥青的温度为60-120℃，表面施加压力为3-5mpa。
[0039]
本发明的有益效果为：
[0040]
(1)本发明通过热塑性酚醛树脂和/或环氧型热塑性弹性体作为沥青改性剂，提高了改性沥青的粘性，相比现有技术，利用本发明的改性沥青制备的防水卷材其抗窜水性和抗剥离性能更佳。
[0041]
(2)应用本发明改性沥青制备的高粘性预铺改性沥青防水卷材，一方面，采用表面多孔矿物颗粒作为覆面材料，增大矿物颗粒内表面积，使改性沥青胶粘料嵌入矿物颗粒孔洞中，形成物理锚嵌；另一方面通过改进沥青，提高沥青与矿物颗粒间的粘结性，即通过在改性沥青中引入极性更高的环氧型热塑性弹性体改性剂增强胶料极性，在改性沥青中加入热塑性酚醛树脂，提供更多羟基，增大改性沥青与矿物颗粒中硅氧键的作用力，形成氢键作用力，从而使沥青与矿物颗粒之间具有较高的粘结性，能有效降低窜水的发生。
[0042]
(3)本发明的制备方法简单，施工方便，适合工业化推广。
具体实施方式
[0043]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0044]
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
[0045]
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
[0046]
本发明对所采用原料的来源不作限定，如无特殊说明，本发明所采用的原料均为本技术领域普通市售品。实施例中所采用的原料具体如表1所示。
[0047]
表1原料说明
[0048]
原料型号或规格厂家基质沥青70#沥青京博石化软化油建三线油江阴阿尔法环氧型热塑性弹性体esbc6500宁波博瑞迪sbrsbr1502e齐鲁石化热塑性酚醛树脂热塑性酚醛树脂2402深圳吉田化工增粘树脂c5石油增粘树脂宁波甬华稳定剂过氧类交联剂盐城实力无机填料200目-400目的硅酸盐安达矿业
[0049]
实施例1
[0050]
一种高粘性预铺改性沥青防水卷材及其制备，包括如下步骤：
[0051]
1.改性沥青制备
[0052]
1)将45质量份沥青和10质量份软化油混合并缓慢加热至140℃，此时混合物为熔融状态，缓慢加入10质量份sbr及8质量份环氧型热塑性弹性体并混合均匀，升温，在170℃下快速搅拌或剪切发育，直至完全溶解；
[0053]
2)升温，并在185℃下加入5质量份热塑性酚醛树脂，继续搅拌直至完全溶解；
[0054]
3)降温至160-170℃，加入1质量份稳定剂并快速搅拌，待完全溶解后加入4质量份增粘树脂，继续搅拌直至完全溶解；
[0055]
4)在此温度下加入5质量份无机填料，继续搅拌直至混合均匀，备用。
[0056]
2.多孔矿物颗粒粘附
[0057]
1)将上述改性沥青刮涂在胎基增强层上，与矿物颗粒粘附面改性沥青厚度1.4mm；
[0058]
2)当改性沥青温度为90-100℃时，随着改性沥青的牵引，选用多孔烧结硅藻土，粒径(8-10)目，孔隙率(40-45)％。用料斗将矿物颗粒均匀撒在改性沥青表面，撒布量1.5kg/m2；
[0059]
3)降温，当温度为60-70℃时，用压辊在矿物颗粒表面施加3mpa压力，使矿物颗粒与改性沥青相互嵌入，即可。
[0060]
实施例2
[0061]
一种高粘性预铺改性沥青防水卷材的制备，包括如下步骤：
[0062]
1.改性沥青制备
[0063]
1)将40质量份70#沥青和15质量份软化油混合并缓慢加热至120℃，此时混合物为熔融状态，缓慢加入5质量份sbr及12质量份环氧型热塑性弹性体并混合均匀，升温，在160℃下快速搅拌或剪切发育，直至完全溶解；
[0064]
2)升温，并在185℃下加入3质量份热塑性酚醛树脂，继续搅拌直至完全溶解；
[0065]
3)降温至160-170℃，加入0.5质量份稳定剂并快速搅拌，待完全溶解后加入8质量份增粘树脂，继续搅拌直至完全溶解；
[0066]
4)在此温度下加入35质量份无机填料，继续搅拌直至混合均匀，备用。
[0067]
2.多孔矿物颗粒粘附
[0068]
1)将上述改性沥青刮涂在胎基增强层上，与矿物颗粒粘附面改性沥青厚度1.3mm；
[0069]
2)当改性沥青温度为110℃时，随着改性沥青的牵引，选用多孔烧结硅藻土，粒径(10-12)目，孔隙率(40-45)％。用料斗将矿物颗粒均匀撒在改性沥青表面，撒布量1.5kg/m2；
[0070]
3)降温，当温度为80-90℃时，用压辊在矿物颗粒表面施加3mpa压力，使矿物颗粒与改性沥青相互嵌入。
[0071]
实施例3
[0072]
一种高粘性预铺改性沥青防水卷材的制备，包括如下步骤：
[0073]
1.改性沥青制备
[0074]
1)将42质量份70#沥青和12质量份软化油混合并缓慢加热至120-160℃，此时混合物为熔融状态，缓慢加入8质量份sbr及10质量份环氧型热塑性弹性体并混合均匀，升温，在160-180℃下快速搅拌或剪切发育，直至完全溶解；
[0075]
2)升温，并在180-190℃下加入4质量份热塑性酚醛树脂，继续搅拌直至完全溶解；
[0076]
3)降温至160-170℃，加入0.6质量份稳定剂并快速搅拌，待完全溶解后加入5质量份增粘树脂，继续搅拌直至完全溶解；
[0077]
4)在此温度下加入16质量份无机填料，继续搅拌直至混合均匀，备用。
[0078]
2.多孔矿物颗粒粘附
[0079]
1)将上述改性沥青刮涂在胎基增强层上，与矿物颗粒粘附面改性沥青厚度1.2mm；
[0080]
2)当改性沥青温度为90-100℃时，随着改性沥青的牵引，选用多孔烧结硅藻土，粒径(14-16)目，孔隙率(40-45)％。用料斗将矿物颗粒均匀撒在改性沥青表面，撒布量1.5kg/m2；
[0081]
3)降温，当温度为70-80℃时，用压辊在矿物颗粒表面施加3mpa压力，使矿物颗粒与改性沥青相互嵌入。
[0082]
对比例1
[0083]
该对比例与实施例1的区别在于，利用玉皇sbs7301替换环氧型热塑性弹性体，其中，玉皇sbs7301为线型规格。
[0084]
对比例2
[0085]
该对比例与实施例1的区别在于，利用燕化sbs4402代替环氧型热塑性弹性体，其中，玉皇线性sbs4402为星型规格。
[0086]
对比例3
[0087]
该对比例与实施例2的区别在于，将热塑性酚醛树脂添加量降低至1质量份。
[0088]
对比例4
[0089]
该对比例与实施例2的区别在于，将热塑性酚醛树脂添加量增加至8质量份。
[0090]
对比例5
[0091]
该对比例与实施例3的区别在于，将多孔矿物颗粒改为非多孔烧结页岩，粒径14-16目。
[0092]
对比例6
[0093]
该对比例与实施例3的区别在于，将多孔矿物颗粒改为普通河砂，粒径60-80目。
[0094]
防水卷材的性能测试
[0095]
测试方法：矿物粒料粘附性测试参考gb/t 328.17-2007b法，具体为：矿物粒料粘附性测试过程：将试件固定在刷洗机上，用带有不锈钢丝的刷子在防水卷材试件表面沿试件长度方向刷洗，测试刷洗掉落的表面矿物颗粒质量。
[0096]
与后浇混凝土剥离强度及与后浇混凝土浸水后剥离强度均参照gb/t 23457-2017；具体为：与后浇混凝土剥离强度：按照标准要求将水泥砂浆浇筑在试件表面并养护成待测试件。测试时用万能拉力机，一端夹住试件，另一端夹住水泥块，试件与水泥砂浆粘结界面呈180
°
，启动拉力机，使试件在水泥砂浆表面剥离并记录剥离力值。
[0097]
与后浇混凝土浸水后剥离强度：试样制备过程中，将卷材与水泥砂浆粘结并养护7d后，再将试件浸入23
±
2℃水中28d
±
2h，取出吸干表面水分，按照与后浇混凝土剥离强度测试方法测试剥离强度。
[0098]
测试结果如表2-4所示。
[0099]
表2为实施例1-3制备的高粘性预铺改性沥青防水卷材的性能指标
[0100]
测试项目指标实施例1实施例2实施例3矿物粒料粘附性/g≤21.01.20.8与后浇混凝土剥离强度/(n/mm)≥1.53.63.23.5抗窜水性(水力梯度mpa)≥0.81.21.21.4
[0101]
由此可知，本发明提供的高粘性预铺改性沥青防水卷材具有较好的剥离强度和抗窜水性。
[0102]
表3实施例1及对比例1-2制备的高粘性预铺改性沥青防水卷材的性能指标
[0103]
测试项目指标实施例1对比例1对比例2矿物粒料粘附性/g≤21.01.62.0与后浇混凝土剥离强度/(n/mm)≥1.53.62.42.2抗窜水性(水力梯度mpa)≥0.81.21.21.0
[0104]
由对比例1和对比例2可知，利用普通线型和星型sbs代替esbc6500制成的卷材，虽能合格，但抗剥离强度明显降低。
[0105]
表4实施例2及对比例3-4的高粘性预铺改性沥青防水卷材的性能指标
[0106]
测试项目指标实施例2对比例3对比例4矿物粒料粘附性/g≤21.22.12.4与后浇混凝土剥离强度/(n/mm)≥1.53.22.01.8抗窜水性(水力梯度)≥0.8mpa1.21.00.9
[0107]
由对比例3和对比例4可知，随着热塑性酚醛树脂添加量的改变，改进沥青与矿物颗粒间的粘附性变差，与后浇混凝土粘结强度明显变差。
[0108]
表5实施例3及对比例5-6的性能指标
[0109]
测试项目指标实施例3对比例5对比例6矿物粒料粘附性/g≤20.82.72.3与后浇混凝土剥离强度/(n/mm)≥1.53.52.22.0抗窜水性(水力梯度mpa)≥0.81.40.60.8
[0110]
由对比例5和对比例6可知，本发明中矿物颗粒的种类对其抗窜水性和剥离强度均具有较大的影响，使用本发明的多孔物颗粒能有效提高防水卷材的剥离强度和抗窜水性。
[0111]
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。
技术特征：1.一种改性沥青，其特征在于，所述改性沥青使用的改性剂包括热塑性酚醛树脂和环氧型热塑性弹性体中的至少一种。2.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于，所述热塑性酚醛树脂的结构式为：3.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于，所述环氧型热塑性弹性体的型号为esbc6500。4.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于，还包括：基质沥青、软化油、sbr、增粘树脂、稳定剂和无机填料。5.根据权利要求4所述的改性沥青，其特征在于，所述无机填料为粒径200-400目的硅酸盐。6.根据权利要求5所述的改性沥青，其特征在于，按照质量份数计，包括如下原料：基质沥青40-45份、软化油10-15份、环氧型热塑性弹性体8-12份、sbr 5-10份、热塑性酚醛树脂3-5份、增粘树脂4-8份、稳定剂0.5-1.0份和无机填料5-35份。7.一种如权利要求1-6任一所述改性沥青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将基质沥青和软化油混合熔融后，加入sbr、环氧型热塑性弹性体，升温搅拌均匀，溶解得到混合液a；(2)将步骤(1)得到的混合液a升温，加入热塑性酚醛树脂，继续搅拌，溶解得到混合液b；(3)将步骤(2)得到的混合液b降温，加入稳定剂继续搅拌，溶解后加入增粘树脂，继续搅拌，溶解得到混合液c；(4)向步骤(3)得到的混合液c中加入无机填料，搅拌混合均匀，即得所述改性沥青。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述熔融的加热温度为120-160℃；所述升温为升温至160-180℃；步骤(2)中所述升温为升温至180-190℃；步骤(3)中所述降温为降温至160-170℃。9.根据权利要求1-6任一项所述的改性沥青或权利要求7-8任一项所述制备方法制备的改性沥青在防水卷材中的应用。10.一种高粘性预铺改性沥青防水卷材，其特征在于，含权利要求1-6任一所述的改性沥青或权利要求7-8任一所述改性沥青的制备方法制备的改性沥青。11.根据权利要求10所述的高粘性预铺改性沥青防水卷材，其特征在于，所述改性沥青的上表面覆盖多孔矿物颗粒。12.根据权利要求11所述的高粘性预铺改性沥青防水卷材，其特征在于，所述多孔矿物颗粒为硅藻土、莫来石和膨胀珍珠岩中的至少一种。13.根据权利要求11所述的高粘性预铺改性沥青防水卷材，其特征在于，所述多孔矿物颗粒的粒径为8-16目，孔隙率40-60％。
14.一种制备权利要求10-13任一项所述的高粘性预铺改性沥青防水卷材的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、利用所述改性沥青在增强层上形成改性沥青层；s2、在步骤s1得到的改性沥青层的上表面覆盖多孔矿物颗粒，得到矿物颗粒层；s3、在步骤s2得到的矿物颗粒层的表面施加压力，使多孔矿物颗粒与改性沥青相互嵌入，即得所述高粘性预铺改性沥青防水卷材。15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述改性沥青层的厚度≥1.2mm；步骤s2中所述多孔矿物颗粒的覆盖条件为：改性沥青温度为80-150℃，多孔矿物颗粒的撒布量为1.2-1.6kg/m2；步骤s3中所述表面施加压力的条件为：改性沥青的温度为60-120℃，表面施加压力为3-5mpa。
技术总结本发明属于卷材技术领域，具体涉及一种改性沥青、制备方法及应用和预铺改性沥青防水卷材。所述改性沥青，其使用的改性剂包括热塑性酚醛树脂和环氧型热塑性弹性体中的至少一种；所述高粘性预铺改性沥青防水卷材由改性沥青和/或附着在改性沥青表面的多孔矿物颗粒制成。本发明的改性沥青通过热塑性酚醛树脂和/或环氧型热塑性弹性体作为沥青改性剂，提高了改性沥青的粘性，相比现有技术，利用本发明的改性沥青制备的防水卷材的抗窜水性和抗剥离性能更佳。性能更佳。
技术研发人员：苏长泳 吴士玮 刘金景
受保护的技术使用者：北京东方雨虹防水技术股份有限公司
技术研发日：2022.07.01
技术公布日：2022/11/1
