技术领域
[0001] 本
发明属于有机高分子
复合材料技术领域,尤其涉及一种
聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料及制备方法。
背景技术
[0002] 有机高分子防水涂料因为优越的防水功能和简便的施工方法,其应用快速发展,几乎可应用于所有的防水工程,其中用量最大种类之一是聚合物改性沥青基的防水涂料,特别适合用于厚度要求较大的应用部位的防水层。现有的聚合物改性沥青防水涂料的改性聚合物分别有聚
氨酯、SBS、丁苯
橡胶、 氯丁橡胶、氯化橡胶、过氯乙烯等,其中SBS和几种橡胶类的粘接
力较低,聚氨酯改性沥青的强度不足和施工不便,施工环境毒性较高。 [0003] 随着建筑节能与轻型
钢结构建筑的发展,大多数屋面防水工程在可燃保温材料层以上实施防水层施工,防水层大多属于外露层,在干燥地区,外部失火燃烧的机会增加,提高防水层的阻火性能,增加防火安全性已属必要,对于外露厚质的防水涂料材质本身应达到必要的防火阻燃的要求。现有的阻燃防水材料,如阻燃防水卷材和阻燃防水涂料,采用的技术措施是在材料组分中使用阻燃剂,随着其含量达到一定要求,
阻燃性能会有所提高。但是防水阻燃涂层一旦燃烧,随着热量向
基层传递,基层或者底层结构会升温,燃烧会蔓延致基层和结构,导致结构失效。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于,克服
现有技术的不足,提供了一种聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料及制备方法。本发明的技术方案可以形成柔软、致密的憎水涂层,密封防水性能可靠;本发明使用SIS作为沥青改性剂聚合物,与现行改性剂比较,与沥青有更好的分散相容性,粘接性和延伸性得到了提高,与聚氨酯类比较,施工方便、毒性降低,由于不涉及
固化反应,涂层
质量稳定性增加。在使用阻燃剂技术的同时,采用了涂层燃烧膨胀结
碳技术,可以阻燃、自熄,
隔热,保护基层和底层结构,延缓结构失效的时间。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料,其组成和质量份数为:改性聚合物10-20、石油沥青10-30、增强
树脂4-10、增塑
软化剂2-8、
溶剂60-80、
热膨胀剂10-15、脱水碳化剂8-15、
烧结成碳剂10-20;阻燃填充料15-30。 [0006] 本发明所述改性聚合物是SIS,即苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)热塑性嵌段共聚物,是热塑性弹性体,由于含有异戊二烯聚合嵌段,与聚合物改性沥青基防水涂料常用的改性剂SBS、丁苯橡胶 、氯丁橡胶、氯化橡胶、过氯乙烯等比较,粘接力高,易于分散。与聚氨酯比较使用简便,质量稳定,毒性低。
[0007] 本发明所述增强树脂为超高分子量聚氯乙烯树脂(UHMWPVC),其聚合度在2500以上,使用对体系有很好相容性,也有阻燃效果的氯化
石蜡做增塑柔韧剂,在有机
增塑剂和其他有机物的作用下,由于UHMWPVC的长链结构会成为类似弹性体,且有较高的强度,对涂层起增强作用。
[0008] 本发明所述增塑软化剂是氯化石蜡,所述溶剂是二
甲苯和溶剂
汽油的一种或两种以任意比例混合。
[0009] 本发明所述热膨胀剂是三聚氰胺,所述脱水碳化剂是聚
磷酸胺,所述烧结成碳剂是季戊四醇。
[0010] 本发明所述的石油沥青,使用10号建筑沥青,具有优良的致密性和憎水性能,粘接性、塑性、可提供可靠的防水功能,在燃烧结碳膨胀体系中,也是有效的结碳成分,由于具有热塑性,其炭层在膨胀剂的作用下,也能够在加热状况下膨胀。但是沥青有热淌冷脆的缺点,用于高性能防水涂料的沥青,应使用聚合物进行改性。
[0011] 本发明所用阻燃填充剂是氢
氧化镁和轻烧白
云土的一种或两种任意比例混合。 [0012] 聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料的制备方法,包括如下的步骤: (1)改性聚合物、增塑软化剂、增强树脂和溶剂,搅拌预溶解分散得分散液,其中改性聚合物、增塑软化剂和增强树脂的加入量为配料组成量,溶剂的加入量为配料组成量的一半;(2)按照配料组成量将热膨胀剂、脱水碳化剂、烧结成炭剂、阻燃填充料粉体高速捏合预混得共混粉,;
(3)按照配料组成称量石油沥青和剩余量的溶剂预溶解,投入到带有搅拌器的沥青预混罐内,启动搅拌30分钟,得到沥青溶液;
(4)步骤(1)的分散液、步骤(2)的共混粉、步骤(3)的沥青溶液进行搅拌共混,得共混液体;
(5)步骤(4)的共混液体进行
研磨分散,制得聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料。
[0013] 本发明涉及的聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料,含有阻燃成分,燃烧初期可以自熄阻燃。本发明基于膨胀隔热阻火机理,设计了防水涂料的遇火燃烧膨胀结碳成分组成,其中包括了热膨胀剂、脱水催化碳化剂,烧结成碳剂 阻燃填充料。该发明涂料涂层在失火燃烧伊始,即会在热膨胀剂的作用下膨胀,脱水催化碳化剂脱水碳化,烧结成炭剂形成结碳层,结碳层具有高温隔热阻火的作用,类似隔
热层阻滞热量的传递。 [0014] 本发明提供的聚合物改性沥青膨胀阻火防水涂料,由于在遇火燃烧时可以阻滞热量的传递,降低基层和结构的温升速率,尤其对于基层和结构层是金属制造,或含有较多
钢筋的
混凝土结构,可明显延缓可燃保温层或者结构层的受热失效的时间。 [0015] 本发明提供的聚合物改性沥青膨胀阻火防水涂料,防水与阻火功能一体化,除了对屋面防水密封外,对金属基层、金属
屋顶梁件、大型
钢筋混凝土屋顶构件等建筑结构,具有失火保护作用。
[0016] 本发明的有益效果是:本发明使用聚合物改性沥青作为基料,得到既可用于防水工程,又可以具有防火功能的的涂料。使用改性沥青基料,得到的涂层致密、憎水符合防水涂料的要求。基于膨胀阻火机理,沥青质是天然的的成炭剂,易于高温结碳,有利于阻燃炭层的形成,该涂料燃烧结碳厚度可达到达到原厚度的30倍,阻火性能更可靠。 [0017] 本发明使用SIS作为改性剂,较SBS、丁苯橡胶 、氯丁橡胶、氯化橡胶、过氯乙烯等改性沥青防水涂料,粘接性能提高,由于和沥青有更好的相容性,降低了形成连续相的最低质量含量,其延伸性得到了提高。与聚氨酯改性沥青防水涂料比较,其强度提高、施工方便、毒性降低,由于不涉及固化反应,涂层质量稳定性增加。
[0018] 本发明使用了增强树脂UHMWPVC和氯化石蜡增塑柔韧剂,可以提高涂料强度,也有阻燃作用。使用的氢氧化镁和轻烧白云土,即时改性沥青防水涂料的填料,也是膨胀阻火功能的阻燃剂。
[0019] 本发明的制备方法使用了粉体高速混合技术,便于各组分的互相渗透,提升各成分的功效;本发明的预分散处理和三辊研磨工艺,提高了涂料的均质性和功能助剂的有效性。本发明的制备方法是常温工艺,无加热过程。
[0020] 本发明提供的聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料,一次施工,防水阻火双重功效,适合于屋面使用可燃保温层上部的外露防水层,也适合于金属结构屋顶的外露防水层施工。除了密封防水外,对于可燃保温层和金属构造有失火保护作用。
具体实施方式
[0021]
实施例1:(1)按照本发明的配方组分,按照质量分数称量:SIS,13份;UHMWPVC树脂,10份;10号建筑沥青,25份;氯化石蜡,6份;溶剂汽油,70份;三聚氰胺,10份;聚磷酸胺,10份;季戊四醇12份;轻烧白云土,12份。
[0022] (2)依据本发明制备方法,取(1)配方组分的溶剂汽油35份,加入搅拌容器,启动搅拌,顺序把的增塑剂氯化石蜡6份、UHMWPVC树脂10份、SIS胶粉13份混满加入,完成加料后高速搅拌分散60分钟,得到聚合物溶胶。
[0023] (3)依据本发明的制备方法,顺序把(1)配方组分的轻烧白云土12份、三聚氰胺10份、聚磷酸胺10份、季戊四醇12份加入高速捏合机,启动高速混合10分钟出料,得到共混粉体。
[0024] (4)依据本发明制备方法,取(1)配方组分的溶剂汽油35份,加入沥青预混罐,启动搅拌,投入(1)配方组分的10号建筑沥青25份,搅拌45分钟,得到沥青溶液。 [0025] (5)依据本发明制备方法,把步骤(2)的聚合物溶胶和步骤(3)的共混粉体,顺序投入到沥青预混罐内,继续搅拌60分钟,得到液状涂料。
[0026] (6)把预混涂料置入三辊机中研磨分散,得到聚合物改性沥青基膨胀阻火防水涂料。
[0027] 实施例2:(1)按照本发明的配方组分,按照质量分数称量:SIS,16份;UHMWPVC,8份;10号建筑沥青,25份;氯化石蜡,6份;溶剂汽油,70份;三聚氰胺,10份;聚磷酸胺,10份;季戊四醇
12份;轻烧白云土,12份。
[0028] 制备步骤(2)到(6)与实例1相同。
[0029] 实施例3:(1)按照本发明的配方组分,按照质量分数称量:SIS,18份;UHMWPVC,6份;10号建筑沥青,25份;氯化石蜡,6份;溶剂汽油,70份;三聚氰胺,10份;聚磷酸胺,10份;季戊四醇
12份;轻烧白云土,18份。
[0030] 制备步骤(2)到(6)与实例1相同。
[0031] 实施例4:(1)按照本发明的配方组分,按照质量分数称量:SIS,20份;UHMWPVC,4份;10号建筑