自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材、耐候型改性沥青防水卷材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一类自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，它以沥青、含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂、引发剂、SBS改性剂、SBR改性剂、相容剂、胶粉和填料为主要原料。本发明专利技术首先采用烯醛类单体和二酰肼类单体制备含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂，将其与SBS和SBR中的碳碳双键发生加成反应，将动态酰腙键引入SBS和SBR分子链间，以赋予自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材优良的自修复能力，并可同步有效提升SBS、SBR弹性体改性沥青防水卷材的高低温性能和抗老化性能等；进一步制备膨润土类流体并将其用于制备耐候型自粘聚合物改性沥青，可进一步提高防水卷材的抗老化性能，改善其低温柔性和接缝剥离强度等。柔性和接缝剥离强度等。

【技术实现步骤摘要】
自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材、耐候型改性沥青防水卷材及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一类自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材、耐候型改性沥青防水卷材及其制备方法。

技术介绍

[0002]自粘聚合物改性沥青防水卷材不仅具有优良的低温柔性，而且能够直接粘接施工，从而消除热熔法施工所带来的环境污染和火灾风险等问题。然而，自粘聚合物改性沥青防水卷材在施工和使用过程中易受机械刺穿而引起渗漏，在服役过程中受热、氧、紫外光等环境因素的影响会发生老化而变脆，导致其在外力作用下开裂而出现渗漏。因此，如能赋予自粘聚合物改性沥青防水卷材裂缝自修复能力，并提高其耐老化性能，则对于解决建筑物渗漏难题、延长防水工程的使用寿命具有十分重要的意义。
[0003]动态酰腙键在外界因素作用下会发生断裂，而当外部刺激消除后，动态酰腙键又可实现动态调整与重组，从而实现聚合物的自修复。目前基于动态酰腙键自修复的聚合物主要有两类制备方法，一类是以含动态酰腙键(
‑
CH＝N
‑
NH
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)且两端为羟基(
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OH)的化合物和两端为异氰酸基(
‑
NCO)的化合物或预聚物为反应单体，通过缩聚反应将动态酰腙键引入聚合物分子链中，以赋予聚合物自修复功能，如专利CN 106117486 B等；另一类是分别合成含酰肼基(
‑
NHNH2)与醛基(
‑
CHO)的大分子预聚体，再使两种大分子预聚体进行反应，以制备得到含动态酰腙键的自修复聚合物，如专利CN 110522948 B等。然而，自粘聚合物改性沥青防水卷材的原料(沥青、SBS、SBR)中均不含有
‑
OH、
‑
NCO、
‑
NHNH2或
‑
CHO基团，无法采用上述手段在聚合物改性沥青中引入动态酰腙键，且上述方案均不涉及对SBS、SBR聚合物自身的自修复改性；无法同步改善SBS、SBR改性沥青的耐高、低温和抗老化性能不足等问题。
[0004]层状硅酸盐独特的层状结构使其具有隔热阻氧防紫外能力，已被用于改善沥青的抗老化性能。由于层状硅酸盐为亲水性材料，与沥青相容性差，使其在沥青中易团聚，严重影响层状硅酸盐抗老化作用的发挥，并降低了沥青的低温柔性。为改善层状硅酸盐与沥青的相容性，常对层状硅酸盐进行有机化改性，如利用层状硅酸盐离子交换特性，采用有机阳离子置换出层状硅酸盐层间阳离子(钠离子、钙离子等)以提高其亲油性。然而，现有的有机化改性虽可改善层状硅酸盐在聚合物改性沥青中的分散，但有机化改性层状硅酸盐为无机粉状材料，会降低自粘聚合物改性沥青防水卷材的低温柔性和接缝剥离强度，严重影响防水卷材的使用性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的问题和不足，提供一类自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，采用烯醛类单体和二酰肼类单体制备含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂，利用修复剂中的碳碳双键与SBS和SBR中的碳碳双键发生加成反应，将动态酰腙键引入SBS和SBR分子链间，用于制备自粘聚合物改性沥青，以赋予自粘无胎聚合物改性沥
青防水卷材优良的自修复性能，并可同步有效提升SBS、SBR弹性体改性沥青防水卷材的高低温性能和抗老化性能；进一步将成本低廉、来源广泛的天然膨润土制备成类流体，将其用于制备耐候型自粘聚合物改性沥青，可进一步提高防水卷材的抗老化性能，改善其低温柔性和接缝剥离强度等。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，各组分及其所占重量份数包括：沥青100份，含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂0.3～1份，引发剂0.03～0.06份，SBS改性剂15～20份，SBR改性剂8～13份，相容剂30～50份，胶粉30～40份，填料60～80份。
[0008]上述方案中，所述沥青为石油沥青，其25℃针入度为60～120dmm，软化点大于45℃。
[0009]进一步地，所述沥青为70#、90#和110#石油沥青。
[0010]上述方案中，所述含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂由烯醛类单体和二酰肼类单体通过缩合反应制备得到，具体制备方法为：
[0011]1)将二酰肼类单体溶解于冰乙酸中，混合均匀，得二酰肼类单体溶液；
[0012]2)向所得二酰肼类单体溶液中滴加烯醛类单体进行加热搅拌反应，减压过滤；再经洗涤，干燥，即得所述含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂。
[0013]上述方案中，所述烯醛类单体为10
‑
十一烯醛、9
‑
十一烯醛、8
‑
十一烯醛、10
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十六烯醛、8
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壬烯醛、4
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戊烯醛、7
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辛烯醛、9
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癸烯醛、8
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十一烯醛、4
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己烯醛、5
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辛烯醛、6
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壬烯醛、丙烯醛或3
‑
苯基丙烯醛中的一种。
[0014]上述方案中，所述二酰肼类单体为乙二酸二酰肼、丙二酸二酰肼、丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼、壬二酸二酰肼、癸二酸二酰肼、十二烷二酸二酰肼、邻苯二甲酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼或对苯二甲酸二酰肼中的一种。
[0015]上述方案中，所述二酰肼类单体与烯醛类单体的摩尔比为1:2.0～2.1。
[0016]上述方案中，所述加热搅拌反应温度为50～70℃，时间为0.5～1h。
[0017]上述方案中，所述引发剂为高温引发剂过氧化氢异丙苯(193℃下半衰期为1h)，其用量占沥青质量的0.03～0.06％。
[0018]上述方案中，所述SBS改性剂为线型或星型结构，苯乙烯含量为30～40％，分子量为80000～350000。
[0019]上述方案中，所述SBR改性剂的苯乙烯含量为20～40％，分子量为100000～250000。
[0020]上述方案中，所述相容剂为芳烃油、环烷油、基础油中的一种。
[0021]上述方案中，所述胶粉为废橡胶粉，细度为30～80目。
[0022]上述方案中，所述填料为滑石粉、石灰石粉、粉煤灰中的一种，细度为100～200目。
[0023]本专利技术还提供了一种耐候型自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，各组分及其所占重量份数包括：沥青100份，含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂0.3～1份，引发剂0.03～0.06份，膨润土类流体5～10份，SBS改性剂15～20份，SBR改性剂8～13份，相容剂30～50份，胶粉30～40份，填料60～80份。
[0024]上述方案中，所述耐候型自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材中所述沥青、含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂、引发剂、SBS改性剂、SBR改性剂、相容剂、胶粉、填料
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于，各组分及其所占重量份数包括：沥青100份，含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂0.3～1份，引发剂0.03～0.06份，SBS改性剂15～20份，SBR改性剂8～13份，相容剂30～50份，胶粉30～40份，填料60～80份。2.一种耐候型自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于，各组分及其所占重量份数包括：沥青100份，含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂0.3～1份，引发剂0.03～0.06份，膨润土类流体5～10份，SBS改性剂15～20份，SBR改性剂8～13份，相容剂30～50份，胶粉30～40份，填料60～80份。3.根据权利要求2所述的耐候型自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于，所述膨润土类流体利用二甲基十八烷基[3
‑
(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵和壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠依次对表面羟基化的膨润土进行表面接枝改性制得。4.根据权利要求3所述的耐候型自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于，所述表面羟基化的膨润土、二甲基十八烷基[3
‑
(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵和壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的质量比为1:2～10:0.5～2。5.根据权利要求1或2所述的自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于，所述沥青为石油沥青，其25℃针入度为60～120dmm，软化点大于45℃。6.根据权利要求1或2所述的自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于，所述含酰腙键且两端为碳碳双键的修复剂由烯醛类单体和二酰肼类单体通过缩合反应制备得到。7.根据权利要求6所述的自修复自粘无胎聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于，所述烯醛类单体为10
‑
十一烯醛、9
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十一烯醛、8
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十一烯醛、10
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十六烯醛、8
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壬烯醛、4
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戊烯醛、7
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【专利技术属性】
技术研发人员：余剑英，何炎衡，曾尚恒，段浩，沈子洲，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：