淺析自粘橡膠瀝青防水卷材的性能影響因素

1、淺析自粘橡膠瀝青防水卷材的性能影響因素摘要：通過實(shí)驗(yàn)研究了基質(zhì)瀝青、橡膠改性劑、增粘劑和增塑劑對自粘橡膠瀝青防水卷材性能的影響。關(guān)鍵詞：自粘卷材；SBS；基質(zhì)瀝青；橡膠改性劑；增粘劑；增塑劑自粘卷材是以特定的橡膠為改性劑，瀝青為基料，以聚乙烯膜、鋁箔為表面材料或無膜(雙面自粘)采用防粘隔離層的一種新型防水材料。具有如下特點(diǎn)：1)粘結(jié)性強(qiáng)，卷材搭接處的粘結(jié)、剪切和剝離強(qiáng)度大于卷材本身，確保搭接嚴(yán)密可靠；2)具有自愈性，能自行愈合2 mm以下的基層裂縫及較小的穿刺破損；3)優(yōu)異的延伸性能，能適應(yīng)各種基層變形或裂縫：4)高低溫性能穩(wěn)定；5)施工簡便、環(huán)保、無污染。正是由于以上的性能優(yōu)勢，近年來，自粘

2、卷材在建筑防水工程中得到了廣泛的應(yīng)用，自粘卷材的研究也成了行業(yè)的熱點(diǎn)。本文從原材料對自粘卷材性能的影響方面作了試驗(yàn)研究，供同行參考。l 實(shí)驗(yàn)部分11 實(shí)驗(yàn)原料基質(zhì)瀝青：瀝青1、瀝青2、瀝青3；橡膠改性劑：SBSl、SBS2、SBSl(SBSl經(jīng)特殊加工)、SBS2(SBS2經(jīng)特殊加工)、橡膠3；增粘劑：增粘劑l、增粘劑2：增塑劑：環(huán)烷油、廢機(jī)油、廢導(dǎo)熱油；填料：滑石粉。12實(shí)驗(yàn)設(shè)備電動攪拌器，電加熱系統(tǒng)，臺秤，電子溫度計(jì)，電子拉力機(jī)，軟化點(diǎn)測定儀，低溫柜。13混溶方法將瀝青與增塑劑混合加熱，開動攪拌。當(dāng)溫度升至185190時(shí)，加入橡膠改性劑。溫度保持在190195之間，待其溶解(約l15 h)

3、后加入增粘劑，待增粘劑溶解(約05 h)后加人填料，攪拌均勻，把混合料倒出制樣。14檢測項(xiàng)目及檢測標(biāo)準(zhǔn)軟化點(diǎn)按GBT 4507一1999瀝青軟化點(diǎn)測定法(環(huán)球法)檢測； 低溫柔度、剪切性能、剝離性能和自粘性能按JC840一1999自粘橡膠瀝青防水卷材檢測。15 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較各原料對自粘卷材性能的影響。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論21 基質(zhì)瀝青對自粘卷材性能的影響基質(zhì)瀝青是生產(chǎn)自粘卷材的主要原料，對自粘卷材的性能起決定性的作用。通過對瀝青組分的分析和瀝青膠體理論的研究。瀝青組分的比例在以下范圍時(shí)，相容性較好：飽和分812，芳香分與樹脂8589，瀝青質(zhì)l5%。為了增加橡膠改性劑溶解于瀝青后的穩(wěn)定性和粘結(jié)層的

4、粘結(jié)性根據(jù)相似相溶原理，一般選擇環(huán)烷基90#或100#道路瀝青用于自粘卷材的研制和生產(chǎn)。在實(shí)驗(yàn)中，我們選擇了三種基質(zhì)瀝青：瀝青l(xiāng)、瀝青2和瀝青3結(jié)果如圖l和圖2所示。 由圖1、圖2可以看出：相同條件下改性后三種瀝青的性質(zhì)差別很大。瀝青1除軟化點(diǎn)較高外，其余性能指標(biāo)都較低；瀝青2和瀝青3的各項(xiàng)物理性能指標(biāo)均達(dá)到或超過JC 840一1999自粘橡膠瀝青防水卷材的要求。但瀝青3的改性效果更佳。 22 橡膠改性劑對自粘卷材性能的影響瀝青在低溫時(shí)易發(fā)脆，高溫時(shí)易流淌因此，為提高瀝青的粘結(jié)性能、軟化點(diǎn)和低溫柔性，必須加入橡膠改性劑。不同分子量和結(jié)構(gòu)的改性劑對改性瀝青的性能影響不同。 橡膠改性劑的分子量與自

5、粘瀝青內(nèi)聚強(qiáng)度、自粘瀝青對被粘結(jié)物表面的浸潤能力密切相關(guān)，從而影響粘結(jié)體系的粘結(jié)強(qiáng)度。分子量小，有利于粘結(jié)劑對被粘結(jié)物的浸潤，易于粘結(jié)；但分子量小，內(nèi)聚強(qiáng)度低，易發(fā)生內(nèi)聚破壞。分子量增加j內(nèi)聚強(qiáng)度增大，當(dāng)分子量增加到粘結(jié)劑內(nèi)聚力和界面粘結(jié)強(qiáng)度相等時(shí)，開始發(fā)生界面破壞，從而使粘結(jié)強(qiáng)度顯著降低。因此，應(yīng)選擇分子量合適的改性劑。SBS按結(jié)構(gòu)分為星型和線型。星型SBS側(cè)鏈長且多具有更多的化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)，有時(shí)會導(dǎo)致分子間糾纏，不利于分子內(nèi)旋發(fā)生，使改性瀝青柔性和粘結(jié)性降低，不宜選用。另外，在同種工藝條件下，苯乙烯含量低的SBS要比含量高的粘結(jié)強(qiáng)度大。根據(jù)以上分析，我們選用SBSl SBS2、SBSl(SBS

6、l經(jīng)特殊加工)、SBS2(SBS2經(jīng)特殊加工)、橡膠3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖3和圖4所示。由圖3、圖4可以看出幾種改性劑對基質(zhì)瀝青的改性效果不同：1)SBSl改性后的瀝青軟化點(diǎn)最高，但SBSl和SBS2改性后的瀝青粘結(jié)性不大；2)SBSl和SBS2改性后瀝青的粘結(jié)性能有顯著提高。以SBS2更為明顯，且SBS2改性后的瀝青低溫柔性最好；3)橡膠3不經(jīng)任何處理，即能有效增強(qiáng)改性瀝青的剝離、剪切和自粘強(qiáng)度，且數(shù)值最高。23 增粘劑對自粘卷材性能的影響經(jīng)SBS改性后的瀝青粘結(jié)性不強(qiáng)，必須配合適當(dāng)?shù)脑稣硠?，以提高浸潤性、?nèi)聚力和粘結(jié)強(qiáng)度。由于SBS獨(dú)特的兩相結(jié)構(gòu)(PS段和PB段)，故選擇增粘劑時(shí)需考慮在兩相

7、中的相容性。與PS段相容的有芳烴石油樹脂、古馬隆樹脂和高軟化點(diǎn)萜烯樹脂等，可提高彈性模量和內(nèi)聚強(qiáng)度，但不產(chǎn)生剝離強(qiáng)度和初粘力；與PB段相容的有萜烯樹脂、松香和C5石油樹脂等，會降低彈性模量和內(nèi)聚強(qiáng)度，但賦予初粘力和剝離性能。只有與SBS兩相均相容的增粘劑才能產(chǎn)生良好的增粘效果。在此，我們選用增粘劑1、增粘劑2和SBS2配合，驗(yàn)證增粘劑的作用，結(jié)果如圖5和圖6所示。由圖5、圖6可以看出：1)增粘劑l和增粘劑2都能提高粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度，檢測結(jié)果均達(dá)到或超過JC 8401999標(biāo)準(zhǔn)的要求，但對軟化點(diǎn)和低溫柔度影響不大；2)增粘劑1對剪切和自粘強(qiáng)度的提高更為顯著，而對剝離強(qiáng)度來說，不如增粘劑2的效果明顯。24 增塑劑對自粘卷材性能的影響增塑劑能改善粘附性和初粘力，降低熔融粘度。根據(jù)“溶解度參數(shù)相近”原則，本實(shí)驗(yàn)中，橡膠改性劑的值約為8085，環(huán)烷油的值約為82，符合值相近的原則，因此，我們選擇環(huán)烷油為增塑劑。另外，還選擇本廠的廢機(jī)油和廢導(dǎo)熱油進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 從結(jié)果可以看出：在相同條件下，廢機(jī)油和廢導(dǎo)熱油對瀝青的改性效果不太理想；環(huán)烷油能充分提高瀝青的粘結(jié)強(qiáng)度、耐熱度和低溫柔性。25 填料對自粘卷材性能的影響滑石粉對自粘卷材的各項(xiàng)性能指標(biāo)影響不大但不能加入過多。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，選擇加入20(質(zhì)量百分比)為宜。3 結(jié)語綜合以上分析和討論，并結(jié)合自粘卷材的粘結(jié)性能和耐熱度、低溫柔度等物性指標(biāo)