一种环保型防水卷材及其制备方法

文档序号:2896 发布日期:2021-09-17 浏览:81次 英文

一种环保型防水卷材及其制备方法

技术领域

本发明涉及防水材料制备

技术领域

,具体涉及一种环保型防水卷材及其制备方法。

背景技术

随着各种现代建筑及其相关技术的普及和发展,建筑工程领域对防水材料的需求越来越大,对其品质要求也越来越高。伴随着单层屋面系统在欧美国家引进并在国内外快速发展,其配套防水卷材也在不断发展,逐渐成为防水卷材的发展主流。

防水卷材在使用过程会受到长时间光照,光照后卷材会出现老化现象,使得自身性能下降,且自身阻燃性较低,部分防水卷材通过加入添加剂来增加防水卷材的性能使得防水卷材的制造成本上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型防水卷材及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

一种环保型防水卷材,包括如下重量份原料:40-50份基质沥青、10-13份基础油、10-15份橡胶粉、8-15份增强剂;

该环保型防水卷材由如下步骤制成:

步骤S1:将基质沥青加入反应釜中,在温度为230℃的条件下,进行加热至基质沥青完全熔融,加入基础油,至沥青的针入度为200-210,制得沥青油;

步骤S2:将橡胶粉和沥青油加入搅拌釜中,在600-700r/min,温度为220℃的条件下,进行搅拌并加入橡胶粉和增强剂,至混合均匀,制得混合料;

步骤S3:将步骤S2制得的混合料加入高速剪切机,在转速为3000-3500r/min,温度为220℃的条件下,进行剪切30-40min后,在转速为500-800r/min的条件下,继续搅拌1.5-2h,制得沥青防水材料,将沥青防水材料倾倒在玻纤毡上,冷却至室温制得环保型防水卷材。

进一步,所述的基质沥青为基质沥青70#和基质沥青90#中的一种或两种任意比例混合,基础油为环烷油4006和环烷油4010中的一种。

进一步,所述的增强剂由如下步骤制成:

所述的增强剂由如下步骤制成:

步骤A1:将对甲基苯酚和去离子水加入反应釜中,在转速为150-200r/min,温度为70-80℃的条件下,进行搅拌至对甲基苯酚完全溶解后,通入氯气,在光照条件下,进行反应20-30min后,加入铝粉、三苯氧基铝在温度为150℃的条件下,保温2-3h后,加入异丁烯,在温度为130℃的条件下,进行反应3h,制得中间体1,将碳酸钾和去离子水加入反应釜中,在转速为150-200r/min的条件下,进行搅拌至碳酸钾完全溶解后,加入溴化四乙基铵和中间体1,在温度为110-120℃的条件下,进行回流反应1-1.5h,制得中间体2;

反应过程如下:

步骤A2:将无水三氯化铝和三氯氧磷加入反应釜中,在转速为150-200r/min,温度为60-70℃的条件下,进行搅拌并加入对甲基苯酚,在温度为70-80℃的条件下,进行反应10-15h,制得中间体3,将三氯化铝和四氯化碳加入反应釜中,在转为150-200r/min,温度为10-15℃的条件下,进行搅拌并加入苯酚,在温度为40-45℃的条件下,进行反应1-1.5h,制得中间体4,将中间体3和氯化镁加入反应釜中,在转速为200-300r/min,温度为50-55℃的条件下,加入中间体4,升温至温度为65-70℃,进行反应6-8h,制得中间体5;

反应过程如下:

步骤A3:将中间体5、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜,在温度为80-90℃的条件下,进行反应8-10h,制得中间体6,将中间体6、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中,进行回流反应2-3h,制得中间体7,将中间体2、中间体7、醋酸钠、甲苯加入反应釜中,在转速为200-300r/min,温度为40-50℃的条件下,进行反应5-7h,制得中间体8;

反应过程如下:

步骤A4:将二苯胺、硫磺、碘加入反应釜中,在转速为150-200r/min,温度为180-200℃的条件下,进行反应至不产生硫化氢气体,制得中间体9,将中间体9、甲苯、环氧氯丙烷加入反应釜中,在转速为200-300r/min,温度为30-35℃的条件下,进行反应3-5h,制得中间体10,将中间体10、中间体8、四氢呋喃、醋酸钠加入反应釜中,在转速为150-200r/min的条件下,温度为50-60℃的条件下,进行反应5-7h后,去除四氢呋喃,制得增强剂。

反应过程如下:

进一步,步骤A1所述的对甲基苯酚、氯气、异丁烯的用量摩尔比为2:1:4,铝粉的用量为对甲基苯酚质量的1%,三苯氧基铝的用量为对甲基苯酚质量的0.5%,碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵、中间体2的用量比为9g:70mL:2mL:8g。

进一步,步骤A2所述的无水三氯化铝、三氯氧磷、对甲基苯酚的用量质量比为0.8:15.3:16,三氯化铝、四氯化碳、苯酚的用量质量比为14:23:7.5,中间体3、氯化镁、中间体4的用量摩尔比为1:0.1:0.5。

进一步,步骤A3所述的中间体5、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳的用量比为0.1mol:0.1mol:0.18g:200mL,中间体6、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵的用量比为5.8g:9.5g:100mL:5mL,中间体2、中间体7、醋酸钠的用量摩尔比为1:2:2。

进一步,步骤A4所述的二苯胺、硫磺、碘的用量摩尔比为0.15:0.3:0.005,中间体9和环氧氯丙烷的用量比为1:1,中间体10、中间体8、醋酸钠的用量摩尔比为1:2:2。

一种环保型防水卷材的制备方法,具体包括如下步骤:

步骤S1:将基质沥青加入反应釜中,在温度为230℃的条件下,进行加热至基质沥青完全熔融,加入基础油,至沥青的针入度为200-210,制得沥青油;

步骤S2:将橡胶粉和沥青油加入搅拌釜中,在600-700r/min,温度为220℃的条件下,进行搅拌并加入橡胶粉和增强剂,至混合均匀,制得混合料;

步骤S3:将步骤S2制得的混合料加入高速剪切机,在转速为3000-3500r/min,温度为220℃的条件下,进行剪切30-40min后,在转速为500-800r/min的条件下,继续搅拌1.5-2h,制得沥青防水材料,将沥青防水材料倾倒在玻纤毡上,冷却至室温制得环保型防水卷材。

本发明的有益效果:本发明在制备一种环保型防水卷材的过程中制备了一种增强剂,该增强剂以对甲基苯酚为原料与氯气进行反应后,再与异丁烯进行反应,制得中间体1,将中间体1进行一步处理制得中间体2,将三氯氧磷与对甲基苯酚进行反应,制得中间体3,将苯酚与四氯化碳进行反应,制得中间体4,将中间体3和中间体4进行反应,制得中间体5,将中间体5用氮-溴代丁二酰亚胺处理,制得中间体6,将中间体6进一步处理,制得中间体7,将中间体7和中间体2进行反应,制得中间体8,将二苯胺与硫磺进行反应,制得中间体9,将中间体9与环氧氯丙烷进行反应3-5h,制得中间体10,将中间体10与中间体8进行反应,制得增强剂,该增强剂上含有大量受阻酚结构、硫原子、磷的含氧酸,在防水卷材受到氧化时受阻酚会阻止氧化,同时硫原子被氧化成亚砜和砜类化合物,亚砜和砜类化合物能够进一步提升防水卷材的耐老化能力,在燃烧时,磷的含氧酸在催化含羟基化合物脱水成碳,进而在材料的表面产生焦炭层,焦炭层能够隔氧、隔热进而使得火焰熄灭,使得防水卷材具有很好的阻燃效果,且制备防水卷材时不需要加入其它防老剂和阻燃剂,大大降低了制造成本。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种环保型防水卷材,包括如下重量份原料:40份基质沥青70#、10份环烷油4006、10份橡胶粉、8份增强剂;

该环保型防水卷材:

步骤S1:将基质沥青70#加入反应釜中,在温度为230℃的条件下,进行加热至基质沥青完全熔融,加入环烷油4006,至沥青的针入度为200,制得沥青油;

步骤S2:将橡胶粉和沥青油加入搅拌釜中,在600r/min,温度为220℃的条件下,进行搅拌并加入橡胶粉和增强剂,至混合均匀,制得混合料;

步骤S3:将步骤S2制得的混合料加入高速剪切机,在转速为3000r/min,温度为220℃的条件下,进行剪切30min后,在转速为500r/min的条件下,继续搅拌1.5h,制得沥青防水材料,将沥青防水材料倾倒在玻纤毡上,冷却至室温制得环保型防水卷材。

所述的增强剂由如下步骤制成:

步骤A1:将对甲基苯酚和去离子水加入反应釜中,在转速为150r/min,温度为70℃的条件下,进行搅拌至对甲基苯酚完全溶解后,通入氯气,在光照条件下,进行反应20min后,加入铝粉、三苯氧基铝在温度为150℃的条件下,保温2h后,加入异丁烯,在温度为130℃的条件下,进行反应3h,制得中间体1,将碳酸钾和去离子水加入反应釜中,在转速为150r/min的条件下,进行搅拌至碳酸钾完全溶解后,加入溴化四乙基铵和中间体1,在温度为110℃的条件下,进行回流反应1h,制得中间体2;

步骤A2:将无水三氯化铝和三氯氧磷加入反应釜中,在转速为150r/min,温度为60℃的条件下,进行搅拌并加入对甲基苯酚,在温度为70℃的条件下,进行反应10h,制得中间体3,将三氯化铝和四氯化碳加入反应釜中,在转为150r/min,温度为10℃的条件下,进行搅拌并加入苯酚,在温度为40℃的条件下,进行反应1h,制得中间体4,将氯磷酸二苯酯和氯化镁加入反应釜中,在转速为200r/min,温度为50℃的条件下,加入中间体4,升温至温度为65℃,进行反应6h,制得中间体5;

步骤A3:将中间体5、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜,在温度为80℃的条件下,进行反应8h,制得中间体6,将中间体6、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中,进行回流反应2h,制得中间体7,将中间体3、中间体7、醋酸钠、甲苯加入反应釜中,在转速为200r/min,温度为40℃的条件下,进行反应5h,制得中间体8;

步骤A4:将二苯胺、硫磺、碘加入反应釜中,在转速为150r/min,温度为180℃的条件下,进行反应至不产生硫化氢气体,制得中间体9,将中间体9、甲苯、环氧氯丙烷加入反应釜中,在转速为200r/min,温度为30℃的条件下,进行反应3h,制得中间体10,将中间体10、中间体8、四氢呋喃、醋酸钠加入反应釜中,在转速为150r/min的条件下,温度为50℃的条件下,进行反应5h后,去除四氢呋喃,制得增强剂。

实施例2

一种环保型防水卷材,包括如下重量份原料:45份基质沥青70#、12份环烷油4006、13份橡胶粉、12份增强剂;

该环保型防水卷材:

步骤S1:将基质沥青70#加入反应釜中,在温度为230℃的条件下,进行加热至基质沥青完全熔融,加入环烷油4006,至沥青的针入度为200,制得沥青油;

步骤S2:将橡胶粉和沥青油加入搅拌釜中,在600r/min,温度为220℃的条件下,进行搅拌并加入橡胶粉和增强剂,至混合均匀,制得混合料;

步骤S3:将步骤S2制得的混合料加入高速剪切机,在转速为3500r/min,温度为220℃的条件下,进行剪切30min后,在转速为800r/min的条件下,继续搅拌1.5h,制得沥青防水材料,将沥青防水材料倾倒在玻纤毡上,冷却至室温制得环保型防水卷材。

所述的增强剂由如下步骤制成:

步骤A1:将对甲基苯酚和去离子水加入反应釜中,在转速为200r/min,温度为70℃的条件下,进行搅拌至对甲基苯酚完全溶解后,通入氯气,在光照条件下,进行反应30min后,加入铝粉、三苯氧基铝在温度为150℃的条件下,保温2h后,加入异丁烯,在温度为130℃的条件下,进行反应3h,制得中间体1,将碳酸钾和去离子水加入反应釜中,在转速为200r/min的条件下,进行搅拌至碳酸钾完全溶解后,加入溴化四乙基铵和中间体1,在温度为110℃的条件下,进行回流反应1.5h,制得中间体2;

步骤A2:将无水三氯化铝和三氯氧磷加入反应釜中,在转速为150r/min,温度为70℃的条件下,进行搅拌并加入对甲基苯酚,在温度为70℃的条件下,进行反应15h,制得中间体3,将三氯化铝和四氯化碳加入反应釜中,在转为150r/min,温度为15℃的条件下,进行搅拌并加入苯酚,在温度为40℃的条件下,进行反应1.5h,制得中间体4,将氯磷酸二苯酯和氯化镁加入反应釜中,在转速为200r/min,温度为55℃的条件下,加入中间体4,升温至温度为65℃,进行反应8h,制得中间体5;

步骤A3:将中间体5、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜,在温度为80℃的条件下,进行反应10h,制得中间体6,将中间体6、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中,进行回流反应2h,制得中间体7,将中间体3、中间体7、醋酸钠、甲苯加入反应釜中,在转速为300r/min,温度为40℃的条件下,进行反应7h,制得中间体8;

步骤A4:将二苯胺、硫磺、碘加入反应釜中,在转速为150r/min,温度为200℃的条件下,进行反应至不产生硫化氢气体,制得中间体9,将中间体9、甲苯、环氧氯丙烷加入反应釜中,在转速为200r/min,温度为35℃的条件下,进行反应3h,制得中间体10,将中间体10、中间体8、四氢呋喃、醋酸钠加入反应釜中,在转速为200r/min的条件下,温度为50℃的条件下,进行反应7h后,去除四氢呋喃,制得增强剂。

实施例3

一种环保型防水卷材,包括如下重量份原料:50份基质沥青70#、13份环烷油4006、15份橡胶粉、15份增强剂;

该环保型防水卷材:

步骤S1:将基质沥青70#加入反应釜中,在温度为230℃的条件下,进行加热至基质沥青完全熔融,加入环烷油4006,至沥青的针入度为210,制得沥青油;

步骤S2:将橡胶粉和沥青油加入搅拌釜中,在700r/min,温度为220℃的条件下,进行搅拌并加入橡胶粉和增强剂,至混合均匀,制得混合料;

步骤S3:将步骤S2制得的混合料加入高速剪切机,在转速为3500r/min,温度为220℃的条件下,进行剪切40min后,在转速为800r/min的条件下,继续搅拌2h,制得沥青防水材料,将沥青防水材料倾倒在玻纤毡上,冷却至室温制得环保型防水卷材。

所述的增强剂由如下步骤制成:

步骤A1:将对甲基苯酚和去离子水加入反应釜中,在转速为200r/min,温度为80℃的条件下,进行搅拌至对甲基苯酚完全溶解后,通入氯气,在光照条件下,进行反应30min后,加入铝粉、三苯氧基铝在温度为150℃的条件下,保温3h后,加入异丁烯,在温度为130℃的条件下,进行反应3h,制得中间体1,将碳酸钾和去离子水加入反应釜中,在转速为200r/min的条件下,进行搅拌至碳酸钾完全溶解后,加入溴化四乙基铵和中间体1,在温度为120℃的条件下,进行回流反应1.5h,制得中间体2;

步骤A2:将无水三氯化铝和三氯氧磷加入反应釜中,在转速为200r/min,温度为70℃的条件下,进行搅拌并加入对甲基苯酚,在温度为80℃的条件下,进行反应15h,制得中间体3,将三氯化铝和四氯化碳加入反应釜中,在转为200r/min,温度为15℃的条件下,进行搅拌并加入苯酚,在温度为45℃的条件下,进行反应1.5h,制得中间体4,将氯磷酸二苯酯和氯化镁加入反应釜中,在转速为300r/min,温度为55℃的条件下,加入中间体4,升温至温度为70℃,进行反应8h,制得中间体5;

步骤A3:将中间体5、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜,在温度为90℃的条件下,进行反应10h,制得中间体6,将中间体6、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中,进行回流反应3h,制得中间体7,将中间体3、中间体7、醋酸钠、甲苯加入反应釜中,在转速为300r/min,温度为50℃的条件下,进行反应7h,制得中间体8;

步骤A4:将二苯胺、硫磺、碘加入反应釜中,在转速为200r/min,温度为200℃的条件下,进行反应至不产生硫化氢气体,制得中间体9,将中间体9、甲苯、环氧氯丙烷加入反应釜中,在转速为300r/min,温度为35℃的条件下,进行反应5h,制得中间体10,将中间体10、中间体8、四氢呋喃、醋酸钠加入反应釜中,在转速为200r/min的条件下,温度为60℃的条件下,进行反应7h后,去除四氢呋喃,制得增强剂。

对比例1

本对比例与实施例1相比未加入增强剂,其余步骤相同。

对比例2

本对比例与实施例1相比用二烷基二硫代磷酸锌,其余步骤相同。

对实施例1-3和对比例1-2制得的防水卷材进行性能测试,测试结果如下表1所示;

根据CB/T 27789-2011对实施例1-3和对比例1-2制得的防水卷材进行拉伸强度和断裂伸长率测试。

表1

由上表1可知实施例1-3制得的防水卷材在UV老化后拉伸强度和断裂伸长率均未出现下降,且阻燃等级为B1,而对比例1-2制得的防水卷材在UV老化后拉伸强度和断裂伸长率均出现大幅下降,且阻燃等级为B3,表明本发明具有很好的耐老化效果和阻燃效果。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

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