聚合物改性沥青防水卷材

SBS
• 外观为白或微黄色，
呈多孔小颗粒 SBS属热塑性橡胶 SBS是苯乙烯S－丁二烯B－苯乙烯S的嵌段共聚物。 兼有塑料和橡胶的特性：具有良好的弹性（变形自 恢复性和裂缝自愈性好），拉伸强度高，低温变形 性好，温度稳定性好，高温不流淌，低温不发脆。
SBS属热塑性橡胶
SBS热塑丁苯橡胶
SBS是苯乙烯S－丁二烯B－苯乙烯S的嵌段共聚物。 B橡胶（软）段：常温下有橡胶的弹性和柔性， S塑料（硬）段：高温下象塑料能熔融流动。 处于高弹态的温度范围较宽。 SBS的玻璃化温度由该温度较低的嵌段组分B决 定，而软化点却取决于软化温度较高的嵌段组分S。 低温下赋予沥青弹性，常温下呈橡胶态，在较高温 度下则具有接近线性聚合物的流体状态。 不需硫化，弹性高、拉伸强度高、不易变形、低温 性能好（-30～105 ℃ ）。 脆点-100℃，-75℃仍保持柔软性。> Tg时是 强韧高弹性材料，SBS有流动性，可模塑。
防水卷材特点 质量稳定性较好
机械化制作，条件和产品质量的因素可以得到 较好控制。
厚度易于控制（与防水涂料比） 幅宽限制、有搭接质量风险
如施工不当，易产生翘边、皱折、密封不严等 缺陷，造成渗漏水质量问题。
高分子材料老化因素不同
因加工延展，后期收缩，使高分子卷材防水层 在使用过程中有一定的应力存在，并产生搭接缝脱 开等缺陷。
ห้องสมุดไป่ตู้ 氧化沥青防水卷材的生产过程
2.1 生产氧化沥青防水卷材的主要系统和设备
• 原料贮存系统
•
• •
•
•
沥青、助剂、贮存罐、氧化剂、氧化沥青等贮存罐。 氧化沥青生产系统 沥青氧化设备、热交换器、沥青泵、电器控制设备等。 沥青搅拌均化系统 立式和卧式搅拌罐、沥青泵、上料系统、自动计量等。 卷材成型生产线 胎体展开机、浸渍池、撒料机、覆膜机、辊压成型机组、 冷却机、自动卷取机、交流变频调速及电器控制等。 烟尘处理系统 氧化沥青烟气治理系统设备、馏和器、尾气焚烧炉、除 烟尘装置。 冷却水制备系统系统 水循环泵和冷却塔（或制冷机组）。
320 240 270 200
25号 一等 品 合格 品 700 优等 品 1300 0.15 一等 品 合格 品 1200
35号 优等 品 2100 0.2
一等品 合格品
1
2000
2 3
压力，MPa 不小于
保持时间, min 不小于 纵向 横向 温度, ℃ 不高于 弯曲半径 外观 重量损失率, % 不大于 拉力损失率, % 不大于
《石油沥青玻璃纤维胎油毡》。
特性（与传统的纸胎油毡相比）
有较高的软化点，可以做到高温不流淌，但低温 下脆裂的性能没有改变。 对酸碱介质都有更好的耐腐蚀性； 有良好的耐微生物腐蚀性； 抗拉强度、延伸率及耐水性和柔韧性都有大幅度 提高；
表4-1 氧化沥青防水卷材物理力学性能
标号 序 号 等级 指标名称 可溶物含量，g/m2 不小于 不透 水性 15号 优等 品 800 0.1 30 85±2 受热2h涂盖层应无滑动 300 200 250 150 200 130 400 300 300 200 250 180 400 300
改善了沥青的感温性，有良好的耐高低温性能； 提高了憎水性、黏结性、延伸性、韧性、耐老化性和耐 腐蚀性； 具有优异的防水性能。
改性沥青防水卷材定义
以合成高分子聚合物改性石油沥青为涂 盖层，以聚酯纤维无纺布、玻璃纤维布或其 他材料为胎体，以砂粒、页岩片或聚乙烯膜 等为覆面材料制成的防水卷材。
高聚物改性沥青防水卷材的主要原材料
沥青材料：基础材料。 常用道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青。 胎基材料：骨架和增强材料。赋予卷材机械性能。 一般有玻纤毡、聚酯无纺布、聚乙烯膜和聚酯-玻纤复合毡。 沥青改性剂材料 弹性体：SBS、废旧（再生）橡胶 塑性体：APP、PVC、APO 橡塑共混体：APAO 助剂材料：改性沥青助熔剂。 主要有：芳烃油、润滑油、三线油等。 填充材料：应选择细度适中、密度和亲水系数较小的无机 粉料。如滑石粉、板岩粉、石粉。 覆面材料：下覆面称隔离材料，防卷材成卷毡结，如细砂、 PE膜；上覆面称饰面材料，如矿物粒片料、铝箔。
180～220℃
撒砂
压实
计量 冷却 储存 收卷 风、水
包装 入库
下表膜
双面膜卷材生产流程
胶结料 下表膜 ↓ ↓ 胎体展开→ 胎体储存架→ 烘干→ 调偏→浸涂→ 压实→
↑
上表膜
冷却→卷材储存架→ 调偏→ 计量收卷→ 包装入库
3 氧化沥青防水卷材的性能
物理力学性能：见表4-1，属中低档产品。 执行标准：GB/T 14686－2008（2009.4.1实施）
2.2 氧化沥青防水卷材生产工艺流程
胶结料生产
氧化沥青
至软化点 80～90℃
计 量 输 送
配 料 罐
升温至约240℃
搅拌均匀
至表面 气泡消失
胶结料
保温待用
加滑石粉
20 ～ 40％
滑石粉：填充料，提高热和大气稳定性。 每加入5％滑石粉，软化点提高1℃ 。
卷材制造工艺
胶结料（辊压机控制浸涂量） 撒料机 胎体 浸涂池
第一节 氧化沥青防水卷材
氧化沥青防水卷材
用氧化沥青做浸涂材料，以玻纤毡、聚酯毡、聚 乙烯膜、铝箔等为胎体，细砂、矿物粒料（片）为覆 面材料组成的中、低档防水卷材。
1 氧化沥青防水卷材的原材料
氧化沥青 填充材料
胎基材料
覆面材料
一、氧化沥青
采用吹空气氧化或催化氧化工艺制得。
二、覆面材料
又称隔离材料，是指覆盖在沥青卷材上表面和下表 面，防止卷材生产和成卷贮运过程中粘结的材料。 常用覆面材料：聚乙烯膜（PE）、细砂、矿物粒 料、铝箔等。
聚合物改性沥青防水 卷材
防水卷材
防水卷材定义

用特定制造工艺制成的可卷展的柔性片状防 水材料。
沥青基防水卷材
分类（据主要组成材料不同）
高聚物改性沥青防水卷材

合成高分子防水卷材
表1 防水卷材按主要组成材料分类
沥青防水卷材（纸胎、玻纤胎、聚脂胎、复合胎） SBS改性沥青防水卷材 APP改性沥青防水卷材 高聚物改性沥青 SBR改性沥青防水卷材 防水卷材 （玻纤胎、 再生胶改性沥青防水卷材 聚脂胎、复合胎） PVC改性沥青防水卷材 防 水 卷 材 合成 高分 子 防水 卷材 自粘型改性沥青防水卷材 三元乙丙橡胶防水卷材（EPDM）
上两类胎体已成为沥青类防水卷材的首选胎体。
常用胎基材料 聚乙烯胎
是一种由高密度聚乙烯材料制成的薄膜 状材料。
聚酯-玻纤复合毡
把玻纤网格布放在聚酯毡中间，然后针 刺预固结，再用树脂进行化学粘结。其尺寸 稳定性好，具有阻燃性，工程可靠，生产效 率高。
四、填充材料
作用
提高耐侯性，改善卷材耐热性、塑性、机 械磨损性等，降低成本，节约沥青用量。 常用改性沥青填充材料 滑石粉、滑石菱镁矿、白云石粉、粉煤灰等。 填料细，与沥青密度差小，可与沥青结合 好，不易沉淀。实验证明：在填料用量相同 时，滑石菱镁矿粉最好，滑石粉次之，石英砂 最差。
石油沥青的缺点
石油沥青的改性
温度敏感性大：高温流淌，低温硬脆，低温柔性差； 延伸率小，易因变形而开裂失效； 易老化。
作沥青改性剂的高分子聚合物的特点
与沥青有很好的相熔性； 加入沥青中不会使沥青黏度有很大增加； 显著提高沥青的耐高低温性能和耐久性。
改性沥青特性（与石油沥青比）
SBS分子式及结构示意图
（CH2－CH ）n（CH2－CH=CH－CH2）m( CH2－CH
S塑性段
B柔性段
S
B
S
B
S
(a)线型SBS
[(CH2－CH )（CH2-CH=CH-CH2）m] 4 Si
（b）星型SBS
改性沥青性能与SBS在沥青中的分散度及网状结构的 形态有关。 SBS本身形成的网状结构不完整时，即SBS相互交联点少， 则在应力作用下这种网状结构便不稳定、易破裂； 若SBS形成的网状结构较完全，即SBS相互交联点多，则 这种网状结构便稳定，在应力作用下的断层伸长值高。 不同结构SBS特性
5.1.2 SBS改性沥青胶结剂的结构特征
SBS改性沥青
将SBS加入热沥青中，在一定的温度和机械剪切 力作用下，与沥青形成一个高分子量的凝胶 网络结构 均匀混合体，该混合体为SBS改性沥青。混合体系 中，沥青是连续的分散介质，SBS呈不规则的片状、 块 状、条状分散在沥青中。 沥青中SBS含量较高时，可以产生不规则的互相联 结的状态。 SBS含量 ，联结率 。 SBS掺量6－8％时改性沥青开始形成连续相，掺量 到14％，形成完全的橡胶连续相。橡胶沥青质量比。
施工方法 卷材品种
热玛蹄脂粘贴法 热熔法 焊接法
防水 卷材
沥青防水卷材 高聚物改性沥青防水卷材
PVC 聚氯乙烯防水卷材
TPO 热塑性聚烯烃防水卷材
PE 聚乙烯防水卷材
三元乙丙橡胶防水卷材
氯化聚乙烯防水卷材 冷胶粘剂粘贴法
氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材
氯化聚乙烯橡塑防水卷材 丁基橡胶防水卷材
自粘粘贴法
自粘型防水卷材
1 SBS改性沥青防水卷材
1.1 SBS改性沥青胶结剂的材料组成
弹性体聚合物改性沥青SBS胶结剂
由沥青、SBS、无机填料和增塑剂等材料组成。 沥青： 要求延伸性好、软化点和针入度适中。 选用针入度160～200 (1/10mm)的60～140号道路石油 沥青。 如常用100号道路石油沥青。 SBS：热塑性弹性体橡胶－－丁苯橡胶。 无机填料：滑石粉等，可提高沥青粘合性、耐热性、抗老 化性和机械性能，节约沥青用量，降低生产成本。 增塑剂：机油和芳烃溶剂油，促进SBS熔解分散和调节 SBS改性沥青胶结剂的粘度。
铝箔、矿物粒料在卷材上表面还有保护卷材不受紫外线照射， 提高卷材抗老化性能和耐久性的作用； 彩色矿物粒料有美化屋面的效果； 白色或浅色、铝箔有热反射和降低屋面温度的作用。
三、胎基材料
作用
在卷材中起骨架作用，它决定卷材的机 械性能，如抗拉强度、撕裂强度、断裂伸长 率等，对化学性能如耐化学性、耐久性等也 起重要作用。 分类 分纸毡、聚酯毡、玻纤毡、玻纤织物、 金属箔、聚乙烯膜等。
硫化橡胶 类和非硫 化橡胶类
氯化聚乙烯防水卷材（CPE） 氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材（DPBR） 丁基橡胶防水卷材（IIR） 氯化聚乙烯橡塑防水卷材 聚氯乙烯防水卷材（ PVC）（有胎基、无胎基）
树脂类
热塑性聚烯烃防水卷材（TPO）
聚乙烯防水卷材（PE） 自粘型高分子防水卷材
表2 防水卷材按施工方法分类
结构 线型 分子量
较低， 约10万 大， 约20万
优点
易与沥青混溶，自 粘效果好
缺点
对卷材耐热、弹性提高 不大，改性效果不理想
星型
存在大量子化链， 与沥青混溶困难，需增 改性效果好，耐热、 加研磨设备及助剂使 弹性及低温柔性有 SBS与沥青充分混溶 较大提高。
• SBS的选择
SBS在沥青中分散后形成网状结构，改 变沥青对原有的温度敏感性，应选择与沥青 混熔性好、易分散的品种作为石油沥青的改 性材料。一般常用岳化：YH792、YH791、 YH801、YH802。 • SBS的使用方法 颗粒或粉状SBS根据用途，按预先设定 的掺加比例准确称量，投入180～200 ℃熔 融的沥青中，在机械作用下拌匀制成。
防水机理
利用石油沥青的憎水性及高聚物改性后 优异的耐高低温、耐久和致密性，用于防水 功能的材料。
性能特点
具有优良的耐高、低温性能，一年四季均能应 用；可形成高强度防水层，并耐穿刺、耐硌伤、耐 疲劳；有优良的延伸性和较强的基层变形适应能力。
适用范围
工业与民用建筑的屋面防水； 工业与民用建筑的的地下工程的防水、防潮及游泳池、 消防水池的防水； 地铁、隧道、混凝土铺筑路面的桥面、污水处理墙、垃 圾掩埋场等市政工程的防水； 水渠、水池等水利设施的防水。
常用胎基材料
长纤维聚酯毡胎
以涤纶纤维为原料，经针刺和热粘合加固后，再经热或 化学粘合工艺制成的非织造布。其拉伸强度高、延伸率大， 耐疲劳、耐穿刺、耐腐蚀、耐侯性、耐霉变性能，是综合 性能最优异的胎基材料。
无碱玻纤毡胎（简称玻纤胎）
以玻璃纤维为基料，用树脂胶粘材料为固化而成的无纺 织物。其表面平整，均匀性好，拉伸强度高、尺寸稳定性 好、耐腐蚀、耐侯、耐霉变等。
耐热度,℃ 拉力， N不小 于
4
5
柔度
0
5
10
0
5
10
0
5
10
绕r=15mm弯板无裂纹 2级 3.0 40 2级 3.0 30
绕r=25mm弯板无裂纹 1级 3.0 20
6
耐霉 菌(8周 )
7
人工 加速 气候 老化
外观 失重率,% 不大于
拉力变化率,
无裂纹、无气泡等现象
8.00 5.50 4.00
第二节 高聚物改性沥青防水卷材