一种防水卷材的制作方法

本发明属于防水领域，涉及一种防水卷材。

背景技术：

1、传统的预铺反粘及自粘防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面、地板以及隧道等处，起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起到至关重要的作用。

2、目前使用较为广泛的为sbs沥青防水卷材，由聚酯毡、玻纤毡或玻纤增强聚酯毡等材料构成的胎基，浸涂于胎基表面的沥青层，以及上下表面的隔离材料层构成。沥青型自粘防水卷材的成本较低，但其力学性能、耐温性能、耐老化性能均较差，且生产过程中易产生有害气体。

3、近年来，性能更为优异、更加节能环保的高分子防水卷材得到了更广泛的发展。自粘型高分子防水卷材通常由高分子片材(如pvc、pe、eva、ecb、tpo、tpr等)、自粘胶料以及隔离材料组成，并且可根据需要在高分子片材上复合织物加强。由于片材本身对各类建筑涂料或粘接剂不具备可粘合性，在防水应用中，主要通过胶料将卷材与混凝土或其他建筑结构粘合在一起。

4、然而现有的自粘高分子卷材仍存在多种缺陷，一方面胶粘层与高分子片材层存在分离的风险，两者一旦遭到破坏，将无法确保工程的防水可靠性；另一方面，为防止预铺时出现粘脚的问题，还需在胶粘层表面设置防粘涂层或者水泥砂，无形中增加了生产的工序以及施工过程的复杂程度；再一方面，胶粘层通常需要在无溶剂条件下才能粘接牢靠，在湿铺工艺中难以得到应用，需要等待涂料干燥后才能粘贴，导致防水卷材的应用场景受限。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种防水卷材，该防水卷材通过改性层的设置使防水卷材表现出与传统的含有胶粘层的自粘型高分子防水卷材相当的粘接强度，且无需进行涂胶以及涂覆隔离材料或者隔离膜等后续操作，更适合应用于卷涂复合、预铺、湿铺等多种施工场景中。

2、本发明提供一种防水卷材，包括防水层和设置于所述防水层至少一表面的改性层；

3、所述改性层包括表面张力为30～50dyn/cm的功能高分子，所述功能高分子选自丙烯酸酯类聚合物和/或聚氨酯类聚合物。

4、图1为本发明一实施例的防水卷材结构示意图，图2为本发明又一实施例的防水卷材结构示意图，请参考图1和图2，本发明的防水卷材包括防水层11和设置于防水层表面的改性层12，改性层12可以只设置在防水层11的一个表面上，也可以在防水层11的两个表面上均设置，具体可根据实际应用场景选择在防水层11的一个表面上或两个表面上设置改性层。

5、本发明提供的防水卷材，包括防水层和设置于防水层一表面的改性层，其中，常规的防水层为获得良好的防水性能通常需要选用低表面能、较高结晶度和低极性的聚合物作为防水材料。

6、然而，低的表面能导致液体的涂料或者粘接剂在其表面难以浸润，进而后续无法形成粘接；高结晶度的特性则会导致防水层难以溶胀和溶解，且表面分子配列紧密，难以与涂料和建筑材料产生有效的粘接作用；低极性的分子表面只能形成较弱的色散力，而缺少取向力和诱导力，导致粘附性能较差。

7、以上特点导致防水层难以和防水涂料、混凝土、水泥等组分有效粘接，传统的自粘型高分子防水卷材通常在其表面上增加热熔胶或丁基胶等胶粘层，然而胶粘层自身的较大的粘度导致其需要增设保护层或隔离膜才能用于预铺和卷涂复合等应用场景，且胶粘层必须在干燥环境下使用，导致其无法应用于湿铺场景。

8、本发明采用表面无粘性的改性层代替胶粘层，改性层中的功能高分子选自丙烯酸酯类聚合物和/或聚氨酯类聚合物，其具有较大的极性和适宜的表面张力，无需设置胶粘层即可与涂料和被防水的结构有效粘接。

9、因此，本发明的改性层可作为防水层与防水涂料或者其他被防水结构之间的连接桥梁，不仅与防水层之间有良好的粘接强度，还与常规的防水涂料(如水性丙烯酸涂料、聚脲涂料、沥青涂料)和常用的建筑材料(水泥、环氧砂浆、混凝土)等均具有良好的粘接强度。

10、本发明通过改性层的设置使防水卷材表现出与传统的含有胶粘层的自粘型高分子防水卷材相当的粘接强度，且无需进行涂胶以及涂覆隔离材料或者隔离膜等后续操作，更适合应用于卷涂复合、预铺、湿铺等多种施工场景中。

11、在一种优选的实施方式中，所述丙烯酸酯类聚合物选自软段和硬段交替分布的丙烯酸酯嵌段共聚物；

12、所述软段的玻璃化转变温度为-100℃～-30℃；所述硬段的玻璃化转变温度为40℃～120℃。

13、经研究发现，上述软硬结合的丙烯酸酯类嵌段共聚物具有良好的粘弹性，有利于增强改性层与涂料和建筑材料的粘接强度。

14、为进一步提升丙烯酸酯类嵌段共聚物的粘弹性能，发明人对软段和硬段的含量以及软段和硬段的具体结构单元种类进行了优化实验，并验证发现：基于所述丙烯酸酯嵌段共聚物的相对分子质量，所述软段的质量含量为50％～90％，所述硬段的质量含量为10％～50％时，粘弹性可满足产品要求。

15、进一步的，所述软段选自聚丙烯酸正丁酯或丙烯酸正丁酯与2-乙基丙烯酸酯的共聚物，所述硬段选自聚甲基丙烯酸酯。

16、本发明对上述丙烯酸酯嵌段共聚物的来源不作具体限定，其可以自行制备或者商购获得，例如，商购的丙烯酸酯嵌段共聚物可选自可乐丽lk9211、lk9243、la2270、la2330等。

17、在一种优选的实施方式中，所述丙烯酸酯类聚合物选自乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物、有机硅丙烯酸树脂中的一种或多种。其中，乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物可选自ax8900、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物可选自4700、3410等、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物可选自ax8700，有机硅丙烯酸树脂可选自信越kr9706等。

18、在一种优选的实施方式中，所述聚氨酯类聚合物选自包括第一嵌段和第二嵌段的聚氨酯嵌段共聚物；

19、所述第一嵌段选自聚氨酯，所述第二嵌段选自有机硅和/或氢化聚苯乙烯共聚物。

20、其中，第一嵌段能够提供较高极性，第二嵌段能够较高极性提高耐水性与化学稳定性，进而使聚氨酯嵌段共聚物具有良好的粘接性与强度。

21、在一种具体的实施方式中，氢化聚苯乙烯共聚物为氢化聚苯乙烯与聚烯烃的共聚物，具体的，聚烯烃可以是聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚异戊二烯中的一种或多种。

22、进一步的，所述第一嵌段的质量含量为50％～90％，所述第二嵌段的质量含量为10％～50％。

23、满足上述特征的聚氨酯嵌段共聚物可以自行制备也可以商购获得，其中，商购获得的聚氨酯嵌段共聚物可以是可乐丽tu-s5265或美瑞新材v165。

24、在又一种优选的实施方式中，所述聚氨酯类聚合物选自热塑性聚氨酯弹性体。热塑性聚氨酯弹性体具有良好的可润湿性，而且-nco基团非常活泼，可以和醇、水、有机胺等反应，有利于与涂料等形成良好的粘接强度。

25、上述聚氨酯弹性体可选自pearlcoattm dipp 119、pearlbondtm tpu 500、pearlbondtm tpu 580等。

26、进一步的，所述功能高分子的邵氏硬度为20a～60d，采用具有以上硬度的功能高分子能够使改性层具有良好的弹性和韧性。

27、进一步的，所述功能高分子的熔融指数为0.5～100g/10min。熔融指数，全称为熔融流动指数，是表示聚合物加工时流动性的数值。选择具有以上熔融指数的功能高分子，有利于通过共挤加工的方式制备得到改性层和防水层。

28、进一步的，所述功能高分子的结晶度为0～30％。具有以上结晶度的功能高分子表现出较低的结晶度，有利于使改性层获得较高的粘接强度。

29、进一步的，所述功能高分子的玻璃化转变温度为-60～30℃，更优选为-50～-10℃。采用具有以上玻璃化转变温度的功能高分子能够满足高分子卷材的低温应用性能，使改性层从低温至室温的应用温度下都能保持良好的弹性。

30、进一步的，所述功能高分子的熔融温度为40～180℃，更优选为50～110℃。选择熔融温度在以上范围内的功能高分子有利于改性层的挤出流延。

31、在一种具体的实施方式中，当所述功能高分子占所述改性层质量含量的30％～80％时，有利于使改性层与涂料和建筑材料之间具有较强的粘接强度。

32、在一种具体的实施方式中，所述改性层还包括第一无机填料，所述第一无机填料为表面接枝和/或偶联有机物的改性无机填料。

33、大多数无机填料表面具有亲水性，并具有极性，容易吸附水分，能够改善改性层与水性涂料或者含水建筑材料之间的粘接性，然而防水卷材中的功能高分子具有憎水性，其与常规的无机填料相容性差，通过采用有机物对无机填料表面进行接枝和/或偶联改性，有利于改善无机填料和功能高分子在改性层中的相容性。

34、进一步的，第一无机填料的吸油值为10～60ml/100g，优选为20～40ml/100g。吸油值，也称之为树脂吸附量，是用来表示填料对树脂吸收量的参数。在以上吸油值范围内，有利于第一无机填料更好地与功能高分子之间相容。

35、在一种具体的实施方式中，所述有机物选自聚丙烯酸及其共聚物、聚乙烯醇、聚马来酸、有机硅、环氧树脂、氨基硅烷、环氧基硅烷、甲基丙基酰氧基硅烷中的一种或多种。

36、在一种具体的实施方式中，所述第一无机填料选自有机物改性的碳酸钙、二氧化硅、硅灰石、高岭土、蒙脱土、球粘土、硅镁土、硅藻土中的一种或多种。

37、在一种具体的实施方式中，所述第一无机填料的粒径为0.1～150μm，优选为0.1～1μm。将第一无机填料的粒径设置在上述范围内，一方面有利于填料的分散稳定，另一方面能使改性层具有良好的力学性能。

38、在一种具体的实施方式中，所述第一无机填料占所述改性层质量含量的10％～50％。示例性的，第一无机填料占改性层质量含量可以是10％、20％、30％、40％、50％或其中任意两个数值所组成的范围。

39、在一种具体的实施方式中，所述改性层还包括第二无机填料，所述第二无机填料选自碳酸钙、二氧化硅、石英、硅灰石、方英石、长石、高岭土、钛白粉、氢氧化镁、氧化铝、球粘土、膨润土、水泥、硅镁土、硅藻土中的一种或多种。

40、在一种优选的实施方式中，所述改性层还包括增容剂，所述增容剂选自马来酸酐接枝共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚合物、聚苯乙烯嵌段聚合物、氯化聚乙烯、增粘树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。增容剂的加入能够增加极性较大的功能高分子和极性较小的防水层中的防水聚合物之间的相容性，使防水层与改性层之间紧密粘接。

41、进一步的，所述增容剂占所述改性层质量含量的5％～50％。示例性的，增容剂占改性层质量含量的5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％或以上任意两个数值所组成的范围。

42、在一种具体的实施方式中，所述防水层包括疏水热塑性树脂。疏水热塑性树脂一方面能够使防水卷材具备良好的防水性能，还能使防水层与改性层之间具有良好的粘接强度，避免改性层从防水层上脱落。

43、本发明对疏水热塑性树脂不作具体限定，其可以选自本领域常规使用的疏水热塑性树脂，包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、乙烯-α烯烃共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃类热塑性弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体中的一种或多种。

44、进一步的，本发明中的防水层除疏水热塑性树脂外，还可以包括填充剂、抗氧剂、润滑剂等组分。

45、本发明对防水层的厚度和改性层的厚度不作特别的限定，当厚度过大时，防水性能并不会进一步增加，厚度过小时，则难以保证防水卷材的力学强度和防水性能，优选的，所述防水层的厚度为500～2000μm；和/或，所述改性层的厚度为50～500μm。

46、在一种具体的实施方式中，所述改性层中还包括加工助剂，所述加工助剂选自抗氧剂、热稳定剂、发泡剂、偶联剂、润滑剂、爽滑剂、防粘剂或增韧剂中的一种或多种。加工助剂的加入可以进一步改善防水卷材的加工性能。

47、进一步的，加工助剂在改性层中的质量含量为0.1％～5％。

48、本发明对防水卷材的制备方法不作具体限定，其可以采用本领域常规使用的多层聚合物材料的制备方法制备得到。例如，将防水层的原料和改性层的原料通过共挤流延/压延得到。

49、当改性层中包括第一无机填料和/或第二无机填料时候，由于其为粉状结构，为了使其更好的进行共挤加工，可以先对改性层原料进行造粒处理，使其以粒料形式更好地进行共挤加工。

50、进一步的，为了保证改性层和防水层共挤加工的稳定性，可控制改性层和防水层的熔融指数在1.0～6.0g/10min，且使两者的熔融指数差值在2g/10min内。

51、本发明的实施，至少具有以下有益效果：

52、本发明的防水卷材，包括防水层和设置于防水层至少一表面的改性层，本发明通过改性层的设置使防水卷材表现出与传统的含有胶粘层的自粘型高分子防水卷材相当的粘接强度，且无需进行涂胶以及涂覆隔离材料或者隔离膜等后续操作，更适合应用于卷涂复合、预铺、湿铺等多种施工场景中。