一种高温止水带及其制备方法与流程

本发明属于防水领域及高分子材料领域，具体涉及一种适用于高温高湿环境的止水带及其制备方法。

背景技术：

1、止水带是一种重要的建筑材料，能够有效的阻止水分渗透，保护建筑结构。根据材料的不同，止水带分为橡胶止水带、pvc止水带和沥青止水带等，其中橡胶止水带应用最广泛。止水带的工作原理包括1)紧固作用，通过与构件的紧固，填充构件间的缝隙，形成一个密封的防水层；2)物理阻隔作用，止水带本身具有防水性能，能够阻止水分通过；3)对水压的承受作用，止水带承受一定的水压而不破裂，防止水分通过；4)材料的耐久性。

2、在高地热环境中，普通的橡胶止水带由于耐高温性能差，容易老化，使用寿命随之大大缩短。公开号cn11756816a(公开日2024年2月20日)的中国发明专利申请“一种耐高温止水带及其制备方法和应用”，公开了一种耐高温止水带，原料包括乙丙橡胶40-60份、炭黑30-40份、聚酰亚胺纳米短纤维10-20份、硫化剂3-5份、硫化促进剂2-3份、防老剂2-3份、石蜡0.5-1份、硬脂酸2-5份、碳酸钙10-20份、氧化镁5-10份以及氧化锌5-8份。但是添加了聚酰亚胺纳米短纤维的止水带，高温下(70℃)力学性能仅比未添加该纳米短纤维的止水带稍有提升。公开号cn116239844a(公开日2023年6月9日)的中国发明专利申请也公开了一种耐高温止水带，原料包括聚异丁烯50～70份，乙丙橡胶30～50份，氧化锌4～10份，硬脂酸2～6份，防老剂1.2～2份，炭黑40～60份，改性海泡石20～30份，纳米氧化镁10～20份，活性炭纤维8～15份，增塑剂5～10份，硫化剂2～3份和三丙烯酸三羟甲基丙烷酯1～3份，所述聚异丁烯的黏均分子量为50万～500万。该止水带在70℃下的拉伸强度在16mpa以上，扯断伸长率在460％以上；经过热空气老化(120℃×168h)后，拉伸强度和扯断伸长率的保持率分别保持在95％和90％以上。

3、尽管现有技术中已经出现了诸多提高橡胶止水带耐高温性能的尝试，但是随着铁路建设的纵深发展，越来越复杂的地质条件还是对橡胶止水带的耐高温、耐久性能提出更高的要求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种三元乙丙橡胶为止水带本体主成分的新的耐高温止水带及其制备方法。本发明的耐高温止水带具有突出的耐高温力学性能、耐热老化、耐碱、耐臭氧老化等性能，且与混凝土的粘附力强，特别适用于高地温隧道的防水施工。

2、为此，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种耐高温止水带，包括橡胶止水带本体，还包括设置在所述橡胶止水带本体一侧或两侧的压敏型胶粘剂层和隔离膜层，所述压敏型胶粘剂层位于所述橡胶止水带本体和隔离膜层之间；

4、所述橡胶止水带本体的原料，包括如下质量份的组分：

5、三元乙丙橡胶30～40份、硅橡胶10～20份、防老剂1～1.5份、活性剂2～3份、炭黑20～30份、石蜡油10～20份、硫化剂1～2份、抗氧剂0.5～3份；

6、所述压敏型胶粘剂的原料，包括如下质量份的组分：

7、中门尼粘度氯化丁基橡胶10～20份、高门尼粘度氯化丁基橡胶10～20份、中门尼粘度溴化丁基橡胶10～20份、高门尼粘度溴化丁基橡胶10～20份、乙烯基氟硅橡胶10～20份、中粘均分子量聚异丁烯8～15份、高粘均分子量聚异丁烯10～20份、抗氧剂0.5～3份。

8、优选地，所述三元乙丙橡胶选自epdm-ds100、epdm-ds200和epdm-ds300中的一种或多种。

9、优选地，硅橡胶选自甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶和氟硅橡胶中的一种或多种。

10、优选地，所述防老剂选自对苯二胺类防老剂、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉和n-苯基-n′-异丙基对苯二胺中的一种或多种.

11、活性剂选自二丁基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四甲基秋兰姆、六硫化双(1,5-亚戊基)秋兰姆、二硫化二吗啡啉、氧化锌和氧化镁中的一种或多种。

12、优选地，所述炭黑选自n110、n220、n330、n339、n351和n375中的一种或多种。

13、优选地，所述石蜡油选自nynas330、nynas2280和sanepar916中的一种或多种。

14、优选地，所述硫化剂选自过氧化二苯甲酰(bpo)、2,5-二甲基-2,5-(二叔丁基过氧)己烷和1-双(叔丁过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷中的一种或多种。

15、优选地，所述橡胶止水带本体原料和所述压敏型胶粘剂原料中，所述抗氧剂各自独立地选自2246酚类高效型抗氧剂和n-(1,3-二甲基丁基)-n`-苯基对苯二胺中的一种或多种。

16、优选地，所述中门尼粘度是指门尼粘度45～54mu。

17、优选地，所述高门尼粘度是指门尼粘度55～65mu。

18、优选地，所述中粘均分子量是指粘均分子量为4万～8.5万。

19、优选地，所述高粘均分子量是指粘均分子量为40万～111万。

20、优选地，所述橡胶止水带本体的一个侧面或两个侧面还可以设置有两条以上平行的凸肋，所述凸肋与所述橡胶止水带本体一体成型。

21、当所述橡胶止水带本体的侧面设置有与橡胶止水带本体一体成型的凸肋时，两条凸肋之间被所述压敏胶粘剂层填充。

22、优选地，不包括凸肋，所述橡胶止水带本体厚度200～300mm。

23、优选地，所述压敏胶粘剂层厚度0.3～0.5mm。

24、优选地，所述隔离膜选自pvc膜、pp膜和pe膜中的一种。

25、优选地，所述隔离膜层厚度0.01～0.1mm。

26、本发明的第二个目的在于提供上述耐高温止水带的制备方法，包括如下步骤：

27、i.橡胶止水带本体的制备

28、i-1.按质量份称取各组分；

29、i-2.将三元乙丙橡胶、硅橡胶投入密炼机中，120～130℃混炼10～20min，然后加入炭黑、防老剂、石蜡油，升温至150-160℃后混炼10～20min，出料，冷却，得到胶料；

30、i-3.将步骤i-2得到的胶料、硫化剂和活性剂投入密炼机中，升温至90～100℃后混炼40～60min，出料，冷却，得到密炼胶；

31、i-4.将步骤i-3得到的密炼胶投入开炼机中，升温至120～130℃后塑化40～60min，出料，冷却，得到开炼胶；

32、i-5.将步骤i-4得到的开炼胶静置12h，先模压成型，再硫化，或采用160～170℃下成型硫化一体硫化法，得到所述橡胶止水带本体；

33、ii.压敏胶粘剂的制备

34、ii-1.按照质量份称取各组分；

35、ii-2.先将中门尼粘度氯化丁基橡胶、高门尼粘度氯化丁基橡胶、中门尼粘度溴化丁基橡胶和高门尼粘度溴化丁基橡胶投入到密炼机中110～120℃塑化30～50min，然后将乙烯基氟硅橡胶、抗氧剂加入到密炼机中，温度110～120℃，密炼混合30～60min，出料，冷却，得到混合橡胶料；

36、ii-3.将步骤ii-2得到的混合橡胶料切割成小块，投入双行星搅拌机中，再加入中粘均分子量聚异丁烯，开启搅拌桨和高速分散桨进行搅拌，保持体系真空度为-0.02～-0.03mpa，物料温度加热至160～180℃，搅拌分散2～4h，出料，冷却，得到所述压敏胶粘剂；

37、iii.涂覆和覆膜

38、iii-1.将步骤ii得到的所述压敏胶粘剂在170～180℃加热40～50min，然后涂覆在步骤i得到的所述橡胶止水带本体的一个侧面或两个侧面上，得到紧密粘贴在一起的橡胶止水带本体和压敏胶粘剂层；

39、iii-2.将隔离膜粘贴在压敏胶粘剂层的表面，即得。

40、优选地，所述步骤ii-2中，中门尼粘度氯化丁基橡胶、高门尼粘度氯化丁基橡胶、中门尼粘度溴化丁基橡胶和高门尼粘度溴化丁基橡胶切割成小块投入密炼机中。

41、优选地，所述步骤i-5中，所述成型硫化一体化硫化法在平板硫化机中进行，温度160～170℃，时间1～2h。

42、本发明还提供上述耐高温止水带或通过上述制备方法得到的所述耐高温止水带在高地热隧道接缝防水中的应用。

43、实际应用时，隔离膜在现场揭除，然后混凝土浇筑在压敏胶粘剂层上，胶粘剂与混凝土牢固地粘合在一起，有效解决了窜水、止水带与混凝土粘接等问题。

44、三元乙丙橡胶是以乙烯和丙烯为主要单体，经溶液聚合并加入不饱和的第三单体(非共轭二烯烃)制成的三元共聚物，属于饱和碳链橡胶。由于三元乙丙橡胶分子链中没有极性取代基团，空间位阻小，分子链柔性大，使得三元乙丙橡胶不仅表现出优良的耐屈挠性、回弹性和耐低温性，同时还具有很好的化学结构稳定性。硅橡胶具有优异的耐热老化性。三元乙丙橡胶和硅橡胶协同作用，在过氧体系硫化剂作用下，制备得到的橡胶高温下能够长期保持优良的力学性能。

45、压敏胶粘剂采用不同粘度氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶，特定粘度分子量的聚异丁烯，以及耐热性能优异的氟硅橡胶，几种成分协同作用使得胶粘剂耐高温性能优异，且与混凝土粘接性能好。