CN105419120A - 一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材及其生产工艺 - Google Patents

一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，所述防水卷材包括以下原料组分：三元乙丙橡胶、硫磺、氧化锌、硬脂酸、促进剂TMTD、促进剂SA、促进剂BZ、促进剂M、填料、防老剂、软化剂。各原料组分，以质量份计，含量为：三元乙丙橡胶98~102份、硫磺1.4~1.6份、氧化锌4~6份、硬脂酸0.8~1.2份、促进剂TMTD？？0.8~1.1份、促进剂SA？1.6~2.2份、促进剂BZ？？0.4~0.6份、促进剂M？0.4~0.6份、填料？38~42份、？防老剂4~6份、软化剂15~25份。本发明三元乙丙橡胶防水卷材可采用热风焊接施工和胶粘施工两种方式。

Description

一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种建筑用三元乙丙（EPDM）橡胶防水卷材，具体涉及一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙防水卷材及其生产工艺，属于防水材料领域。
背景技术
三元乙丙橡胶防水卷材具有拉伸强度高、延伸率大、耐老化好、对基层伸缩或开裂变形适应能力强等优点；但由于其自身内部分子结构的特点，硫化后的三元乙丙橡胶防水卷材丧失了热风焊接性能，仅能胶粘施工。
三元乙丙橡胶防水卷材的防水基层要求坚固、平整、干净、干燥。基层转角部位应做成圆弧或三角形，圆弧半径应大于20mm。屋面的排水坡度、分割缝、排气孔等应按设计要求处理。
雨、雪、雾、大风天气及基面潮湿的情况下不能铺贴卷材。铺设防水卷材时，施工温度需在5－35℃，相对湿度应小于80%。施工过程中，各道工序不得交叉，所有节点部位必须做加强层。施工时不能接近火源、热源。
但由于涂刷胶粘剂时厚薄不均、胶粘剂的耐水性较差、接缝部位的粘结密封不易等原因，造成了三元乙丙橡胶防水卷材层因接缝粘结不牢或密封不严而导致渗水、漏水事故的时有发生。
现有的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材具有以下缺陷：（1）其搭接缝无法热风焊接施工；（2）抗剪切强度差；（3）胶粘施工的卷材抗剥离强度差；（4）搭接处耐水性差，易渗水漏水；
因而，急需一种各项机械性能好的可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的不足，提供一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材及其生产工艺，以实现以下发明目的：
1、解决硫化型三元乙丙橡胶防水卷材搭接缝无法热风焊接施工的问题；
2、提高硫化型三元乙丙橡胶防水卷材的抗剪切强度；
3、提高硫化型三元乙丙橡胶防水卷材的抗剥离强度；
4、提高硫化型三元乙丙橡胶防水卷材的耐水性能。
为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，
所述防水卷材包括以下原料组分：三元乙丙橡胶、硫磺、氧化锌、硬脂酸、促进剂TMTD、促进剂SA、促进剂BZ、促进剂M、填料、防老剂、软化剂。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述防水卷材的各原料组分，以质量份计，含量为：三元乙丙橡胶98~102份、硫磺1.4~1.6份、氧化锌4~6份、硬脂酸0.8~1.2份、促进剂TMTD0.8~1.1份、促进剂SA1.6~2.2份、促进剂BZ0.4~0.6份、促进剂M0.4~0.6份、填料38~42份、防老剂4~6份、软化剂15~25份。
所述防水卷材的各原料组分，以质量份计，含量为：三元乙丙橡胶100份、硫磺1.5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、促进剂TMTD1.0份、促进剂SA2份、促进剂BZ0.5份、促进剂M0.5份、填料40份、防老剂5份、软化剂20份。
所述填料为炭黑，所述炭黑：以N330炭黑和N660炭黑按质量比1:1混合而成。
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述硫磺细度为400目；
所述防老剂为橡胶防老剂，型号为4010Na；
所述软化剂为石蜡油。
一种可热风焊接硫化型的三元乙丙橡胶防水卷材的生产工艺，
包括密炼，混炼，挤出成型，覆焊接条、硫化，冷却、卷取步骤。
所述的密炼：密炼温度控制在130~145oC，密炼时间为10~12min，密炼后排胶。
所述的混炼：在560型开炼机上薄通3次，降温，温度低于90oC后，过滤；下条宽度控制在10~12cm、厚度控制在1~1.5cm。
所述的覆焊接条、硫化：将焊接胶条热熔，固定于防水卷材边缘5~10cm处，硫化，硫化罐硫化温度控制在160~180oC，硫化压力控制在0.3MPa，硫化时间控制在8~9min。
所述的挤出成型：挤出成型的冷喂料挤出机机筒温度控制在45~75oC。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明三元乙丙橡胶防水卷材可采用热风焊接施工和胶粘施工两种方式；普通硫化型三元乙丙橡胶防水卷材完全不具备可焊接功能，仅能胶粘施工；
2.本发明卷材搭接边可通过热风焊接机焊接施工，焊接缝的剥离强度可达7.3~7.8N/mm，而现有的硫化型橡胶防水卷材的胶粘剥离强度仅为1.5N/mm，焊接强度和焊接质量远超于胶粘效果；
3.本发明三元乙丙橡胶防水卷材搭接边经焊接后的抗剪强度可达10.3~12N/min，远超于现有技术的胶粘的抗剪强度，且焊接缝处的抗外力破坏能力超过了卷材本身的抗外力破坏能力；
4.本发明三元乙丙橡胶防水卷材：耐水能力强，漏水发生率为0；
5.本发明三元乙丙橡胶防水卷材：横向拉伸强度为11.5~12.5MPa，横向断裂伸长率为660~668%，纵向拉伸强度为12.3~12.9MPa，纵向断裂伸长率为512~516%，横向撕裂强度为31~35N/mm，纵向撕裂强度为37~39N/mm，抗剥离强度为7.3~7.8N/mm，抗剪强度为10.3~12N/mm。
具体实施方式
实施例1一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材
所述卷材包括以下原料，以质量份计：
原材料质量份
三元乙丙橡胶98份
硫磺1.4份
氧化锌4份
硬脂酸0.8份
促进剂TMTD0.8份
促进剂SA1.6份
促进剂BZ0.4份
促进剂M0.4份
填料38份
防老剂4份
软化剂15份；
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述硫磺为硫化剂，其目数要求为400目；
所述氧化锌为纳米氧化锌，作为EPDM橡胶的硫化活化剂；
所述硬脂酸作为EPDM橡胶硫化活化剂，其目数要求为800目，其目的是与氧化锌并用活化硫化剂，提高EPDM胶料交联密度；
所述促进剂TMTD、SA、BZ、M均为硫化促进剂；
所述填料为炭黑，以N330炭黑和N660炭黑按质量比1:1混合而成；
所述防老剂为橡胶防老剂，其型号为4010Na；
所述软化剂为石蜡油。
实施例2一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材
所述卷材包括以下原料，以质量份计：
原材料质量份
三元乙丙橡胶100份
硫磺1.5份
氧化锌5份
硬脂酸1份
促进剂TMTD1.0份
促进剂SA2份
促进剂BZ0.5份
促进剂M0.5份
填料40份
防老剂5份
软化剂20份；
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述硫磺为硫化剂，其目数要求为400目；
所述氧化锌为纳米氧化锌，作为EPDM橡胶的硫化活化剂；
所述硬脂酸作为EPDM橡胶硫化活化剂，其目数要求为800目，其目的是与氧化锌并用活化硫化剂，提高EPDM胶料交联密度；
所述促进剂TMTD、SA、BZ、M均为硫化促进剂；
所述填料为炭黑，以N330炭黑和N660炭黑按质量比1:1混合而成；
所述防老剂为橡胶防老剂，其型号为4010Na；
所述软化剂为石蜡油。
实施例3一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材
所述卷材包括以下原料，以质量份计：
原材料质量份
三元乙丙橡胶102份
硫磺1.6份
氧化锌6份
硬脂酸1.2份
促进剂TMTD1.1份
促进剂SA2.2份
促进剂BZ0.6份
促进剂M0.6份
填料42份
防老剂6份
软化剂25份；
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述硫磺为硫化剂，其目数要求为400目；
所述氧化锌为纳米氧化锌，作为EPDM橡胶的硫化活化剂；
所述硬脂酸作为EPDM橡胶硫化活化剂，其目数要求为800目，其目的是与氧化锌并用活化硫化剂，提高EPDM胶料交联密度；
所述促进剂TMTD、SA、BZ、M均为硫化促进剂；
所述填料为炭黑，以N330炭黑和N660炭黑按质量比1:1混合而成；
所述防老剂为橡胶防老剂，其型号为4010Na；
所述软化剂为石蜡油。
实施例4一种可热风焊接硫化型的三元乙丙橡胶防水卷材的生产工艺
步骤1、密炼：
将EPDM、硬脂酸、氧化锌、填料、石蜡油和防老剂按配方比例称量，投入密炼机中，密炼温度控制在130~145oC，密炼时间为10~12min，待密炼均匀后排胶。
步骤2、混炼：
将排出的胶料在560型开炼机上薄通3次，将胶料降温，温度低于90oC后，经过滤胶机过滤去杂质；
将滤除杂质的胶料在450型开炼机上进行薄通、混炼，混炼过程中加入硫磺和促进剂TMTD、SA、BZ、M，混炼均匀后下条，控制在10~12cm宽、1~1.5cm厚，放置24小时。
步骤3、挤出成型：
通过冷喂料挤出机挤出成型，冷喂料挤出机机筒温度控制在45~75oC。
步骤4、覆焊接条、硫化：
将可焊接胶条热熔，固定于三元乙丙橡胶防水卷材边缘5~10cm处，随传送布进入硫化罐进行硫化，硫化工艺参数特征在于：硫化罐硫化温度控制在160~180oC，硫化压力控制在0.3MPa，硫化时间控制在8~9min。
步骤5、冷却、卷取：
硫化完后的卷材经冷却水冷却，然后经卷取、包装、入库。
本发明硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，与普通硫化型三元乙丙橡胶防水卷材相比，具有以下优势：
1.普通硫化型三元乙丙橡胶防水卷材完全不具备可焊接性，仅能胶粘施工，本发明三元乙丙橡胶防水卷材可采用热风焊接施工和胶粘施工两种方式；
2.本发明卷材搭接边可通过热风焊接机焊接施工，焊接缝的剥离强度可达7~8N/mm，而现有的硫化型橡胶防水卷材的胶粘剥离强度仅为1.5N/mm，焊接强度和焊接质量远超于胶粘效果；
3.本发明三元乙丙橡胶防水卷材搭接边经焊接后的抗剪强度可达10.3~12N/min，远超于现有技术的胶粘的抗剪强度，且焊接缝处的抗外力破坏能力超过了卷材本身的抗外力破坏能力；
4.经试验，在不同地点，将本发明三元乙丙橡胶防水卷材搭接边经焊接后施工，共进行100处实验，12个月后检测，无一处卷材有漏水现象发生；
5.对本发明三元乙丙橡胶防水卷材的机械性能指标检测结果见表1；
表1本发明三元乙丙橡胶防水卷材的机械性能指标检测结果
由表1可知，本发明三元乙丙橡胶防水卷材的机械性能明显优于现有技术。
实施例5一种可热风焊接硫化型的三元乙丙橡胶防水卷材
所述卷材包括以下原料，以质量份计：
原材料质量份
三元乙丙橡胶109份
硫磺1.1份
氧化锌4.6份
木蜡3.1份
促进剂TMTD1.1份
促进剂SA2.2份
N-苯基-α-苯胺4.6份
硫酸亚铁2.6份
镁铬砂23份
聚甲基丙烯酸甲酯3.5份
月见草油2.3份
月桂烯1.2份；
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述硫磺为硫化剂，其目数要求为400目；
所述木蜡：熔点为48℃-52℃；含油量为2%；
所述镁铬砂：密度为4.429g/cm3，熔点2180℃，莫氏硬度5.5；
所述月见草油：相对密度为0.9210~0.9350，不溶性杂质≤0.05%，皂化值为190mg/g~198mg/g；
所述月桂烯：比重(20℃)为0.790~0.805，折光率(20℃)为1.4670~1.4740；
上述百分数均为质量百分数。
所述防水卷材的生产工艺：
步骤1、密炼：
将三元乙丙橡胶、木蜡、氧化锌、镁铬砂、硫酸亚铁、聚甲基丙烯酸甲酯和N-苯基-α-苯胺，按配方比例称量，投入密炼机中，密炼温度控制在140oC，密炼时间为11min，待密炼均匀后排胶。
步骤2、混炼：
将排出的胶料在560型开炼机上薄通3次，将胶料降温，温度低于90oC后，经过滤胶机过滤去杂质；
将滤除杂质的胶料在450型开炼机上进行薄通、混炼，混炼过程中加入硫磺、促进剂TMTD、促进剂SA、见月草油和月桂烯，混炼均匀后下条，控制在10~12cm宽、1~1.5cm厚，放置24小时。
步骤3、挤出成型：
通过冷喂料挤出机挤出成型，冷喂料挤出机机筒温度控制在45~75oC。
步骤4、覆焊接条、硫化：
将可焊接胶条热熔，固定于三元乙丙橡胶防水卷材边缘5~10cm处，随传送布进入硫化罐进行硫化，硫化工艺参数特征在于：硫化罐硫化温度控制在160~180oC，硫化压力控制在0.3MPa，硫化时间控制在8~9min。
步骤5、冷却、卷取：
硫化完后的卷材经冷却水冷却，然后经卷取、包装、入库。
经试验，实施例5的三元乙丙橡胶防水卷材可采用热风焊接施工和胶粘施工两种方式；
卷材搭接边可通过热风焊接机焊接施工，焊接缝的剥离强度可达7.9N/mm；
卷材搭接边经焊接后的抗剪强度可达13N/min；
卷材耐水能力强，漏水发生率为0；
卷材横向拉伸强度为14MPa，横向断裂伸长率为680%，纵向拉伸强度为14MPa，纵向断裂伸长率为520%，横向撕裂强度为40N/mm，纵向撕裂强度为42N/mm，抗剥离强度为7.9N/mm，抗剪强度为13N/mm。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识；本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，其特征在于：
所述防水卷材包括以下原料组分：三元乙丙橡胶、硫磺、氧化锌、硬脂酸、促进剂TMTD、促进剂SA、促进剂BZ、促进剂M、填料、防老剂、软化剂。
2.根据权利要求1所述的一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，其特征在于：
所述防水卷材的各原料组分，以质量份计，含量为：三元乙丙橡胶98~102份、硫磺1.4~1.6份、氧化锌4~6份、硬脂酸0.8~1.2份、促进剂TMTD0.8~1.1份、促进剂SA1.6~2.2份、促进剂BZ0.4~0.6份、促进剂M0.4~0.6份、填料38~42份、防老剂4~6份、软化剂15~25份。
3.根据权利要求1所述的一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，其特征在于：
所述防水卷材的各原料组分，以质量份计，含量为：三元乙丙橡胶100份、硫磺1.5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、促进剂TMTD1.0份、促进剂SA2份、促进剂BZ0.5份、促进剂M0.5份、填料40份、防老剂5份、软化剂20份。
4.根据权利要求1所述的一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，其特征在于：
所述填料为炭黑，所述炭黑：以N330炭黑和N660炭黑按质量比1:1混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，其特征在于：
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述硫磺细度为400目；
所述防老剂为橡胶防老剂，型号为4010Na；
所述软化剂为石蜡油。
6.一种可热风焊接硫化型的三元乙丙橡胶防水卷材的生产工艺，其特征在于：
包括密炼，混炼，挤出成型，覆焊接条、硫化，冷却、卷取步骤。
7.根据权利要求6所述的一种可热风焊接硫化型的三元乙丙橡胶防水卷材的生产工艺，其特征在于：
所述的密炼：密炼温度控制在130~145oC，密炼时间为10~12min，密炼后排胶。
8.根据权利要求6所述的一种可热风焊接硫化型的三元乙丙橡胶防水卷材的生产工艺，其特征在于：
所述的混炼：在560型开炼机上薄通3次，降温，温度低于90oC后，过滤；下条宽度控制在10~12cm、厚度控制在1~1.5cm。
9.根据权利要求6所述的一种可热风焊接硫化型的三元乙丙橡胶防水卷材的生产工艺，其特征在于：
所述的覆焊接条、硫化：将焊接胶条热熔，固定于防水卷材边缘5~10cm处，硫化，硫化罐硫化温度控制在160~180oC，硫化压力控制在0.2~0.4MPa，硫化时间控制在8~9min。
10.根据权利要求6所述的一种可热风焊接硫化型的三元乙丙橡胶防水卷材的生产工艺，其特征在于：
所述的挤出成型：挤出成型的冷喂料挤出机机筒温度控制在45~75oC。
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Application publication date: 20160323

Assignee: Sichuan Hongyuan Waterproof Project Co., Ltd.

Assignor: Weifang Hongyuan Waterproof Material Co., Ltd.

Contract record no.: 2018370000039

Denomination of invention: Vulcanized ethylene propylene diene monomer waterproof roll capable of being subjected to hot-air welding construction and production process of vulcanized ethylene propylene diene monomer waterproof roll

Granted publication date: 20180403

License type: Common License

Record date: 20180918

CP01 Change in the name or title of a patent holder
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Address after: 262735 Taitou Town, Shouguang City, Weifang City, Shandong Province, 2000 meters west of the government

Patentee after: Hongyuan Waterproof Technology Group Co., Ltd.

Address before: 262735 Taitou Town, Shouguang City, Weifang City, Shandong Province, 2000 meters west of the government

Patentee before: Weifang Hongyuan Waterproof Material Co., Ltd.

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Denomination of invention: Vulcanized EPDM waterproof coiled material capable of hot air welding construction and its production process

Effective date of registration: 20220329

Granted publication date: 20180403

Pledgee: Zhejiang Commercial Bank Co.,Ltd. Weifang branch

Pledgor: HONGYUAN WATERPROOF TECHNOLOGY GROUP Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980003440