建筑用橡胶、沥青密封材料的研究与应用

2016-09-23陈静李子安魏申莉

橡塑资源利用 2016年1期

关键词：粘剂密封材料建筑用

陈静、李子安、魏申莉

（石油和化学工业橡胶及再生产品质量监督检验中心）

（天津市质量监督检验站第四十二站天津 300384）

建筑用橡胶、沥青密封材料的研究与应用

陈静、李子安、魏申莉

（石油和化学工业橡胶及再生产品质量监督检验中心）

（天津市质量监督检验站第四十二站天津 300384）

该材料具备压敏、自粘、自愈性和非硫化橡胶集一身的特性，使用时只需将隔离纸撕掉，即可粘贴在需要密封的建筑物上，形成一个封闭严密的整体的防水层。原材料中使用了大量颗粒再生橡胶，部分代替生胶，使沥青的性质得以改性，材料节能环保，而制成橡胶沥青嵌缝密封材料、裂缝贴缝带等系列材料，用于所需的部位。

橡胶、沥青、密封材料、压敏、自粘

一、前言

随着建筑工程新技术、新工艺不断出现和迅速发展，对建筑用密封材料提出了更高的要求。建筑用密封材料一般填充建筑物的接缝、裂缝及管道接头或其它结构物的连接处，并可用于混凝土接缝的密封。密封材料要具有良好的粘结性、弹性、耐老化性和温度适应性，并能耐机械作用引起的振动变形。因此近年来，低模量、高弹性、大延伸的弹性密封材料得以迅速发展。

以研究绿色制造工艺和使用技术为中心，开发出冷施工“建筑用橡胶、沥青密封材料”。研制材料具有压敏、自愈合性能，基层变形不被拉断、使用寿命长、环保、安全。材料中掺添了颗粒再生橡胶，它的掺添大幅降低了成本。研制的密封材料可在常温下进行冷施工，无须热熔、热焊或使用胶粘剂，节约了能源，取消了胶粘剂的使用，达到环保、节能、减排的双赢效果。此材料具有独特的自愈性，是一种先进的柔性的冷施工密封材料。

二、国内、外建筑密封材料的发展

最早生产弹性密封材料并将其用于建筑物的是美国Thiokol公司，该公司成功地合成出了弹性聚硫橡胶，并作为填缝密封材料用于建筑物。随后日本开始生产丙烯酸酯类乳液型密封材料和聚氨酯类密封材料。到目前为止，美国、日本、欧洲一些国家生产的建筑密封材料，主要有硅酮类、聚硫类、丙烯酸类、聚氨酯类及改性沥青类。橡胶作为一种高分子弹性材料，在建筑方面的应用已有几十年的历史，橡胶密封材料在建筑方面的应用十分广泛，即使在西方经济萧条的形势下，防水密封膏产量仍是稳定增长。

在我国，随着建筑结构的预制化、高层化和大型框架挂板的应用，建筑及市政建设的接缝密封日趋重要，在高中档的密封材料中，硅酮类产品在我国的应用面最广，年生产能力在500～1000吨以上的企业有20多家，聚氨酯密封材料的总销量约在5000吨。以上密封材料造价较高。近年来，随着密封施工工艺的方便、快捷，改性沥青密封材料已成为建筑嵌缝的主要材料之一。

研制的“建筑用橡胶、沥青密封材料”——橡胶沥青嵌缝密封材料、裂缝贴缝带等系列材料，依照建筑工程不同部位密封的需求，通过调整配方比例和制造工艺，可制成不同的产品，用于所需的部位。使用时只需将隔离纸撕掉，即可粘贴在需要密封的建筑物上，形成一个封闭严密的整体的防水层。它可在复杂节点部位施工，密封材料具备压敏、自粘、自愈性和非硫化橡胶集一身的特性，它扩大了密封材料的施工范围，带动了国内建筑密封材料的技术进步。

三、“建筑用橡胶、沥青密封材料”特点

目前建筑密封材料按其外观形状可分为定型密封材料（如密封带、止水带、密封条），和不定型密封材料（如各种密封材料、嵌缝膏），按其基本原料分，主要分为改性沥青密封材料和高分子密封材料两大类，详见图1：

图1　建筑密封材料分类及常见产品

研制的“建筑用橡胶、沥青密封材料”是以液态的合成橡胶、颗粒再生橡胶、沥青为主体材料，加入软化剂、增粘剂，按一定比例混合，在一定的温度下选取特定的制造工艺，使沥青的性质得以改性而制成的橡胶、沥青混合物，并用带硅油的PE膜覆盖而成。可制成块、条、片、带等不同形状以满足不同工程的需求。该密封材料由于加入沥青，不仅具有橡胶腻子充填混凝土的气孔和预留槽内空隙的性能，同时与混凝土在一定的压力下具有良好的粘着性能，使混凝土与密封材料连成一体，起到止水作用。其特点如下：

1. 具有优异的延伸性能，能经受一定范围内的剪切与拉伸，从而能适应接缝部位的沉降错位。

2. 具有良好的柔顺性，在一定的压力下，能填充到各种裂缝及空洞中。

3. 具有良好的耐化学性和优良的耐老化性能。

4. 与混凝土、金属等多种材料有良好的粘结力。

5. 操作简便，施工速度快，可用来处理各种形态的裂缝。

6. 常温冷施工，无须热熔、热焊，节约燃料和能源。

7. 掺添颗粒再生橡胶，使废旧橡胶资源化，得到再循环利用。

8. 材料最大特点具有压敏性，增粘剂不析出，长期保持粘性，稍用力即能自愈破损的部位，为国内自粘材料首创。

四、“建筑用橡胶、沥青密封材料”研制机理

橡胶与沥青混合，形成相容体系，改善了沥青的使用性能。无论是橡胶吸附了沥青中的油分，溶胀后分布在沥青中，还是橡胶吸附了沥青中的油分，溶胀后形成连续相，使沥青中的重组分存在于橡胶中，都是因为橡胶的存在，改善了沥青的高低温性能。

项目研制中加入了颗粒再生橡胶，它可以均匀地和沥青熔在一起。颗粒再生橡胶在热沥青中可以达到比较大的分散程度。因为颗粒再生橡胶有类似生胶的性能，在一定温度下沥青与颗粒再生橡胶混合发生了相互扩散，形成颗粒再生橡胶改性沥青。

在研制中采用了较高的聚合物含量，即橡胶比例较大的配方体系，在这种情况下，能形成聚合物的连续相。实际上不是聚合物改性沥青，而是沥青中的油对聚合物的塑性化，原沥青中较重的组分，分散在聚合物连续相中，这种体系所反映出来的性能已经不是沥青的性质，而是聚合物的性质。

将合成橡胶、颗粒再生橡胶、沥青为主体材料，加入一定比例的增粘剂、软化剂，经特定的生产工艺制备的密封材料，具有优良的防水、防潮性能，优良的粘结性能及压敏自愈性，拉断伸长率大，当基层结构伸缩变形时，能随结构伸缩而伸缩，而且耐高、低温性能优良。其主要性能实测值达到JC/T 207-2011标准要求。材料具有压敏“自愈”功能，可广泛的应用于市政工程、屋面工程、地下工程、地铁工程中。