２０１７年第２４期 １２月下 中国建筑防水 Ｃｈｉｎａ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ＤＯＩ：１０．１５９０１￣．ｃｎｋｉ．１００７－４９７ｘ．２０１７．２４．００３ 非硫化型丁基橡胶防水密封胶粘带的研制 董洲，王晓莉，王文斌，孟 赘，杨胜 （中国建筑材料科学研究总院苏州防水研究院，江苏苏州２１５００８） 摘要：以溴化丁基橡胶、增塑剂、增黏剂、白炭黑为主要原料制备了非硫化型丁基橡胶防水密封胶粘带，并探讨了溴化丁 基橡胶、增黏剂、增塑剂和填料用量对其性能的影响。非硫化型丁基橡胶防水密封胶粘带具有优异的永久粘着力和高内 聚力，防水性、密封性、耐低温和追随性能极佳。 关键词：溴化丁基橡胶；胶粘带；白炭黑；内聚强度 文章编号：１００７—４９７Ｘ（２０１７）一２４—００１１－０３ 中图分类号：ＴＵ５０２；ＴＵ７６１．１＋１ 文献标志码：Ａ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｎｏｎ－ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ Ｂｕｔｙｌ Ｒｕｂｂｅｒ Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｔａｐｅ Ｄｏｎｇ Ｚｈｏｕ，Ｗａｎｇ Ｘｉａｏｌｉ，Ｗａｎｇ Ｗｅｎｂｉｎ，Ｍｅｎｇ Ｙｕｎ，Ｙａｎｇ Ｓｈｅｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ａｃａｄｅｍｙ Ｓｕｚｈｏｕ Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１５００８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｎ—ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ ｂｕｔｙｌ ｒｕｂｂｅｒ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ｓｅａｌｉｎｇ ｔａｐｅ ｉｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｂｒｏｍｉｎａｔｅｄ ｂｕｔｙｌ ｒｕｂｂｅｒ，ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ， ｔａｃｋｉｉｅｒｆ ａｎｄ ｗｈｉｔｅ ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｐｅ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｎｏｎ— ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ ｂｕｔｙｌ ｒｕｂｂｅｒ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ｓｅａｌｉｎｇ ｔａｐｅ ｈａｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ａｄｈｅｓｉｏｎ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｃｏｈｅｓｉｏｎ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ，ｓｅａｌｉｎｇ，ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｒｏｍｉｎａｔｅｄ ｂｕｔｙｌ ｒｕｂｂｅｒ；ｓｅａｌｉｎｇ ｔａｐｅ；ｗｈｉｔｅ ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ；ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ２０１６年，李克强在工作报告中提出要 积极推广绿色建筑和建材，大力发展钢结构和装配式 建筑。目前，我国现有的大部分钢结构屋面都存在不 材料以解决上述问题。 借鉴国外成功的钢结构屋面渗漏维修经验，采用 丁基橡胶配以优异的增塑剂、增黏剂、抗老化剂等生 产出来的无溶剂环保型丁基橡胶密封粘结带，防水 同程度的漏水现象，主要集中在压型钢板接口搭接、 内天沟两侧檐沟与墙体连接部分等，从而成为钢结构 建筑的难言之隐。究其原因，其实这并非完全是由于 施工单位不规范操作所引起的，主要还在于钢材料自 身的热胀冷缩系数大，再加上风载、荷载等外力作用 的影响，造成收缩、变形。接口和搭接部位产生位移 时，如采用普通的密封胶，其与钢板表面粘结处不能 同步位移，就会产生脱离，故通常在经历１年左右的 性、密封性、耐低温和追随性能均极佳，很好地解决了 压型钢板接口处发生位移或因应力变化而产生漏水 的问题。在欧美、日本等发达国家，为了获得优异的 粘接强度、抗拉强度和延伸率，丁基橡胶密封粘结带 主要以硫化型为主，生产工艺较复杂。本研究通过选 用优异的丁基橡胶品种，选用了与之相容性较好的增 黏剂、增塑剂、补强填料，并通过配方和工艺调整，研 气候变化后就会产生脱胶现象，造成钢结构屋面漏 水。因此需开发一种适用于钢结构屋面的配套防水 收稿日期：２０１７—０７—２６ 制出具有高内聚强度、良好粘结性能的非硫化型丁基 橡胶防水密封胶粘带（下称丁基胶粘带）。 １实验部分 作者简介：董洲，男，１９８２年生，工程师。联系地址：２１５００８江 苏省苏州市广济路２８４号苏州防水研究院。 １．１主要原料 溴化丁基橡胶２２５５：埃克森美孚化工；石油增黏 １２ 中国建筑防水 ２０１７ ＮＯ．２４ 树脂（软化点为１００ ）、增塑剂、 白炭黑、抗氧剂 （１０１０和１６８）等，均为市售工业品。 １．２主要仪器 溴化丁基橡胶作为橡胶主体。 ２．２增塑剂用量对丁基胶粘带性能的影响 增塑剂的主要作用是增大橡胶分子链问的距离， 二辊炼塑机：ＳＹＪ一２０，北京化工学院联合制造； 电子拉力机：ＤＸＬＬ一１００００，上海登杰机器设备有限公 减少分子问的作用力，从而在宏观上增加橡胶的塑 性，使胶粘带长期处于柔软状态。增塑剂选择的基本 原则，主要看其与所用橡胶之间的相容性，如果相容 司；平板硫化机：ＱＬＢ—Ｄ，宜兴市宜轻机械有限公司。 １－３试验方法 性不好，增塑剂在使用过程中将会从胶粘带中离析出 试验过程如下：按照配方将各个成分称量后按照 顺序加入二辊开炼机｝昆炼，机器温度控制在６０～７０ ℃，约８０ ｒａｉｎ后混炼均匀。然后将混炼好的丁基橡胶 胶黏剂混合物通过平板硫化机在常温下压制成厚度 约为１．２ ｍｍ的丁基胶粘带，然后按照ＪＣ／Ｔ ９４２— ２００４￣丁基橡胶防水密封胶粘带》的要求制样并进行 性能测试。 ２结果与讨论 ２．１ 丁基橡胶牌号的选择对丁基胶粘带性能的影响 丁基橡胶的分子结构含有一个非常长而直的碳 氢骨架链，仅含少量双键或活性点，故气候老化、热老 化对丁基橡胶的影响较小，而且丁基橡胶还具有耐动 物油、植物油和耐化学介质等性能。在丁基橡胶的聚 合链中引入１．２％～３．５％（质量分数，下同）的溴制成溴 化丁基橡胶，能大大改善它对其他橡胶、金属的粘附 性和粘结强度。此外，与未溴化的丁基橡胶相比，溴 化丁基橡胶有更高的定伸强度和内聚力。本研究采 用溴化丁基橡胶２２５５和普通丁基橡胶２６８分别制得 了两种丁基胶粘带，性能测试结果见表１。 表１两种丁基橡胶胶粘带的性能对比 项目 溴化丁基橡胶 丁基橡胶 持黏性／ｍｉｎ ４５ ２０ 剪切状态粘合性／（Ｎ／ｍｍ） ５．５ ４ 剥离强度（对彩钢板）／（Ｎ／ｍｍ） １．２８ Ｏ．８３ 从表ｌ可以看出，采用溴化丁基橡胶制得的胶粘 带比采用丁基橡胶制得的胶粘带无论在持粘性还是 剪切状态粘合性、剥离强度指标上都要高得多。因此， 想要制得高粘结力、高内聚强度的丁基胶粘带要选择 来。常用且有效的增塑剂有石蜡油、环烷油、苯二甲 酸二烷基酯、凡士林和微晶蜡等，本研究选用邻苯二 甲酸二辛酯作为丁基胶粘带的增塑剂，在保持其他物 料类型与用量不变，改变增塑剂用量，考察了增塑剂 用量对丁基胶粘带性能的影响，结果见图１。 ８０ ７０ ６０ 昌 鲁 芝 ５Ｏ 幅 北 黑 ４０ 韫匣 懈 ３Ｏ ２０ １００ １１０ １２０ １３０ １４Ｏ １５Ｏ １６Ｏ 增塑剂用量／份 图１增塑剂用量对丁基胶粘带性能的影响 从图１持粘性的变化来看，增塑剂用量从１００份 增加至１５０份时，制得的丁基胶粘带的持粘性逐渐减 小，内聚力逐渐减小，丁基胶粘带的剥离强度从１．３１ Ｎ／ｍｍ下降到０．９３ Ｎ／ｍｍ。因此，增塑剂用量不宜超过 １５０份。 ２＿３增黏剂用量对丁基胶粘带性能的影响 通常在密封胶粘带配方中加入增黏剂（石油树 脂、松香树脂等）可以提高胶粘带的初黏性和剥离强 度。石油树脂、松香树脂等增黏剂的玻璃化转变温度 较高，添加过多会使丁基胶粘带的耐低温性能受到影 响。因此，应根据使用要求选择确定适宜的添加量。 本研究选择性价比较高的石油树脂（软化点１００℃） 董洲，等：非硫化型丁基橡胶防水密封胶粘带的研制 １３ 作为增黏剂，增黏剂用量对丁基胶粘带性能的影响见 图２。 量 鲁 ．量 ｇ 芝 榱 啦 魑 ＿ ； ● 榴足 ｊ ６ ２ ８ ４ 增黏剂用量／份 图２增黏剂用量对丁基胶粘带性能的影响 从图２可以看出，增黏剂用量从２０份增加到 １００份的过程中，丁基胶粘带的剥离强度值经历一个 逐渐增大后稳定的过程，当增黏剂用量超过５Ｏ份后， 剥离强度值趋于平衡；而持粘性有所降低。这是因为 增黏树脂的溶解使丁基橡胶相的黏度下降，体系的黏 度越小，对卷材表面的湿润就越充分，剥离强度值越 大。但是增黏剂用量增加会损害丁基胶粘带的低温 性能，在试验测试中发现增黏剂用量大于７０份时，制 得的丁基胶粘带在一４０℃下会发生断裂。因此，增黏 剂的用量不宜高于５０份。 ２．４ 白炭黑用量对丁基胶粘带性能的影响 一般情况下，微粒状颜填料可增加体系的刚度和 内聚强度，但会降低体系的初黏性。滑石粉、碳酸钙、 陶土等普通填料只能起到降低成本的作用，基本起不 到补强作用。因此，本研究选择采用沉淀法白炭黑作 为主要补强填料。一方面，白炭黑表面的自由羟基与 橡胶大分子之间可以形成物理或化学的结合；另一方 面，通过白炭黑的均匀分散，在白炭黑表面形成了橡 胶大分子的吸附层，相邻填料分子问的距离比粒子的 直径小，这些粒子的结晶化效果使吸附层内的分子间 引力增大而起到补强作用，极大地提高丁基胶粘带的 内聚强度、持粘性和剥离强度。其中，白炭黑用量与 持粘性、剥离强度值的关系见图３。 吕 吕 ．量 吕 靶 鼎 艇 磊 臼炭黑用量／份 图３ 白炭黑用量对丁基胶粘带・眭能的影响 ３丁基胶粘带的综合性能 本研究制备的非硫化型丁基橡胶防水密封胶粘 带的综合性能见表２。 表２丁基胶粘带的综合性能 项目 标准要求 实测值 持黏性／ｍｉｎ ≥２Ｏ ＞６０ 耐热性（８０℃，２ ｈ） 合格 合格 低温柔性 一４０ ｏＣ 合格 剪切状态粘合性／（Ｎ／ｍｍ） ≥２．Ｏ ６．５ 剥离强度（对彩钢板）／（Ｎ／ｒａｍ） ≥０．６ １．３８ 热处理（８Ｏ℃，７ ｄ） ＞８０ １１Ｏ 剥离强度 饱和氢氧化钙溶液（７ ｄ）保持率／％ ＞８０ １２０ 水处理（７ ｄ） ＞８０ １０５ ４结论 １）采用增黏剂、增塑剂、白炭黑等添加剂与溴化 丁基橡胶共混，通过调节配比，制得的丁基胶粘带具 有很好的初黏性、持粘性和剥离强度，对于界面形变 和开裂的适应性强。该丁基胶粘带的持粘性、剥离强 度值远超过ＪＣ／Ｔ ９４２－２００４标准指标的要求。 ２）在实际应用过程中，丁基粘结带可以很好地解 决以往防水材料不能追随金属屋面板收缩变形的问 题，能从根本上解决钢结构屋面接口漏水的隐患。从 实际施工应用来看，本研究制备的丁基粘结带施工工 艺简单、方法可靠、效果良好。 （编辑：丁春花） Ｏ
