[0001] 本公开涉及一种建筑板材，尤其涉及一种反粘式防水板及其制造方法。

[0002] 目前我国已建成的铁路隧道数量和长度均居世界首位。但由于地质、设计、施工、维修管理等方面的原因，隧道病害问题日益突出。有些隧道的病害已经严重影响到隧道的正常使用，甚至危及行车安全。据有关资料统计，目前铁路隧道病害主要表现在：渗漏水、衬砌裂损与腐蚀、衬砌背后空洞、仰拱或铺底变形损坏等。但几乎所有的隧道病害都与渗漏水有着直接或间接的关系。

[0039] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 除非另作定义，本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。除非特别说明，本发明所称“份”指重量份。

[0041] 目前国内外修建的铁路隧道一般都采用复合式衬砌，也就是在喷锚支护层(一衬混凝土)和混凝土衬砌(二衬混凝土)间设置缓冲垫层和防水层。缓冲垫层是由土工无纺布和塑料垫片组成，用钉子将塑料垫片与土工无纺布固定到一衬混凝土，起到对防水层的保护作用。防水层为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)防水板，起到防水、隔水、排水作用，防止水侵蚀二衬混凝土。

[0042] 目前铁路隧道所用的防水层主要为EVA防水板，该防水板两面均光滑，无任何复合层，搭接边主要采用爬焊机热熔焊接处理，爬焊机设置的温度不同，对焊缝质量有一定影响，由于焊接温度和走行速度上控制不严，存在焊穿或焊接不牢的现象，在浇注二衬混凝土时焊接部位容易被涨开。采用手工点焊将防水板固定在无纺布上同材质垫片时，由于温度和时间不好掌握，焊接质量不稳定，有焊穿或焊接不牢的现象。防水板被钢筋等硬物刺破再补焊一块的现象较普遍，补焊的质量只能靠观察认定，不易检查。后续的衬砌施工中，也会出现刺破现象。这些问题均导致防水板漏水和窜水，防水层破坏失效，二衬混凝土会受水侵蚀而性能下降。

[0043] 因此研制一种新型的防水板防水层是亟待研究和解决的问题，研制的新型防水层需要能很好地粘附在二衬混凝土基面上，不容易剥离脱落，搭接部位能避免焊接带来的问题，同时还具有优异的力学性能如强度和弹性，耐水性好，耐热性好，低温柔性好，耐热老化、酸碱盐老化后性能稳定，能替代现有EVA防水板防水层用于铁路隧道。

[0044] 针对现有铁路隧道EVA防水板防水层的不足，本发明提供了一种反粘式防水板及其制造方法，该反粘式防水板包括依次相贴合的防水片材层、自粘胶层和防粘涂膜层。例如，该反粘式防水板能很好地应用于铁路隧道中。该防水层不是单一材料，而是包括依次相贴合的防水片材层、自粘胶层和防粘涂膜层，所述反粘式防水板总厚度为0.91mm–2.1mm，所述防水片材层、所述自粘胶层和所述防粘涂膜层的厚度依次减小。这种复合反粘式防水板采用预铺反粘法施工，高分子材料片材面朝向一衬混凝土，防粘涂膜层朝向二衬混凝土，二衬混凝土直接浇筑到防粘涂膜层的表面，防粘涂膜层可与液体混凝土发生反应后溶解在混凝土中，而自粘胶层可与终凝后的混凝土形成牢固的粘结，同时对二衬混凝土起到表面密封作用，这种自粘胶具有很好的弹性，能有效防止窜水。搭接时，采用一幅卷材的防粘涂膜层对接另一幅卷材的防水片材层，用热熔爬焊机自动焊接，让自粘胶与片材粘结到一起，由于自粘胶层热熔温度较低，能有效防止焊坏焊穿，同时自粘胶层具有很好的弹性，也能防止焊接处在浇注二衬混凝土时被涨开而失效。固定时采用垫片点焊片材方式，由于有自粘胶层，能有效防止焊穿漏水。这种新型铺式防水卷材防水层无需隔离膜，节省材料和揭膜工序，提高了施工效率。防粘涂膜层能很好地保护自粘胶面免受隧道中粉尘、水、泥沙等污染而失效。与现有EVA防水板相比，这种新型复合反粘式防水板能充分解决防水板与二衬混凝土之间的窜水问题、焊接破坏问题、混凝土浇筑涨破问题等，起到真正意义的防水。

[0045] 下面通过实施例来具体说明本发明的技术方案。

[0046] 实施例1

[0047] 概括而言，制造反粘式防水板的方法包括：1)将高分子材料经单螺杆挤出机挤出牵引再经三辊压延机压延形成防水片材层；2)在所述防水片材层上通过热熔涂布设备的涂胶模头涂布自粘胶，刮涂均匀形成自粘胶层；3)在所述自粘胶层上喷涂防粘涂料，所述防粘涂料干燥后形成防粘涂膜层；4)收卷、包装，形成反粘式防水板产品。下面分步骤进行说明。

[0048] 步骤1)，将高分子材料经单螺杆挤出机挤出牵引再经三辊压延机压延形成防水片材层。

[0049] 1.1.聚乙烯改性粒料的制备

[0050] 聚乙烯改性粒料是由如下组分配比混合得到的，配比为高密度聚乙烯20～40重量份、线性低密度聚乙烯10～30重量份、茂金属聚乙烯10～20重量份、乙烯-醋酸乙烯共聚物(VA含量12～28％)15～30重量份、乙烯-醋酸乙烯共聚物改性聚乙烯(VA含量3～6％)15～30重量份。上述高密度聚乙烯例如可以为吹膜级高密度聚乙烯、上述线性低密度聚乙烯例如可以为吹膜级线性低密度聚乙烯。优选的，聚乙烯改性粒料是由如下组分配比混合得到的，吹膜级高密度聚乙烯25～35重量份、吹膜级线性低密度聚乙烯15～25重量份、茂金属聚乙烯10～15重量份、乙烯-醋酸乙烯共聚物(VA含量14％)20～25重量份、乙烯-醋酸乙烯共聚物改性聚乙烯(VA含量3～6％)20～25重量份。

[0051] 将上述各组分投入到高速搅拌混合罐中，搅拌均匀后输送至专用挤板生产线的料仓，生产出聚乙烯改性粒料。

[0052] 1.2.将上述聚乙烯改性粒料加入单螺杆挤出机中，开启单螺杆挤出机的加热与冷却系统，设置各区温度，主机温度控制190～240℃，模头温度控制在210～220℃，中辊温度控制50～70℃，底辊温度控制在35～45℃，设置温度到达后，开启主机，压延辊，牵引机，收卷切割后包装得到防水片材层。

[0053] 步骤2)在所述防水片材层上通过热熔涂布设备的涂胶模头涂布自粘胶，刮涂均匀形成自粘胶层。

[0054] 2.1.自粘胶由如下组分配比经热熔混合得到：粘均分子量为400000～500000的高分子量丁基橡胶5～20重量份、粘均分子量为45000～95000的中分子量聚异丁烯10～30重量份、数均分子量为1000～2500的低分子量聚异丁烯20～40重量份、弹性体改性树脂20～40重量份、石油树脂(C5)5～15重量份、抗氧剂0.5～1重量份、紫外线吸收剂0.5～1重量份。
优选配比为高分子量丁基橡胶10～15重量份、中分子量聚异丁烯15～25重量份、低分子量聚异丁烯25～35重量份、弹性体改性树脂25～35重量份、石油树脂(C5)5～15重量份、抗氧剂0.5～1重量份、紫外线吸收剂0.5～1重量份。

[0055] 2.2.自粘胶的制备方法。自粘压敏胶制备包括以下步骤：

[0056] (1)将高分子量丁基橡胶切成大拇指盖大小的小块，投入到双行星搅拌机中；

[0057] (2)将中分子量聚异丁烯、低分子量聚异丁烯、弹性体改性树脂、石油树脂、抗氧剂、紫外线吸收剂投入到双行星搅拌机中，抽真空至0.05～0.09MPa，保压，物料温度保持在120～130℃，开启搅拌，低速搅拌60分钟，开启高速分散机，转速为100转/分钟，保持20分钟，调节转速为300转/分钟，保持20分钟，调节转速为600转/分钟，保持20分钟，调节转速为
800转/分钟，调节搅拌速度为，保持600分钟；

[0058] (3)打开双行星搅拌机中观察物料是否均匀，均匀后即可出料，如仍有小颗粒，则需继续搅拌分散20分钟后观察。

[0059] 2.3.在步骤1得到的所述防水片材层上通过热熔涂布设备的涂胶模头涂布自粘胶，刮涂均匀形成自粘胶层。

[0060] 步骤3)在所述自粘胶层上喷涂防粘涂料，所述防粘涂料干燥后形成防粘涂膜层。

[0061] 3.1.防粘涂料由如下组分配比经分散搅拌研磨得到：聚乙烯醇粉末(PVA1788)10～20重量份、无水乙醇40～60重量份、气相法二氧化硅防沉淀剂(R972)5～10重量份、醇溶性丙烯酸树脂(RT900)20～40重量份、耐候性钛白粉(R706)1～5重量份、紫外线吸收剂(UV327)1～2重量份。优选配比：聚乙烯醇粉末(PVA1788)15～20重量份、无水乙醇45～55重量份、气相法二氧化硅防沉淀剂(R972)5～10重量份、醇溶性丙烯酸树脂(RT900)25～35重量份、耐候性钛白粉(R706)2～5重量份、紫外线吸收剂(UV327)1～2重量份。

[0062] 3.2.防粘涂料制备包括以下步骤

[0063] (1)将无水乙醇、气相法二氧化硅、醇溶性丙烯酸树脂投入至高速分散釜中，开启搅拌桨，保持中速搅拌(70～80转/分钟)，开启高速分散桨，搅拌速度保持在800～1000转/分钟，搅拌30～40分钟；

[0064] (2)保持搅拌和高速分散，向所述步骤(1)的物料中加入聚乙烯醇粉末、钛白粉和紫外线吸收剂，高速分散搅拌50～60分钟，过滤出料；

[0065] (3)将所述步骤(2)所得物料加入卧式砂磨机中研磨至物料细度达100μm及以下，过滤后出料。

[0066] 3.3.在步骤2)得到的所述自粘胶层上喷涂上述防粘涂料，所述防粘涂料干燥后形成防粘涂膜层。

[0067] 步骤4)收卷、包装，形成反粘式防水板产品。

[0068] 反粘式防水板产品是由如下工艺制备而成的：

[0069] (1)热熔胶涂布机，包括放卷系统，涂胶系统，喷涂防粘涂料系统，烘干系统，收卷系统；

[0070] (2)将高分子材料片材放入放卷系统，将自粘胶快放入熔胶箱中，保持温度为170～180℃，直至胶块熔融，将防粘涂料放入出料罐中；

[0071] (3)开启放卷系统，开启涂胶系统，通过涂胶模头在高分子材料片材上涂胶，刮涂均匀，涂胶量为0.25～0.35KG/m2，牵引速度为3～5m/min；

[0072] (4)涂胶面朝上通过喷涂防粘涂料系统，开启喷涂装置，喷涂料为0.1～0.25KG/2
m；

[0073] (5)开启烘干装置，常温鼓风干燥，喷有防粘涂膜的卷材通烘道(行程10m)；

[0074] (6)开启收卷装置，收卷、计量。

[0075] 最终得到的反粘式防水板结构如图1所示，高分子材料片层上方设置一层自粘胶层，在自粘胶层上方设置一层防粘涂膜层。

[0076] 实施例2

[0077] 高分子材料片材的制备。

[0078] (1)将30份高密度聚乙烯(上海赛科HD5502FA)、10份线性低密度聚乙烯(宁夏宝丰DFDA7042)、15份茂金属聚乙烯(美国埃克森1018HA)、25份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(扬子石化巴斯夫V5110J)、20份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性聚乙烯(江苏和进HEP-HJ18)加入至高速搅拌混合器内，高速搅拌15～20分钟，搅拌均匀；

[0079] (2)所述步骤(1)的混合料加入到专用塑料板材挤出生产线的料仓中；

[0080] (3)调整模具，挤出板材厚度控制在0.95～1.1mm范围内；

[0081] (4)开启单螺杆挤出机的加热与冷却系统，设置各区温度；主机温度1-7区分别为190℃、198℃、205℃、215℃、220℃、230℃、235℃，温差范围(±5℃)；辅机温度为190℃、195℃、205℃、210℃、215℃、220℃、230℃，温差范围(±5℃)；模头温度215℃、205℃、210℃、
210℃、213℃、215℃、220℃、215℃、210℃、215℃、210℃、205℃、215℃，温差范围(±10℃)；
中辊温度控制50～70℃，底辊温度控制在35～45℃；牵引速度控制在18～35HZ，压延速度控制在18～25HZ；

[0082] (5)设置温度到达后，开启主机，压延辊，牵引机，收卷切割后包装。

[0083] 实施例3

[0084] 自粘胶制备。

[0085] (1)将10份高分子量丁基橡胶(燕山石化IIR1751)切成大拇指盖大小的小块，投入到双行星搅拌机中；

[0086] (2)将20份中分子量聚异丁烯(山东鸿瑞新材料科技有限公司生产的HRD-550)、30份低分子量聚异丁烯(山东鸿瑞新材料科技有限公司生产的HRD-24)、30份弹性体改进树脂(北京博瑞众诚科技有限公司生产的H2100)、10份C5石油树脂(克雷威利公司生产的牌号为RWT7850树脂，其软化温度为102℃，数均分子量为1000)、1份抗氧剂(北京加
成助剂研究所KY1010)、0.5份紫外线吸收剂(北京加成助剂研究所GW327)投入到双行星搅拌机中，抽真空至0.05MPa～0.09MPa，保压，物料温度保持在120～130℃，开启搅拌，低速搅拌60分钟，开启高速分散机，转速为100转/分钟，保持20分钟，调节转速为300转/分钟，保持
20分钟，调节转速为600转/分钟，保持20分钟，调节转速为800转/分钟，调节搅拌速度为，保持600分钟；

[0087] (3)打开双行星搅拌机中观察物料是否均匀，均匀后即可出料，如仍有小颗粒，则需继续搅拌分散20分钟后观察。

[0088] 实施例4

[0089] 防粘涂料的制备。

[0090] (1)将50份无水乙醇、8份气相法二氧化硅、30份醇溶性丙烯酸树脂投入至高速分散釜中，开启搅拌桨，保持中速搅拌(70～80转/分钟)，开启高速分散桨，搅拌速度保持在800～1000转/分钟，搅拌30～40分钟；

[0091] (2)保持搅拌和高速分散，向所述步骤(1)的物料中加入15份聚乙烯醇粉末、2份钛白粉和1份紫外线吸收剂，高速分散搅拌50～60分钟，过滤出料；

[0092] (3)将所述步骤(2)所得物料加入卧式砂磨机中研磨至物料细度达100μm及以下，过滤后出料。

[0093] 实施例5

[0094] 反粘式防水板的制备。

[0095] (1)涂布复合生产设备采用瑞安市佳源机械有限公司生产的JYT280高分子自粘胶膜防水卷材生产线，包括放卷系统、涂胶系统、喷涂防粘涂料系统、烘干系统和收卷系统；

[0096] (2)将由上述实例2制备的高分子材料片材(宽度为2.8m，长度为300m，厚度0.95～1.05mm)放入放卷系统；

[0097] (3)将由上述实例3制备的自粘胶块放入熔胶箱中，保持温度为170℃～180℃，直至胶块熔融，将有上述实例4制备的防粘涂料放入出料罐中；

[0098] (4)开启放卷系统，开启涂胶系统，高分子材料片材通过涂胶模头，刮涂均匀，涂胶量为0.25～0.35KG/m2，牵引速度为3～5m/min；

[0099] (5)涂胶面朝上通过喷涂防粘涂料系统，开启喷涂装置，喷涂料为0.1～0.25KG/m2；

[0100] (6)开启烘干装置，常温鼓风干燥，喷有防粘涂膜的卷材通烘道(行程10m)；

[0101] (7)开启收卷装置，收卷、计量。

[0102] 实施例6

[0103] 防水片材层性能试验。

[0104] 将有上述实例2制备的高分子材料片材按照TB/T 3360.1-2014铁路隧道防水材料《第一部分：防水板》的要求进行测试，结果如下，并与现行技术要求进行比对。

[0105]

[0106]

[0107] 通过上述结果，可以看出实例2所制备的高分子材料片材的性能完全满足铁路隧道现行规范要求。

[0108] 实施例7

[0109] 自粘胶性能试验。

[0110] 由实施例3制成的自粘压敏胶的物理性能试验结果如下表所示。

[0111]

[0112] 由实例3制成的自粘胶经热熔胶涂布机热熔涂布于PET基材(0.075mm厚)表面，再覆有隔离膜，自粘胶膜厚度为0.2mm～0.3mm厚，进行性能试验。

[0113]

[0114]

[0115] 由上述结果可知，自粘胶性能也满足标准要求。

[0116] 实施例8

[0117] 防粘涂膜性能试验。

[0118] 由实施例4制成的防粘涂膜的性能测试，结果如下：

[0119]

[0120]

[0121] 由上述结果可知，防粘涂膜性能也满足标准要求。

[0122] 实施例9

[0123] 反粘式防水板性能试验。

[0124] 由实例4所制成的反粘式防水板进行性能测试，制样、养护、测试均按照GB/T 23457-2009预铺湿铺防水卷材及GB/T 328-2007建筑防水卷材试验方法的要求来进行性能测试结果如下表：

[0125]

[0126]

[0127] 实施例10

[0128] 本发明的反粘式防水板与现有EVA防水板性能比较。

[0129] 反粘防水板由实例5制成，EVA防水板由南京振业工贸有限公司提供性能测试项目、制样、试验均按照TB/T 3360.1-2014《铁路隧道防水材料第一部分：防水板》的要求进行，结果如下：

[0130]

[0131]

[0132]

[0133] 通过结果对比，本发明的反粘式防水板的各项性能指标均大于现有EVA防水板的要求，同时能与现浇二衬混凝土粘附在一起，起到很好的防渗水和窜水作用。

[0134] 以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

[0135] 本申请要求于2016年3月17日递交的中国专利申请第201620208177.5号的优先权，在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一部分。