本发明属于压敏粘合剂(psa)领域，更具体地，涉及一种阻根剂改性填料和丁基压敏粘合剂及制备方法和应用。
背景技术：
1、耐根穿刺型的高分子自粘防水卷材(hdpe，tpo等)广泛应用于种植顶板和种植屋面的防水层。hdpe和tpo等高分子片材本身具有优异的抗穿刺性能，因此具备物理阻根作用。然而这类物理阻根型的高分子自粘卷材，其接缝区域是薄弱点。目前搭接区普遍采用热风焊接以保证足够的接缝完整性及接缝强度。热风焊接施工对施工设备及人员的专业度要求很高，相对而言，搭接区通过压敏型粘合剂进行自粘搭接，是更为高效简便的施工方式。在压敏型粘合剂中添加化学阻根剂，可使高分子自粘卷材兼具物理阻根和化学阻根功能，提升阻根的可靠性，并且大大提高了施工便捷性。
2、目前，市面上常用的化学阻根剂包括金属类粉末及小分子酯类化学阻根剂。cn215435397u中介绍了一种铜粉导电胶，铜粉导电胶内含有的铜粉在含有根系的情况下会生成碱式碳酸铜起到阻根作用。cn117511408a介绍了一种橡胶沥青防水涂料，其中使用了2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸小分子单/双酯类化学阻根剂，该阻根剂会与涂料中的其他成分进行化学键缔合而起到阻根作用。
3、无论是金属类粉料还是小分子酯类化学阻根剂，均与目前常用的丁基压敏粘合剂体系的相容性差，导致阻根成分在粘合剂内部的分散均匀性差。同时使用化学阻根剂也需要斟酌用量，用量过多会对植物和土壤产生毒害风险，用量过少起不到耐穿刺效果。
4、因此，目前亟待提出一种新型阻根剂改性填料，应用于丁基压敏胶中，最终得到一种具有高粘接剥离强度、耐根穿刺且环境友好的丁基压敏粘合剂。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种阻根剂改性填料和丁基压敏粘合剂及制备方法和应用。本发明引入一种新型粉料并使用阻根剂对其进行改性，得到的阻根剂改性填料不仅在丁基压敏粘合剂中有较好的分散情况，还具备有缓释阻根剂的性能。
2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种阻根剂改性填料，所述阻根剂改性填料由层状双氢氧化物组合物和阻根剂在溶剂条件下经搅拌制得；
3、所述层状双氢氧化物组合物的化学结构式如式(1)所示：
4、
5、所述式(1)中：
6、m2+为mg2+、zn2+、ni2+、co2+和mn2+中的至少一种；
7、m3+为al3+、ga3+、fe3+和mn3+中的至少一种；
8、an-为f-、co32-、cl-、so42-和有机酸离子中的至少一种(因此，n为选择阴离子的电荷数)；
9、x取值范围在0.2-0.4之间；m为层状双氢氧化物组合物中携带结晶水含量，所含结晶水数量由层状双氢氧化物组合物合成过程控制；
10、所述阻根剂为小分子化学阻根剂。
11、根据本发明，优选地，所述层状双氢氧化物组合物和阻根剂的质量比为(60-80)：(20-40)。
12、根据本发明，优选地，所述阻根剂为苯氧羧酸类阻根剂，优选地，所述阻根剂为2-甲基-4-氯苯氧丙酸(mcpp)、2-甲基-4-氯苯氧乙酸(mcpa)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-d)和4-(2,4-二氯苯氧基)丁酸(2,4-db)中的至少一种。
13、根据本发明，优选地，所述溶剂为甲醇、乙醇和去离子水中的至少一种。
14、根据本发明，优选地，所述阻根剂改性填料的制备方法包括：
15、1)将所述层状双氢氧化物组合物与溶剂混合，得到第一悬浊液；
16、2)将所述阻根剂与溶剂混合，得到第二悬浊液；
17、3)将所述第二悬浊液与所述第一悬浊液混合并搅拌，得到混合悬浊液；对所述混合悬浊液进行离心洗涤、烘干和研磨，得到所述阻根剂改性填料。
18、根据本发明，优选地，在所述步骤1)中，所述层状双氢氧化物组合物与溶剂的用量比为(5-45)：(300-400)g/ml。
19、根据本发明，优选地，在所述步骤2)中，所述第二悬浊液中的阻根剂的质量分数为15-35％。
20、根据本发明，优选地，在所述步骤3)中：
21、搅拌的时间为45-90min，优选为60-75min；
22、离心洗涤的速度为1500-3000rpm，离心洗涤使用的洗涤溶剂为甲醇、乙醇和丙酮中的至少一种；
23、烘干的温度应为40-50℃。
24、本发明第二方面提供了一种丁基压敏粘合剂，所述丁基压敏粘合剂包括所述的阻根剂改性填料。
25、根据本发明，优选地，所述丁基压敏粘合剂包括以重量份计的以下组分：丁基橡胶组分10-40份、增塑剂20-40份、氢化增粘树脂10-30份、抗氧剂0-3份、无机填料10-50份和所述阻根剂改性填料2-6份。
26、根据本发明，优选地，所述丁基橡胶组分的门尼粘度ml(1+8)125℃在20-60。
27、根据本发明，优选地，所述增塑剂为数均分子量在400-2400g/mol的低分子量聚异丁烯橡胶和/或环烷油。
28、在本发明中，所述低分子量聚异丁烯橡胶与所述丁基橡胶组分的相容性较好。
29、根据本发明，优选地，所述氢化增粘树脂选自氢化碳五树脂、芳香改性的氢化碳五树脂、氢化碳九树脂、氢化双环戊二烯树脂、芳香改性的氢化双环戊二烯树脂和α-甲基苯乙烯纯单体树脂中的至少一种；所述氢化增粘树脂的氢化度为90％以上，软化点为80℃-140℃。
30、根据本发明，优选地，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种。
31、根据本发明，优选地，所述无机填料选自碳酸钙粉、滑石粉、高岭土、云母粉和钛白粉中的至少一种。
32、本发明第三方面提供了所述的丁基压敏粘合剂的制备方法，包括如下步骤：
33、a)将丁基橡胶组分、部分增塑剂、氢化增粘树脂和任选的抗氧剂混合并进行加热搅拌，得到第一均匀胶体；
34、b)将第一均匀胶体、无机填料、阻根剂改性填料和剩余部分增塑剂混合并进行加热搅拌，得到第二均匀胶体，经冷却成型得到所述丁基压敏粘合剂成品。
35、根据本发明，优选地，在所述步骤a)中，加热搅拌的温度为120-160℃，时间为45-120min。
36、根据本发明，优选地，在所述步骤b)中，加热搅拌的温度为120-160℃，时间为45-60min。
37、根据本发明，优选地，所述步骤a)中的增塑剂与所述步骤b)中的增塑剂的用量比为(8-12)：(10-25)。
38、本发明第四方面提供了所述的丁基压敏粘合剂在高分子防水卷材的自粘搭接中的应用，所述高分子防水卷材为用作种植顶板和/或种植屋面的防水层的高分子防水卷材。
39、根据本发明，优选地，所述丁基压敏粘合剂的涂布厚度在280-500μm。
40、本发明的技术方案的有益效果如下：
41、本发明的阻根剂改性填料引入了一种新型粉料，即层状双氢氧化物(ldh)，其特殊的层状结构可以将阴离子“夹”在层间，故该粉料本身具备有优异的热稳定性和阴离子交换性能。利用其阴离子交换性能，将苯氧羧酸类阻根剂的阴离子插层于层状双氢氧化物层之间，形成分子间作用力，对阻根剂起到固定作用，实现了阻根剂的缓释效果(图1可以看出来，利用本发明的阻根剂改性的填料较直接使用阻根剂，阻根剂的保留量更高，释放阻根剂的效果更缓慢。)。因此使用本发明的阻根剂改性填料较使用苯氧羧酸类小分子阻根剂来说可以有效防止阻根剂在遇土壤、遇水后大量流失，最大程度的发挥阻根作用。
42、本发明的阻根剂改性填料较苯氧羧酸类小分子阻根剂在丁基压敏粘合剂中应用时，借由层状双氢氧化物的固体形态帮助阻根剂小分子在丁基压敏胶中有更好的分散以及更好的相容性(苯氧羧酸类小分子容易在混合过程中团聚，分散不均匀；并且在使用过程中由于其本身分子量较小容易快速从压敏粘合剂中迁出(相容性差)。因此本发明考虑利用固体填料对小分子进行改性，可以借固体填料的本身物理形态来帮助小分子分散以及保留(即有了更好的分散性和相容性))。且由于阻根剂改性填料优异的热稳定性，在应用加工时不易分解失效。
43、本发明的阻根剂改性填料搭配丁基橡胶、增塑剂、氢化增粘树脂、抗氧剂和无机填料在特定比例混合后可得到具有缓释功能的化学阻根丁基压敏粘合剂成品。该成品较一般丁基压敏粘合剂具有更高的接缝粘接强度和更好的不透水性。
44、本发明的丁基压敏粘合剂成品在使用过程中，阻根剂改性填料内层间阻根剂阴离子会与土壤中的阴离子进行交换，达到缓慢释放阻根剂效果，有效降低了其对土壤的毒性影响，环境友好，并延长了其持效时间，使成品拥有更长时间的耐根穿刺性能。
45、本发明的丁基压敏粘合剂成品适用于冷粘法施工，提升了施工的便利性。
46、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种阻根剂改性填料，其特征在于，所述阻根剂改性填料由层状双氢氧化物组合物和阻根剂在溶剂条件下经搅拌制得；
2.根据权利要求1所述的阻根剂改性填料，其中，
3.根据权利要求1或2所述的阻根剂改性填料，其中，所述阻根剂改性填料的制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的阻根剂改性填料，其中，
5.一种丁基压敏粘合剂，其特征在于，所述丁基压敏粘合剂包括权利要求中1-4任意一项所述的阻根剂改性填料。
6.根据权利要求5所述的丁基压敏粘合剂，其中，所述丁基压敏粘合剂包括以重量份计的以下组分：丁基橡胶组分10-40份、增塑剂20-40份、氢化增粘树脂10-30份、抗氧剂0-3份、无机填料10-50份和所述阻根剂改性填料2-6份。
7.根据权利要求6所述的丁基压敏粘合剂，其中，
8.权利要求5-7中任意一项所述的丁基压敏粘合剂的制备方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的丁基压敏粘合剂的制备方法，其中，
10.权利要求5-7中任意一项所述的丁基压敏粘合剂在高分子防水卷材的自粘搭接中的应用，所述高分子防水卷材为用作种植顶板和/或种植屋面的防水层的高分子防水卷材；
