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CN110016289B - 一种高性能聚合物改性沥青防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种高性能聚合物改性沥青防水涂料及其制备方法 Download PDF

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CN110016289B
CN110016289B CN201910197663.XA CN201910197663A CN110016289B CN 110016289 B CN110016289 B CN 110016289B CN 201910197663 A CN201910197663 A CN 201910197663A CN 110016289 B CN110016289 B CN 110016289B
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Abstract

本发明属于防水涂料技术领域,提出了一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:乳化沥青30~60份,预硫化橡胶胶乳10~30份,硅藻土5~15份,填料10~30份,木质纤维素0.2~1份,纳米高岭土0.1~1份,聚亚壬基脲2~7份,水5~20份,相容剂0.2~2份,消泡剂0.2~0.5份,增稠剂0.3~1份,防腐剂0.2~1份,其制备方法为,先依次将相容剂、消泡剂、木质纤维素、硅藻土、填料、防腐剂加入水中,混合均匀后加入增稠剂,得到预分散体,再依次将预硫化橡胶胶乳、聚亚壬基脲加入乳化沥青中,混合均匀后缓慢加入预分散体,混合均匀后得到。通过上述技术方案,解决了现有技术中聚合物改性沥青防水涂料生产工艺复杂、强度低、耐老化性不好的问题。

Description

一种高性能聚合物改性沥青防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于防水涂料技术领域,涉及一种高性能聚合物改性沥青防水涂料及其制备方法。
背景技术
沥青是一种褐色或黑褐色的有机胶凝材料,是土木工程建设中不可缺少的材料。在建筑、公路、桥梁等工程中有着广泛的应用。常用的沥青改性剂分为聚合物改性和无机物质改性,聚合物改性剂有SBS、SBR、PE、EVA等,无机改性材料有硅藻土等。聚合物改性沥青防水涂料是以沥青为基料配置的溶剂型或水乳型防水涂料,溶剂型涂料不环保,发展受阻;水乳型沥青防水涂料是指将石油沥青在化学乳化剂或矿物乳化剂作用下,分散于水中,形成稳定的水分散体构成的涂料,然后添加聚合物乳液改性,形成水乳改性沥青防水涂料,具有广泛的应用空间。
但是目前的聚合物改性沥青防水涂料生产工艺复杂,生产时需要调酸或调碱,并且容易破乳造成浪费;产品固含量低,成膜后虽然有很好的延伸性,但是强度不够,接缝剥离强度低,耐老化能力不足,成本高。
专利申请CN 104164195 A公开了一种屋顶用改性沥青防水胶粘剂,包括以下重量份的组分8%-12%的丁苯胶乳、5%-15%的松香、5%-9%的碳黑、1%-3%的交联剂,其余为基质沥青,该改性沥青胶粘剂的耐老化性能好,耐热性在73~83℃,但是由于该改性沥青防水胶黏剂中加入碳黑,使得防水胶黏剂为黑色,作为屋顶防水材料时吸热严重,容易造成夏季屋内温度过高,同时,长期吸热导致防水卷材基层膨胀,接缝剥离强度差,卷材与卷材从搭接处裂开,从而造成接缝处出现渗水,影响使用。
因此,有必要设计一种生产工艺简单、粘结强度高、耐老化性好的聚合物改性沥青防水涂料,解决上述问题。
发明内容
本发明提出一种高性能聚合物改性沥青防水涂料及其制备方法,解决了现有技术中聚合物改性沥青防水涂料生产工艺复杂、强度低、耐老化性不好的问题。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
乳化沥青30~60份,预硫化橡胶胶乳10~30份,硅藻土5~15份,填料10~30份,木质纤维素0.2~1份,纳米高岭土0.1~1份,聚亚壬基脲2~7份,水5~20份,相容剂0.2~2份,消泡剂0.2~0.5份,增稠剂0.3~1份,防腐剂0.2~1份。
作为进一步的技术方案,由以下重量份的组分组成:
乳化沥青40份,预硫化橡胶胶乳20份,硅藻土10份,填料20份,木质纤维素0.6份,纳米高岭土0.5份,聚亚壬基脲5份,水13份,相容剂1.2份,消泡剂0.3份,增稠剂0.6份,防腐剂0.5份。
作为进一步的技术方案,所述相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1 的混合物。
作为进一步的技术方案,所述乳化沥青为两性离子乳化沥青,固含量为60%~70%。
作为进一步的技术方案,所述预硫化橡胶胶乳为预硫化非离子橡胶胶乳,固含量为 50%~60%。
作为进一步的技术方案,所述预硫化非离子橡胶胶乳为预硫化非离子氯丁胶乳、预硫化非离子丁苯胶乳、预硫化氢化丁腈 胶乳中的一种或多种任意比例的混合。
作为进一步的技术方案,所述硅藻土细度为800目,所述木质纤维素细度为400目。
作为进一步的技术方案,所述填料为重钙粉、滑石粉、石英粉中的一种或多种任意比例的混合,细度为400目~2000目。
作为进一步的技术方案,所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂,所述增稠剂为聚氨酯类缔合型增稠剂,所述防腐剂为四硼酸钠。
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1.按照上述的一种新型改性沥青防水卷材的配方,称取各个组分备用;
S2.依次将相容剂、消泡剂、木质纤维素、硅藻土、填料、防腐剂加入水中,混合均匀后加入增稠剂,得到预分散体;
S3.依次将预硫化橡胶胶乳、聚亚壬基脲加入乳化沥青中,混合均匀后缓慢加入预分散体,混合均匀后得到一种高性能聚合物改性沥青防水涂料。
本发明的工作原理及有益效果为:
1、本发明的高性能聚合物改性沥青防水涂料粘结性好,粘结强度高达3.0MPa,延伸性大,在(70±2)℃烘箱中水平放置168h的延伸性达到25mm,且热处理后与卷材、水泥砂浆等基材的接缝剥离强度变化小,耐老化性好,有效解决了现有技术中聚合物改性沥青防水涂料强度低、耐老化性不好的问题,同时,制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料的耐高低温性好,在120℃无流淌,-35℃无裂纹,浸水后与基材的剥离强度变化较小,稳定性好、耐水性好,适合推广使用。
2、本发明中,采用两性离子乳化沥青作为原料,与配方中其它组分配合,制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料固含量高、干燥速度快,具有优异的耐高低温性和耐老化性能,可以外露使用,生产过程不需要调酸碱,操作简单,不会腐蚀设备,采用两性离子乳化沥青与预硫化非离子橡胶胶乳配合,同时与配方中其它组分配伍,乳化性能好,稳定性好,不存在反应破乳的问题,生产更加方便,配方中加入大量廉价的填料如碳酸钙、滑石粉等,成本得到有效控制,具有很好的性价比。
3、本发明中,配方中加入硅藻土,与木质纤维素和纳米高岭土配伍,显著提高了高性能聚合物改性沥青防水涂料的耐高温性、剥离强度和耐老化性,硅藻土的加入,在高性能聚合物改性沥青防水涂料中引入高键能的Si-O键,分子链高度卷曲,硅藻土与木质纤维素和纳米高岭土配合,在高性能聚合物改性沥青防水涂料内部形成具有三维网络结构,使得强度进一步提高,使得制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料具有优异的耐高温性、耐老化性和剥离强度,从而提高了其使用寿命,同时,硅藻土与预硫化橡胶胶乳配合,增大高性能聚合物改性沥青防水涂料的可施工性,进一步提高了高性能聚合物改性沥青防水涂料的耐高低温性和剥离强度。
4、本发明中,配方中采用泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物作为相容剂,显著提高了配方中各组分与乳化沥青之间的界面相容性,使得配方中各组分很好的分散在乳化沥青中,乳化效果好,最大程度的发挥各组分之间的协同作用,稳定性好,因此,提高了高性能聚合物改性沥青防水涂料的耐高低温性、粘结性、耐老化性、剥离强度等综合性能。
5、本发明中,配方中加入聚亚壬基脲,与预硫化橡胶胶粉配合,显著提高了高性能聚合物改性沥青防水涂料的粘结性、耐高低温性、剥离强度和耐老化性,聚亚壬基脲具有极高的抗冲击强度、柔韧性、耐磨性、防湿滑、耐老化、防腐蚀,具有良好的热稳定性,橡胶胶乳经过预硫化后具有突出的抗氧化能力、良好的拉伸性能,二者配合使用,使得制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料的粘结性、耐高低温性、剥离强度和耐老化性进一步提高,具有高的使用价值。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
实施例1
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
两性离子乳化沥青30份,预硫化非离子氯丁胶乳10份,硅藻土5份,重钙粉10份,木质纤维素0.2份,纳米高岭土0.1份,聚亚壬基脲2份,水5份,相容剂0.2份,聚硅氧烷类消泡剂0.2份,聚氨酯类缔合型增稠剂0.3份,四硼酸钠0.2份,
其中,两性离子乳化沥青的固含量为60~70%,预硫化非离子氯丁胶乳的固含量为 50%~60%,硅藻土细度为800目,木质纤维素细度为400目,重钙粉细度为400目~2000目,相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物,
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1.按照上述的一种新型改性沥青防水卷材的配方,称取各个组分备用;
S2.依次将相容剂、聚硅氧烷类消泡剂、纳米高岭土、木质纤维素、硅藻土、重钙粉、四硼酸钠加入水中,混合均匀后加入聚氨酯类缔合型增稠剂,得到预分散体;
S3.依次将预硫化非离子氯丁胶乳、聚亚壬基脲加入两性离子乳化沥青中,混合均匀后缓慢加入预分散体,混合均匀后得到一种高性能聚合物改性沥青防水涂料。
实施例2
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
两性离子乳化沥青60份,预硫化非离子丁苯胶乳30份,硅藻土15份,滑石粉30份,木质纤维素1份,纳米高岭土1份,聚亚壬基脲7份,水20份,相容剂2份,聚硅氧烷类消泡剂0.5份,聚氨酯类缔合型增稠剂1份,四硼酸钠1份,
其中,两性离子乳化沥青的固含量为60~70%,预硫化非离子氯丁胶乳的固含量为 50%~60%,硅藻土细度为800目,木质纤维素细度为400目,滑石粉细度为400目~2000目,相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物,
其制备方法同实施例1。
实施例3
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
两性离子乳化沥青37份,预硫化氢化丁腈 胶乳18份,硅藻土8份,石英粉17份,木质纤维素0.5份,纳米高岭土0.4份,聚亚壬基脲4份,水10份,相容剂0.8份,聚硅氧烷类消泡剂0.3份,聚氨酯类缔合型增稠剂0.5份,四硼酸钠0.4份,
其中,两性离子乳化沥青的固含量为60~70%,预硫化氢化丁腈 胶乳的固含量为50%~60%,硅藻土细度为800目,木质纤维素细度为400目,石英粉细度为400目~2000目,相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物,
其制备方法同实施例1。
实施例4
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
两性离子乳化沥青45份,预硫化非离子氯丁胶乳23份,硅藻土12份,滑石粉23份,木质纤维素0.7份,纳米高岭土0.6份,聚亚壬基脲6份,水15份,相容剂1.6份,聚硅氧烷类消泡剂0.4份,聚氨酯类缔合型增稠剂0.8份,四硼酸钠0.7份,
其中,两性离子乳化沥青的固含量为60~70%,预硫化非离子氯丁胶乳的固含量为 50%~60%,硅藻土细度为800目,木质纤维素细度为400目,滑石粉细度为400目~2000目,相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物,
其制备方法同实施例1。
实施例5
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
两性离子乳化沥青50份,预硫化非离子氯丁胶乳25份,硅藻土13份,重钙粉25份,木质纤维素0.9份,纳米高岭土0.8份,聚亚壬基脲6份,水17份,相容剂1.8份,聚硅氧烷类消泡剂0.4份,聚氨酯类缔合型增稠剂0.9份,四硼酸钠0.8份,
其中,两性离子乳化沥青的固含量为60~70%,预硫化非离子氯丁胶乳的固含量为 50%~60%,硅藻土细度为800目,木质纤维素细度为400目,重钙粉细度为400目~2000目,相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物,
其制备方法同实施例1。
实施例6
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
两性离子乳化沥青40份,预硫化非离子丁苯胶乳20份,硅藻土10份,重钙粉20份,木质纤维素0.6份,纳米高岭土0.5份,聚亚壬基脲5份,水13份,相容剂1.2份,聚硅氧烷类消泡剂0.3份,聚氨酯类缔合型增稠剂0.6份,四硼酸钠0.5份,
其中,两性离子乳化沥青的固含量为60~70%,预硫化非离子丁苯胶乳的固含量为 50%~60%,硅藻土细度为800目,木质纤维素细度为400目,重钙粉细度为400目~2000目,相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物,
其制备方法同实施例1。
对比例1
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
两性离子乳化沥青40份,预硫化非离子丁苯胶乳20份,重钙粉20份,木质纤维素0.6 份,纳米高岭土0.5份,聚亚壬基脲5份,水13份,相容剂1.2份,聚硅氧烷类消泡剂0.3份,聚氨酯类缔合型增稠剂0.6份,四硼酸钠0.5份,
其中,两性离子乳化沥青的固含量为60~70%,预硫化非离子丁苯胶乳的固含量为 50%~60%,木质纤维素细度为400目,重钙粉细度为400目~2000目,相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物,
其制备方法对应的将步骤S2中硅藻土删除,其余步骤同实施例1。
对比例2
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
两性离子乳化沥青40份,预硫化非离子丁苯胶乳20份,硅藻土10份,重钙粉20份,聚亚壬基脲5份,水13份,相容剂1.2份,聚硅氧烷类消泡剂0.3份,聚氨酯类缔合型增稠剂0.6份,四硼酸钠0.5份,
其中,两性离子乳化沥青的固含量为60~70%,预硫化非离子丁苯胶乳的固含量为 50%~60%,硅藻土细度为800目,重钙粉细度为400目~2000目,相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物,
其制备方法对应的将步骤S2中木质纤维素、纳米高岭土删除,其余步骤同实施例1。
对比例3
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
两性离子乳化沥青40份,预硫化非离子丁苯胶乳20份,硅藻土10份,重钙粉20份,木质纤维素0.6份,纳米高岭土0.5份,水13份,相容剂1.2份,聚硅氧烷类消泡剂0.3份,聚氨酯类缔合型增稠剂0.6份,四硼酸钠0.5份,
其中,两性离子乳化沥青的固含量为60~70%,预硫化非离子丁苯胶乳的固含量为 50%~60%,硅藻土细度为800目,木质纤维素细度为400目,重钙粉细度为400目~2000目,相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物,
其制备方法对应的将步骤S3中聚亚壬基脲删除,其余步骤同实施例1。
对比例4
一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,由以下重量份的组分组成:
两性离子乳化沥青40份,预硫化非离子丁苯胶乳20份,硅藻土10份,重钙粉20份,木质纤维素0.6份,纳米高岭土0.5份,聚亚壬基脲5份,水13份,聚硅氧烷类消泡剂0.3 份,聚氨酯类缔合型增稠剂0.6份,四硼酸钠0.5份,
其中,两性离子乳化沥青的固含量为60~70%,预硫化非离子丁苯胶乳的固含量为 50%~60%,硅藻土细度为800目,木质纤维素细度为400目,重钙粉细度为400目~2000目,
其制备方法对应的将步骤S2中相容剂删除,其余步骤同实施例1。
实施例1~6及对比例1~4的高性能聚合物改性沥青防水涂料的配方中各组分重量份数见表1:
表1实施例1~6及对比例1~4的配方中各组分重量份数
Figure BDA0001996336080000071
注:—表示无此项
对实施例1~6及对比例1~4的高性能聚合物改性沥青防水涂料进行如下性能测试:
1、耐热性:按照GB/T 16777-2008.6《建筑防水涂料试验方法第6部分耐热性》中规定的试验方法,测试样品的耐热性;
2、低温柔性:按照GB/T 16777-2008.13《建筑防水涂料试验方法第13部分低温柔性》中规定的试验方法,测试样品的低温柔性;
3、粘结强度:按照GB/T 16777-2008《建筑防水涂料试验方法第7部分粘结强度》中规定的试验方法,测试样品的粘结强度,测试时,加热温度(105±2)℃;
4、耐老化性:按照GB/T 16777-2008.11《建筑防水涂料试验方法第11部分定伸时老化》中规定的试验方法,测试样品在(70±2)℃烘箱中水平放置168h的延伸性;
5、剥离强度:按照GB/T328.21-2007《建筑防水材料试验方法第21部分:高分子防水卷材接缝剥离性能》中规定的试验方法,测试样品的剥离强度;
测试结果见表2:
表2实施例1~6及对比例1~4制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料性能测试结果
Figure BDA0001996336080000081
从表2数据可以看出,本发明实施例1~6制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料在120℃无流淌,-35℃无裂纹,粘结强度高达3.0MPa,在(70±2)℃烘箱中水平放置168h的延伸性达到25mm,与卷材的剥离强度达到2.5N/mm,与水泥砂浆的剥离强度达到3.6N/mm,同时浸水、热处理后的剥离强度变化较小,起到了意料不到的效果,有效解决了现有技术中聚合物改性沥青防水涂料强度低、耐老化性不好的问题,适合推广使用。
与实施例1~6相比,对比例1中没有加硅藻土,制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料耐热性差、耐老化性和粘结强度差一些,说明硅藻土的加入,与配方中其它组分配伍,使得制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料耐热性和耐老化性好,粘结强度高。
与实施例1~6相比,对比例2中没有加木质纤维素和纳米高岭土,制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料耐热性、耐老化性和剥离强度差,说明配方中加入木质纤维素和纳米高岭土,显著提高了高性能聚合物改性沥青防水涂料的耐高温性、剥离强度和耐老化性,从而提高了其使用寿命。
与实施例1~6相比,对比例3中没有加聚亚壬基脲,制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料低温柔性差、粘结强度和剥离强度差,说明聚亚壬基脲的加入,与配方中的预硫化橡胶胶乳配合,显著提高了聚合物改性沥青防水涂料的耐低温型、粘结强度和剥离强度。
与实施例1~6相比,对比例4中没有加相容剂,制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料的各项性能均较差,说明相容剂中泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮和山梨醇相互协同,显著提高了配方中各组分与乳化沥青之间的界面相容性,从而提高了高性能聚合物改性沥青防水涂料的耐高低温性、粘结性、耐老化性、剥离强度等综合性能。
从实施例1~6与对比例1~4的对比可以看出,本发明的配方中各个组分相互协同作用,使得制备的高性能聚合物改性沥青防水涂料的耐高低温性能好、粘结性好、耐老化性好,与基材的剥离强度高,同时,热处理和浸水处理后与基材的剥离强度变化小,满足实际使用的需求,缺少其中任意一个组分,都会对高性能聚合物改性沥青防水涂料的性能产生影响。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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。

Claims (6)

1.一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,其特征在于,由以下重量份的组分组成:
乳化沥青30~60份,预硫化橡胶胶乳10~30份,硅藻土5~15份,填料10~30份,木质纤维素0.2~1份,纳米高岭土0.1~1份,聚亚壬基脲2~7份,水5~20份,相容剂0.2~2份,消泡剂0.2~0.5份,增稠剂0.3~1份,防腐剂0.2~1份;
所述相容剂为泊洛沙姆、聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇质量比为1:2:1的混合物;
所述乳化沥青为两性离子乳化沥青,固含量为60%~70%;
所述预硫化橡胶胶乳为预硫化非离子橡胶胶乳,固含量为50%~60%;
所述预硫化非离子橡胶胶乳为预硫化非离子氯丁胶乳、预硫化非离子丁苯胶乳、预硫化氢化丁腈 胶乳中的一种或多种任意比例的混合。
2.根据权利要求1所述的一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,其特征在于,由以下重量份的组分组成:
乳化沥青40份,预硫化橡胶胶乳20份,硅藻土10份,填料20份,木质纤维素0.6份,纳米高岭土0.5份,聚亚壬基脲5份,水13份,相容剂1.2份,消泡剂0.3份,增稠剂0.6份,防腐剂0.5份。
3.根据权利要求1所述的一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,其特征在于,所述硅藻土细度为800目,所述木质纤维素细度为400目。
4.根据权利要求1所述的一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,其特征在于,所述填料为重钙粉、滑石粉、石英粉中的一种或多种任意比例的混合,细度为400目~2000目。
5.根据权利要求1所述的一种高性能聚合物改性沥青防水涂料,其特征在于,所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂,所述增稠剂为聚氨酯类缔合型增稠剂,所述防腐剂为四硼酸钠。
6.一种高性能聚合物改性沥青防水涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1. 按照权利要求1~5任意一项所述的一种高性能聚合物改性沥青防水涂料的配方,称取各个组分备用;
S2. 依次将相容剂、消泡剂、木质纤维素、硅藻土、填料、防腐剂加入水中,混合均匀后加入增稠剂,得到预分散体;
S3. 依次将预硫化橡胶胶乳、聚亚壬基脲加入乳化沥青中,混合均匀后缓慢加入预分散体,混合均匀后得到一种高性能聚合物改性沥青防水涂料。
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