CN102993756B - 一种低密度聚合物改性沥青防水卷材 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低密度聚合物改性沥青防水卷材，卷材涂盖料的组成成分包括沥青、软化剂、聚合物改性剂、中空玻璃微珠、填料，其中使用偶联剂对中空玻璃微珠表面进行预处理，其中所述沥青的质量比为20-60％，软化剂质量比5-30％；聚合物改性剂质量比5-20％；填料质量比5-30％；中空玻璃微珠质量比为1-10％，本发明的优点在于卷材具有卷重轻的特点，同时抗低温性能得到了明显提升，抗低温柔性能够达到-30℃，使卷材的适用范围得到了明显的扩大。由于中空玻璃微珠的添加体积较大，本发明能够明显降低改性沥青防水卷材中沥青的用量，节约了材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种低密度聚合物改性沥青防水卷材，该防水卷材的最大特点是沥青涂盖料密度小，卷重比一般防水卷材小，低温性能优异，属于建筑防水领域。
背景技术
目前，现有的聚合物改性沥青防水卷材的沥青涂盖料密度较大，约为1.1-1.3g/cm3之间，卷材成品卷重较重，3mm、4mm厚度卷材的卷重(10m2)分别≥33kg、≥43kg，存在如下缺点：(1)由于单卷卷重大，运输过程中车辆所能装载的产品数量少，产品的单位运输费用较高；(2)普通防水卷材的卷重大，由于防水卷材施工多为人工施工，由此所产生的劳动强度大，尤其是在立面施工更是需要多人配合进行，在施工场地卷材的转运、吊装困难，这就造成了施工劳动强度大、施工速度慢的缺点；(3)由于普通产品的卷重较大，多数产品只能单层存放，所需的仓储空间较大，仓储成本较高
为了解决上述问题国外Polyglass公司生产出一种含有中空玻璃微珠的聚合物改性沥青防水卷材(EP2264094A1，US8030394B2)，该产品的沥青涂盖料密度和单卷卷重明显降低，能够明显降低运输费用，同时能够降低施工过程中的劳动强度、加快施工速度。
但由于中空玻璃微珠的表面光滑，与沥青的结合力不佳，从而造成该产品的低温性能不佳，低温柔性在-5℃至-20℃之间，而世界上很多地方的冬季最低温度普遍要低于-20℃，例如中国的东北地区，这严重制约了其适用范围。
发明内容
本发明是要提供一种新型的低密度聚合物改性沥青防水卷材，该卷材不仅具有卷重轻的特点，同时抗低温性能得到了明显提升，抗低温柔性能够达到-30℃，使卷材的适用范围得到了明显的扩大。
由于中空玻璃微珠的添加体积较大，本发明能够明显降低改性沥青防水卷材中沥青的用量，由于石油沥青的供应日趋紧张，本课题也具在节能减排方面具有重要的社会意义。
实现上述目的的技术方案如下：
低密度聚合物改性沥青防水卷材，卷材涂盖料的组成成分包括沥青、软化剂、聚合物改性剂、中空玻璃微珠、填料，其特征在于：所述中空玻璃微珠表面进行了预处理，其中所述沥青的质量比为20-60％，软化剂质量比5-30％；聚合物改性剂质量比5-20％；填料质量比5-30％；中空玻璃微珠质量比为1-10％。
由于中空玻璃微珠的表面是光滑的玻璃材料，与沥青的相容性不佳、粘结力不大，造成了改性沥青涂盖料的内聚力小，抗低温性能差，因此对中空玻璃微珠表面进行预处理，增加中空玻璃微珠与沥青的相容性，可以大大提高概改性沥青涂盖料的内聚力并改善其低温性能。同时由于中空玻璃微珠的添加体积较大，能够明显降低改性沥青防水卷材中沥青的用量，缓解由于石油沥青的供应日趋紧张的难题，具有节能减排的效果。
进一步的，使用偶联剂对中空玻璃微珠表面进行预处理。
进一步的：所述偶联剂包括有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类、铝酸化合物中的一种或几种混合而成，中空玻璃微珠与偶联剂的比例为：10∶1-100∶1。
进一步的，所述配方中沥青为石油沥青、岩沥青、天然湖沥青中的一种或几种混合而成；所述配方中软化剂为减二线机油、减三线机油、环烷油、芳烃油、聚异丁烯中的一种或几种混合而成；所述配方中聚合物改性剂为SBS、SIS、APAO、EVA、SBR、SEBS、APP、PE、LDPE、PP高分子聚合物中的一种或几种混合而成；所述配方中填料为石粉、炭粉、滑石粉、轻钙、重钙、粉煤灰、木粉、竹粉中的一种或几种混合而成。
进一步的，所述中空玻璃微珠的粒度为100-2500目数。
进一步的，使用偶联剂对中空玻璃微珠表面进行预先处理的方法：将填料放入固体搅拌机，并将偶联剂直接喷洒在填料上并搅拌，转速越高，分散效果越好，一般搅拌10-30分钟，搅拌完毕后将填料烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为2小时。
进一步的，制备权利要求1所述低密度聚合物改性沥青防水卷材涂盖料的方法：首先打沥青至预浸油配制罐，一般经换热器打入高温沥青，此时沥青温度保持在180-190℃；其次按配方比例加入SBS和有机填料；不断搅拌并保持温度，使其温度保持在180-190℃，使改性剂充分溶解和分散(约1.5h)，最后加入经过预先偶联的中空玻璃微珠，保持温度在180-190℃之间，搅拌至均匀。
进一步的，搅拌填料的时间为1.5小时，加入经过预先偶联的中空玻璃微珠搅拌的时间为45分钟。
具体实施方式
低密度聚合物改性沥青防水卷材的涂盖料的组成成分为沥青、软化剂、聚合物改性剂、经预处理的的中空玻璃微珠、填料。
所述配方中沥青为石油沥青、岩沥青、天然湖沥青中的一种或几种混合而成，其在配方中所加比例为质量比20-60％；软化剂为减二线机油、减三线机油、环烷油、芳烃油、聚异丁烯中的一种或几种混合而成，其在配方中所加比例为质量比5-30％；聚合物改性剂为SBS、SIS、APAO、EVA、SBR、SEBS、APP、PE、LDPE、PP等高分子聚合物中的一种或几种混合而成，其在配方中所加比例为质量比5-20％；填料为石粉、炭粉、滑石粉、轻钙、重钙、粉煤灰、木粉、竹粉中的一种或几种混合而成，其在配方中所加比例为质量比5-30％；中空玻璃微珠的粒度为100-2500目数，需先由一种或几种偶联剂进行表面处理，表面处理方法采用偶联剂直接喷洒在中空玻璃微珠上用搅拌器搅拌，转速越高，分散效果越好。一般搅拌在10-30分钟，处理后在120℃下烘干2小时，其在涂盖料配方中所占质量比为1-10％；预处理中空玻璃微珠所用偶联剂包括有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物四大类，由四大类中的一种或几种混合而成，中空玻璃微珠与偶联剂的比例为：10∶1-100∶1。
预处理中空玻璃微珠的作用：中空玻璃微珠的表面是光滑的玻璃材料，与沥青的相容性不佳、粘结力不大，这就造成了改性沥青涂盖料的内聚力小，低温性能差。
偶联剂是一类具有两种不同性质功能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能。
本发明将中空玻璃微珠表面用偶联剂预先处理的作用是在无机的玻璃微珠表面与有机的沥青之间架设起“分子桥”，从而增加中空玻璃微珠与沥青的相容性，可以大大提高改性沥青涂盖料的内聚力并改善其抗低温的性能。
制备低密度聚合物改性沥青防水卷材涂盖料的方法：
(1)预先偶联处理
将填料放入固体搅拌机，通常使用高速固体搅拌机HENSHEL(亨舍尔)或V型固体搅拌机等，并将上述偶联剂直接喷洒在填料上并搅拌，转速越高，分散效果越好。一般搅拌在10-30分钟，速度越慢，所需要的时间越长，填料搅拌完毕后在120℃温度下烘干，烘干时间为2小时左右。
(2)制备改性沥青涂盖料
①打沥青至预浸油配制罐，一般经换热器打入高温沥青，高温沥青温度在180-190℃左右；
②按配方比例加入SBS和有机填料；不断搅拌，并保持沥青的温度在180-190℃之间，使改性剂充分溶解和分散，搅拌时间约为1.5小时左右；
③加入经过预先偶联的中空玻璃微珠，保持温度(180-190℃)搅拌至均匀(45min)。中空玻璃微珠在加入前和搅拌均匀之后温度都应保持在180-190℃之间。
与现有技术相比，本发明专利有如下收益：
①单卷卷重明显降低，能够大幅度节省运输费用；
②产品重量降低能够显著降低施工过程中的劳动强度，从而加快施工速度；
③产品可以多层存放，减少仓储空间，节省仓储费用；
④中空玻璃微珠添加体积比例大，有效的降低了沥青的用量，达到了节能减排的效果；
⑤明显提高了产品的低温性能，低温柔性能够达到-30℃，有效的扩大了适用地域范围。
为了更详细的说明本发明的技术方案，先例举下述实施例加以说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一：
本产品采用硅烷类偶联剂KH550来对中空玻璃微珠表面进行预处理，处理时中空玻璃微珠与KH550的重量比是：中空玻璃微珠：
KH550＝50∶1，烘干温度为120℃，烘干时间为2h。
实施例二：
本产品采用硅烷类偶联剂KH560来对中空玻璃微珠表面进行预处理，处理时中空玻璃微珠与KH560的重量比是：中空玻璃微珠：
KH560＝50∶1，烘干温度为120℃，烘干时间为2h。
实施例三：
本产品采用钛酸酯类偶联剂TMC-TTS来对中空玻璃微珠表面进行预处理，处理时中空玻璃微珠与TMC-TTS的重量比是：中空玻璃微珠：TMC-TTS＝35∶1，烘干温度为120℃，烘干时间为2h。
实施例四：
本产品采用钛酸酯类偶联剂TMC-101来对中空玻璃微珠表面进行预处理，处理时中空玻璃微珠与TMC-101的重量比是：中空玻璃微珠：TMC-101＝25∶1，烘干温度为120℃，烘干时间为2h。
实施例五：
本产品采用铝酸化合物偶联剂SG-A1821来对中空玻璃微珠表面进行预处理，处理时中空玻璃微珠与SG-A1821的重量比是：中空玻璃微珠：SG-A1821＝40∶1，烘干温度为120℃，烘干时间为2h。
实施例六：
本产品采用铝酸化合物偶联剂DL441来对中空玻璃微珠表面进行预处理，处理时中空玻璃微珠与DL441的重量比是：中空玻璃微珠：DL441＝40∶1，烘干温度为120℃，烘干时间为2h。
实施例七：
用实例1-实例6处理得到的中空玻璃微珠分别用以下两个配方制备沥青涂盖料并进行生产：
配方I为90#石油沥青：减三机油：SBS：填料：处理过的中空玻璃微珠＝200∶15∶19∶40∶16；
配方II为90#石油沥青：减三机油：SBS：填料：处理过的中空玻璃微珠＝200∶20∶28∶40∶30。
测试结果见附表一。
测试结果表明，沥青卷材卷重得到了明显降低，同时低温性能得到了明显改善。
附表一
-不同偶联剂处理后的测试结果-
Claims (5)
1.一种低密度聚合物改性沥青防水卷材，提高了低温柔性，卷材涂盖料的组成成分包括沥青、软化剂、聚合物改性剂、中空玻璃微珠、填料，其特征在于：所述中空玻璃微珠表面进行了预处理，其中所述沥青的质量比为20-60%，软化剂质量比5-30%；聚合物改性剂质量比5-20%；填料质量比5-30%；中空玻璃微珠质量比为1-10%；其中，所述中空玻璃微珠的粒度为100-2500目数，偶联剂对中空玻璃微珠表面进行预处理，所述偶联剂包括有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类、铝酸化合物中的一种或几种混合而成，中空玻璃微珠与偶联剂的比例为：10:1—100:1。
2.根据权利要求1所述的低密度聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于：所述配方中沥青为石油沥青、岩沥青、天然湖沥青中的一种或几种混合而成；
所述配方中软化剂为减二线机油、减三线机油、环烷油、芳烃油、聚异丁烯中的一种或几种混合而成；所述配方中聚合物改性剂为SBS、SIS、APAO、EVA、SBR、SEBS、APP、PE、LDPE、PP高分子聚合物中的一种或几种混合而成；所述配方中填料为石粉、炭粉、滑石粉、轻钙、重钙、粉煤灰、木粉、竹粉中的一种或几种混合而成。
3.根据权利要求1所述的低密度聚合物改性沥青防水卷材，其特征在于：使用偶联剂对中空玻璃微珠表面进行预先处理的方法是将中空玻璃微珠放入固体搅拌机，并将偶联剂直接喷洒在中空玻璃微珠上并搅拌，搅拌10-30分钟，搅拌完毕后将中空玻璃微珠烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为2小时。
4.制备权利要求1所述低密度聚合物改性沥青防水卷材的方法：首先打沥青至预浸油配制罐，经换热器打入高温沥青，此时沥青温度保持在180-190℃；其次按配方比例加入SBS和有机填料；不断搅拌并保持温度，使其温度保持在180-190℃，使改性剂充分溶解和分散，最后加入经过预先偶联的中空玻璃微珠，保持温度在180-190℃之间，搅拌至均匀。
5.根据权利要求4所述低密度聚合物改性沥青防水卷材的方法，其特征在于：搅拌填料的时间为1.5小时，加入经过预先偶联的中空玻璃微珠搅拌的时间为45分钟。
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