CN103396670B - 一种用于大坝沥青井的防水改性沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于大坝沥青井的防水改性沥青，其特征在于它包括由（质量百分比计）：55～70%基质沥青、28～40%环保芳烃油、1～4.2%线性SBS改性剂粉末和0.8～1%抗氧化剂；其中：基质沥青为AH-70沥青或AH-100沥青；环保芳烃油为GXJ-Ⅰ橡胶专用油；线性SBS改性剂粉末为YH-792或YH-791或YH-796；抗氧化剂为KY-405或TBY-2246。本发明的防水改性沥青是经调和、改性、一次发育剪切、二次发育剪切和冷却等五步骤而制得。本发明的防水改性沥青具有在80～90℃温度下的低温流动性和低温抗裂性的优点，本发明的制备方法简单便捷，适合在施工现场直接加工生产。

Description

一种用于大坝沥青井的防水改性沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种工程沥青材料，特别是涉及一种用于大坝沥青井的防水改性沥青及其制备方法。

背景技术

公知的防水改性沥青品种主要有丁基橡胶改性沥青密封膏、SBS改性沥青密封膏、再生橡胶改性沥青油膏、塑料油膏和聚氯乙烯胶泥等。防水改性沥青是以沥青为基料，用适量的合成高分子聚合物进行改性，加入填充料和着色剂，经过特定的制备方法加工而成的膏状密封材料。防水改性沥青主要用于建筑物的接缝、孔洞、管口等部位的防水抗渗以及防水层收头处理。现有的大坝沥青井使用大坝防水沥青作为密封材料，一般经过10余年的运行，就会出现沥青胶老化和横缝有渗漏水现象，严重地影响到水工建筑伸缩缝止水系统的正常工作。因此，开发在常温下具有良好的粘性、弹性，高于80℃可流动并便于维护，且具有高耐久性的新型防水改性沥青已迫在眉睫。

在我国最早出现的PVC胶泥，亦称聚氯乙烯建筑防水接缝材料，是以聚氯乙烯树脂改性煤焦油为主剂材料，配以增塑剂、稳定剂、填充剂所组成。PVC胶泥具有良好的防水性、弹性、耐热性、耐寒性和耐老化性，用于建筑防水工程的接缝中，但该材料需在施工前进行塑化，趁热施工，冷却变硬不能二次进行加热熔化，从而限制了PVC胶泥作为商品在市场上销售，同时也限制了它的发展。

塑料沥油膏是以塑料沥青为主剂的密封材料，由塑料沥青、软化剂或增塑剂及相关的助剂和填充料所组成。塑料油膏中，以塑料煤焦油沥青密封材料应用最广。但是因为含有煤焦油，而导致一定的污染性，从而限制了它的发展。

丁基橡胶改性沥青密封油膏是以丁苯橡胶作为改性剂，丁苯橡胶对沥青混合料的低温抗裂性有明显的提高，但其在80～90℃下流动性不能满足施工工程的实际需要。

SBS改性沥青材料因具有优良的改性效果得到了市场的认可，在改性沥青实体工程中，SBS改性沥青逐步占据绝对优势的份额，但面市的SBS改性沥青其软化点较高，同样在温度为80～90℃下流动性不能满足施工现场的实际应用。

中国专利申请CN201210286824.0提出了一种“CNT-SBS改性沥青”，该技术方案虽然具有抗压、抗裂性高、塑性好和温度敏感性低的优点，但还存在如下不足，一是该沥青的施工温度较高，不能满足大坝沥青井的实际施工要求；二是该沥青的制备工艺较为复杂，需要工厂配备专业仪器设备加工生产。

中国专利申请CN200410061490.2提出了一种“环保改性沥青”，该技术方案虽然具有能够有效利用废弃物、有利于环保的优点，但还存在如下不足，一是因该沥青中加入橡胶，导致最终的改性沥青软化点高；二是该沥青的耐久性不高，使用寿命短。

如何克服现有技术的不足已成为当今工程沥青材料技术领域中亟待解决的重点难题。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足而提供一种用于大坝沥青井的防水改性沥青及其制备方法，本发明的防水改性沥青具有在80～90℃温度下的低温流动性和低温抗裂性的优点，本发明的防水改性沥青的制备方法简单便捷，适合在施工现场直接加工生产。

根据本发明提出的一种用于大坝沥青井的防水改性沥青，其特征在于它包括由（按质量百分比计）：55～70%基质沥青、28～40%环保芳烃油、1～4.2%线性SBS改性剂粉末和0.8～1%抗氧化剂；其中：基质沥青为AH-70沥青或AH-100沥青；环保芳烃油为GXJ-Ⅰ橡胶专用油；线性SBS改性剂粉末为YH-792或YH-791或YH-796；抗氧化剂为KY-405或TBY-2246。

根据本发明提出的一种用于大坝沥青井的防水改性沥青的制备方法，其特征在于经如下步骤而制得防水改性沥青成品：

步骤一，调和：首先将质量百分比为55～70%的基质沥青在120℃～145℃温度下加热至熔融状态，再加入质量百分比为28～40%的环保芳烃油，并用搅拌机搅拌使之充分混合均匀；

步骤二，改性：将步骤一得到的混合物加热至150℃～180℃后，分别加入质量百分比为1～4.2%的线性SBS改性剂粉末和质量百分比为0.8～1%的抗氧化剂，形成沥青胶体；

步骤三，一次发育剪切：将步骤二得到的沥青胶体在170℃温度下发育20～30min，再用高速剪切搅拌机搅拌60～90min；

步骤四，二次发育剪切：将步骤三得到的沥青胶体在130℃～140℃温度下进行保温，使其改性发育20min～30min，再用高速剪切搅拌机搅拌20～30min；

步骤五，冷却：将步骤四得到的沥青胶体进行自然冷却，冷却时间60～90min，即得到防水改性沥青成品。

本发明的作用原理是：基质沥青的主要组分为芳香分、胶质、沥青质和饱和分，而环保芳烃油的主要成分为芳香分和胶质，将环保芳烃油加入到熔融状态的沥青后，能够迅速与沥青融合，且不会因沥青组分的改变而从沥青中析出；同时，环保芳烃油能够促进线性SBS改性剂粉末溶解，可有效改善改性沥青贮存稳定性，减小离析发生，最大程度增大改性沥青的低温延度。根据相似相溶原理，生产SBS改性沥青时，线性SBS改性剂粉末的溶解程度主要取决于基质沥青中芳香分和胶质的含量，基质沥青中芳香分和胶质含量大于25%时，将适用于SBS改性沥青在施工现场的生产制备；线性SBS改性剂粉末加入到熔融状态的沥青中后，经过高速剪切，成为微小的颗粒，在外力作用下，线性SBS改性剂粉末以较小尺寸的微粒分散于基质沥青中，并在基质沥青中逐渐形成三维网络结构，改善基质沥青的各项性能，基质沥青温度越高，其分子热运动速度越快，分子间的距离也就越大，沥青胶体中的连续相—油份等轻质组分则越容易进入线性SBS改性剂粉末形成的网格中，线性SBS改性剂粉末粒子发生溶胀越充分，改性沥青的改性效果越明显。

本发明与现有技术相比其显著效果在于：一是本发明在用环保芳烃油对基质沥青调和后，不仅保证了SBS改性剂粉末可充分地分散到基质沥青中，而且使改性沥青能够在80～90℃的温度下获得很好的可流动性；二是本发明的成品相对于现有的防水改性沥青具有更好的低温抗裂性能和高温性能；三是本发明的成品相对于现有的防水改性沥青具有更好的耐久性；四是本发明的制备方法简便快捷，适合在施工现场直接加工生产。本发明与现有技术的效能、性能对比详见表1。

表1：本发明与现有技术的效能、性能对比一览表

附图说明

图1是本发明提出的一种用于大坝沥青井的防水改性沥青制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明提出的一种用于大坝沥青井的防水改性沥青，它由包括（按质量百分比计）：55～70%基质沥青、28～40%环保芳烃油、1～4.2%线性SBS改性剂粉末和0.8～1%抗氧化剂；其中：基质沥青为AH-70沥青或AH-100沥青；环保芳烃油为GXJ-Ⅰ橡胶专用油；线性SBS改性剂粉末为YH-792或YH-791或YH-796；抗氧化剂为KY-405或TBY-2246。本发明进一步的优选方案是：所述线性SBS改性剂粉末的粒径为100～200目。本发明中所选用的原材料质量均符合国家标准。

图1是本发明提出的一种用于大坝沥青井的防水改性沥青制备方法的流程示意图。以下结合图1进一步说明本发明的具体实施例。

实施例1：

本发明提出的一种用于大坝沥青井的防水改性沥青，按照所需要的重量进行制备成品，原材料包括（以质量百分比计）：55%基质沥青、40%环保芳烃油、4.2%线性SBS改性剂粉末和0.8%抗氧化剂，具体实施步骤如下：

步骤一，调和：首先将质量百分比为55%的基质沥青在120℃下加热至熔融状态，再加入质量百分比为40%的环保芳烃油，并用搅拌机搅拌使之充分混合均匀；其中，基质沥青为AH-70沥青；环保芳烃油为GXJ-Ⅰ橡胶专用油；

步骤二，改性：将步骤一得到的混合物加热至150℃后，分别加入质量百分比为4.2%的线性SBS改性剂粉末和质量百分比为0.8%的抗氧化剂，形成沥青胶体；其中，线性SBS改性剂为YH-792，其粉末的粒径为100～200目；抗氧化剂为KY-405；

步骤三，一次剪切发育：将步骤二得到的沥青胶体在170℃温度下发育20min，再用高速剪切搅拌机搅拌70min，；

步骤四，二次剪切发育：将步骤三得到的沥青胶体在130℃下进行保温，使其改性发育20min，再用高速剪切搅拌机搅拌20min；

步骤五，冷却：将步骤四得到的沥青胶体进行自然冷却，冷却时间60min，即得到防水改性沥青成品。

实施例2：

本发明提出的一种用于大坝沥青井的防水改性沥青，按照所需要的重量进行制备成品，原材料包括（以质量百分比计）：70%基质沥青、28%环保芳烃油、1%线性SBS改性剂粉末和1%抗氧化剂混合组成。具体实施步骤如下：

步骤一，调和：首先将质量百分比为70%的基质沥青在145℃下加热至熔融状态，再加入质量百分比为28%的环保芳烃油，并用搅拌机搅拌使之充分混合均匀；其中，基质沥青为AH-100沥青；环保芳烃油为GXJ-Ⅰ橡胶专用油；

步骤二，改性：将步骤一得到的混合物加热至180℃后，分别加入质量百分比为1%的线性SBS改性剂粉末和质量百分比为1%的抗氧化剂，形成沥青胶体；其中，线性SBS改性剂为YH-791，其粉末的粒径为100～200目；抗氧化剂为TBY-2246；

步骤三，一次剪切发育：将步骤二得到的沥青胶体在170℃温度下发育25min，再用高速剪切搅拌机搅拌90min；

步骤四，二次剪切发育：将步骤三得到的沥青胶体在140℃下进行保温，使其改性发育30min，再用高速剪切搅拌机搅拌30min；

步骤五，冷却：将步骤四得到的沥青胶体进行自然冷却，冷却时间90min，即得到防水改性沥青成品。

实施例3：

本发明提出的一种用于大坝沥青井的防水改性沥青，按照所需要的重量进行制备成品，原材料包括（以质量百分比计）：63%基质沥青、34%环保芳烃油、2.1%线性SBS改性剂粉末和0.9%抗氧化剂混合组成。具体实施步骤如下：

步骤一，调和：首先将质量百分比为63%的基质沥青在135℃下加热至熔融状态，再加入质量百分比为34%的环保芳烃油，并用搅拌机搅拌使之充分混合均匀；其中，基质沥青为AH-70沥青；环保芳烃油为GXJ-Ⅰ橡胶专用油；

步骤二，改性：将步骤一得到的混合物加热至170℃后，分别加入质量百分比为2,1%的线性SBS改性剂粉末和质量百分比为0.9%的抗氧化剂，形成沥青胶体，其中，线性SBS改性剂为YH-796，其粉末的粒径为100～200目；抗氧化剂为KY-405；

步骤三，一次剪切发育：将步骤二得到的沥青胶体在170℃温度下发育30min，再用高速剪切搅拌机搅拌80min；

步骤四，二次剪切发育：将步骤三得到的沥青胶体在135℃下进行保温，使其改性发育25min，再用高速剪切搅拌机搅拌25min；

步骤五，冷却：将步骤四得到的沥青胶体进行自然冷却，冷却时间75min，即得到防水改性沥青成品。

Claims (2)

1.一种用于大坝沥青井的防水改性沥青，其特征在于按质量百分比计，它包括：55～70％基质沥青、28～40％环保芳烃油、1～4.2％线性SBS改性剂粉末和0.8～1％抗氧化剂；其中：基质沥青为AH-70沥青或AH-100沥青；环保芳烃油为GXJ-Ⅰ橡胶专用油；线性SBS改性剂粉末为YH-792或YH-791或YH-796；抗氧化剂为KY-405或TBY-2246；线性SBS改性剂粉末的粒径为100～200目。

2.一种如权利要求1所述用于大坝沥青井的防水改性沥青的制备方法，其特征在于经如下步骤而制得防水改性沥青成品：

步骤一，调和：首先将质量百分比为55～70的基质沥青在120℃～145℃温度下加热至熔融状态，再加入质量百分比为28～40的环保芳烃油，并用搅拌机搅拌使之充分混合均匀；其中：基质沥青为AH-70沥青或AH-100沥青；环保芳烃油为GXJ-Ⅰ橡胶专用油；

步骤二，改性：将步骤一得到的混合物加热至150℃～180℃后，分别加入质量百分比为1～4.2的线性SBS改性剂粉末和质量百分比为0.8～1的抗氧化剂，形成沥青胶体；其中：线性SBS改性剂粉末为YH-792或YH-791或YH-796；抗氧化剂为KY-405或TBY-2246；线性SBS改性剂粉末的粒径为100～200目；

步骤三，一次发育剪切：将步骤二得到的沥青胶体在170℃温度下发育20～30min，再用高速剪切搅拌机搅拌60～90min；

步骤四，二次发育剪切：将步骤三得到的沥青胶体在130℃～140℃温度下进行保温，使其改性发育20min～30min，再用高速剪切搅拌机搅拌20～30min；

步骤五，冷却：将步骤四得到的沥青胶体进行自然冷却，冷却时间60～90min，即得到防水改性沥青成品。