CN104927372A - 一种用于生产app塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料、其制备方法及用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料，所述沥青胶料按各原料占沥青胶料的质量百分含量主要由如下原料制备得到：沥青60～70％；热塑性塑料5～15％；橡胶5～15％；石油树脂和/或古马隆树脂5～15％；软化油5～20％；稳定剂1～5％。所述沥青胶料具有良好的延度、软化点及针入度；用于制备APP塑性体改性沥青防水卷材，能够提高其低温柔性、耐高温性和内聚力，并使其展现出优良的防水性能，降低能源损耗、物料损耗、人工成本和生产成本，并且品控更好把握。
Description
技术领域
本发明属于防水卷材技术领域，涉及一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料、其制备方法及用途。
背景技术
沥青是原油加工过程的一种产品，在常温下为黑色或黑褐色的粘稠液体或者固体，包括天然沥青、石油沥青、页岩沥青和煤焦油沥青等四种。沥青的主要成分是沥青质和树脂，其次还含有高沸点矿物油少量的氧、硫和氯的化合物。沥青低温时质脆，但其粘结性、防水性能和防腐性能很好，已经被广泛使用在道路、防水工程和防腐领域中。但是由于沥青在耐高温、抗流动性、低温柔性和耐候性等方面性能并不是很好，使得用其生产的防水卷材在应用效果上存在很多问题：低温柔性差，在低温下防水卷材很脆，并且易断；不耐高温，在高温时卷材出现流淌、滴落，难于撕膜；内聚力不够理想，不能提供与结构基面的力或易脱离基面等。
近年来，随着改性剂在沥青中的广泛应用，将改性材料与传统沥青结合，再加入合适软化油，可以显著提高沥青延度和低温柔性，提升防水卷材的粘结性、耐低温性能和耐候性。
APP塑性体改性沥青防水卷材，是由中国建筑材料联合会提出，具体见GB18243-2008标准。APP塑性体改性沥青是指以无规则聚丙烯(APP)或者聚烯烃类的聚合物(APAO、APO等)为改性剂制得的改性沥青。
改性沥青胶料是向沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉、其他填料或对沥青轻度氧化加工等形成的沥青结合料。
CN 104530727A公开了一种用于生产预铺湿铺防水卷材的沥青胶料、制备方法及其用途。所述沥青胶料按各组分占的质量百分比包括：沥青65～75％、橡胶油20～30％以及SBS 5～10％；CN 104017378A公开了一种轻载改性沥青，它是由20～40份石油树脂、20～40份橡胶操作油、3～12份热塑性丁苯橡胶(SBS)、5～10份低密度聚乙烯(LDPE)、0.01份邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、0.01～0.03份聚乙烯蜡为原料制得，以重量份计；CN 102433007A公开了一种路桥嵌缝沥青，其含有以下质量百分含量的原料制成：基础沥青60-85％；聚合物A5-15％；聚合物B 0-15％；相容剂3-10％；稳定剂0-3％。但是，利用这些改性沥青胶料生产的APP塑性体改性沥青防水卷材的低温柔性、耐高温性、内聚力及防水性能还不够好，有待于进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料、其制备方法及用途，所述沥青胶料具有良好的延度、软化点及针入度，能够提高APP塑性体改性沥青防水卷材的低温柔性、耐高温性和内聚力，并使其展现出优良的防水性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料，所述沥青胶料按各原料占沥青胶料的质量百分含量主要由如下原料制备得到：
所述用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料中沥青的质量百分含量为60～70％，如62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％或69％等；热塑性塑料的质量百分含量为5～15％，如6％、8％、10％、12％、13％或14％等；橡胶的质量百分含量为5～15％，如6％、7％、8％、10％、12％、13％或14％等；石油树脂和/或古马隆树脂的质量百分含量为5～15％，如6％、7％、8％、10％、12％、13％或14％等；软化油的质量百分含量为5～20％，如6％、7％、8％、10％、12％、13％或14％等；稳定剂的质量百分含量为1～5％，如1％、2％、3％、4％或5％等。
所述用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料的各组分的质量百分含量之和为100％。
本发明通过将沥青与热塑性塑料、石油树脂和/或古马隆树脂、橡胶、软化油及稳定剂相结合，提升沥青的延度、软化点及针入度。
作为优选的技术方案，所述沥青胶料按各原料占沥青胶料的质量百分含量主要由如下原料制备得到：
所述沥青为110#沥青、100#沥青、90#沥青、70#沥青或10#沥青中的一种或至少两种的组合。所述组合如110#沥青与100#沥青，90#沥青与70#沥青，10#沥青与100#沥青，100#沥青、90#沥青与70#沥青，110#沥青、100#沥青、90#沥青与70#沥青等。
优选地，所述沥青为90#沥青与10#沥青的组合或70#沥青与10#沥青的组合。
所述热塑性塑料为APP(无规则聚丙烯)、APAO(非晶态α-烯烃共聚物)、APO(非晶态聚烯烃)或PE(聚乙烯)中的一种或至少两种的组合。所述组合如APP与APAO，APO与PE，APAO与APO，APP、APAO与APO，APP、APAO、APO与PE等。
优选地，所述热塑性塑料为APP和/或APAO。
所述橡胶为SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、SBR(丁苯橡胶)或SBRS(硫化橡胶粉)中的一种或至少两种的组合，所述组合如SBS与SBR的组合，SBS与SBRS的组合，SBR与SBRS的组合，SBS、SBR与SBRS的组合等。
优选地，所述橡胶为SRS和/或SBR。
所述橡胶的加入能够提高沥青胶料的高低温性能、延展度和抗老化性能。
所述石油树脂为碳五石油树脂和/或碳九石油树脂。
所述石油树脂和/或古马隆树脂的加入能够提高沥青胶料的硬度及粘接性能。
所述软化油为橡胶油、芳烃油或基础油中的一种或至少两种的组合。
所述稳定剂为本领域常用的原料，可选自：LT-W1稳定剂或LT-W2型稳定剂。
本发明的目的之二在于提供一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料的制备方法，所述制备方法为：将配方量的沥青、热塑性塑料、橡胶、石油树脂和/或古马隆树脂及稳定剂进行复配，之后升温至185～200℃进行反应，再降温至160～170℃，加入软化油后搅拌形成沥青胶料。
所述反应的时间为4～5h，如4h、4.5h或5h等。
优选地，所述反应过程中进行搅拌，搅拌速度为100～300r/min，如120、150r/min、200r/min、220r/min、250r/min、270r/min或290r/min等。
所述软化油加入后搅拌的时间为20～40min，如22min、25min、28min、30min、32min、35min或38min等。
本发明的目的之三在于提供一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料用途，其用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材。
以所述沥青胶料作为防水卷材的主料生产APP塑性体改性沥青防水卷材，可以提高防水卷材的低温柔性、耐高温性和内聚力，并使其具有优良的防水性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料使沥青的延度(50mm/min，25℃，大于335)、软化点(大于118℃)及针入度(25℃，大于25)显著提高；
2、利用本发明提供的沥青胶料制备得到的APP塑性体改性沥青防水卷材，其耐高温性能、低温柔性、内聚力及防水性能也显著提高，并且耐高温性能提高尤其显著(耐高温最高达120.7℃)；
3、利用本发明提供的沥青胶料制备得到APP塑性体改性沥青防水卷材，能够降低能源损耗、物料损耗和人工成本，从而降低生产成本，并且品控更好把握。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
以下实施例中所用的各原料均为本领域常用的原料，均可商购获得。
实施例1
一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料，其按各原料占沥青胶料的质量百分含量由如下原料制备得到：
所述沥青胶料的制备方法：按上述配方将110#沥青、APP、SBS、碳五石油树脂及稳定剂进行复配，之后升温至185℃～200℃之间反应4h，反应过程中进行搅拌，使各组分混合均匀，再降温至165℃，加入橡胶油后搅拌30min形成沥青胶料。
将实施例1制得的用于APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料与110#沥青进行性能比对，结果如表1所示。其中，软化点、延度及针入度分别按照如下方法进行检测：
软化点测试方法：软化点采用环球法检测，沥青的软化点是试样在测定条件下，因受热而下坠达25mm时的温度，以℃表示。本标准方法适用于环球法测定软化点范围在30～157℃的石油沥青和煤焦油沥青试样，对于软化点在30～80℃范围内用蒸馏水做加热介质，软化点在80～57℃范围内用甘油做加热介质。
延度测试方法：延度为沥青在规定的25℃，拉伸速度为50mm/min条件下拉伸至断裂时的长度，单位为cm。
针入度测试方法：针入度是标准针在一定荷重作用下，在5s时间内穿入一定温度沥青的深度，单位为1/10mm，荷重为100g，温度为25℃。
表1
| 物理性能 | 110#沥青 | 实施例1 |
| 软化点(℃) | 35 | 123 |
| 延度(50mm/min，25℃) | 106 | 358 |
| 针入度(25℃) | 112 | 25 |
实施例2
一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料，其按各原料占沥青胶料的质量百分含量由如下原料制备得到：
所述沥青胶料的制备方法：按上述配方将70#沥青、APO与PE、SBRS、古马隆树脂及稳定剂进行复配，之后升温至185℃～200℃之间反应4h，反应过程中进行搅拌，使各组分混合均匀，再降温至165℃，加入芳烃油后搅拌30min形成沥青胶料。
按照实施例1所述的软化点、延度及针入度的检测方法，将实施例2制得的用于APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料与70#沥青进行性能比对，结果如表2所示：
表2
| 物理性能 | 70#沥青 | 实施例2 |
| 软化点(℃) | 48 | 119 |
| 延度(50mm/min，25℃) | 103 | 363 |
| 针入度(25℃) | 75 | 31 |
实施例3
一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料，其按各原料占沥青胶料的质量百分含量由如下原料制备得到：
所述沥青胶料的制备方法：按上述配方将100#沥青、APAO、SBR、碳九石油树脂及稳定剂进行复配，之后升温至185℃～200℃之间反应4h，反应过程中进行搅拌，使各组分混合均匀，再降温至165℃，加入基础油后搅拌30min形成沥青胶料。
按照实施例1所述的软化点、延度及针入度的检测方法，将实施例3制得的用于APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料与100#沥青进行性能比对，结果如表3所示：
表3
| 物理性能 | 100#沥青 | 实施例3 |
| 软化点(℃) | 39 | 121 |
| 延度(50mm/min，25℃) | 110 | 346 |
| 针入度(25℃) | 108 | 28 |
实施例4
一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料，其按各原料占沥青胶料的质量百分含量由如下原料制备得到：
所述沥青胶料的制备方法：按上述配方将70#沥青与10#沥青、APP与APAO、SBRS、古马隆树脂及稳定剂进行复配，之后升温至185℃～200℃之间反应4h，反应过程中进行搅拌，使各组分混合均匀，再降温至165℃，加入橡胶油后搅拌30min，搅拌速度为200r/min，形成沥青胶料。
按照实施例1所述的软化点、延度及针入度的检测方法，将实施例4制得的用于APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料与10#沥青和70#沥青进行性能比对，结果如表4所示：
表4
| 物理性能 | 10#沥青 | 70#沥青 | 实施例4 |
| 软化点(℃) | 110 | 48 | 130 |
| 延度(50mm/min，25℃) | 1.5 | 103 | 335 |
| 针入度(25℃) | 18 | 75 | 25 |
实施例5
一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料，其按各原料占沥青胶料的质量百分含量由如下原料制备得到：
所述沥青胶料的制备方法：按上述配方将90#沥青、APP与APO、SBRS、古马隆树脂与碳五石油树脂及稳定剂进行复配，之后升温至185℃～200℃之间反应4h，反应过程中进行搅拌，使各组分混合均匀，再降温至165℃，加入橡胶油与芳烃油后搅拌30min，搅拌速度为200r/min，形成沥青胶料。
按照实施例1所述的软化点、延度及针入度的检测方法，将实施例5制得的用于APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料与90#沥青进行性能比对，结果如表5所示：
表5
| 物理性能 | 90#沥青 | 实施例5 |
| 软化点(℃) | 44 | 118 |
| 延度(50mm/min，25℃) | 108 | 361 |
| 针入度(25℃) | 95 | 27 |
实施例6
一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料，其按各原料占沥青胶料的质量百分含量由如下原料制备得到：
所述沥青胶料的制备方法：按上述配方将90#沥青与10#沥青、APP、SBS、古马隆树脂与碳五石油树脂及稳定剂进行复配，之后升温至185℃～200℃之间反应4h，反应过程中进行搅拌，使各组分混合均匀，再降温至160℃，加入橡胶油与芳烃油后搅拌20min，搅拌速度为100r/min，形成沥青胶料。
按照实施例1所述的软化点、延度及针入度的检测方法，将实施例6制得的用于APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料与90#沥青和10#沥青进行性能比对，结果如表6所示：
表6
| 物理性能 | 90#沥青 | 10#沥青 | 实施例6 |
| 软化点(℃) | 44 | 110 | 132 |
| 延度(50mm/min，25℃) | 108 | 1.5 | 468 |
| 针入度(25℃) | 95 | 18 | 20 |
实施例7
一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料，其按各原料占沥青胶料的质量百分含量由如下原料制备得到：
所述沥青胶料的制备方法：按上述配方将70#沥青与10#沥青、APAO、SBR、碳五石油树脂及稳定剂进行复配，之后升温至185℃～200℃之间反应4h，反应过程中进行搅拌，使各组分混合均匀，再降温至170℃，加入橡胶油后搅拌40min，搅拌速度为300r/min，形成沥青胶料。
按照实施例1所述的软化点、延度及针入度的检测方法，将实施例7制得的用于APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料与70#沥青和10#沥青进行性能比对，结果如表7所示：
表7
| 物理性能 | 70#沥青 | 10#沥青 | 实施例7 |
| 软化点(℃) | 48 | 110 | 135 |
| 延度(50mm/min，25℃) | 103 | 1.5 | 452 |
| 针入度(25℃) | 75 | 18 | 18 |
将实施例1～7制得的用于APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材，对得到的防水卷材进行性能测试，结果如表8所示，其中，低温柔性、耐高温性、内聚力及防水性能数据分别通过如下方法测试得到：
低温柔性测试方法：在规定温度及规定时间(1h)低温冷冻液下，试样弯折性能。
耐高温测试方法：在规定温度及规定时间(2h)高温试验箱下，试样的耐高温性能。
内聚力测试方法：在标准温度养护下(24h)，通过试样作强力垂直拉伸，所得到改性沥青的内聚力。
防水性能测试方法：参照GB/T 328.10-2007沥青和高分子防水卷材不透水性测试方法。
表8
从表8可以看出，利用本发明提供的沥青胶料制备得到的APP塑性体改性沥青防水卷材，其耐高温性能、低温柔性、内聚力及防水性能也显著提高，并且耐高温性能提高尤其显著(耐高温最高达120.7℃)。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材的沥青胶料，其特征在于，所述沥青胶料按各原料占沥青胶料的质量百分含量主要由如下原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的沥青胶料，其特征在于，所述沥青胶料按各原料占沥青胶料的质量百分含量由如下原料制备得到：
3.根据权利要求1或2所述的沥青胶料，其特征在于，所述沥青为110#沥青、100#沥青、90#沥青、70#沥青或10#沥青中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述沥青为90#沥青与10#沥青的组合或70#沥青与10#沥青的组合。
4.根据权利要求1-3之一所述的沥青胶料，其特征在于，所述热塑性塑料为APP、APAO、APO或PE中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述热塑性塑料为APP和/或APAO；
优选地，所述橡胶为SBS、SBR或SBRS中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述橡胶为SRS和/或SBR。
5.根据权利要求1-4之一所述的沥青胶料，其特征在于，所述石油树脂为碳五石油树脂和/或碳九石油树脂。
6.根据权利要求1-5之一所述的沥青胶料，其特征在于，所述软化油为橡胶油、芳烃油或基础油中的一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1-6之一所述的沥青胶料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将配方量的沥青、热塑性塑料、橡胶、石油树脂和/或古马隆树脂及稳定剂进行复配，之后升温至185～200℃进行反应，再降温至160～170℃，加入软化油后搅拌形成沥青胶料。
8.根据权利要求7所述的沥青胶料的制备方法，其特征在于，所述反应的时间为4～5h；
优选地，所述反应过程中进行搅拌，搅拌速度为100～300r/min。
9.根据权利要求7或8所述的沥青胶料的制备方法，其特征在于，所述软化油加入后搅拌的时间为20～40min。
10.根据权利要求1-6之一所述的沥青胶料的用途，其用于生产APP塑性体改性沥青防水卷材。
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