CN105235309A - 一种弹性体改性沥青防水卷材 - Google Patents

一种弹性体改性沥青防水卷材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弹性体改性沥青防水卷材，包括胎基层B、粘结在胎基层B上的上表层A和粘结在胎基层B下的下表层C，其中上表层A与胎基层B，及胎基层B和下表层C均采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B采用玻璃纤维薄膜制得，上表层A采用聚乙烯膜、耐高温聚酯薄膜或细砂制得，下表层C采用聚乙烯膜制得；其中弹性体改性沥青按如下步骤制备：将碳纳米管羟基化后，再进行酸化得到第二物料；将MAH-g-SBS与第二物料混合后进行超声分散，陈化得到碳纳米管改性SBS；将沥青加热后，依次加入碳纳米管改性SBS、纳米氧化锌等物料，继续升温得到混合物料；将混合物料进行氧化打磨处理后，接着加入滑石粉得到弹性体改性沥青。

Description

一种弹性体改性沥青防水卷材
技术领域
本发明涉及防水卷材技术领域，尤其涉及一种弹性体改性沥青防水卷材。
背景技术
防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路、垃圾填埋场等处，起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的屏障。
目前的防水卷材主要为沥青防水卷材，包括由聚酯毡、玻纤毡或玻纤增强聚酯毡等材料构成的胎基、浸涂于胎基表面的沥青层，以及上下表面的隔离材料层构成。其中对于沥青层的组分的变化，会在很大程度上影响防水卷材的性能，如耐热性、低温柔性、不透水性、抗拉性能等。对于目前改性沥青防水卷材，沥青层中主要原料除沥青外，采用较多量的SBS作为基本组分，其含量约为10％左右，该种卷材在耐热性方面，100℃左右胎基不燃、沥青无流淌、低落现象；低温柔性方面，在-25℃左右保持低温柔性；抗拉强度在7-18N/mm。但该种性能参数在一些较为恶劣的环境下，仍然难以抵御，如在北方较冷空气的影响下，气温可能低于零下30℃，卷材便容易脆裂，而在靠近锅炉等热处理设备处，局部环境温度可能高于100℃，则可能引发胎基燃烧；另外，在沥青层材料在浸涂工艺过程中，SBS型改性沥青在190℃左右的熔融浸涂状态下，流动性较差，不利于均匀平整地浸涂于胎基表面；因此，目前的SBS型改性沥青防水卷材尚有待改进。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种弹性体改性沥青防水卷材，所得防水卷材的低温柔性和耐热性能优秀，而且具有良好的防水性能，胎基表面均匀平整。
本发明提出的一种弹性体改性沥青防水卷材，包括胎基层B、粘结在胎基层B上的上表层A和粘结在胎基层B下的下表层C，其中上表层A与胎基层B采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B和下表层C采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B采用玻璃纤维薄膜制得，上表层A采用聚乙烯膜、耐高温聚酯薄膜或细砂制得，下表层C采用聚乙烯膜制得。
优选地，弹性体改性沥青按如下步骤制备：
a、将碳纳米管加入无水乙醇中混合，再加入氢氧化钠溶液进行一次超声分散，接着调节pH值为6.8-7.2后，抽滤，干燥得到第一物料；
b、将第一物料加入浓硫酸中搅拌，再加入盐酸进行二次超声分散，调节pH值为6.9-7.0后，抽滤，干燥得到第二物料；
c、向二甲苯中加入马来酸酐接枝苯乙烯系热塑性弹性体MAH-g-SBS搅拌均匀，再加入第二物料进行三次超声分散，陈化，抽滤，干燥得到碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体；
d、将沥青加热后，依次加入碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体、纳米氧化锌、乙烯-醋酸乙烯共聚物、轮胎橡胶粉、环烷油、重质碳酸钙搅拌均匀，继续升温，然后停止加热，搅拌得到混合物料；将混合物料进行一次氧化处理后，置于胶体磨中循环打磨，再进行二次氧化处理，调节温度后，接着加入滑石粉搅拌均匀得到弹性体改性沥青。
优选地，弹性体改性沥青制备过程的步骤a中，一次超声分散的时间为2-3h，一次超声分散的频率为25-28kHz，一次超声分散的功率为1.2-1.5kW。
优选地，弹性体改性沥青制备过程的步骤a中，按重量份将5-8份碳纳米管加入3-6份无水乙醇中混合，再加入22-26份质量分数为5-8wt％的氢氧化钠溶液进行一次超声分散，接着调节pH值为6.8-7.2后，抽滤，干燥得到第一物料。
优选地，弹性体改性沥青制备过程的步骤b中，按重量份将5-8份第一物料加入15-18份质量分数为96-98wt％的浓硫酸中搅拌，再加入12-16份浓度为1-2mol/L的盐酸进行二次超声分散，调节pH值为6.9-7.0后，抽滤，干燥得到第二物料。
优选地，弹性体改性沥青制备过程的步骤b中，二次超声分散的时间为30-45min，二次超声分散的频率为46-50kHz，二次超声分散的功率为1.5-1.8kW。
优选地，弹性体改性沥青制备过程的步骤c中，三次超声分散的时间为20-30min，三次超声分散的频率为80-90kHz，三次超声分散的功率为1.3-1.6kW。
优选地，弹性体改性沥青制备过程的步骤c中，二甲苯、马来酸酐接枝苯乙烯系热塑性弹性体MAH-g-SBS与第二物料的重量比为4-6：5-8：3-6。
优选地，弹性体改性沥青制备过程的步骤d中，沥青按重量份包括：90#沥青12-16份，10#沥青5-8份，250#重油9-12份。
优选地，弹性体改性沥青制备过程的步骤d中，按重量份将22-26份沥青加热后，依次加入1-1.5份碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体、0.6-0.8份纳米氧化锌、0.8-1.2份乙烯-醋酸乙烯共聚物、10-13份轮胎橡胶粉、2.5-3份环烷油、2-2.4份重质碳酸钙搅拌均匀，继续升温，然后停止加热，搅拌得到混合物料；将混合物料进行一次氧化处理后，置于胶体磨中循环打磨，再进行二次氧化处理，调节温度后，接着加入8-10份滑石粉搅拌均匀得到弹性体改性沥青。
优选地，弹性体改性沥青制备过程的步骤d中，将沥青加热至150-160℃后，依次加入碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体、纳米氧化锌、乙烯-醋酸乙烯共聚物、轮胎橡胶粉、环烷油、重质碳酸钙搅拌均匀，继续升温至250-280℃，然后停止加热，搅拌得到混合物料；将混合物料进行一次氧化处理后，一次氧化处理的时间为1-1.3h，置于胶体磨中循环打磨2-3次，再进行二次氧化处理，二次氧化处理的时间为1.8-2.2h，调节温度至160-180℃后，接着加入滑石粉搅拌均匀得到弹性体改性沥青。
本发明将碳纳米管进行羟基化后，再进行酸化，在碳纳米管表面接枝酸性基团从而形成酯键，改变了碳纳米管的在MAH-g-SBS中的界面能，降低了碳纳米管的有序度，使得碳纳米管更易于高度分散、深度嵌入MAH-g-SBS之中，减少碳纳米管的团聚现象，同时酯键能够与MAH-g-SBS发生反应，使两者牢固的结合在一起形成界面，当本发明受到各种作用力时，MAH-g-SBS上的负载能够通过界面转移到碳纳米管上，从而吸收更多的作用力，从而增强了本发明的韧性、耐热、耐磨等性能；而将碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体由于马来酸酐的相容作用，与乙烯-醋酸乙烯共聚物、轮胎橡胶粉配合形成整体，不仅提高三者和沥青之间相容性，而且能降低针入度和温度敏感性，提高软化点和抗流动性，还提高了耐高温性能和低温柔韧性，同时使本发明的黏附性增强，易于涂覆于胎基层B上，使上表层A和下表层C不易被剥离；轮胎橡胶粉与重质碳酸钙、滑石粉配合作为填充剂，减轻本发明的密度，增强本发明的剥离性能，提高本发明的软化点，提高本发明的尺寸稳定性，减少表面皱褶。
附图说明
图1为本发明提出的一种弹性体改性沥青防水卷材的结构示意图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
如图1所示，图1为本发明提出的一种弹性体改性沥青防水卷材的结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种弹性体改性沥青防水卷材，包括胎基层B、粘结在胎基层B上的上表层A和粘结在胎基层B下的下表层C，其中上表层A与胎基层B采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B和下表层C采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B采用玻璃纤维薄膜制得，上表层A采用聚乙烯膜、耐高温聚酯薄膜或细砂制得，下表层C采用聚乙烯膜制得。
其中，弹性体改性沥青按如下步骤制备：
a、按重量份将5份碳纳米管加入6份无水乙醇中混合，再加入22份质量分数为8wt％的氢氧化钠溶液进行一次超声分散，一次超声分散的时间为2h，一次超声分散的频率为28kHz，一次超声分散的功率为1.2kW，接着调节pH值为7.2后，抽滤，干燥得到第一物料；
b、按重量份将5份第一物料加入18份质量分数为96wt％的浓硫酸中搅拌，再加入16份浓度为1mol/L的盐酸进行二次超声分散，二次超声分散的时间为45min，二次超声分散的频率为46kHz，二次超声分散的功率为1.8kW，调节pH值为6.9后，抽滤，干燥得到第二物料；
c、按重量份向6份二甲苯中加入5份马来酸酐接枝苯乙烯系热塑性弹性体MAH-g-SBS搅拌均匀，再加入6份第二物料进行三次超声分散，三次超声分散的时间为20min，三次超声分散的频率为90kHz，三次超声分散的功率为1.3kW，陈化8h，抽滤，干燥得到碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体；
d、按重量份将22份沥青加热至160℃，沥青按重量份包括：90#沥青12份、10#沥青8份和250#重油9份，接着依次加入1.5份碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体、0.6份纳米氧化锌、1.2份乙烯-醋酸乙烯共聚物、10份轮胎橡胶粉、3份环烷油、2份重质碳酸钙搅拌均匀，继续升温至280℃，然后停止加热，搅拌得到混合物料；将混合物料进行一次氧化处理后，一次氧化处理的时间为1h，置于胶体磨中循环打磨3次，再进行二次氧化处理，二次氧化处理的时间为1.8h，调节温度至180℃后，接着加入8份滑石粉搅拌均匀得到弹性体改性沥青。
实施例2
本发明提出的一种弹性体改性沥青防水卷材，包括胎基层B、粘结在胎基层B上的上表层A和粘结在胎基层B下的下表层C，其中上表层A与胎基层B采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B和下表层C采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B采用玻璃纤维薄膜制得，上表层A采用聚乙烯膜、耐高温聚酯薄膜或细砂制得，下表层C采用聚乙烯膜制得。
其中，弹性体改性沥青按如下步骤制备：
a、按重量份将8份碳纳米管加入3份无水乙醇中混合，再加入26份质量分数为5wt％的氢氧化钠溶液进行一次超声分散，一次超声分散的时间为3h，一次超声分散的频率为25kHz，一次超声分散的功率为1.5kW，接着调节pH值为6.8后，抽滤，干燥得到第一物料；
b、按重量份将8份第一物料加入15份质量分数为98wt％的浓硫酸中搅拌，再加入12份浓度为2mol/L的盐酸进行二次超声分散，二次超声分散的时间为30min，二次超声分散的频率为50kHz，二次超声分散的功率为1.5kW，调节pH值为7.0后，抽滤，干燥得到第二物料；
c、按重量份向4份二甲苯中加入8份马来酸酐接枝苯乙烯系热塑性弹性体MAH-g-SBS搅拌均匀，再加入3份第二物料进行三次超声分散，三次超声分散的时间为30min，三次超声分散的频率为80kHz，三次超声分散的功率为1.6kW，陈化7h，抽滤，干燥得到碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体；
d、按重量份将26份沥青加热至150℃，沥青按重量份包括：90#沥青16份、10#沥青5份和250#重油12份，接着依次加入1份碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体、0.8份纳米氧化锌、0.8份乙烯-醋酸乙烯共聚物、13份轮胎橡胶粉、2.5份环烷油、2.4份重质碳酸钙搅拌均匀，继续升温至250℃，然后停止加热，搅拌得到混合物料；将混合物料进行一次氧化处理后，一次氧化处理的时间为1.3h，置于胶体磨中循环打磨2次，再进行二次氧化处理，二次氧化处理的时间为2.2h，调节温度至160℃后，接着加入10份滑石粉搅拌均匀得到弹性体改性沥青。
实施例3
本发明提出的一种弹性体改性沥青防水卷材，包括胎基层B、粘结在胎基层B上的上表层A和粘结在胎基层B下的下表层C，其中上表层A与胎基层B采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B和下表层C采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B采用玻璃纤维薄膜制得，上表层A采用聚乙烯膜、耐高温聚酯薄膜或细砂制得，下表层C采用聚乙烯膜制得。
其中，弹性体改性沥青按如下步骤制备：
a、按重量份将7份碳纳米管加入4份无水乙醇中混合，再加入25份质量分数为6wt％的氢氧化钠溶液进行一次超声分散，一次超声分散的时间为2.8h，一次超声分散的频率为26kHz，一次超声分散的功率为1.4kW，接着调节pH值为7.0后，抽滤，干燥得到第一物料；
b、按重量份将6份第一物料加入17份质量分数为97wt％的浓硫酸中搅拌，再加入15份浓度为1.4mol/L的盐酸进行二次超声分散，二次超声分散的时间为40min，二次超声分散的频率为47kHz，二次超声分散的功率为1.7kW，调节pH值为7.0后，抽滤，干燥得到第二物料；
c、按重量份向4.5份二甲苯中加入7份马来酸酐接枝苯乙烯系热塑性弹性体MAH-g-SBS搅拌均匀，再加入4份第二物料进行三次超声分散，三次超声分散的时间为26min，三次超声分散的频率为86kHz，三次超声分散的功率为1.5kW，陈化7.6h，抽滤，干燥得到碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体；
d、按重量份将25份沥青加热至154℃，沥青按重量份包括：90#沥青15份、10#沥青6份和250#重油11份，接着依次加入1.2份碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体、0.78份纳米氧化锌、0.9份乙烯-醋酸乙烯共聚物、12份轮胎橡胶粉、2.6份环烷油、2.3份重质碳酸钙搅拌均匀，继续升温至260℃，然后停止加热，搅拌得到混合物料；将混合物料进行一次氧化处理后，一次氧化处理的时间为1.2h，置于胶体磨中循环打磨2次，再进行二次氧化处理，二次氧化处理的时间为2h，调节温度至165℃后，接着加入9.3份滑石粉搅拌均匀得到弹性体改性沥青。
实施例4
本发明提出的一种弹性体改性沥青防水卷材，包括胎基层B、粘结在胎基层B上的上表层A和粘结在胎基层B下的下表层C，其中上表层A与胎基层B采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B和下表层C采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B采用玻璃纤维薄膜制得，上表层A采用聚乙烯膜、耐高温聚酯薄膜或细砂制得，下表层C采用聚乙烯膜制得。
其中，弹性体改性沥青按如下步骤制备：
a、按重量份将6份碳纳米管加入5份无水乙醇中混合，再加入23份质量分数为7wt％的氢氧化钠溶液进行一次超声分散，一次超声分散的时间为2.2h，一次超声分散的频率为27kHz，一次超声分散的功率为1.3kW，接着调节pH值为7.0后，抽滤，干燥得到第一物料；
b、按重量份将7份第一物料加入16份质量分数为98wt％的浓硫酸中搅拌，再加入13份浓度为1.8mol/L的盐酸进行二次超声分散，二次超声分散的时间为35min，二次超声分散的频率为48kHz，二次超声分散的功率为1.6kW，调节pH值为7.0后，抽滤，干燥得到第二物料；
c、按重量份向5.5份二甲苯中加入6份马来酸酐接枝苯乙烯系热塑性弹性体MAH-g-SBS搅拌均匀，再加入5份第二物料进行三次超声分散，三次超声分散的时间为22min，三次超声分散的频率为88kHz，三次超声分散的功率为1.4kW，陈化7.8h，抽滤，干燥得到碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体；
d、按重量份将23份沥青加热至158℃，沥青按重量份包括：90#沥青13份、10#沥青7份和250#重油10份，接着依次加入1.4份碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体、0.65份纳米氧化锌、1份乙烯-醋酸乙烯共聚物、11份轮胎橡胶粉、2.8份环烷油、2.2份重质碳酸钙搅拌均匀，继续升温至270℃，然后停止加热，搅拌得到混合物料；将混合物料进行一次氧化处理后，一次氧化处理的时间为1.1h，置于胶体磨中循环打磨3次，再进行二次氧化处理，二次氧化处理的时间为1.9h，调节温度至175℃后，接着加入8.6份滑石粉搅拌均匀得到弹性体改性沥青。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于，包括胎基层B、粘结在胎基层B上的上表层A和粘结在胎基层B下的下表层C，其中上表层A与胎基层B采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B和下表层C采用弹性体改性沥青相互粘结，胎基层B采用玻璃纤维薄膜制得，上表层A采用聚乙烯膜、耐高温聚酯薄膜或细砂制得，下表层C采用聚乙烯膜制得。
2.根据权利要求1所述弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于，弹性体改性沥青按如下步骤制备：
a、将碳纳米管加入无水乙醇中混合，再加入氢氧化钠溶液进行一次超声分散，接着调节pH值为6.8-7.2后，抽滤，干燥得到第一物料；
b、将第一物料加入浓硫酸中搅拌，再加入盐酸进行二次超声分散，调节pH值为6.9-7.0后，抽滤，干燥得到第二物料；
c、向二甲苯中加入马来酸酐接枝苯乙烯系热塑性弹性体MAH-g-SBS搅拌均匀，再加入第二物料进行三次超声分散，陈化，抽滤，干燥得到碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体；
d、将沥青加热后，依次加入碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体、纳米氧化锌、乙烯-醋酸乙烯共聚物、轮胎橡胶粉、环烷油、重质碳酸钙搅拌均匀，继续升温，然后停止加热，搅拌得到混合物料；将混合物料进行一次氧化处理后，置于胶体磨中循环打磨，再进行二次氧化处理，调节温度后，接着加入滑石粉搅拌均匀得到弹性体改性沥青。
3.根据权利要求2所述弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于，弹性体改性沥青制备过程的步骤a中，一次超声分散的时间为2-3h，一次超声分散的频率为25-28kHz，一次超声分散的功率为1.2-1.5kW。
4.根据权利要求2或3所述弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于，弹性体改性沥青制备过程的步骤a中，按重量份将5-8份碳纳米管加入3-6份无水乙醇中混合，再加入22-26份质量分数为5-8wt％的氢氧化钠溶液进行一次超声分散，接着调节pH值为6.8-7.2后，抽滤，干燥得到第一物料。
5.根据权利要求2-4任一项所述弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于，弹性体改性沥青制备过程的步骤b中，按重量份将5-8份第一物料加入15-18份质量分数为96-98wt％的浓硫酸中搅拌，再加入12-16份浓度为1-2mol/L的盐酸进行二次超声分散，调节pH值为6.9-7.0后，抽滤，干燥得到第二物料。
6.根据权利要求2-5任一项所述弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于，弹性体改性沥青制备过程的步骤b中，二次超声分散的时间为30-45min，二次超声分散的频率为46-50kHz，二次超声分散的功率为1.5-1.8kW。
7.根据权利要求2-6任一项所述弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于，弹性体改性沥青制备过程的步骤c中，三次超声分散的时间为20-30min，三次超声分散的频率为80-90kHz，三次超声分散的功率为1.3-1.6kW；优选地，弹性体改性沥青制备过程的步骤c中，二甲苯、马来酸酐接枝苯乙烯系热塑性弹性体MAH-g-SBS与第二物料的重量比为4-6：5-8：3-6。
8.根据权利要求2-7任一项所述弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于，弹性体改性沥青制备过程的步骤d中，沥青按重量份包括：90#沥青12-16份，10#沥青5-8份，250#重油9-12份。
9.根据权利要求2-8任一项所述弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于，弹性体改性沥青制备过程的步骤d中，按重量份将22-26份沥青加热后，依次加入1-1.5份碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体、0.6-0.8份纳米氧化锌、0.8-1.2份乙烯-醋酸乙烯共聚物、10-13份轮胎橡胶粉、2.5-3份环烷油、2-2.4份重质碳酸钙搅拌均匀，继续升温，然后停止加热，搅拌得到混合物料；将混合物料进行一次氧化处理后，置于胶体磨中循环打磨，再进行二次氧化处理，调节温度后，接着加入8-10份滑石粉搅拌均匀得到弹性体改性沥青。
10.根据权利要求2-9任一项所述弹性体改性沥青防水卷材，其特征在于，弹性体改性沥青制备过程的步骤d中，将沥青加热至150-160℃后，依次加入碳纳米管改性苯乙烯系热塑性弹性体、纳米氧化锌、乙烯-醋酸乙烯共聚物、轮胎橡胶粉、环烷油、重质碳酸钙搅拌均匀，继续升温至250-280℃，然后停止加热，搅拌得到混合物料；将混合物料进行一次氧化处理后，一次氧化处理的时间为1-1.3h，置于胶体磨中循环打磨2-3次，再进行二次氧化处理，二次氧化处理的时间为1.8-2.2h，调节温度至160-180℃后，接着加入滑石粉搅拌均匀得到弹性体改性沥青。
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