CN105237802A - 防水桥联剂在改性沥青中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防水桥联剂在改性沥青中的应用，防水桥联剂占沥青基防水材料中胶粘物重量的0.3-3%，所述防水桥联剂的结构中一端能够与改性沥青材料中的不饱和C=C双键、羧基-COOH/羟基-OH等基团连接起来，另一端和水泥水化过程中产生的水化硅酸钙或铝酸钙结合形成化学键，与混凝土进行化学交联反应，架起一座防水桥梁，将改性沥青和水泥紧密地联结为一体，相关部位存在化学键作用，固化后起到不可逆的粘结作用，增加防水胶与水泥基面的粘合力，提高防水材料与基面的粘结强度以及提高防水材料的耐候能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种防水桥联剂在改性沥青中的应用。
背景技术
改性沥青是在沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青低温不易脆裂，高温不易流淌。改性沥青其机理有两种，一是改变沥青化学组成，二是使改性剂均匀分布于沥青中形成一定的空间网络结构。目前市面上的改性沥青主要有：1.橡胶及热塑性弹性体改性沥青：包括：天然橡胶改性沥青、SBS改性沥青(使用最为广泛)、丁苯橡胶改性沥青、氯丁橡胶改性沥青、顺丁橡胶改性沥青、丁基橡胶改性沥青、废橡胶和再生橡胶改性沥青、其他橡胶类改性沥青(如乙丙橡胶、丁腈橡胶等)。2.塑料与合成树脂类改性沥青：包括：聚乙烯改性沥青、乙烯-乙酸乙烯聚合物改性沥青、聚苯乙烯改性沥青、香豆桐树脂改性沥青、环氧树脂改性沥青、α-烯烃类无规聚合物改性沥青。3.共混型高分子聚合物改性沥青：用两种或两种以上聚合物同时加入到沥青中对沥青进行改性，这里所说的两种以上的聚合物可以是两种单独的高分子聚合物，也可以是事先经过共混形成高分子互穿网络的所谓高分子合金。上述的改性沥青施工方式与热熔胶相似，是用火加热改性沥青，使其融化后再施工。由于改性沥青与基面的粘接力是靠物理吸附力，所以粘接力不强，是可逆的，用作防水材料，会因为基面的热胀冷缩运动而导致脱胶，容易发生窜水、起鼓现象，最终导致防水层破裂，失去防水功能。
针对现有技术生产的改性沥青用作防水材料时粘接力不强，施工不方便的问题，本发明人申请的中国专利：申请（专利）号:CN200910114456.X，名称:与混凝土进行化学交联和物理卯榫协同粘结的防水卷材；公开（公告）号:CN101694114A申请（专利权）人:广西金雨伞防水装饰有限公司，公开了一种能够与水泥混凝土发生化学交联和物理卯榫协同粘结的防水卷材，其使用的防水胶是在改性沥青中加入能够与水泥混凝土发生化学交联反应的防水桥联剂，所述的防水桥联剂是聚甲基乙氧基硅烷或聚萘甲醛磺酸钠盐。由于这些防水桥联剂含有的活性基团可以与水泥混凝土发生化学交联反应，因而改性沥青胶与基面的粘接力强，并且是不可逆的，所以防水性能极其突出。其施工方法可采用热熔胶法或湿铺法，施工非常简便，施工效率非常高。使用上述防水桥联剂能够明显提高防水层与基面的粘结力，但对于防水要求高的场合，粘结力还有待提高，且聚甲基乙氧基硅烷原料价格较高，导致产品价格不够亲民，采用聚萘甲醛磺酸钠盐所得产品价格有一定的优势，但使用过程中会缓慢分解，产生甲醛等有害物质。因此性能优异，不易分解产生有害物质的防水桥联剂有待开发。
发明内容
本发明的目的是公开用于生产改性沥青的防水桥联剂，通过防水桥联剂的活性化学键，使改性沥青能够与水泥混凝土基面发生化学反应，产生很强的化学交联作用，并且公开的防水桥联剂不会分解产生有害物质，比较环保。
本发明的技术方案是：
防水桥联剂，其用途是作为改性沥青的交联剂，使改性沥青能够与水泥基面产生化学交联作用，增加改性沥青与水泥基面的粘合力，提高改性沥青粘结能力以及耐候能力。
所述防水桥联剂的结构式一端能够与改性沥青材料中特定基团反应连接起来，另一端和水泥水化过程中产生的水化硅酸钙或铝酸钙结合形成化学键，与混凝土进行化学交联反应，将沥青和水泥紧密地联结为一体，相关部位存在化学键作用，固化后起到不可逆的粘结作用，增加防水胶与水泥基面的粘合力，提高防水材料与基面的粘结强度以及提高防水材料的耐候能力。
以上所述的防水桥联剂是一种分子中含有多个官能团的化合物或混合物，其分子中的一部分官能团能够与改性沥青材料发生交联反应，增强沥青与改性剂形成的网状结构，提高改性沥青的物理性能，另一部分官能团能够与水泥混凝土发生化学反应，产生化学交联和物理卯榫协同作用，使改性沥青胶牢牢吸附在混凝土上，形成牢固的、紧密的防水层。这类物质可以为双金属防水桥联剂、木质素防水桥联剂、锡防水桥联剂、锆防水桥联剂、磷酸酯防水桥联剂或稀土防水桥联剂中的任一种或它们的组合物。所述的双金属防水桥联剂为铝锆酸酯防水桥联剂；所述的木质素防水桥联剂是造纸工业副产的木质素类大分子有机混合物，木质素分子中含有多个羟基、羧基、甲氧基等活性基团，它们可以与水泥混凝土中的硅酸盐发生化学反应；所述的锡防水桥联剂是四氯化锡、氯化三辛基锡或二氯化二辛基锡；所述的锆防水桥联剂是四正丁基锆酸酯、四戊基锆酸酯或四辛基锆酸酯；所述的磷酸酯防水桥联剂是二正丁基甲基磷酸酯、二正丁基乙基磷酸酯、二辛基甲基磷酸酯或二辛基乙基磷酸酯；所述的稀土防水桥联剂是有机酸与稀土氧化物按照摩尔比约1:1的比例反应得到的产物，常用的有月桂酸稀土化合物或硬脂酸稀土化合物。稀土具有很强的螯合性能，与水泥中的硅酸盐化合物形成非常牢固的化学螯合键。
本发明的防水桥联剂受热不会分解出甲醛这样的致癌物，安全环保。
本发明产生的积极效果：本发明的防水桥联剂分子中含有多种活性官能团，一种官能团能够与沥青及高分子沥青改性剂发生反应，使改性沥青的网状结构产生更多的交联作用，另一种官能团能够与水泥混凝土发生化学反应，产生化学结合力，架起一座防水桥梁，使改性沥青与水泥混凝土基面产生很强的化学吸附力，增加改性沥青与水泥基面的粘合力，提高改性沥青粘结能力以及耐候能力。
具体实施方式
实施例1
88份90号石油沥青加入到反应釜中，加入5份SBS橡胶改性剂和6.7份SBR橡胶改性剂，升温到110～115℃，搅拌30min，然后升温至180～185℃，继续搅拌反应1h，加入0.3份铝锆酸酯桥联剂，搅拌30min，降温至120～130℃，即得到反应型改性沥青，涂抹在无纺布上，制成防水卷材。
实施例2
88份90号石油沥青加入到反应釜中，加入5份SBS橡胶改性剂和6份SBR橡胶改性剂，升温到110～115℃，搅拌30min，然后升温至180～185℃，继续搅拌反应1h，加入1份木质素桥联剂，搅拌30min，降温至120～130℃，即得到反应型改性沥青，涂抹在无纺布上，制成防水卷材。
实施例3
87份90号石油沥青加入到反应釜中，加入5份SBS橡胶改性剂和6份SBR橡胶改性剂，升温到110～115℃，搅拌30min，然后升温至180～185℃，继续搅拌反应1h，加入2份氯化三辛基锡，搅拌30min，降温至120～130℃，即得到反应型改性沥青，涂抹在无纺布上，制成防水卷材。
实施例4
86份90号石油沥青加入到反应釜中，加入5份SBS橡胶改性剂和6份SBR橡胶改性剂，升温到110～115℃，搅拌30min，然后升温至180～185℃，继续搅拌反应1h，加入3份四辛基锆酸酯，搅拌30min，降温至120～130℃，即得到反应型改性沥青，涂抹在无纺布上，制成防水卷材。
实施例5
86份90号石油沥青加入到反应釜中，加入5份SBS橡胶改性剂和6份SBR橡胶改性剂，升温到110～115℃，搅拌30min，然后升温至180～185℃，继续搅拌反应1h，加入1份二辛基乙基磷酸酯和2份木质素桥联剂，搅拌30min，降温至120～130℃，即得到反应型改性沥青，涂抹在无纺布上，制成防水卷材。
实施例6
85.4份90号石油沥青加入到反应釜中，加入6份SBS橡胶改性剂和8份SBR橡胶改性剂，升温到110～115℃，搅拌30min，然后升温至180～185℃，继续搅拌反应1h，加入0.6份硬脂酸稀土化合物，搅拌30min，降温至120～130℃，即得到反应型改性沥青，涂抹在无纺布上，制成防水卷材。
对比实施例1
86份90号石油沥青加入到反应釜中，加入5份SBS橡胶改性剂和6份SBR橡胶改性剂，升温到110～115℃，搅拌30min，然后升温至180～185℃，继续搅拌反应1h，降温至120～130℃，即得到反应型改性沥青，涂抹在无纺布上，制成防水卷材。
对比实施例2
86份90号石油沥青加入到反应釜中，加入5份SBS橡胶改性剂和6份SBR橡胶改性剂，升温到110～115℃，搅拌30min，然后升温至180～185℃，继续搅拌反应1h，加入3份聚甲基乙氧基硅烷，搅拌30min，降温至120～130℃，即得到反应型改性沥青，涂抹在无纺布上，制成防水卷材。
对比实施例3
86份90号石油沥青加入到反应釜中，加入5份SBS橡胶改性剂和6份SBR橡胶改性剂，升温到110～115℃，搅拌30min，然后升温至180～185℃，继续搅拌反应1h，加入3份聚萘甲醛磺酸钠盐，搅拌30min，降温至120～130℃，即得到反应型改性沥青，涂抹在无纺布上，制成防水卷材。
按照GB23457-2009《预铺、湿铺防水卷材》对上述实施例得到的防水卷材进行测试，结果如下表1所示：
从表中数据看出，本发明的防水桥联剂，因分子中含有多种官能团，一种官能团能够与沥青及高分子沥青改性剂发生反应，使改性沥青的网状结构产生更多的交联作用，另一种官能团能够与水泥混凝土发生化学反应，产生化学结合力，使改性沥青与水泥混凝土基面产生很强的化学吸附力，增加改性沥青与水泥基面的粘合力，提高改性沥青粘结能力以及耐候能力，由于改性沥青层能够与水泥混凝土基面结合得更紧密，避免了接触面与空气、紫外线等接触，减少了改性沥青的氧化作用，因而提高改性沥青的耐候性。
Claims (8)
1.防水桥联剂在改性沥青中的应用，防水桥联剂占改性沥青中胶粘物重量的0.3-3%，所述防水桥联剂的结构中一端能够与改性沥青材料中的不饱和C=C双键、羧基-COOH、OH等基团连接起来，另一端和水泥水化过程中产生的水化硅酸钙或铝酸钙结合形成化学键，与混凝土进行化学交联反应，架起一座防水桥梁，将改性沥青和水泥紧密地联结为一体，相关部位存在化学键作用，固化后起到不可逆的粘结作用，增加防水胶与水泥基面的粘合力，提高防水材料与基面的粘结强度以及提高防水材料的耐候能力。
2.如权利要求1所述的防水桥联剂，为双金属防水桥联剂、木质素防水桥联剂、锡防水桥联剂、锆防水桥联剂、磷酸酯防水桥联剂或稀土防水桥联剂中的任一种或它们的组合物。
3.如权利要求2所述的防水桥联剂，其特征在于，所述的双金属防水桥联剂为铝锆酸酯防水桥联剂。
4.如权利要求2所述的防水桥联剂，其特征在于，所述的木质素防水桥联剂是造纸工业副产的木质素类大分子有机混合物。
5.如权利要求2所述的防水桥联剂，其特征在于，所述的锡防水桥联剂是四氯化锡、氯化三辛基锡或二氯化二辛基锡。
6.如权利要求2所述的防水桥联剂，其特征在于，所述的锆防水桥联剂是四正丁基锆酸酯、四戊基锆酸酯或四辛基锆酸酯。
7.如权利要求2所述的防水桥联剂，其特征在于，所述的磷酸酯防水桥联剂是二正丁基甲基磷酸酯、二正丁基乙基磷酸酯、二辛基甲基磷酸酯或二辛基乙基磷酸酯。
8.如权利要求2所述的防水桥联剂，其特征在于，所述的稀土防水桥联剂是月桂酸稀土化合物或硬脂酸稀土化合物。
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