CN105238080A - 反应型改性沥青及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种反应型改性沥青及其生产方法，尤其是一种能够与混凝土经过化学交联和物理卯榫作用的反应粘改性沥青，该反应粘改性沥青是由包括沥青、橡胶改性剂、防水桥联剂原料制备而成的。本发明所提供的改性沥青能够作为防水卷材的胶粘层，或直接作为防水材料使用，架起一座防水桥梁，并与水泥基面产生很强的粘合力。

Description

反应型改性沥青及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种反应型改性沥青，是一种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作用的改性沥青，并公开这种改性沥青的生产方法。
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。但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。
发明内容
本发明的目的是公开一种反应型改性沥青，是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作用的改性沥青，其采用的防水桥联剂成本低、不易分解释放出有害物质、活性大，与水泥混凝土产生的化学交联力强。
本发明的技术方案是：
反应型改性沥青，其组成包括沥青、橡胶改性剂和防水桥联剂，各个原料的组成如下：沥青40～80重量份；橡胶改性剂8～20重量份；防水桥联剂0.5～5重量份。
所述的沥青为70～120号石油沥青。
所述防水桥联剂的结构式一端能够与沥青和橡胶改性剂中的不饱和C=C双键、羧基-COOH、羟基-OH等基团反应连接起来，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，架起一座防水桥梁，固化后起到不可逆的粘结作用。
所述的橡胶改性剂是SBS橡胶改性剂、SBR橡胶改性剂、APP（APAO）沥青改性剂、丁基橡胶改性剂或者氯丁橡胶改性剂、顺丁橡胶改性剂、异戊橡胶改性剂、SIS橡胶改性剂、SEBB改性剂、SEBS改性剂、天然橡胶改性剂三元乙丙橡胶改性剂、乙丙橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶中的一种或一种以上混合物。
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沥青或橡胶改性剂发生交联反应，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。
本发明的反应型改性沥青的制备方法，包括以下步骤：将改性剂与石油沥青在110-130℃里搅拌，溶胀0.5h；再升温至180-200℃，改性1-2h，再加入防水桥联剂，搅拌0.5h，即得。
本发明反应型改性沥青的应用：可直接用作防水胶或刮涂在高分子薄膜、高分子片材、聚酯无纺布、金属片材或玻璃纤维布上，制成防水卷材。
本发明产生的积极效果：反应型改性沥青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作用，架起一座防水桥梁，与基面的粘结力强，形成紧密的皮肤式防水层，不容易受到基面的位移而脱胶，使用寿命长，使用过程不会分解，产生有害物质，施工方式可采用热熔法或湿铺法，施工简便，效率高、避免明火施工，杜绝火灾隐患，施工安全性高。
具体实施方式
实施例1
40份70号石油沥青加入到反应釜中，加入8份SBS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0.5份铝锆酸酯防水桥联剂，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
60份90号石油沥青加入到反应釜中，加入12份SBR橡胶改性剂，升温到115～120℃，搅拌30min，然后升温至185～190℃，继续搅拌反应1.5h，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3
66份90号石油沥青加入到反应釜中，加入4份SBS橡胶改性剂和12份SBR橡胶改性剂，升温到115～120℃，搅拌30min，然后升温至185～190℃，继续搅拌反应1.5h，加入3份二正丁基乙基磷酸酯，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4
70份100号石油沥青加入到反应釜中，加入8份SIS橡胶改性剂和8份顺丁橡胶改性剂，升温到120～130℃，搅拌30min，然后升温至190～195℃，继续搅拌反应2h，加入5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。
实施例5
60份90号石油沥青加入到反应釜中，加入4份SBR橡胶改性剂和4份SEBS改性剂，升温到125～130℃，搅拌30min，然后升温至195～200℃，继续搅拌反应2h，加入1份四正丁基锆酸酯和2份木质素防水桥联剂，搅拌30min，降温至120～130℃，出料，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
80份120号石油沥青加入到反应釜中，加入12份异戊橡胶改性剂和8份APP（APAO）沥青改性剂，升温到125～130℃，搅拌30min，然后升温至195～200℃，继续搅拌反应1.5h，加入1份二氯化二辛基锡，搅拌30min，降温至90～100℃，即得到反应型改性沥青，直接用作防水胶。
实施例7
75份100号石油沥青加入到反应釜中，加入2份SBS橡胶改性剂和8份氯丁橡胶改性剂，升温到125～130℃，搅拌30min，然后升温至195～200℃，继续搅拌反应1.5h，加入0.6份月桂酸稀土化合物，搅拌30min，降温至90～100℃，即得到反应型改性沥青，直接用作防水胶。
对比实施例
75份100号石油沥青加入到反应釜中，加入2份SBS橡胶改性剂和8份氯丁橡胶改性剂，升温到125～130℃，搅拌30min，然后升温至195～200℃，继续搅拌反应1.5h，降温至90～100℃，即得到普通改性沥青，用于生产防水卷材。
按照GB23457-2009《预铺、湿铺防水卷材》中的检测方法对上述实施例得到的防水材料进行测试，结果如下表1所示：
项目 与混凝土粘结强度/Mpa 低温柔性/℃ 高温性能/℃
实施例1 2.11-2.17 -23 116
实施例2 4.22-4.25 -30 132
实施例3 4.01-4.09 -27 128
实施例4 3.66-3.71 -25 125
实施例5 3.24-3.29 -24 123
实施例6 3.01-3.10 -22 121
实施例7 3.78-3.83 -25 126
对比实施例 1.71-1.77 -17 113
采用本发明得到的反应型改性沥青制成的防水卷材的施工方法包括以下步骤：
1.基面清扫干净，用水润湿，铺上厚度为0.5～2mm厚的水泥浆或水泥砂浆；
2.防水卷材剥去隔离膜，表面涂上水泥浆，厚度为0.2～0.5mm；
3.把涂上水泥浆的防水卷材铺在基面上，轻压卷材表面，排出气体；
4.养护1～2天，当水泥浆或水泥砂浆实干，即形成紧密的防水层。
从以上施工工序看出，防水卷材施工不需要明火加热卷材，施工简便、安全性高，形成的防水层与混凝土基面的粘结强度高，可达5Mpa以上，因而防水性能优于。

Claims (12)

1.一种反应型改性沥青，其原料包括：沥青、橡胶改性剂和防水桥联剂；
所述防水桥联剂的结构式一端能够与沥青和橡胶改性剂中的不饱和碳键、羧基-COOH、羟基-OH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，架起一座防水桥梁，固化后起到不可逆的粘结作用。
2.如权利要求1所述的反应型改性沥青，其特征在于，其组成包括如下重量份数的原料：沥青40～80；橡胶改性剂8～20；防水桥联剂0.5～5。
3.如权利要求1或2所述的反应型改性沥青，其特征在于，所述的橡胶改性剂是SBS橡胶改性剂、SBR橡胶改性剂、APP沥青改性剂、丁基橡胶改性剂或者氯丁橡胶改性剂、顺丁橡胶改性剂、异戊橡胶改性剂、SIS橡胶改性剂、SEBB改性剂、SEBS改性剂、天然橡胶改性剂三元乙丙橡胶改性剂、乙丙橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶中的一种或一种以上混合物。
4.如权利要求1或2所述的反应型改性沥青，其特征在于，所述的防水桥联剂是双金属防水桥联剂、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。
5.如权利要求4所述的反应型改性沥青，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、铝钛偶联剂。
6.如权利要求4所述的反应型改性沥青，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。
7.如权利要求4所述的反应型改性沥青，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。
8.如权利要求4所述的反应型改性沥青，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。
9.如权利要求4所述的反应型改性沥青，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。
10.如权利要求4所述的反应型改性沥青，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。
11.如权利要求1或2所述的反应型改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将改性剂与石油沥青在110-130℃里搅拌，溶胀0.5h；再升温至180-200℃，改性1-2h，再加入防水桥联剂，搅拌0.5h，即得。
12.如权利要求1或2所述的反应型改性沥青作为防水胶或生产防水卷材的应用。
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