CN105255203A - 桥联剂改性沥青防水卷材中的软化油及其调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油及其调整方法，所述的改性沥青是由沥青加入桥联剂、改性剂、助剂和软化油混合得到，所述的桥联剂是硅烷类化合物、木质素、钛酸酯类化合物、磷酸酯类化合物或双金属化合物，占沥青总重量的0.1-15%；所述的软化油是由矿物油、合成油、半合成油或植物油的一种或多种混合油组成，该软化油能够使得在生产防水卷材的过程中最佳地保证沥青的优良的物理化学特性，并能够与改性剂较好融合，生产出能够与混凝土基面良好结合力的改性沥青防水卷材。本发明还提供一种在生产桥联剂改性沥青防水卷材过程中的软化油标准。

Description

桥联剂改性沥青防水卷材中的软化油及其调整方法

技术领域

本发明涉及一种改善沥青使用过程的辅料，特别是在防水卷材生产中用于改性沥青的软化油及其调整方法。

背景技术

沥青是在石油加工过程中分馏出有用的烃物质和分离出汽油、煤油、柴油等轻质馏分，再经减压蒸馏（残压10-100mmHg）分出减压馏分油以后残留的半固体或液体状态物质，它是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，它不透水，也几乎不溶于水，是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。在土木工程中，沥青是应用广泛的防水材料和防腐材料，主要应用于屋面、地面、地下结构的防水，木材、钢材的防腐。沥青还是道路工程中应用广泛的路面结构胶结材料，它与不同组成的矿质材料按比例配合后可以建成不同结构的沥青路面，高速公路应用较为广泛。也可以用于涂料、塑料、沥青等工业。

但是从炼油厂得到的沥青由于其碳氢化合物是以简单的支链或支链链接的，因而沥青在接触氧、光和过热就会引起硬化，当作为防水材料和防腐材料暴露在空气中就会引起开裂漏水，如果不加处理就影响建筑物的质量，所以人们几十年以来一直致力于对沥青进行改性，例如在沥青中加入改性剂。所述的沥青改性剂是在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工合成的有机或无机材料,可熔融或分散在沥青中以改善或提高沥青的路用性能。如为了提高沥青的机械性能（强度和韧性等），就加入聚合物、树脂、塑料、炭黑、无机盐等增加强度和韧性的材料。

但是由于沥青的致密结构，加入沥青改性剂的时候需要考虑加入一定的软化油（溶剂油）和交联剂，因为上述知道，沥青是半固体或液体状态物质，加入聚合物、树脂、塑料、炭黑、无机盐等材料的时候需要有一定量的溶剂，将沥青调整到合适的流动性并保证一定的粘度才合适使用，也就是能够采用机械搅拌中将改性剂融入沥青中。例如在制备防水卷材的时候，先要将沥青加热，再加入溶剂油和交联剂，然后加入聚合物、树脂、塑料、炭黑和无机盐等材料，将其粘结在作为基材的有机薄膜或纤维布上，后冷却得到产品。

以上所述的改性沥青的软化油（溶剂油）是一个非常重要的介质，如何能够找到一种在不同的沥青产品用途中能够合适使其恰好能够对沥青起到软化作用，与交联剂、添加剂互溶又不至于太稀，是本领域技术人员目前还在不断探索的课题。

目前有关改性沥青使用的软化油（溶剂油）是有很多品种，但是还没有针对某些特点产品，例如防水卷材、防水涂料等制定出一种专用软化油（溶剂油）的标准，以保证在一定范围内统一产品，保证施工质量。

有关制备改性沥青与溶剂油配合的方法我们检索到以下的相关文献：

1、一种制备改性沥青的方法，申请号：CN201110393394.8公开(公告)号：CN102504854A申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所摘要：一种制备改性沥青的方法，其特征在于在室温至100℃范围内，用对煤液化重质产物和基质沥青均具有分散或溶解能力的有机溶剂和/或混合溶剂油，使煤液化重质产物和基质沥青混合，然后分离、回收溶剂，即可得到改性沥青，其中煤液化重质产物的添加量占改性沥青的重量百分比为5-50％。本发明具有制备温度低，改性沥青性能好的优点。

2、一种道路沥青改性剂及其制备方法，申请号：CN201210142876.0，公开(公告)号：CN102634218A申请(专利权)人：西安科技大学，摘要：一种道路沥青改性剂，由以下重量百分比成分组成：油页岩20%～75%，聚合物10%～50%，软化剂10%～50%；所述聚合物为聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯中的一种或几种；所述软化剂为馏程为230℃～320℃的芳烃溶剂油，或者为50～100号道路石油沥青中的一种或几种。另外，本发明还提供了该道路沥青改性剂的制备方法。本发明的道路沥青改性剂呈粉末状，使用时添加剂量准确，分散性能优良，拌合均匀，施工方便；本发明的道路沥青改性剂可提高普通道路石油沥青的高温性能，其制备方法简单，降低了改性沥青成本，简化了改性沥青工艺。

3、一种沥青改性剂、改性沥青以及沥青混合料，申请号：CN201210344007.6，公开(公告)号：CN102838874A，申请(专利权)人：山东建筑大学，摘要：一种适用于钢桥面铺装的高粘高弹沥青改性剂，所述的沥青改性剂，按重量份计，其原料组成为：废旧轮胎胶粉3-10份，聚乙烯废弃物3-10份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3-8份，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物1-5份，萜烯树脂1-5份，溶剂油5-10份，醇醚羧酸盐界面剂0.3-0.7份。另外，本发明在该改性剂基础上制得了改性沥青和改性沥青混合料，应用该改性剂制得的改性沥青60℃动力粘度可达300000Pa.s以上，性能分级达PG88-28；沥青混合料具有良好水稳定性，较高的动态模量，较高的车辙动稳定度及低温破坏应变，可以抵御钢桥面复杂的力学及温度环境。

4、一种热拌冷铺橡胶沥青混合料，申请号：CN201010225682.8，公开(公告)号：CN102329103A，申请(专利权)人：上海道柯特沥青科技有限公司，摘要：一种热拌冷铺橡胶粉改性沥青混合料，其特征在于，由橡胶沥青和集料组成；所述集料包括粗集料、细集料和矿粉；所述橡胶沥青包括如下重量百分含量的组份：1.5-10％的橡胶粉、5-15％的溶剂油、0.1-5％的硅烷偶联剂，2-5％的热塑性弹性体，余量为石油沥青。本发明通过在橡胶粉改性的沥青中添加硅烷偶联剂，有效地解决了橡胶粉与沥青的离析问题。在常温条件下，所获得的热拌冷铺橡胶粉改性沥青混合料能够在几个月的时间内保持良好的疏松状态，并且各项性能稳定。

5、一种用于防水卷材的沥青基冷粘合剂，申请号：CN01109850.3，公开(公告)号：CN1313373A，申请(专利权)人：北京市大运防水材料厂;北京工业大学，摘要：一种用于防水卷材的沥青基冷粘合剂属于粘合剂技术领域。其组成为:30～40份90#沥青(重量),2～5份乙烯丙烯共聚物1#(重量),20～56份90#～120#工业溶剂油、0～35份90#汽油(重量),3～9份添加剂(重量),所述的添加剂为萜烯、松香、骨胶中的两种或三种,0～5份甲苯(重量)。该粘合剂无污染、粘贴强度高、低温柔性好,可作为SBS改性沥青防水材料的专用粘合剂,也可用于新建筑的防水处理及各种旧沥青卷材防水层的修补翻新。

6、适于改性沥青再生的专用再生剂及其制备方法，申请号：CN200910183162.2，公开(公告)号：CN101629020A，申请(专利权)人：江苏省建筑科学研究院有限公司;江苏博特新材料有限公司，摘要：一种适应于改性沥青再生的专用再生剂，由下列组分按重量份配而成：重质矿物油50.0～80.0％；橡胶或热塑性弹性体10.0～25.0％；高沸点溶剂油10.0～30.0％；稳定剂0.5～4.0％；抗氧剂0.1～1.0％；抗剥落剂0.1～2.0％，其制备方法如下：a、将重质矿物油放进反应釜内搅拌并预热至100-130℃；b、将橡胶或热塑性弹性体投入反应釜内，搅拌30min，再将反应釜温度升至150-170℃快速搅拌15min；c、将反应釜转速降至正常搅拌速度并冷却至60-90℃，投入溶剂油、稳定剂、抗氧剂和抗剥落剂，继续搅拌至均匀后出料。本发明的沥青改性再生剂属油性体系，可稳定储存，用于旧沥青道路回收沥青的再生特别是改性沥青的再生，可达到新改性沥青的水平。

上述公开文献看到，目前改性沥青使用的软化油（溶剂油）采用的主要有矿物油、高沸点溶剂油、混合溶剂油、油页岩，也有汽油、煤油等，但是采用怎样的软化油，配成怎样的标准，是得不到启示的。

发明内容

本发明的目的是针以上存在问题提供一种改善沥青使用过程的辅料，特别是防水卷材中用于桥联剂改性沥青的软化油及其调整方法，该软化油能够使得在生产防水卷材的过程中最佳地保证沥青的优良的物理化学特性，符合加入改性剂的条件，生产出能够能够与混凝土基面发生化学反应，产生化学交联结合力的作用。

本发明的另一个目的是提供一种在生产防水卷材的过程中使用的桥联剂改性沥青的软化油标准。

本发明是这样实现的：所述的桥联剂改性沥青是由沥青加入桥联剂、改性剂、助剂和软化油混合得到，所述的桥联剂是硅烷类化合物、木质素、钛酸酯类化合物、磷酸酯类化合物或双金属化合物，占沥青总重量的0.1-15%；软化油加入量占沥青总重量的1-40%。所述的软化油是由矿物油、合成油、半合成油或植物油的一种或多种混合油组成，其主要技术指标如下：

（1）挥发量：≤6%；

所述挥发量的检验方法：用250ml的烧杯称取100g软化油，称取总量m1，置于200±2℃高温试验箱内，恒温1.5h，冷却至23±2℃，称量总量m2，计算挥发量=（m1-m2）/100g×100%。

（2）倾点:≤-10℃；

所述倾点是指油品在规定条件下冷却时能够流动的的最低温度，检测方法按GB/T3535-2006进行。

以上所述的桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油，其主要技术指标还包括：

粘度：40℃的运动粘度为10-200mm²/S；

所述的运动粘度是表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之间比；运动粘度检测方法按GB265-1988进行。

闪点:≥180℃；

所述的闪点是在规定试验条件下，试验火焰引起试样蒸气着火，并使火焰蔓延至液体表面的最低温度，修正到101.3kPa大气压下；检测方法按GB/T3536-2008进行。

外观和气味：用玻璃棒滴在滤纸上观察，滤纸上的斑点呈淡黄色至黄色，且无刺激性味道。

水分：≤0.2%；检测方法按GB/T260-1977进行；

沉淀物或机械杂质：≤0.2%；检测方法按GB/T511-2010进行。

所述的矿物油、合成油和半合成油为合格的国标油或非标油。

所述的桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油的调整方法，按照挥发量、倾点，或加上粘度、闪点、水分、沉淀物或机械杂质含量的技术指标，将矿物油、合成油、半合成油或植物油的一种或多种混合油组成。

以上所述的矿物油、合成油、半合成油或植物油可以是汽油、煤油、乙醇汽油、机油、碳五、花生油、棉籽油、棕榈油、豆油、蓖麻油；或者清洗设备的废汽油、食品废油（精制的地沟油）等。

注意，桥联剂改性沥青的软化油的调整方法取决于原料中理想组分的含量与性质如果有杂质，要清除干净，对于寒带地区，还要在与沥青混合前加入防冻剂，防冻剂也可以作为改性剂加入。

本发明所述的改性沥青中的改性剂根据沥青的特性以及施工的环境条件选用，所述的改性剂可所述的改性剂是SBS热塑性丁苯橡胶改性剂、SBR丁苯橡胶改性剂、APP无规聚丙烯沥青改性剂、IIR丁基橡胶改性剂或者CR氯丁橡胶改性剂、BR顺丁橡胶改性剂、IR异戊橡胶改性剂、SIS苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性剂、SEBB改性剂、SEBS改性剂、NR天然橡胶改性剂、EPDM三元乙丙橡胶改性剂、EPR乙丙橡胶、SIR硅橡胶、NBR丁腈橡胶或其他能够使沥青柔性得到改善的改性剂。所述的助剂包括骨料、填料、乳化剂、抗裂剂、防老剂和聚合物。所述的助剂加入量为软化油重量的0.5-20%。

在本发明所述的桥联剂中，这些桥联剂化合物不是一般的交联剂，它掺入沥青粘结层中，是一端能与沥青分子结合，另一端能与水泥水化物结合的桥联剂，加入量为软化油重量的0.5-20%。

防水桥联剂的结构中C=C双键、氨基分别能够与沥青中不饱和键、羧基反应，形成较好的化学亲和力，而防水桥联剂的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，将粘接层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。

本发明的桥联剂改性沥青防水卷材的粘结层由于掺有桥联剂，它掺入沥青粘结层与混凝土基面的粘结是不可逆的，粘结强度大、抗撕裂强度高、延伸率大，即使基面发生热胀冷缩产生位移甚至开裂或粘结面长期受到水的浸泡和水压的作用，依然保持粘结效果；基层为耐穿刺、延伸率大、机械强度高、防水性能优异的高分子薄膜或片材，成本低。

本发明用于制备防水卷材的方法是软化油混合均匀后和助剂加入到沥青中，再加入改性剂，混合改性以后按照常规方法生产防水卷材。

以上所述的桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油，所述的桥联剂改性沥青防水卷材用于屋面、水池、地下室、涵洞或需要防水处理的壁面或墙面。

本发明生产防水卷材的过程中桥联剂改性沥青的软化油标准的原理是：

由于沥青的致密结构，通过简单机械搅拌很难让聚合物、树脂、塑料、炭黑、无机盐等溶解在沥青中，起不到改善沥青性能的作用，因此，需要在沥青与沥青改性过程中加入助剂（软化油），使沥青能够软化、膨胀，减弱分子间的作用力。在搅拌或研磨的作用下，沥青能够分散，形成网络交叉结构，明显改善沥青的高低温等性能。但目前不是所有的油类都能起到溶胀软化作用,使用目前市场上油类种类繁多，没有明确的技术指标，质量参差不齐，尤其是在改性沥青里面，更是有各类油出现，对最终桥联剂改性沥青的质量生产比较大的影响。本发明能够在产品的参数上进行规范，起到良性发展的作用。

本发明的有益效果是：

1、所述的桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油的调整方法，按照挥发量、倾点，或加上粘度、闪点、水分、沉淀物或机械杂质含量的技术指标，将矿物油、合成油、半合成油或植物油的一种或多种混合油组成。

2、在沥青与沥青改性过程中加入助剂（软化油），使沥青能够软化、膨胀，减弱分子间的作用力。在搅拌或研磨的作用下，沥青能够分散，形成网络交叉结构，明显改善沥青的高低温等性能。

3、可以使用各种规格的矿物油、合成油、半合成油或植物油进行调整，特别可以使用清洗设备的废汽油、食品废油，精制的地沟油等，将这些废油用于作为改性沥青防水卷材的原料，大大提高了资源的综合利用能力。

3、为本行业提供可以使用的标准。

附图说明

图1为本发明防水卷材生产方法的工艺流程图。

从图中看到，本发明将植物油、合成油、矿物油等混合，加入桥联剂和助剂得到。然后就可以与沥青混合，制成防水卷材，应用于到墙体、屋面、地下室等建筑工程。

具体实施方式

实施例1：软化油1

将棉籽油、从汽车上换下来的机油过滤，去除杂质，加入90号汽油，混合均匀，按照上述发明内容给出的各个技术指标，测定其挥发量：≤6%；倾点:≤-10℃；40℃的运动粘度为10-200mm²/S；闪点:≥180℃；用玻璃棒滴在滤纸上观察，滤纸上的斑点呈淡黄色至黄色，且无刺激性味道；水分：≤0.2%；沉淀物或机械杂质：≤0.2%。

实施例2：软化油2

将食品废油（地沟油）、过滤，去除杂质，加入适量松节油和100号溶剂油，混合均匀，按照上述发明内容给出的各个技术指标，测定其挥发量：≤6%；倾点:≤-10℃；40℃的运动粘度为10-200mm²/S；闪点:≥180℃；用玻璃棒滴在滤纸上观察，滤纸上的斑点呈淡黄色至黄色，且无刺激性味道；水分：≤0.2%；沉淀物或机械杂质：≤0.2%。

实施例3：软化油3

将石油化工生产过程炼出来的二线油、过滤，去除杂质，加入适量棕榈油，混合均匀，按照上述发明内容给出的各个技术指标，测定其挥发量：≤6%；倾点:≤-10℃；40℃的运动粘度为10-200mm²/S；闪点:≥180℃；用玻璃棒滴在滤纸上观察，滤纸上的斑点呈淡黄色至黄色，且无刺激性味道；水分：≤0.2%；沉淀物或机械杂质：≤0.2%。

实施例4：软化油4

将废旧塑料加入苯类溶剂，溶解过滤，去除杂质，加入适量乙醇和0号柴油及乙烯基三氯硅烷，混合均匀，按照上述发明内容给出的各个技术指标，测定其挥发量：≤6%；倾点:≤-10℃；40℃的运动粘度为10-200mm²/S；闪点:≥180℃；用玻璃棒滴在滤纸上观察，滤纸上的斑点呈淡黄色至黄色，且无刺激性味道；水分：≤0.2%；沉淀物或机械杂质：≤0.2%。

实施例5：软化油5

将清洗设备的废汽油，溶解过滤，去除杂质，加入适量乙醇、机油和石油化工生产过程炼出来的二线油，混合均匀，按照上述发明内容给出的各个技术指标，测定其挥发量：≤6%；倾点:≤-10℃；40℃的运动粘度为10-200mm²/S；闪点:≥180℃；用玻璃棒滴在滤纸上观察，滤纸上的斑点呈淡黄色至黄色，且无刺激性味道；水分：≤0.2%；沉淀物或机械杂质：≤0.2%。

实施例6：制备防水卷材

用上述实施例4软化油重量12-18份，加入沥青25-40份、二甲基硅烷桥联剂2份、填充剂氧化镁3-8份、填料碳酸钙粉40-60份，先将沥青加热到80℃，缓慢加入软化油，使其到软化，然后升温到160-200℃，沥青达到熔融状态以后，加入二甲基硅烷2份、填充剂氧化镁、填料碳酸钙粉混合均匀，搅拌反应0.5-2小时，最后铺设在塑料基层的表面，覆盖隔离膜保护层，制得防水卷材。

实施例7：制备防水卷材

用上述实施例5软化油（重量）20-20份，30～35份90#沥青(重量),2～5份乙烯丙烯共聚物1#(重量),3～9份木质素桥联剂(重量),1～2份甲苯(重量)，填充剂废橡胶粉3-8份、填料碳酸钙粉40-60份，先将沥青加热到80℃，缓慢加入软化油，使其到软化，然后升温到160-200℃，沥青达到熔融状态以后，加入松香、木质素桥联剂、填充剂废橡胶粉、填料碳酸钙粉混合均匀，搅拌反应0.5-2小时，最后根铺设在塑料基层的表面，覆盖隔离膜保护层，制得防水卷材。

实施例8：制备防水卷材

用上述实施例1软化油重量15-20份，加入沥青28-45份、钛酸酯桥联剂3份、填充剂滑石粉5-10份、填料碳酸钙粉40-60份，先将沥青加热到80℃，缓慢加入软化油，使其到软化，然后升温到160-200℃，沥青达到熔融状态以后，加入钛酸酯2份、填充剂氧化镁、填料高岭土粉混合均匀，搅拌反应0.5-2小时，最后铺设在塑料基层的表面，覆盖隔离膜保护层，制得防水卷材。

本发明实施例6-8的防水卷材经检测，各项技术指标检测结果达到GB/T23457-2009标准评定，适于工业大批量推广应用；如下表1所示：

表1

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2所示：

　　　　　　　　　　　　　　　　表2

Claims (6)

1.一种桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油，其特征在于，所述的软化油是由矿物油、合成油、半合成油或植物油的一种或多种混合油组成，其主要技术指标如下：

（1）挥发量：≤6%；

所述挥发量检验方法：用250ml的烧杯称取100g软化油，称取总量m1，置于200±2℃高温试验箱内，恒温1.5h，冷却至23±2℃，称量总量m2，计算挥发量=（m1-m2）/100g×100%；

（2）倾点:≤-10℃；

所述倾点是指软化油在规定条件下冷却时能够流动的最低温度。

2.根据权利要求1所述的桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油，其特征在于，其主要技术指标还包括：

粘度：40℃的运动粘度为10-200mm²/S；

所述的运动粘度是表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之间比；

闪点:≥180℃；

所述的闪点是在规定试验条件下，试验火焰引起试样蒸气着火，并使火焰蔓延至液体表面的最低温度，修正到101.3kPa大气压下；

外观和气味：用玻璃棒滴在滤纸上观察，滤纸上的斑点呈淡黄色至黄色，且无刺激性味道；

水分：≤0.2%；

沉淀物或机械杂质：≤0.2%。

3.根据权利要求1所述的桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油，其特征在于，所述的矿物油、合成油和半合成油为合格的国标油或非标油。

4.根据权利要求1所述的桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油，其特征在于，所述的桥联剂改性沥青是由沥青加入桥联剂、改性剂、助剂和软化油混合得到，所述的桥联剂是硅烷类化合物、木质素、钛酸酯类化合物、磷酸酯类化合物或双金属化合物，占沥青总重量的0.1-15%；软化油加入量占沥青总重量的1-40%。

5.权利要求1所述的桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油的调整方法，其特征在于，按照挥发量、倾点，或加上粘度、闪点、水分、沉淀物或机械杂质含量的技术指标，将矿物油、合成油、半合成油或植物油的一种或多种混合油组成。

6.权利要求1所述的桥联剂改性沥青防水卷材生产中的软化油，所述的桥联剂改性沥青防水卷材用于屋面、水池、地下室、涵洞或需要防水处理的部位。