CN105330925A - 一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉及其制备方法，由以下重量份的原料制成：轮胎胶粉50-65％、丁基胶粉20-40％、活化剂0.1-1.5％、降粘剂0.1-1.0％、隔离剂5-15％；制备方法，包括下述步骤:1)将轮胎胶粉和丁基胶粉，搅拌混合；2)将活化剂加热后喷淋到步骤1)得到的胶粉上，然后搅拌、预活化；3)将步骤2)得到的预活化后的粗胶粉和降粘剂、隔离剂混合，通过研磨成细胶粉，过筛，包装即得成品。废旧轮胎胶粉与丁基胶粉的复配，性能能够满足非固化橡胶沥青防水涂料所需的蠕变性，粘结性，自愈性和耐老化性能。有效减少增塑剂和聚合特改性剂的添加量，能降低成本10％以上。

Description

一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉及其制备方法

技术领域

本发明属于防水涂料技术领域，具体涉及一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉及其制备方法。

背景技术

非固化橡胶沥青防水涂料是一种新型防水材料，以橡胶粉、沥青和特殊添加剂为主要原材料，这种改性沥青具有独特不固化的特性，在应用状态下长期保持黏性膏状体，与空气长期接触后也不会固化，即非固化。传统的改性沥青防水材料(如：道改沥青，沥青防水卷材等)施工后形成了固化的防水层，而非固化橡胶沥青防水涂料则是不固化的防水层，不固化的防水层由于蠕变性好，自愈能力强，粘结可靠和优异的耐老化性能，能解决固化的防水层难以解决的防窜水问题，大幅提高防水的可靠性。非固化橡胶沥青防水涂料主要应用于建筑防水工程。

橡胶粉在非固化橡胶沥青防水涂料中起到骨架、改性和抗离析的作用。橡胶是高分子材料，简单的物理方法研磨成橡胶粉，仅仅只是让废橡胶以另外一种体积形式存在，硫化橡胶粉的稳定结构没有改变。废橡胶应用于沥青改性的原理是橡胶粉加入高温沥青中，胶粉表面受热瞬间熔融，熔融部分与沥青结合，但内部仍然独立，这样的橡胶改性沥青由于改性不彻底，延伸率差，胶料粗糙，厂家在应用胶粉改性过程中就通过加入SBS热塑性弹性体来弥补橡胶改性沥青以上性能缺陷，成本大大增加。

再者，现阶段国内以橡胶粉为主材研制出来的沥青改性剂，主要针对固化沥青的改性(如：道改沥青，沥青防水卷材等)，其改性效果，难以同时满足非固化橡胶沥青防水涂料所需的蠕变性，粘结性，自愈性和耐老化性能等。

有关沥青改性剂的研究，本专利申请人做过大量的研究，国内也有一些相关文献报道，如：中国石油化工股份有限公司的发明专利公开了一种沥青改性剂颗粒组合物及其制备方法；青岛海伴诚远塑业有限公司的发明专利申请公开了一种沥青改性剂；上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司的发明专利申请公开了一种中温型橡胶沥青混合料改性剂及其制备方法；柳州博泽科技有限公司的发明专利申请公开了一种复合型沥青改性剂。

针对非固化沥青所需的橡胶粉，目前国内还未曾见相关研究的报道。

发明内容

现有技术存在一些不足：1、难以同时满足非固化橡胶沥青防水涂料所需的蠕变性，粘结性，自愈性和耐老化性能等；2、普通橡胶粉应用于非固化沥青产品生产时，需要高温190-220℃才能满足生产要求；3、产品在应用于生产时，难以避免环保和安全问题。

本发明的目的在于提供一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉及其制备方法，所述的非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉，是一种功能性新材料，由废旧的轮胎粉和丁基胶粉组成，把废旧的轮胎和医用丁基胶塞经破碎后的粗胶粉，搅拌混合，然后在活化剂的作用下，搅拌预活化和研磨活化得到。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉，由以下重量份的原料制成：

轮胎胶粉：50-65％

丁基胶粉：20-40％

活化剂：0.1-1.5％

降粘剂：0.1-1.0％

隔离剂：5-15％；

所述的轮胎胶粉，是废旧子午轮胎经破碎后得到的粗胶粉，优选10目以上的粗胶粉。

所述的丁基胶粉，为回收的废旧医用丁基胶塞经破碎后得到的粗颗粒，优选10目以上的粗颗粒。

所述的活化剂，为多烷基芳烃二硫化物或2,2-二硫化双(6-叔丁基对苯酚)，产生的自由基能与橡胶分子的自由基相结合，阻止橡胶分子断链后的再聚合，起刎快降解作用，使废硫化胶粉得到活化，其中多烷基芳烃二硫化物为黄褐色至深褐色的油状液体，全硫含量20％以上，游离硫2-3％；2,2-二硫化双(6-叔丁基对苯酚)为褐色树脂状物质，加热至40℃即成流动液体，全硫含量11-13％，游离硫1.5-2.5％。

所述的降粘剂，为褐煤蜡或聚乙烯蜡等蜡类物质，熔点在100℃左右，当温度高于降粘助剂的熔点时，降粘助剂与沥青有很好的相溶性，在沥青与橡胶分子间形成润滑层，提高改性沥青的流动性；当温度低于熔点时，它与部分被它吸附又溶解它的饱合组份一起逐渐结晶析出，进而锁定了这些油类组份，共同形成网状的晶体结构，提高沥青的耐热性。活化橡胶粉与降粘助剂混合，能够有效保护橡胶分子的活性，同时能够提高活化橡胶粉的储存稳定性，防止吸潮结块；优选聚乙烯蜡，为白色颗粒，平均分子量：2000-3000，熔点：100-103℃。

所述的隔离剂，为碳酸钙，滑石粉或黑曜岩粉的一种或几种(当混合时，可以是任意比例)，能够有效防止细胶粉在储存，运输过程中的结块，优选黑曜岩粉，其二氧化硅含量在70％左右，容重小，膨胀性好，耐火度高，化学稳定性强，目数选择200目以上。

沥青的低温改性，极大程度上保留沥青原本的性能不被高温老化而破坏，提高沥青的粘结性、自愈性，蠕变性和耐老化性能，从而强化非固化橡胶沥青防水涂料的防水效果和防水寿命。普通橡胶粉难以满足非固化沥青产品所需的性能要求，如；蠕变性，延伸率，耐老化性能等。因此需要通过添加更多的增塑剂和聚合物改性剂来满足性能要求，但是成本居高不下。本发明通过将废旧的轮胎胶粉与丁基胶粉经过配复活化后，既满足了性能要求，又使成本明显下降。

普通橡胶粉应用于非固化沥青产品生产时，需要高温190-220℃才能满足生产要求。橡胶粉对沥青的改性需要高温生产的主要原因，有以下两个原因：一方面，在橡胶粉改性沥青中，如橡胶粉材质和细度的选择不当或橡胶粉未经活化处理，只有通过提高沥青的改性温度，来促使橡胶粉裂解变成小分子结构后才能达到改性作用。另一方面，橡胶粉与沥青存在着的范德华作用力，在高温剪切下仍保持着相互作用，分子间摩擦力的存在使橡胶粉改性沥青的流动性不好，粘稠度大，不利于生产加工和施工应用。

本发明解决高温生产问题，主要通过以下技术现实：1)、橡胶粉的活化：选择溶解度参数接近沥青的废旧橡胶材质，经常温破碎后，研磨成80目的粉末，在研磨的过程中添加活化剂，促使橡胶粉在高速剪切下切断橡胶中的c-s键s-s键，脱硫活化形成新的橡胶分子界面结构。2)、降粘剂选择：在活化橡胶粉中添加降粘功能助剂，其中降粘剂为蜡类物质，熔点在100度左右，当温度高于降粘助剂的熔点时，降粘助剂与沥青有很好的相溶性，在沥青与橡胶分子间形成润滑层，提高改性沥青的流动性。当温度低于熔点时，它与部分被它吸附又溶解它的饱合组份一起逐渐结晶析出，进而锁定了这些油类组份，共同形成网状的晶体结构，提高沥青的耐热性。活化橡胶粉与降粘助剂混合，能够有效保护橡胶分子的活性，同时能够提高活化橡胶粉的储存稳定性，防止吸潮结块。从而解决高温生产的环保和安全问题，使废旧橡胶粉在常温、常压的条件下进行活化和生产。

本发明还涉及一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉制备方法，包括下述步骤:

1)将轮胎胶粉和丁基胶粉，搅拌混合；

2)将活化剂加热后喷淋到步骤1)得到的胶粉上，然后搅拌、预活化；

3)将步骤2)得到的预活化后的粗胶粉和降粘剂、隔离剂混合，通过研磨成细胶粉，过筛，包装即得成品。

本发明步骤1)中所述的搅拌混合，优选投入搅拌罐，以100-200r/min转速搅拌混合30-40min。

步骤2)中所述的将活化剂加热，优选将活化剂加热到80-110℃，所述的搅拌、预活化，优选以100-200r/min转速搅拌预活化20-30min。

步骤3)所述的研磨，优选通过螺杆传送进磨盘中，研磨速度为800-1200r/min，粗胶粉在剪切力、摩擦力的作用下，活化并研磨成细胶粉；所述的成品，优选目数为60-200。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、废旧轮胎胶粉与丁基胶粉的复配，性能能够满足非固化橡胶沥青防水涂料所需的蠕变性，粘结性，自愈性和耐老化性能。有效减少增塑剂和聚合特改性剂的添加量，能降低成本10％以上。

2、降粘剂与活化胶粉复配而成的新型沥青改性剂，能够实现在低温的条件下对沥青的改性作用，使非固化橡胶沥青防水涂料的生产和施工应用，温度降低30℃以下，解决橡胶粉在对沥青改性上存在的环保和安全问题。

3、普通橡胶粉在非固化橡胶沥青防水涂料的生产应用中，需要190-220℃的高温，才能发挥出橡胶粉对沥青的改性作用。但在高温条件下，沥青容易老化，材料性能波动大，环保要求高，生产安全难以得到保障。再者，非固化橡胶沥青防水涂料，在施工应用中，主要使用加热喷涂和加热刮涂的方式来进行防水施工，由于改性沥青粘稠度大，需要提高施工温度(一般为170-190℃)，才能顺利施工。本发明所研制的非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉(沥青改性剂)，能有效降低改性沥青的生产和施工温度，节能，环保，安全，性能更加稳定。

具体实施方式

下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1：

一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉，由以下重量份的原料制成：

10目以上轮胎胶粉：65.0％

10目以上丁基胶粉：20.0％

多烷基芳烃二硫化物：0.1％

聚乙烯蜡：1.0％

黑曜岩粉：13.9％。

实施例2：

一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉，由以下重量份的原料制成：

10目以上轮胎胶粉：50.0％

10目以上丁基胶粉：40.0％

2,2-二硫化双(6-叔丁基对苯酚)：1.5％

硬蜡：0.1％

碳酸钙：8.4％。

实施例3：

一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉，由以下重量份的原料制成：

10目以上轮胎胶粉：63.9％

10目以上丁基胶粉：20.0％

多烷基芳烃二硫化物：0.1％

聚乙烯蜡：1.0％

滑石粉：15.0％。

实施例4：

一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉，由以下重量份的原料制成：

10目以上轮胎胶粉：53.4％

10目以上丁基胶粉：40.0％

2,2-二硫化双(6-叔丁基对苯酚)：1.5％

硬蜡：0.1％

碳酸钙：5.0％。

实施例5：

实施例1-4所述的非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉的制备方法，包括下述步骤:

1)将轮胎胶粉和丁基胶粉，投入搅拌罐，以100r/min转速搅拌混合40min；

2)将活化剂加热到110℃，喷淋到步骤1)得到的胶粉上，然后以100r/min转速搅拌预活化20min；

3)将步骤2)得到的预活化后的粗胶粉和降粘剂、隔离剂混合，通过螺杆传送进磨盘中研磨，研磨速度为1200r/min，活化并研磨成细胶粉，过60目筛，包装即得成品。

实施例6：

实施例1-4所述的非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉的制备方法，包括下述步骤:

1)将轮胎胶粉和丁基胶粉，投入搅拌罐，以200r/min转速搅拌混合30min；

2)将活化剂加热到80℃，喷淋到步骤1)得到的胶粉上，然后以200r/min转速搅拌预活化30min；

3)将步骤2)得到的预活化后的粗胶粉和降粘剂、隔离剂混合，通过螺杆传送进磨盘中研磨，研磨速度为800r/min，活化并研磨成细胶粉，过200目筛，包装即得成品。

Claims (7)

1.一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉，其特征在于，由以下重量份的原料制成：

所述的活化剂为多烷基芳烃二硫化物或2,2-二硫化双(6-叔丁基对苯酚)；

所述的降粘剂为褐煤蜡或聚乙烯蜡；

所述的隔离剂为碳酸钙、滑石粉或黑曜岩粉。

2.根据权利要求1所述的一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉，其特征在于：所述的轮胎胶粉，是废旧子午轮胎经破碎后得到10目以上的粗胶粉。

3.根据权利要求1所述的一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉，其特征在于：所述的丁基胶粉，为回收的废旧医用丁基胶塞经破碎后得到10目以上的粗颗粒。

4.权利要求1-3所述的非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉的制备方法，其特征在于，包括下述步骤:

1)将轮胎胶粉和丁基胶粉，搅拌混合；

2)将活化剂加热后喷淋到步骤1)得到的胶粉上，然后搅拌、预活化；

3)将步骤2)得到的预活化后的粗胶粉和降粘剂、隔离剂混合，通过研磨成细胶粉，过筛，包装即得成品。

5.权利要求4所述的非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的搅拌混合，为投入搅拌罐，以100-200r/min转速搅拌混合30-40min。

6.权利要求4所述的非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的将活化剂加热，是将活化剂加热到80-110℃，所述的搅拌、预活化，以100-200r/min转速搅拌预活化20-30min。

7.权利要求4所述的非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的研磨，通过螺杆传送进磨盘中，研磨速度为800-1200r/min。