CN107325786A - 改性沥青自粘胶及其制备方法、防水卷材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工领域,尤其涉及一种改性沥青自粘胶及其制备方法,本发明的改性沥青自粘胶,通过如下重量份组分制备:沥青30‑45份,橡胶油10~20份、热熔胶级弹性体1~5份、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物1~11份、增粘橡胶1~8份、高温树脂5~8份、增粘树脂10~25份、纳米级滑石粉4~35份,白炭黑粉1~2份。其具有自愈能力更强、剥离性能更好的优点。同时本发明还公开了采用该改性沥青自粘胶的防水卷材以及该防水卷材的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域,更具体地说,尤其涉及一种改性沥青自粘胶及其制备方法。
背景技术
在申请号“2012105340138”、名称是“一种自粘防水材料及其制作方法”的专利中,公开了一种防水材料的制造方法:该防水材料由下列物质配制而成:软化油25~50%、热熔胶级弹性体0~5%、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物1~9%、增粘橡胶0~5%、废弃橡胶弹性体8~18%、防紫外剂0.1~0.5%、高温树脂5~8%、增粘树脂10~25%、界面剂0.1~0.15%、颜填料4~44%,它具有较强的耐候性能,例如,最广适用范围是:在-25度不断裂,在70度的情况下不流淌的优点,这样的防水材料的剥离性能是传统沥青基材料的2—3倍,即具有较好的剥离性能,但是在要求更高的剥离性能方面还不能满足,另一方面,这样的防水材料一旦出现裂纹,修补裂纹需要清理、高温、按压等繁琐的工艺,具有易被锐物破坏、自愈性差、容易沿着旧伤痕破裂的缺点
发明内容
本发明的目的在于提供了一种自愈能力更强、剥离性能更好的改性沥青自粘胶,同时本发明还公开了该制备方法。
本发明的技术方案如下:
一种改性沥青自粘胶,通过如下重量份组分制备:
沥青30-45份,橡胶油10~20份、热熔胶级弹性体1~5份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物1~11份、增粘橡胶1~8份、高温树脂5~8份、增粘树脂10~25份、纳米级滑石粉4~35份,白炭黑粉1~2份。
在上述的改性沥青自粘胶中,通过如下重量份组分制备:
沥青30-45份,橡胶油10~20份、热熔胶级弹性体1~5份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物1~11份、增粘橡胶1~8份、脱硫胶粉4~16份、高温树脂5~8份、增粘树脂10~25份、纳米级滑石粉4~35份,白炭黑粉1~2份。
具体来说,橡胶油主要用于沥青改性,提高自粘胶的低温柔性,初粘性,增强剥离强度。热熔胶级弹性体主要用作改性交联剂,用以提供自粘胶较大的内聚力。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物主要用作改性交联剂,提供内聚力,提高自粘胶和混凝土的结合能力,提高渗透性。脱硫胶粉是一种填料,同时也起到了沥青改性的作用,提高材料柔韧性,低温柔性和高温性能,在本方案中脱硫胶粉是可以选择不加的,如果不加,则热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物用量则要增加才能达到等同的效果,这样造成产品的成本更高。纳米级滑石粉主要用作填料。
在上述的改性沥青自粘胶中,所述的沥青为70#沥青、90#沥青、100#沥青中的一种或多种。
在上述的改性沥青自粘胶中,所述的橡胶油为芳烃型橡胶油和环烷型橡胶油中的任一种或两种组合。
在上述的改性沥青自粘胶中,所述的热熔胶级弹性体为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
在上述的改性沥青自粘胶中,所述的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS1301、SBS1401)、星形苯共混乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS411)中的一种或两种。
在上述的改性沥青自粘胶中,所述的增粘橡胶为丁苯橡胶:苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS1105)、丁苯橡胶粉中的一种或两种。
在上述的改性沥青自粘胶中,所述的高温树脂为软化点大于110℃的石油树脂、古马隆树脂中的一种或两种组合;所述的增粘树脂为C9石油树脂、萜烯树脂、松香树脂中的一种或多种组合。
同时本发明还公开了一种如上所述的改性沥青自粘胶的制备方法,包括以下步骤:
a、将沥青、橡胶油打入配料反应釜中加热升温至195~200℃脱除里面的水分;
b、继续升温到205~215℃,搅拌3~4小时,制成液体橡胶共混体;
c、将上述步骤b中的液体橡胶共混体进行研磨,使里面的颗粒细度达到250μm以下,转入共混罐中;
d、将上述步骤c共混罐液体降温至195~200℃,加入热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体,控温在190~195℃搅拌至热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体完全溶解;
e、加入高温树脂、增粘树脂搅拌溶解、半小时后加入纳米级滑石粉、白炭黑粉、再搅拌均匀、冷却,制成改性沥青自粘胶。
另外,本发明还公开了上述的改性沥青自粘胶的另外一种制备方法,包括以下步骤:
a、将沥青、橡胶油打入配料反应釜中加热升温至195~200℃脱除里面的水分;
b、将步骤a中加入脱硫胶粉,继续升温到205~215℃,搅拌3~4小时至脱硫胶粉完全熔解,制成液体橡胶共混体;
c、将上述步骤b中的液体橡胶共混体进行研磨,使里面的颗粒细度达到250μm以下,转入共混罐中;
d、将上述步骤c共混罐液体降温至195~200℃,加入热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体,控温在190~195℃搅拌至热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体完全溶解;
e、加入高温树脂、增粘树脂搅拌溶解、半小时后加入纳米级滑石粉、白炭黑粉、再搅拌均匀、冷却,制成改性沥青自粘胶。
同时本发明还公开了一种防水材料,包括由上而下设置的覆面材料、中间胎体、如上所述的改性沥青自粘胶及底模,所述的覆面材料为高分子塑纤材料。
在上述的防水材料中,所述的中间胎体为聚乙烯膜,改性沥青自粘胶的用量为1.8~2.1kg/㎡;底模为PET隔离膜。
同时本发明还公开了上述的防水材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将改性沥青自粘胶与中间胎体及底模经成型辊进行第一次挤压成型;
步骤2:步骤1得到的中间产品经过降温冷却后通过成型辊与覆面材料塑纤高分子进行第二次挤压成型,在经过冷却、储存、传收、收卷制成本防水材料。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:
本发明的改性沥青自粘胶具有良好的自愈性,被小于3mm口径的物体穿刺后不渗水、非常好的剥离性能,是传统沥青基材料的4—5倍。具体来说,密封胶经物理作用与混凝土相互卯榫渗透连接在一起,在深入混凝土层的卯榫部位密封胶料中橡胶油含有的吡啶衍生物能与硅酸盐水泥中的Ca2+或Mg2+等金属离子发生化学配位反应,形成致密的卯榫链,为混凝土打造皮肤式防水屏障;气相白炭黑表面包敷一层有机材料,添加到密封胶中很快形成一种硅石结构,即纳米Si02小颗粒形成网络结构抑制胶体流动,加快固化速度,提高粘结效果,改密封胶粘弹性能,使得产品的自愈性能的到补强,由于气相白炭黑颗粒尺小从而也增加了产品的密封性和防渗性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,对本发明的技术方案作进一步的详细说明,但不构成对本发明的任何限制。
在提供实施例之前,对部分原料做如下介绍:
沥青:石油化工附属产品,有70#、90#、100#等型号。
橡胶油:为芳烃型橡胶油和环烷型橡胶油,市面有售,一般纯度是99.9%,两种都可以使用或混用,本发明没有特殊要求。
热熔胶级弹性体:为乙烯-乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物(EVA),市面有售,本发明没有特殊要求。
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物:为线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、星形苯共混乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或两种,市面有售,本发明没有特殊要求。
增粘橡胶为丁苯橡胶:苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、
丁苯橡胶粉(SBR)中的1~3种,市面有售,本发明没有特殊要求。
脱硫胶粉弹性体:市面有售,本发明没有特殊要求。
高温树脂:高软化点的石油树脂、古马隆树脂中的1~2种,市面有售,本发明没有特殊要求。
增粘树脂:C9石油树脂、萜烯树脂、松香树脂中的1~3种,市面有售,本发明没有特殊要求。
纳米级滑石粉:市面有售,本发明没有特殊要求。
白炭黑粉:白炭黑是白色粉末状,分子式是SiO2·nH2O,市面有售,本发明要求超细粉。
首先对原料进行分组
第一组
橡胶油25千克、热熔胶级弹性体1千克、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物1千克、增粘橡胶1千克、脱硫胶粉4千克、高温树脂5千克、增粘树脂10千克、纳米级滑石粉4千克,白炭黑粉1千克。
第二组
橡胶油45千克、热熔胶级弹性体5千克、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物11千克、增粘橡胶8千克、脱硫胶粉16千克、高温树脂8千克、增粘树脂25千克、纳米级滑石粉35千克,白炭黑粉2千克。
第三组
橡胶油35千克、热熔胶级弹性体3千克、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物6千克、增粘橡胶5千克、脱硫胶粉10千克、高温树脂7千克、增粘树脂17千克、纳米级滑石粉20千克,白炭黑粉1.5千克。
实施例1-1
用第一组原料,按照以下步骤制成1-1产品。
a、将橡胶油打入配料反应釜中加热升温至195℃脱除里面的水分;
b、将步骤a中加入脱硫胶粉,继续升温到205℃,搅拌3小时至脱硫胶粉完全熔解,制成液体橡胶共混体;
c、将上述步骤b中的液体橡胶共混体进行研磨,使里面的颗粒细度达到250μm以下,转入共混罐中;
d、将上述步骤c共混罐液体降温至195℃,加入热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体,控温在190℃搅拌至熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体完全熔解;
e、加入高温树脂、增粘树脂搅拌溶解、半小时后加入纳米级滑石粉、白炭黑制、再搅拌均匀、冷却,制成本改性沥青自粘胶。
实施例1-2
用第一组原料,按照以下步骤制成1-2产品。
a、将橡胶油打入配料反应釜中加热升温至200℃脱除里面的水分;
b、将步骤a中加入脱硫胶粉,继续升温到215℃,搅拌4小时至脱硫胶粉完全熔解,制成液体橡胶共混体;
c、将上述步骤b中的液体橡胶共混体进行研磨,使里面的颗粒细度达到250μm以下,转入共混罐中;
d、将上述步骤c共混罐液体降温至200℃,加入热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体,控温在195℃搅拌至熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体完全熔解;
e、加入高温树脂、增粘树脂搅拌溶解、半小时后加入纳米级滑石粉、白炭黑制、再搅拌均匀、冷却,制成本改性沥青自粘胶。
实施例1-3
用第一组原料,按照以下步骤制成1-3产品。
a、将橡胶油打入配料反应釜中加热升温至187℃脱除里面的水分;
b、将步骤a中加入脱硫胶粉,继续升温到210℃,搅拌3.5小时至脱硫胶粉完全熔解,制成液体橡胶共混体;
c、将上述步骤b中的液体橡胶共混体进行研磨,使里面的颗粒细度达到250μm以下,转入共混罐中;
d、将上述步骤c共混罐液体降温至198℃,加入热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体,控温在193℃搅拌至熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体完全熔解;
e、加入高温树脂、增粘树脂搅拌溶解、半小时后加入纳米级滑石粉、白炭黑制、再搅拌均匀、冷却,制成本改性沥青自粘胶。
同样,分别用第二组原料、第三组原料,上述实施例1-1、1-2、1-3的工艺参数制成分别制成2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3的产品。
应用性能测试1
将实施例1-1至3-3的制备得到的改性沥青自粘胶制备成为卷材;
卷材的制备方法为:步骤1:将改性沥青自粘胶与中间胎体及底模经成型辊进行第一次挤压成型;
步骤2:步骤1得到的中间产品经过降温冷却后通过成型辊与覆面材料塑纤高分子进行第二次挤压成型,在经过冷却、储存、传收、收卷制成本防水材料。
所述的覆面材料塑纤高分子规格为1㎡/㎡、中间胎体聚乙烯膜规格为1㎡/㎡、改性沥青自粘胶用量为1.8~2.1kg/㎡、底模PET隔离膜规格为1㎡/㎡;
测试产品的性能,情况如下表1:
表1实施例1-1至3-3的性能测试结果
以上栏目中的40、60、5、0等指标,表示渗水量(单位:克/g)
将以上三种卷材铺贴三合板制成的矩形盒中,要求盒子底面及四个立面必须完全铺贴上卷材,分别用口径为2×2、3×3螺钉从盒子底部穿刺,给盒子盛水,并分别在每组试验在试件穿刺部位下方放置质量为m01…011烧杯,开始闭水测试——24小时候分别称取每组试验烧杯的质量记为m1…m11;计算渗水量:(m1…m11)-(m01…m011)分别记录在上表中。
上述的比较材料是按照专利“2012105340138”方法生产出的最好的材料。
以上事实证明:本改性沥青自粘胶制造方法生产出的防水材料具有良好的自愈性能,这样的自愈性能是比较材料没有的,更是传统沥青材料不能达到的。
应用性能测试2
将实施例1-1至3-3的制备得到的改性沥青自粘胶制备成为卷材,测试产品的性能,情况如下表2:
表2实施例1-1至3-3的制备得到的卷材与铝板、卷材与混泥土浸水后的剥离强度对比
上述的比较材料是按照专利“2012105340138”方法生产出的最好的材料。
以上事实证明:本非沥青防水材料制造方法生产出的防水材料具有良好的剥离性能(即抗撕裂性能,和混凝土结合性能),这样的自愈性能是比较材料没有的,更是传统沥青材料不能达到的。
以上事实证明:用第一组,第二组、第三组都可以达到本发明的目的,其中第三组材料达到的效果最好,在相同材料组分的情况下,2-1、2-2、2-3(即参数是中间温度数值的)所生成的材料剥离性能最好。
重复上述的实验,将所述的白炭黑的细度达到2000目以上(即比2000目还要细),效果更好,实验证明,白炭黑越细,自愈性、撕裂性能效果越好,在2000—2500目之间,所以的白炭黑每增加100目,上述愈合力量减少0.3N,剥离性能增加0.2N/mm,这要归功于白炭黑形成了良好的分子链结构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改性沥青自粘胶,其特征在于,通过如下重量份组分制备:
沥青30-45份,橡胶油10~20份、热熔胶级弹性体1~5份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物1~11份、增粘橡胶1~8份、高温树脂5~8份、增粘树脂10~25份、纳米级滑石粉4~35份,白炭黑粉1~2份。
2.根据权利要求1所述的改性沥青自粘胶,其特征在于,通过如下重量份组分制备:
沥青30-45份,橡胶油10~20份、热熔胶级弹性体1~5份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物1~11份、增粘橡胶1~8份、脱硫胶粉4~16份、高温树脂5~8份、增粘树脂10~25份、纳米级滑石粉4~35份,白炭黑粉1~2份。
3.根据权利要求1或2所述的改性沥青自粘胶,其特征在于,所述的沥青为70#沥青、90#沥青、100#沥青中的一种或多种;所述的橡胶油为芳烃型橡胶油和环烷型橡胶油中的任一种或两种组合;所述的热熔胶级弹性体为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
4.根据权利要求1或2所述的改性沥青自粘胶,其特征在于,所述的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、星形苯共混乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或两种。
5.根据权利要求1或2所述的改性沥青自粘胶,其特征在于,所述的增粘橡胶为丁苯橡胶:苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶粉中的一种或两种;所述的高温树脂为软化点大于110℃的石油树脂、古马隆树脂中的一种或两种组合;所述的增粘树脂为C9石油树脂、萜烯树脂、松香树脂中的一种或多种组合。
6.一种如权利要求1所述的改性沥青自粘胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、将沥青、橡胶油打入配料反应釜中加热升温至195~200℃脱除里面的水分;
b、继续升温到205~215℃,搅拌3~4小时,制成液体橡胶共混体;
c、将上述步骤b中的液体橡胶共混体进行研磨,使里面的颗粒细度达到250μm以下,转入共混罐中;
d、将上述步骤c共混罐液体降温至195~200℃,加入热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体,控温在190~195℃搅拌至热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体完全溶解;
e、加入高温树脂、增粘树脂搅拌溶解、半小时后加入纳米级滑石粉、白炭黑粉、再搅拌均匀、冷却,制成改性沥青自粘胶。
7.一种如权利要求2所述的改性沥青自粘胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、将沥青、橡胶油打入配料反应釜中加热升温至195~200℃脱除里面的水分;
b、将步骤a中加入脱硫胶粉,继续升温到205~215℃,搅拌3~4小时至脱硫胶粉完全熔解,制成液体橡胶共混体;
c、将上述步骤b中的液体橡胶共混体进行研磨,使里面的颗粒细度达到250μm以下,转入共混罐中;
d、将上述步骤c共混罐液体降温至195~200℃,加入热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体,控温在190~195℃搅拌至热熔胶级弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增粘弹性体完全溶解;
e、加入高温树脂、增粘树脂搅拌溶解、半小时后加入纳米级滑石粉、白炭黑粉、再搅拌均匀、冷却,制成改性沥青自粘胶。
8.一种防水材料,其特征在于,包括由上而下设置的覆面材料、中间胎体、如权利要求1-5任一所述的改性沥青自粘胶及底模,所述的覆面材料为高分子塑纤材料。
9.根据权利要求8所述的防水材料,其特征在于,所述的中间胎体为聚乙烯膜,改性沥青自粘胶的用量为1.8~2.1kg/㎡;底模为PET隔离膜。
10.根据权利要求8或9所述的防水材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:将改性沥青自粘胶与中间胎体及底模经成型辊进行第一次挤压成型;
步骤2:步骤1得到的中间产品经过降温冷却后通过成型辊与覆面材料塑纤高分子进行第二次挤压成型,在经过冷却、储存、传收、收卷制成本防水材料。
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