CN107446366A - 用于防水卷材的沥青胶料及其制备方法和防水卷材 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于防水卷材的沥青胶料及其制备方法和防水卷材，涉及防水卷材技术领域。该沥青胶料主要由沥青、丁苯橡胶、石油树脂、聚丙烯蜡、芥酸酰胺、软化剂和稳定剂制备得到，其中，丁苯橡胶可以显著增加沥青胶料的低温柔性和耐高温性；石油树脂可以明显提高沥青胶料的粘性、硬度和热稳定性；聚丙烯蜡和芥酸酰胺可以明显提高沥青胶料的耐高温性和热稳定性；软化剂可以有效提高该胶料的粘度和延展性能；稳定剂可以防止其分解老化。因此，本发明沥青胶料通过各组分和各组分含量的复配，能够显著提高本发明沥青胶料的低温柔性、耐高温性以及内聚力，并使其具有优良的防水性能。该沥青胶料可以广泛应用于各类型防水卷材的制备。

Description

用于防水卷材的沥青胶料及其制备方法和防水卷材

技术领域

本发明涉及防水卷材技术领域，尤其是涉及一种用于防水卷材的沥青胶料及其制备方法和防水卷材。

背景技术

沥青是原油加工过程的一种产品，在常温下为黑色或黑褐色的粘稠液体或者固体。沥青的主要成分是沥青质和树脂，其次还含有高沸点矿物油少量的氧、硫和氯的化合物。沥青低温时质脆，但其粘结性、防水性能和防腐性能很好，已经被广泛使用在道路、防水工程和防腐领域中。但是由于沥青在耐高温、抗流动性、低温柔性和耐候性等方面性能并不是很好，使得用其生产的防水卷材在应用效果上存在很多问题：如低温柔性差，在低温下防水卷材很脆，并且易断；不耐高温，在高温时卷材出现流淌、滴落，难于撕膜；以及内聚力不够理想，导致易脱离基面等。

因此，研究开发出一种具有低温柔性强、耐高温以及内聚力强的适用于防水卷材的沥青胶料，以缓解现有沥青防水卷材低温柔性差、不耐高温、以及内聚力不强易脱离基面等问题变得十分必要和迫切。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种用于防水卷材的沥青胶料，所述的沥青胶料能够显著提高本发明沥青胶料的低温柔性、耐高温性以及内聚力，并使其具有优良的防水性能。

本发明的第二目的在于提供一种用于防水卷材的沥青胶料的制备方法，该制备方法工艺流程简单，具有操作简单、生产成本低以及品质稳定等优点。

本发明的第三目的在于提供一种防水卷材，所述防水卷材包括上述用于防水卷材的沥青胶料。

本发明提供的一种用于防水卷材的沥青胶料，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：沥青60～70份、丁苯橡胶5～20份、石油树脂5～15份、聚丙烯蜡5～15份、芥酸酰胺5～15份、软化剂5～15份和稳定剂1～5份。

进一步的，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：沥青62～68份、丁苯橡胶8～16份、石油树脂8～12份、聚丙烯蜡8～12份、芥酸酰胺8～12份、软化剂8～12份和稳定剂2～4份。

进一步的，上述沥青为110号沥青、100号沥青、90号沥青、70号沥青或10号沥青中的一种；

优选地，沥青为90号沥青的组合。

进一步的，上述丁苯橡胶为1001号丁苯橡胶、1006号丁苯橡胶、1010号丁苯橡胶、1013号丁苯橡胶或1019号丁苯橡胶中的任意一种。

优选的，上述石油树脂为碳五石油树脂和/或碳九石油树脂。

进一步的，上述软化剂为橡胶油、芳烃油或矿物基础油中的一种。

优选的，上述稳定剂为铅盐、金属皂、有机锡、有机锑或有机稀土中的一种。

本发明提供的一种用于防水卷材的沥青胶料的制备方法，所述方法包括以下步骤：首先，将沥青、丁苯橡胶、石油树脂、聚丙烯蜡、芥酸酰胺和稳定剂进行复配混合后升温至200～250℃进行反应，随后降温至130～170℃，加入软化剂搅拌，制得橡胶胶料。

进一步的，上述反应的时间为3～10小时；

进一步的，上述反应过程中进行搅拌，搅拌的速度为100～300r/min。

进一步的，上述软化剂加入后搅拌的时间为20～40分钟。

本发明提供的防水卷材，所述防水卷材包括上述用于防水卷材的沥青胶料。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种用于防水卷材的沥青胶料，所述沥青胶料主要由沥青、丁苯橡胶、石油树脂、软化剂和稳定剂制备得到。该沥青胶料中丁苯橡胶可以显著增加沥青胶料的低温柔性和耐高温性；石油树脂可以明显提高沥青胶料的粘性、硬度和热稳定性；聚丙烯蜡和芥酸酰胺可以明显提高沥青胶料的耐高温性和热稳定性；软化剂可以有效提高该胶料的粘度和延展性能；稳定剂可以提高沥青胶料的化学稳定性，防止其分解老化。因此，本发明沥青胶料通过各组分和各组分含量的复配，能够显著提高本发明沥青胶料的低温柔性、耐高温性以及内聚力，并使其具有优良的防水性能。

本发明提供的一种用于防水卷材的沥青胶料的制备方法，该制备方法通过先将沥青、丁苯橡胶、石油树脂和稳定剂进行复配混合后升温进行反应，随后降温加入软化剂搅拌，制得橡胶胶料。该方法工艺流程简单，具有操作简单、生产成本低以及品质稳定等优点。

本发明提供的一种防水卷材，所述防水卷材包括上述用于防水卷材的沥青胶料。该防水卷材具有耐高温、低温柔性强和内聚力强的优点，并且具有优良的防水性能。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的一个方面，一种用于防水卷材的沥青胶料，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：沥青60～70份、丁苯橡胶5～20份、石油树脂5～15份、聚丙烯蜡5～15份、芥酸酰胺5～15份、软化剂5～15份和稳定剂1～5份。

本发明中，沥青是指普通的原料沥青，其是原油加工过程中产生的一种产品，在常温下为黑色或黑褐色的粘稠液体或者固体。由于普通的原料沥青在耐高温、抗流动性、低温柔性和耐候性等方面性能并不是很好，本发明将该沥青作为基础材料，加入一系列的组分对其进行改性，以使沥青具有低温柔性强、耐高温以及内聚力强的优点，进而成为适用于防水卷材的沥青胶料。本发明中，上述沥青典型但非限制性的含量为：60份、61份、62份、63份、64份、65份、66份、67份、68份、69份或70份。

本发明中，丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯共聚制得的一种合成橡胶，其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能均接近于天然橡胶，同时其耐磨、耐热、耐老化性能相较于天然橡胶更为优良。本发明将丁苯橡胶应用于沥青胶料的制备可以显著增加沥青胶料的低温柔性和耐高温等性能。本发明中，上述丁苯橡胶典型但非限制性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份。

本发明中，石油树脂是石油裂解过程中产生的一种副产品，是一种低聚合度的热塑性树脂，具有混溶性好，耐水、耐乙醇和耐化学品等特性，本发明将石油树脂应用于沥青胶料的制备可以明显提高沥青胶料的粘性、硬度和热稳定性。本发明中，上述石油树脂典型但非限制性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。

本发明中，聚丙烯蜡又名低分子量聚丙烯蜡，聚丙烯蜡具有熔点高、熔融度低、润滑性、分散性好的特点，本发明将聚丙烯蜡应用于沥青胶料的制备可以明显提高沥青胶料的耐高温性。本发明中，上述聚丙烯蜡典型但非限制性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。

本发明中，芥酸酰胺作为芥酸的重要衍生物，是一种应用范围广泛的优良精细化工产品。芥酸酰胺具有较高的熔点和良好的热稳定性。本发明将芥酸酰胺应用于沥青胶料的制备可以明显提高沥青胶料的耐高温性。本发明中，上述芥酸酰胺典型但非限制性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。

本发明中，将软化剂加入沥青胶料中可以有效提高该胶料的粘度和延展性能；将稳定剂加入沥青胶料中可以提高沥青胶料的化学稳定性，防止其分解老化。本发明中，上述软化剂典型但非限制性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。本发明中，上述稳定剂典型但非限制性的含量为：1份、2份、3份、4份或5份。

本发明用于防水卷材的沥青胶料主要由沥青、丁苯橡胶、石油树脂、软化剂和稳定剂制备得到。该沥青胶料中丁苯橡胶可以显著增加沥青胶料的低温柔性和耐高温性；石油树脂可以明显提高沥青胶料的粘性、硬度和热稳定性；聚丙烯蜡和芥酸酰胺可以明显提高沥青胶料的耐高温性和热稳定性；软化剂可以有效提高该胶料的粘度和延展性能；稳定剂可以提高沥青胶料的化学稳定性，防止其分解老化。因此，本发明沥青胶料通过各组分和各组分含量的复配，能够显著提高本发明沥青胶料的低温柔性、耐高温性以及内聚力，并使其具有优良的防水性能。

在本发明的一种优选实施方式中，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：沥青62～68份、丁苯橡胶8～16份、石油树脂8～12份、聚丙烯蜡8～12份、芥酸酰胺8～12份、软化剂8～12份和稳定剂2～4份。

优选的，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：沥青65份、丁苯橡胶12份、石油树脂10份、聚丙烯蜡10份、芥酸酰胺10份、软化剂10份和稳定剂3份。

本发明中，通过对各组分原料用量比例的进一步调整和优化，从而进一步优化了本发明用于防水卷材的沥青胶料的技术效果。

在本发明的一种优选实施方式中，上述沥青为110号沥青、100号沥青、90号沥青、70号沥青或10号沥青中的任意一种。

优选地，沥青为90号沥青的组合。

在本发明的一种优选实施方式中，上述丁苯橡胶为1001号丁苯橡胶、1006号丁苯橡胶、1010号丁苯橡胶、1013号丁苯橡胶或1019号丁苯橡胶中的任意一种。

更优选的，所述丁苯橡胶为1001号丁苯橡胶。

在本发明的一种优选实施方式中，石油树脂为碳五石油树脂和/或碳九石油树脂。

优选的，所述石油树脂为碳五石油树脂。碳五石油树脂能够更好的提高本发明沥青胶料的硬度及粘接性能。

在本发明的一种优选实施方式中，上述软化剂为橡胶油、芳烃油或矿物基础油中的一种。

优选的，软化剂为橡胶油。

在本发明的一种优选实施方式中，上述稳定剂为铅盐、金属皂、有机锡、有机锑或有机稀土中的一种。

优选的，稳定剂为有机稀土。

根据本发明的一个方面，一种用于防水卷材的沥青胶料的制备方法，所述方法包括以下步骤：首先，将沥青、丁苯橡胶、石油树脂、聚丙烯蜡、芥酸酰胺和稳定剂进行复配混合后升温至200～250℃进行反应，随后降温至130～170℃，加入软化剂搅拌，制得橡胶胶料。

本发明用于防水卷材沥青胶料的制备方法，通过先将沥青、丁苯橡胶、石油树脂和稳定剂进行复配混合后升温进行反应，随后降温加入软化剂搅拌，制得橡胶胶料。该方法工艺流程简单，具有操作简单、生产成本低以及品质稳定等优点。

在本发明的一种优选实施方式中，上述反应的时间为3～10小时。

作为一种优选的实施方式，本发明根据沥青标号的不同，可以调整制备反应的时间。

本发明中，上述反应的时间典型但非限制性的含量为：3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时或10小时。

在本发明的一种优选实施方式中，上述反应过程中进行搅拌，搅拌的速度为100～300r/min。

优选的，所述搅拌速度为150～250r/min。

更优选的，所述搅拌速度为200r/min。

本发明中，上述搅拌速度典型但非限制性的含量为：100r/min、120r/min、150r/min、180r/min、200r/min、220r/min、250r/min或300r/min。

在本发明的一种优选实施方式中，上述软化剂加入后搅拌的时间为20～40分钟。

优选的，软化剂加入后搅拌的时间为25～35分钟。

更优选的，软化剂加入后搅拌的时间为30分钟。

本发明中，上述软化剂加入后搅拌的时间典型但非限制性的含量为：20分钟、23分钟、30分钟、35分钟或40分钟。

优选的，本发明用于防水卷材的沥青胶料的制备方法，具体包括以下步骤：按上述的重量份数称取原料，随后将90号沥青、丁苯橡胶、碳五石油树脂和有机稀土进行复配混合后升温至200～250℃进行反应5小时，反应过程中进行搅拌，搅拌的速度为200r/min，再降温至130～170℃，然后加入橡胶油搅拌30分钟，制得橡胶胶料。

下面将结合实施例和实验例对本发明的技术方案进行进一步地说明。

实施例1

一种用于防水卷材的沥青胶料，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：110号沥青60份、1006号丁苯橡胶5份、碳五石油树脂5份、聚丙烯蜡15份、芥酸酰胺15份、橡胶油5份和铅盐1份。

上述沥青胶料的制备方法为：按上述的重量份数称取原料，随后将110号沥青、1006号丁苯橡胶、碳五石油树脂、聚丙烯蜡、芥酸酰胺和铅盐进行复配混合后升温至200℃进行反应3小时，反应过程中进行搅拌，搅拌速度为100r/min；随后，再降温至130℃，然后加入橡胶油搅拌20分钟，制得橡胶胶料。

实施例2

一种用于防水卷材的沥青胶料，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：10号沥青70份、1019号丁苯橡胶20份、碳九石油树脂15份、聚丙烯蜡5份、芥酸酰胺5份、橡胶油15份和金属皂5份。

上述沥青胶料的制备方法为：按上述的重量份数称取原料，随后将10号沥青、1019号丁苯橡胶、碳九石油树脂、聚丙烯蜡、芥酸酰胺和金属皂进行复配混合后升温至250℃进行反应10小时，反应过程中进行搅拌，搅拌速度为300r/min；随后，再降温至170℃，然后加入橡胶油搅拌40分钟，制得橡胶胶料。

实施例3

一种用于防水卷材的沥青胶料，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：100号沥青62份、1013号丁苯橡胶8份、碳五石油树脂8份、聚丙烯蜡8份、芥酸酰胺8份、矿物基础油8份和有机锡2份。

上述沥青胶料的制备方法为：按上述的重量份数称取原料，随后将100号沥青、1013号丁苯橡胶、碳五石油树脂、聚丙烯蜡、芥酸酰胺和有机锡进行复配混合后升温至220℃进行反应4小时，反应过程中进行搅拌，搅拌速度为150r/min；随后，再降温至140℃，然后加入矿物基础油搅拌25分钟，制得橡胶胶料。

实施例4

一种用于防水卷材的沥青胶料，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：70号沥青68份、1006号丁苯橡胶16份、碳五石油树脂12份、聚丙烯蜡12份、芥酸酰胺12份、橡胶油12份和有机锑4份。

上述沥青胶料的制备方法为：按上述的重量份数称取原料，随后将70号沥青、1006号丁苯橡胶、碳五石油树脂、聚丙烯蜡、芥酸酰胺和有机锑进行复配混合后升温至240℃进行反应8小时，反应过程中进行搅拌，搅拌速度为250r/min；随后，再降温至160℃，然后加入橡胶油搅拌35分钟，制得橡胶胶料。

实施例5

一种用于防水卷材的沥青胶料，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：90号沥青65份、1001号丁苯橡胶12份、碳五石油树脂10份、聚丙烯蜡10份、芥酸酰胺10份、橡胶油10份和有机稀土3份。

上述沥青胶料的制备方法为：按上述的重量份数称取原料，随后将90号沥青、1001号丁苯橡胶、碳五石油树脂、聚丙烯蜡、芥酸酰胺和有机稀土进行复配混合后升温至230℃进行反应6小时，反应过程中进行搅拌，搅拌速度为200r/min；随后，再降温至150℃，然后加入橡胶油搅拌30分钟，制得橡胶胶料。

注：本发明实施例1～5中所述各型号丁苯橡胶均购自上海正上化工有限公司。

实验例1

为表明本发明用于防水卷材的沥青胶料，能够显著提高本发明沥青胶料的低温柔性、耐高温性以及内聚力，并使其具有优良的防水性能。

现特将上述实施例1～5制得的用于防水卷材的沥青胶料的低温柔韧性、耐高温性、内聚力和防水性能应用常规试验手段进行测试。

其中，低温柔性的测试方法为以40mm/min的拉伸强度对实施例1～5制得的用于防水卷材的沥青胶料进行持续拉伸，并在拉伸过程中不断降低温度，直至沥青胶料断裂，沥青胶料断裂时温度越低，说明沥青胶料的低温柔韧性越好。

耐高温性测试方法为将实施例1～5制得的用于防水卷材的沥青胶料放置于高温试验箱中，并不断升高温度，直至沥青胶料完全融化。沥青胶料完全融化时的温度越高，说明沥青胶料的耐高温性越强。

内聚力测试方法为在一定温度(25℃)下，对实施例1～5制得的用于防水卷材的沥青胶料进行拉伸，并在拉伸过程中不断增加压力，直至沥青胶料断裂，沥青胶料断裂时压力越大，说明沥青胶料的内聚力越强。

防水性能的测试方法参照国标GB/T 328.10-2007沥青和高分子防水卷材中不透水性测试中记载的方法进行。

上述实施例1～5制得的用于防水卷材的沥青胶料的低温柔韧性、耐高温性、内聚力和防水性能的测试结果，如下表所示：

同时，将实施例1～5对应的110号沥青、10号沥青、100号沥青、70号沥青和90号沥青依据上述方法对低温柔韧性、耐高温性、内聚力和防水性能进行测定，其结果如下表所示：

由上述可知，本发明实施例1～5制备得到的用于防水卷材的沥青胶料，其低温柔韧性、耐高温性、内聚力以及防水性能明显高于普通沥青材料。本发明制备的沥青胶料，能够显著提高本发明沥青胶料的低温柔性、耐高温性以及内聚力，并使其具有优良的防水性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于防水卷材的沥青胶料，其特征在于，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：沥青60～70份、丁苯橡胶5～20份、石油树脂5～15份、聚丙烯蜡5～15份、芥酸酰胺5～15份、软化剂5～15份和稳定剂1～5份。

2.根据权利要求1所述的用于防水卷材的沥青胶料，其特征在于，按重量份数计，所述沥青胶料主要由以下原料制备得到：沥青62～68份、丁苯橡胶8～16份、石油树脂8～12份、聚丙烯蜡8～12份、芥酸酰胺8～12份、软化剂8～12份和稳定剂2～4份。

3.根据权利要求1或2所述的用于防水卷材的沥青胶料，其特征在于，所述沥青为110号沥青、100号沥青、90号沥青、70号沥青或10号沥青中的任意一种；

优选地，所述沥青为90号沥青。

4.根据权利要求1或2所述的用于防水卷材的沥青胶料，其特征在于，所述丁苯橡胶为1001号丁苯橡胶、1006号丁苯橡胶、1010号丁苯橡胶、1013号丁苯橡胶或1019号丁苯橡胶中的任意一种；

优选的，所述石油树脂为碳五石油树脂和/或碳九石油树脂。

5.根据权利要求1或2所述的用于防水卷材的沥青胶料，其特征在于，所述软化剂为橡胶油、芳烃油或矿物基础油中的任意一种；

优选的，所述稳定剂为铅盐、金属皂、有机锡、有机锑或有机稀土中的任意一种。

6.一种根据权利要求1～5任一项所述的用于防水卷材的沥青胶料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：首先，将沥青、丁苯橡胶、石油树脂、聚丙烯蜡、芥酸酰胺和稳定剂进行复配混合后升温至200～250℃进行反应，随后降温至130～170℃，加入软化剂搅拌，制得橡胶胶料。

7.根据权利要求6所述的沥青胶料的制备方法，其特征在于，所述反应的时间为3～10小时。

8.根据权利要求6所述的沥青胶料的制备方法，其特征在于，所述反应过程中进行搅拌，搅拌的速度为100～300r/min。

9.根据权利要求6～8任一项所述的沥青胶料的制备方法，其特征在于，所述软化剂加入后搅拌的时间为20～40分钟。

10.一种防水卷材，其特征于，所述防水卷材包括权利要求1～5任一项所述的用于防水卷材的沥青胶料。