CN107739519A - 一种防水卷材的改性沥青及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防水卷材的改性沥青及其制备方法，以重量份计，其原料组成为：沥青45‑55份，丁苯橡胶5‑8份，苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯嵌段共聚物7‑15份，溶剂油5‑10份，细鞋胶粉10‑20份；填料10‑30份，石油树脂6‑12份，本发明的沥青加入至防水卷材后，使得防水卷材的高、低温性能得到改善，优于普通的防水卷材，从而维持了防水卷材的性能，延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及改性沥青领域，特别涉及一种防水卷材的改性沥青及其制备方法。
背景技术
将沥青类或高分子类防水材料浸渍在胎体上，制作成的防水材料产品，以卷材形式提供，称为防水卷材。防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路、垃圾填埋场等处，起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起着至关重要的作用。
沥青主要是作为防水卷材的防腐材料，其能够影响到防水卷材的各项性能乃至使用寿命，目前对沥青的改进例如在公布号CN105001655A的发明专利中有所涉及，其公开一种软化油在改性沥青防水卷材的用途，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，该软化油的使用能够保证改性沥青具有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具有良好结合力的改性沥青防水卷材。
通过软化油的加入提高了沥青的物理化学特性，但是软化油的性能不稳定，在高温或者低温环境下发生相变造成了防水卷材的形态变化，对于已经开裂的建筑基础而言，防水卷材的形态变化最终将造成防水卷材的构造永久性改变，进而导致防水卷材的性能降低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明第一目的在于提供一种防水卷材的改性沥青，其高低温性能得到改善，维持了防水卷材的性能，长时间不容易发生永久性形变，提高了使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种防水卷材的改性沥青，以重量份计，其原料组成为：沥青45-55份，丁苯橡胶5-8份，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物7-15份，溶剂油5-10份，细鞋胶粉10-20份；填料10-30份，石油树脂6-12份。
通过上述技术方案，热塑性丁苯橡胶对沥青具有独特的改性效果，其在沥青中能够形成以SBS为连续相、沥青为分散相的海岛结构，较大程度上改善了沥青的高温性能和低温性能，加之以细鞋胶粉的改性，进一步改善了沥青的高、低温性能，尤其体现在低温性能方面，能够达到-10℃的低温性能，冬季夜晚在较低的环境下，采用该改性沥青制备得到的防水卷材，其不容易因低温而发生开裂，使用寿命大大提高；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物具有流动性好、乳度低、与添加剂相容性好的特点，此外，还有良好的电性能、透光性和透气性；填料用于填充沥青混合料中微小空隙，使得沥青更加密实，提高了防水卷材的强度。
本发明进一步的，以重量份计，还包括轮胎胎面胶粉6-10份。
通过上述技术方案，轮胎胎面胶粉具有细度小的特点，其在改性前就已经是半脱硫状态，当其在与沥青搅拌过程中，半脱硫状态转换到全脱硫状态较为彻底，全脱硫状态下的橡胶分子交联密度相对较低，形成有连续相，达到与沥青混合共存的状态，从而赋予了防水卷材较佳韧性的特点。
本发明进一步的，所述细鞋胶粉过60-80目筛。
通过上述技术方案，细鞋胶粉的成本较丁苯橡胶的成本低，且较丁苯橡胶更加容易制粉，采用过60-80目筛细鞋胶粉进行改性，能够使得改性沥青获得最佳的弹性恢复，此外若出现制得的胶粉过细等不合格情况时，即使舍弃造成的损失也较小。
本发明进一步的，所述溶剂油为食用油和糠醛抽出油的复合物。
通过上述技术方案，润滑油糠醛抽出油是润滑油生产过程中的副产品，是以糠醛做溶剂精制润滑油基础油时，从中脱除的非理想组分，属于高芳烃油，但是含有部分胶质和沥青质，作为原材料沥青和改性剂的溶剂，不仅未引入附料，而且能够促进融合，使得改性更加趋于彻底。
本发明进一步的，所述填料为矿粉、化石粉和氧化锌。
通过上述技术方案，矿粉、化石粉属于无机粉剂填充材料，一方面用于填充混合料中间隙，另一方面使得防水卷材具有一定的无机物理性能，加强了防水卷材的结构强度，而氧化锌作为金属填料，在有填充间隙优点的同时还使得沥青具有较强的导热性，在高温环境下，防水卷材表面受热后能够向下扩散，避免表面局部温度过高，沥青内部发生开裂现象。
本发明进一步的，以重量份计，还包括软化油3-7份。
通过上述技术方案，细鞋胶粉和轮胎胎面胶粉的门尼粘度比较高，混炼时不好施工，需要加热到150度或更高温度，很浪费能量，所以需要加入软化油来降低门尼粘度。
本发明第二目的在于提供一种防水卷材的改性沥青的制备方法，制备得到的沥青其高低温性能得到改善，维持了防水卷材的性能，提高了使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：制备一种防水卷材的改性沥青的方法，包括如下步骤，步骤S1，将配方量的沥青加入到反应器中并加热至流动状态，剪切至混合均匀；步骤S2，将配方量的丁苯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、溶剂油、细鞋胶粉、填料、石油树脂和轮胎胎面胶粉加入至上述沥青中，在温度为180-200℃条件下，剪切至混合均匀；步骤S3，半小时后将配方量的软化油加入至上述混合物中，混合均匀；步骤S4，继续搅拌反应3-4h得到改性沥青。
通过上述技术方案，先将沥青加热搅拌达到一定的温度，然后再加入配方量的丁苯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、溶剂油、细鞋胶粉、填料、石油树脂和轮胎胎面胶粉进行反应，初步得到高、低温性能较佳的沥青，然后再加入适量软化油制备得到沥青应用于防水卷材后，进一步提高了防水卷材粘接性，能够更加容易与建筑基础结合牢固。
本发明进一步的，加入步骤S2的填料前，将反应器内混合物的pH调节至7-9。
通过上述技术方案，先采用pH试纸测定反应器内混合物的pH，若处于酸性状态，则采用碱性试剂将混合物的pH调节至7-9，如此能够保证氧化锌不被反应，提高了原料的稳定性，不降低改性沥青的性能。
本发明的道路施工工艺，不但具有优良的高、低温性，同时在沥青中加入软化油，进而达到提高防水卷材粘接度的优点；除此之外，本发明的所使用的各组分之间能够发挥协同作用，其组合增效为：
(1)通过细鞋胶粉、轮胎胎面胶粉共同对沥青的改性，使得高、底温性能得到提升，因此防水卷材在极端恶劣环境温度条件也不容易产生开裂；
(2)通过在沥青中加入溶剂油，提高了组分间的快速融合，进一步地，还加入一定量软化油，同样具有促进融合的目的，此外，在此基础上还能够提高与建筑基础之间的粘接性。
具体实施方式
以下通过制定13个试验例进行试验比较，
实施例1-8，一种防水卷材的改性沥青的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，将配方量的沥青加入到沥青混料器中并加热至流动状态，剪切至混合均匀；
步骤S2，将配方量的丁苯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、溶剂油、细鞋胶粉、填料、石油树脂和轮胎胎面胶粉加入至上述沥青中，在温度为180-200℃条件下，剪切至混合均匀；加入填料中含有氧化锌，则加入氧化锌前将沥青混料器内混合物的pH采用氢氧化钠调节到7-9范围内。
步骤S3，半小时后将配方量的软化油加入至上述混合物中，混合均匀；
步骤S4，继续搅拌反应3-4h得到改性沥青。其中实施例1-8中组分及其重量份数如表1所示：
表1实施例1-8的一种防水卷材的改性沥青组分及其重量份数
实施例9，一种防水卷材的改性沥青的制备方法，与实施例8的不同之处在于，在加入氧化锌前将沥青混料器内混合物的pH未采用氢氧化钠进行调节。
对比例1，一种防水卷材的改性沥青的制备方法，与实施例8的不同之处在于，在加入氧化锌前将沥青混料器内混合物的pH采用氢氧化钠调节到11。
对比例2，一种防水卷材的改性沥青的制备方法，与实施例8的不同之处在于，在加入氧化锌前将沥青混料器内混合物的pH采用酸试剂调节到5。
实施例10，一种防水卷材的改性沥青的制备方法，在步骤S2中，将配方量的丁苯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、溶剂油、细鞋胶粉、填料、石油树脂和轮胎胎面胶粉、以及软化油加入至沥青反应器中，在温度为180-200℃条件下，剪切至混合均匀。
对比例3，一种防水卷材的改性沥青的制备方法，与实施例8的不同之处在于，在步骤S2中，将配方量的丁苯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、溶剂油、细鞋胶粉、填料、石油树脂和轮胎胎面胶粉加入至沥青反应器中，在温度为250℃条件下，剪切至混合均匀。
使用该改性沥青的防水卷材的性能表征：(一)剪取实施例1-10和对比例1-3的沥青处理后的防水卷材各3块进行试验，试验内容采用检测依据：《建筑防水卷材试验方法第14 部分：沥青防水卷材低温柔性》GB/T 328.14-2007，测定39块防水卷材首次出现裂痕时的体系温度，然后对应取平均值记录到表2中。
(二)剪取实施例1-10和对比例1-3的沥青处理后的防水卷材各3块进行试验，试验内容采用检测依据：采用DB21/T 2249-2014沥青类防水卷材接缝剥离强度现场快速检测方法，测定39块防水卷材脱离基础的所用时间，然后对应取平均值记录到表2中。
表2试验组的体系温度和所用时间
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种防水卷材的改性沥青，其特征在于，以重量份计，其原料组成为：沥青45-55份，丁苯橡胶5-8份，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物7-15份，溶剂油5-10份，细鞋胶粉10-20份；填料10-30份，石油树脂6-12份。
2.根据权利要求1所述的一种防水卷材的改性沥青，其特征在于，以重量份计，还包括轮胎胎面胶粉6-10份。
3.根据权利要求2所述的一种防水卷材的改性沥青，其特征在于，所述细鞋胶粉过60-80目筛。
4.根据权利要求3所述的一种防水卷材的改性沥青，其特征在于，所述溶剂油为食用油和糠醛抽出油的复合物。
5.根据权利要求1所述的一种防水卷材的改性沥青，其特征在于，所述填料为矿粉、化石粉和氧化锌。
6.根据权利要求1所述的一种防水卷材的改性沥青，其特征在于，以重量份计，还包括软化油3-7份。
7.制备权利要求6所述的一种防水卷材的改性沥青的方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤S1，将配方量的沥青加入到反应器中并加热至流动状态，剪切至混合均匀；步骤S2，将配方量的丁苯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、溶剂油、细鞋胶粉、填料、石油树脂和轮胎胎面胶粉加入至上述沥青中，在温度为180-200℃条件下，剪切至混合均匀；步骤S3，半小时后将配方量的软化油加入至上述混合物中，混合均匀；步骤S4，继续搅拌反应3-4h得到改性沥青。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，加入步骤S2的填料前，将反应器内混合物的pH调节至7-9。
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