CN107988814A - 一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑防水材料制备技术领域，具体涉及一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法。本发明将自制的SBS胶粉和基础油掺入沥青中，乳化得到胶粉改性沥青，胶粉改性沥青、聚丙烯母料、粉煤灰熔融混合得到改性沥青涂覆料，贝壳粉、硅胶粉、聚氯乙烯熔融挤出，冷却得到隔离树脂颗粒，氧化覆膜聚酯毡上铺设隔离树脂颗粒压延得到防水卷材，在沥青中，SBS形成特殊的网状构造，提高防水卷材的低温粘附性能，改性沥青涂覆料催化氧化时，羰基化合物增加沥青涂覆料的粘度，聚丙烯在加入到熔融的沥青后，通过吸附和溶胀作用，大大改变了沥青的粘弹性能，从而使防水卷材在低温时保持较好的粘弹性能，拉升性能也提高，应用前景广阔。

Description

一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法
技术领域
2.本发明涉及建筑防水材料制备技术领域，具体涉及一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法。
背景技术
改性沥青防水卷材，俗称改性沥青油毡，是目前防水卷材市场的主导产品。它是以玻纤毡、聚酯毡、黄麻布、聚乙烯膜，聚酯无纺布，金属箔或者两种复合材料为胎基，以掺量不少于10%的合成高分子聚合物改性沥青、氧化沥青为浸涂材料，以粉状、片状、粒状矿质材料，合成高分子薄膜，金属膜为覆面材料制成的可卷曲的片状类防水材料。主要是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路、垃圾填埋场等处抵御外界雨水、地下水渗漏的一种柔性建材产品，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。
改性沥青防水卷材是目前防水卷材市场的主导产品，具有低温柔韧性好、断裂延伸率大，力学性能优良、耐腐蚀性强、不透水性良好等优点。但是，由于改性沥青防水卷材长时间外露使用导致表面的矿物粒料易脱落，致使其易于老化，沥青基料层会出现大量裂纹或裂缝，继而影响卷材的防水功能及使用寿命。另外，该类防水卷材施工时受环境影响很大，一般而言该类材料在10℃以上时才具有优异的黏附特性，因此只有施工环境温度高于10℃时才能保证施工质量，但是日常使用时，这些材料多处于低温环境下，温度过低时，这些材料会出现开裂、发硬、延伸率下降等的问题，无法满足低温环境下使用的需求。
因此，研制出一种能够解决上述性能问题的防水卷材非常有必要。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前防水卷材施工时低温条件下粘附力差，日常使用时低温条件下由于拉伸性能变差而开裂的缺陷，提供了一种耐低温防水卷材的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐低温防水卷材的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将SBS橡胶放入冲击破碎机中破碎30～45min，得到破碎橡胶块，将破碎橡胶块，送入液氮冷冻装置中，冷冻至-50～-40℃，冷冻处理3～4h，取出冷冻的破碎橡胶块，放入粉碎机中粉碎得到SBS胶粉；
（2）按重量份数计，将40～50份石油沥青、10～15份布敦岩沥青，置于搅拌釜中，加热升温至90～100℃，以200～300r/min的转速保温搅拌20～30min，再向搅拌釜中加入SBS胶粉，继续搅拌40～50min，得到分散SBS的沥青；
（3）将300～400g分散SBS的沥青放入油浴锅中，加热升温，保温后，向油浴锅加入100～120mL矿物基础油，低速搅拌，再高速剪切乳化得到胶粉改性沥青；
（4）向上述熔融的胶粉改性沥青中加入60～70g聚丙烯母料和80～85g粉煤灰，搅拌混合，得到改性沥青涂覆料，将改性沥青涂覆料倒入浸油槽内，再将聚酯油毡基布展开，放入浸油槽中浸泡后，将聚酯油毡基布竖直向上提拉，得到覆膜聚酯毡；
（5）将贝壳置于粉碎机中粉碎，过筛得到贝壳粉，将贝壳粉与硅胶粉混合得到隔离粉，将200～220g隔离粉与400～450g聚氯乙烯树脂母料混合放入双螺旋挤出机中，挤出冷却得到隔离树脂颗粒；
（6）将覆膜聚酯毡用氯化铁溶液冲洗3～5次后，置于烘箱中，加热升温，保温催化氧化，得到氧化覆膜聚酯毡，将氧化覆膜聚酯毡表面铺设隔离树脂颗粒，用压延机压延成膜，得到耐低温改性沥青防水卷材。
步骤（1）所述的破碎时间为30～45min，冷冻温度为-50～-40℃，冷冻处理时间为3～4h。
步骤（2）所述的加热升温后温度为90～100℃，搅拌转速为200～300r/min，保温搅拌时间为20～30min，继续搅拌时间为40～50min。
步骤（3）所述的加热升温后温度为200～220℃，保温时间为10～15min，低速搅拌转速为500～600r/min ，低速搅拌时间为30～35min，高速剪切乳化转速为4000～4200r/min。
步骤（4）所述的搅拌混合时间为20～25min，浸油槽中浸泡时间为20～25min聚酯油毡基布竖直向上提拉的提拉速率为3～4mm/s，控制改性沥青涂覆料涂布厚度为2～4mm。
步骤（5）所述的粉碎时间为3～4h，所过筛规格为100目，贝壳粉与硅胶粉混合的质量比为3︰1，控制机头温度为180～200℃，双螺杆转速为100r/min，喂料速度为12g/min。
步骤（6）所述的氯化铁溶液的质量分数为5%，加热升温后温度为60～65℃，保温催化氧化时间为3～4h，铺设的一层隔离树脂颗粒厚度为4～5mm控制压延温度为120～150℃，压延压力为4～6MPa。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以SBS橡胶通过冷冻粉碎得到SBS胶粉，将SBS胶粉在一定温度下分散于沥青中，向沥青中掺入基础油乳化得到胶粉改性沥青，将胶粉改性沥青、聚丙烯母料、粉煤灰熔融混合得到改性沥青涂覆料，以提拉法对聚酯油毡基布涂覆改性沥青涂覆料，得到覆膜聚酯毡，贝壳粉、硅胶粉、聚氯乙烯熔融挤出，冷却得到隔离树脂颗粒，将覆膜聚酯毡用氯化铁溶液冲洗，在烘干过程中催化氧化得到氧化覆膜聚酯毡，在氧化覆膜聚酯毡上铺设隔离树脂颗粒压延得到防水卷材，在沥青中，SBS是以小颗粒分散，SBS中芳香组分使SBS在沥青中溶胀，SBS就会形成特殊的网状构造，沥青分子间的间距增大，导致沥青的分子间的作用力减弱，矿物基础油使沥青分子与SBS分子间的互溶性增大，低温时SBS网状结构抑制沥青结晶变硬，使沥青涂覆料保持较好的流动性，分散均匀，从而提高防水卷材的低温粘附性能；
（2）本发明改性沥青涂覆料催化氧化时，三价铁离子在高温和氧气存在下直接将涂覆料中部分烃分子氧化为碳基化合物和二价铁离子，接着二价铁离子又被氧化成三价铁离子，整个催化反应持续进行，羰基化合物能够增加沥青涂覆料的粘度，提高防水卷材的粘附性能，聚丙烯在加入到熔融的沥青后，聚丙烯由于熔点较低，有利于和沥青混溶，当中含有的等规聚丙烯由晶态转为非晶态时为了降低表面能从而吸附沥青中的饱和分，并在这些饱和分作用下发生溶胀作用，通过吸附和溶胀作用，使沥青的聚集态结构组成由溶胶型、溶胶凝胶型向凝胶型结构转化，从而大大改变了沥青的粘弹性能，使得软化点降低，从而使防水卷材在低温时保持较好的粘弹性能，拉升性能也提高，应用前景广阔。
具体实施方式
将SBS橡胶放入冲击破碎机中破碎30～45min，得到破碎橡胶块，将破碎橡胶块，送入液氮冷冻装置中，冷冻至-50～-40℃，冷冻处理3～4h，取出冷冻的破碎橡胶块，放入粉碎机中粉碎得到SBS胶粉；按重量份数计，将40～50份石油沥青、10～15份布敦岩沥青，置于搅拌釜中，加热升温至90～100℃，以200～300r/min的转速保温搅拌20～30min，再向搅拌釜中加入SBS胶粉，继续搅拌40～50min，得到分散SBS的沥青；将300～400g分散SBS的沥青放入油浴锅中，加热升温至200～220℃，保温10～15min后，向油浴锅加入100～120mL矿物基础油，以500～600r/min的转速低速搅拌混匀30～35min，再以4000～4200r/min的转速高速剪切乳化得到胶粉改性沥青；向上述熔融的胶粉改性沥青中加入60～70g聚丙烯母料和80～85g粉煤灰，搅拌混合20～25min，得到改性沥青涂覆料，将改性沥青涂覆料倒入浸油槽内，再将聚酯油毡基布展开，放入浸油槽中浸泡20～25min后，以3～4mm/s的提拉速率将聚酯油毡基布竖直向上提拉，控制改性沥青涂覆料涂布厚度为2～4mm，得到覆膜聚酯毡；将贝壳置于粉碎机中粉碎3～4h，过100筛得到贝壳粉，将贝壳粉与硅胶粉按质量比3︰1混合得到隔离粉，将200～220g隔离粉与400～450g聚氯乙烯树脂母料混合放入双螺旋挤出机中，控制机头温度为180～200℃，双螺杆转速为100r/min，喂料速度为12g/min，挤出冷却得到隔离树脂颗粒；将覆膜聚酯毡用质量分数为5%的氯化铁溶液冲洗3～5次后，置于烘箱中，加热升温至60～65℃，保温催化氧化3～4h，得到氧化覆膜聚酯毡，将氧化覆膜聚酯毡表面铺设一层厚度为4～5mm隔离树脂颗粒，用压延机压延成膜，控制压延温度为120～150℃，压延压力为4～6MPa，得到耐低温改性沥青防水卷材。
实例1
将SBS橡胶放入冲击破碎机中破碎30min，得到破碎橡胶块，将破碎橡胶块，送入液氮冷冻装置中，冷冻至-50℃，冷冻处理3h，取出冷冻的破碎橡胶块，放入粉碎机中粉碎得到SBS胶粉；按重量份数计，将40份石油沥青、10份布敦岩沥青，置于搅拌釜中，加热升温至90℃，以200r/min的转速保温搅拌20min，再向搅拌釜中加入SBS胶粉，继续搅拌40min，得到分散SBS的沥青；将300g分散SBS的沥青放入油浴锅中，加热升温至200℃，保温10min后，向油浴锅加入100mL矿物基础油，以500r/min的转速低速搅拌混匀30min，再以4000r/min的转速高速剪切乳化得到胶粉改性沥青；向上述熔融的胶粉改性沥青中加入60g聚丙烯母料和80g粉煤灰，搅拌混合20min，得到改性沥青涂覆料，将改性沥青涂覆料倒入浸油槽内，再将聚酯油毡基布展开，放入浸油槽中浸泡20min后，以3mm/s的提拉速率将聚酯油毡基布竖直向上提拉，控制改性沥青涂覆料涂布厚度为2mm，得到覆膜聚酯毡；将贝壳置于粉碎机中粉碎3h，过100筛得到贝壳粉，将贝壳粉与硅胶粉按质量比3︰1混合得到隔离粉，将200g隔离粉与400g聚氯乙烯树脂母料混合放入双螺旋挤出机中，控制机头温度为180℃，双螺杆转速为100r/min，喂料速度为12g/min，挤出冷却得到隔离树脂颗粒；将覆膜聚酯毡用质量分数为5%的氯化铁溶液冲洗3次后，置于烘箱中，加热升温至60℃，保温催化氧化3h，得到氧化覆膜聚酯毡，将氧化覆膜聚酯毡表面铺设一层厚度为4mm隔离树脂颗粒，用压延机压延成膜，控制压延温度为120℃，压延压力为4MPa，得到耐低温改性沥青防水卷材。
实例2
将SBS橡胶放入冲击破碎机中破碎37min，得到破碎橡胶块，将破碎橡胶块，送入液氮冷冻装置中，冷冻至-45℃，冷冻处理3.5h，取出冷冻的破碎橡胶块，放入粉碎机中粉碎得到SBS胶粉；按重量份数计，将45份石油沥青、13份布敦岩沥青，置于搅拌釜中，加热升温至95℃，以250r/min的转速保温搅拌25min，再向搅拌釜中加入SBS胶粉，继续搅拌45min，得到分散SBS的沥青；将350g分散SBS的沥青放入油浴锅中，加热升温至210℃，保温13min后，向油浴锅加入110mL矿物基础油，以550r/min的转速低速搅拌混匀33min，再以4100r/min的转速高速剪切乳化得到胶粉改性沥青；向上述熔融的胶粉改性沥青中加入65g聚丙烯母料和83g粉煤灰，搅拌混合23min，得到改性沥青涂覆料，将改性沥青涂覆料倒入浸油槽内，再将聚酯油毡基布展开，放入浸油槽中浸泡23min后，以3.5mm/s的提拉速率将聚酯油毡基布竖直向上提拉，控制改性沥青涂覆料涂布厚度为3mm，得到覆膜聚酯毡；将贝壳置于粉碎机中粉碎3.5h，过100筛得到贝壳粉，将贝壳粉与硅胶粉按质量比3︰1混合得到隔离粉，将210g隔离粉与425g聚氯乙烯树脂母料混合放入双螺旋挤出机中，控制机头温度为190℃，双螺杆转速为100r/min，喂料速度为12g/min，挤出冷却得到隔离树脂颗粒；将覆膜聚酯毡用质量分数为5%的氯化铁溶液冲洗4次后，置于烘箱中，加热升温至63℃，保温催化氧化3.5h，得到氧化覆膜聚酯毡，将氧化覆膜聚酯毡表面铺设一层厚度为4.5mm隔离树脂颗粒，用压延机压延成膜，控制压延温度为135℃，压延压力为5MPa，得到耐低温改性沥青防水卷材。
实例3
将SBS橡胶放入冲击破碎机中破碎45min，得到破碎橡胶块，将破碎橡胶块，送入液氮冷冻装置中，冷冻至-40℃，冷冻处理4h，取出冷冻的破碎橡胶块，放入粉碎机中粉碎得到SBS胶粉；按重量份数计，将50份石油沥青、15份布敦岩沥青，置于搅拌釜中，加热升温至100℃，以300r/min的转速保温搅拌30min，再向搅拌釜中加入SBS胶粉，继续搅拌50min，得到分散SBS的沥青；将400g分散SBS的沥青放入油浴锅中，加热升温至220℃，保温15min后，向油浴锅加入120mL矿物基础油，以600r/min的转速低速搅拌混匀35min，再以4200r/min的转速高速剪切乳化得到胶粉改性沥青；向上述熔融的胶粉改性沥青中加入70g聚丙烯母料和85g粉煤灰，搅拌混合25min，得到改性沥青涂覆料，将改性沥青涂覆料倒入浸油槽内，再将聚酯油毡基布展开，放入浸油槽中浸泡25min后，以4mm/s的提拉速率将聚酯油毡基布竖直向上提拉，控制改性沥青涂覆料涂布厚度为4mm，得到覆膜聚酯毡；将贝壳置于粉碎机中粉碎4h，过100筛得到贝壳粉，将贝壳粉与硅胶粉按质量比3︰1混合得到隔离粉，将220g隔离粉与450g聚氯乙烯树脂母料混合放入双螺旋挤出机中，控制机头温度为200℃，双螺杆转速为100r/min，喂料速度为12g/min，挤出冷却得到隔离树脂颗粒；将覆膜聚酯毡用质量分数为5%的氯化铁溶液冲洗5次后，置于烘箱中，加热升温至65℃，保温催化氧化4h，得到氧化覆膜聚酯毡，将氧化覆膜聚酯毡表面铺设一层厚度为5mm隔离树脂颗粒，用压延机压延成膜，控制压延温度为150℃，压延压力为6MPa，得到耐低温改性沥青防水卷材。
对比例
以唐山市某公司生产的防水卷材作为对比例 对本发明制得的耐低温改性沥青防水卷材和对比例中的防水卷材进行检测，检测结果如表1所示： 1、测试方法
按照《建筑防水卷材试验方法》（GB/T328-2007）、《弹性体改性沥青防水卷材》（GB18242-2008）标准进行检测，所检指标均符合并高于GB18242-2008标准要求。
表1
由表1数据可知，本发明制得的耐低温改性沥青防水卷材在-30℃环境下施工无断裂、60℃立墙施工时无滑动现象，无论是在常温还是-10℃低温下与铝板之间均保持良好的粘结力，且拉伸效果良好，还能起到很好的防水效果。因此，具有广阔的使用前景。

Claims (7)

1.一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将SBS橡胶放入冲击破碎机中破碎30～45min，得到破碎橡胶块，将破碎橡胶块，送入液氮冷冻装置中，冷冻至-50～-40℃，冷冻处理3～4h，取出冷冻的破碎橡胶块，放入粉碎机中粉碎得到SBS胶粉；
（2）按重量份数计，将40～50份石油沥青、10～15份布敦岩沥青，置于搅拌釜中，加热升温至90～100℃，以200～300r/min的转速保温搅拌20～30min，再向搅拌釜中加入SBS胶粉，继续搅拌40～50min，得到分散SBS的沥青；
（3）将300～400g分散SBS的沥青放入油浴锅中，加热升温，保温后，向油浴锅加入100～120mL矿物基础油，低速搅拌，再高速剪切乳化得到胶粉改性沥青；
（4）向上述熔融的胶粉改性沥青中加入60～70g聚丙烯母料和80～85g粉煤灰，搅拌混合，得到改性沥青涂覆料，将改性沥青涂覆料倒入浸油槽内，再将聚酯油毡基布展开，放入浸油槽中浸泡后，将聚酯油毡基布竖直向上提拉，得到覆膜聚酯毡；
（5）将贝壳置于粉碎机中粉碎，过筛得到贝壳粉，将贝壳粉与硅胶粉混合得到隔离粉，将200～220g隔离粉与400～450g聚氯乙烯树脂母料混合放入双螺旋挤出机中，挤出冷却得到隔离树脂颗粒；
（6）将覆膜聚酯毡用氯化铁溶液冲洗3～5次后，置于烘箱中，加热升温，保温催化氧化，得到氧化覆膜聚酯毡，将氧化覆膜聚酯毡表面铺设隔离树脂颗粒，用压延机压延成膜，得到耐低温改性沥青防水卷材。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于：
步骤（1）所述的破碎时间为30～45min，冷冻温度为-50～-40℃，冷冻处理时间为3～4h。
3.根据权利要求1所述的一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于：
步骤（2）所述的加热升温后温度为90～100℃，搅拌转速为200～300r/min，保温搅拌时间为20～30min，继续搅拌时间为40～50min。
4.根据权利要求1所述的一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于：
步骤（3）所述的加热升温后温度为200～220℃，保温时间为10～15min，低速搅拌转速为500～600r/min ，低速搅拌时间为30～35min，高速剪切乳化转速为4000～4200r/min。
5.根据权利要求1所述的一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于：
步骤（4）所述的搅拌混合时间为20～25min，浸油槽中浸泡时间为20～25min聚酯油毡基布竖直向上提拉的提拉速率为3～4mm/s，控制改性沥青涂覆料涂布厚度为2～4mm。
6.根据权利要求1所述的一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于：
步骤（5）所述的粉碎时间为3～4h，所过筛规格为100目，贝壳粉与硅胶粉混合的质量比为3︰1，控制机头温度为180～200℃，双螺杆转速为100r/min，喂料速度为12g/min。
7.根据权利要求1所述的一种耐低温改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于：
步骤（6）所述的氯化铁溶液的质量分数为5%，加热升温后温度为60～65℃，保温催化氧化时间为3～4h，铺设的一层隔离树脂颗粒厚度为4～5mm控制压延温度为120～150℃，压延压力为4～6MPa。
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