CN108570238A - 一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料及其制备方法 - Google Patents

一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料，其是由下述重量份的原料制得：沥青45‐67，古马隆树脂3‐5，废旧轮胎橡胶颗粒10‐15，废塑料10‐15，天然橡胶胶乳5‐10，蜂蜡1‐2，聚山梨酯‐80 1‐1.5，石英粉10‐15，石墨粉5‐10，质量浓度为0.5‐1％的氯化钙水溶液0.5‐1，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5‐1，苯磺酸钠0.1‐0.2，环氧亚麻油3‐5。本发明古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料具有均一、稳定性高的特点，耐久性好，而且抗老化性能强、耐候性好，价格低廉，使用寿命长，经济实用。

Description

一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料 及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性沥青技术领域，尤其涉及一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展，对橡胶的需求也在提升。与此同时，废旧橡胶的处理也成为人们面临的严重问题之一，称之为“黑色污染”。原因在于橡胶的降解性能差，长时期不能自然降解，大量的废旧橡胶不仅对自然环境造成了潜在威胁，也浪费了资源。废塑料的大量产生也对周围环境带来了严重危害，称之为“白色污染”。废旧橡胶和废塑料综合利用的主要途径之一是对其进行再次加工，使其转化为再生橡胶或再生塑料，从而物尽其用，实现循环经济发展。
沥青作为石油加工的副产物，现阶段已成为公路、机场、建筑等领域中主要铺筑材料。然而由于基质沥青本身的性能存在温度稳定性差、压实的混合料空隙率大、耐水性差、耐老化性差、平整度的保持性差等缺点，因此需要对其进行改性。单纯胶粉或普通改性胶粉或塑料对基质沥青进行改性后得到的改性沥青或多或少存在部分性能的不足，同时文献《硅烷偶联剂对橡胶沥青性能的影响》采用硅烷偶联剂处理的橡胶粉对沥青进行改性，提高了橡胶粉改性沥青材料的相容性和稳定性。然而，这种方法没有改进废胶粉的表面结构，对改性沥青材料性能的改善有限，同时硅烷偶联剂作为原料应用成本较高，因此需要寻求一种方式来提高基质沥青的综合性能方能解决这一问题。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种价格低廉，均一、稳定性高，耐久性好，使用寿命长的古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料由下述重量份的原料制得：
沥青45‐67，古马隆树脂3‐5，废旧轮胎橡胶颗粒10‐15，废塑料 10‐15，天然橡胶胶乳5‐10，蜂蜡1‐2，聚山梨酯‐80 1‐1.5，石英粉10‐15，石墨粉5‐10，质量浓度为0.5‐1％的氯化钙水溶液0.5‐1，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5‐1，苯磺酸钠0.1‐0.2，环氧亚麻油3‐5。
作为优选，废旧轮胎橡胶颗粒为2‐5mm，废塑料为3‐5mm颗粒状，天然橡胶乳胶固含量为35‐45％。
所述的一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将废旧轮胎橡胶颗粒、废塑料及天然橡胶胶乳经过高速混合搅拌后输送至磨盘式磨粉机粉碎并混合后，加入氯化钙水溶液絮凝，将絮凝物干燥、研磨均匀得到粉状橡塑复合材料；
(2)将石英粉和石墨粉混合后按固液重量比1:2‐1:3与水混合，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯磺酸钠80‐90℃、850‐1150r/min搅拌5‐10min，然后迅速加入蜂蜡并于同样条件下搅拌10‐15min，最后在60‐75℃保温2‐3h，冷却后过滤，115‐130℃干燥完全后研磨得改性粉体；
(3)将古马隆树脂、聚山梨酯‐80及环氧亚麻油置于反应釜中在 60‐70℃条件下搅拌混合5‐15min后保存备用；
(4)将沥青熔融、脱水后缓慢升温至160‐175℃，依次添加步骤 (1)中粉状橡塑复合材料、步骤(2)中改性粉体及步骤(3)中混合物料，缓慢搅拌均匀，得混合沥青；
(5)将步骤(4)中的混合沥青加入胶体磨中，在170‐210℃条件下，以3500‐4500r/min高速剪切3‐4min，冷却后即得古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料。
所述磨盘式磨粉机的转速350‐550r/min，温度控制在150‐180℃，内部通入超临界CO2辅助，废旧轮胎橡胶颗粒受到剪切作用初步表面断硫并于废塑料及天然橡胶胶乳复合。
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯和蜂蜡对石英粉和石墨粉进行表面改性，增加石英粉和石墨粉与基质沥青的相容性和结合力。
本发明的优点是：
本发明将废旧橡胶、废塑料与天然橡胶胶乳进行物理机械剪切表面断硫、粉碎及复合三者同时进行制得均匀稳定的橡塑复合材料，采用甲基丙烯酸缩水甘油酯和蜂蜡对向石英粉和石墨粉混合粉体表面引入松香及丙烯酸丁酯活性基团，有效提高其与橡塑复合材料及基质沥青的相容性，促使其分散均匀，将古马隆树脂、聚山梨酯‐80及环氧亚麻油抗老化剂经过初步混合均匀，最后依次将三者与基质沥青通过高速剪切对基质沥青进行改性得到所需抗老化改性防水卷材用沥青材料；该古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料具有具有均一、稳定性高的特点，耐久性好，而且抗老化性能强、耐候性好，价格低廉，使用寿命长，经济实用。
具体实施方式
实施例1
一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料由下述重量份的原料制得：
沥青55，古马隆树脂4，2‐5mm废旧轮胎橡胶颗粒12，3‐5mm颗粒状废塑料11，固含量为35‐45％的天然橡胶胶乳7，蜂蜡1.5，聚山梨酯‐80 1.2，石英粉11，石墨粉6，质量浓度为0.5‐1％的氯化钙水溶液0.6，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.7，苯磺酸钠0.1，环氧亚麻油3。
一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将废旧轮胎橡胶颗粒、废塑料及天然橡胶胶乳经过高速混合搅拌后输送至磨盘式磨粉机粉碎并混合后，加入氯化钙水溶液絮凝，将絮凝物干燥、研磨均匀得到粉状橡塑复合材料，其中磨盘式磨粉机的转速450r/min，温度控制在170℃，内部通入超临界CO2辅助；
(2)将石英粉和石墨粉混合后按固液重量比1:2与水混合，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯磺酸钠85℃、980r/min搅拌8min，然后迅速加入蜂蜡并于同样条件下搅拌12min，最后在70℃保温2h，冷却后过滤，120℃干燥完全后研磨得改性粉体；
(3)将古马隆树脂、聚山梨酯‐80及环氧亚麻油置于反应釜中在 60℃条件下搅拌混合8min后保存备用；
(4)将沥青熔融、脱水后缓慢升温至168℃，依次添加步骤(1) 中粉状橡塑复合材料、步骤(2)中改性粉体及步骤(3)中混合物料，缓慢搅拌均匀，得混合沥青；
(5)将步骤(4)中的混合沥青加入胶体磨中，在185℃条件下，以3900r/min高速剪切3min，冷却后即得古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料。
上述制得的防水卷材用沥青材料经加工得到的防水卷材性能如下：
防水性：0.55MPa，120min不透水；
撕裂强度：500N。
热老化(70℃×96h)后：
防水性：0.53MPa，110min不透水；
撕裂强度：450N。
实施例2
一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料由下述重量份的原料制得：
沥青70，古马隆树脂5，2‐5mm废旧轮胎橡胶颗粒14，3‐5mm颗粒状废塑料13，固含量为35‐45％的天然橡胶胶乳9，蜂蜡1.5，聚山梨酯‐80 1，石英粉12，石墨粉6，质量浓度为0.5‐1％的氯化钙水溶液 1，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.8，苯磺酸钠0.2，环氧亚麻油4。
一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将废旧轮胎橡胶颗粒、废塑料及天然橡胶胶乳经过高速混合搅拌后输送至磨盘式磨粉机粉碎并混合后，加入氯化钙水溶液絮凝，将絮凝物干燥、研磨均匀得到粉状橡塑复合材料，其中磨盘式磨粉机的转速450r/min，温度控制在160℃，内部通入超临界CO2辅助；
(2)将石英粉和石墨粉混合后按固液重量比1:3与水混合，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯磺酸钠85℃、1050r/min搅拌9min，然后迅速加入蜂蜡并于同样条件下搅拌14min，最后在70℃保温3h，冷却后过滤，115℃干燥完全后研磨得改性粉体；
(3)将古马隆树脂、聚山梨酯‐80及环氧亚麻油置于反应釜中在 70℃条件下搅拌混合12min后保存备用；
(4)将沥青熔融、脱水后缓慢升温至170℃，依次添加步骤(1) 中粉状橡塑复合材料、步骤(2)中改性粉体及步骤(3)中混合物料，缓慢搅拌均匀，得混合沥青；
(5)将步骤(4)中的混合沥青加入胶体磨中，在205℃条件下，以4025r/min高速剪切4min，冷却后即得古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料。
上述制得的防水卷材用沥青材料经加工得到的防水卷材性能如下：
防水性：0.62MPa，135min不透水；
撕裂强度：560N。
热老化(70℃×96h)后：
防水性：0.58MPa，120min不透水；
撕裂强度：510N。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：
沥青45‐67，古马隆树脂3‐5，废旧轮胎橡胶颗粒10‐15，废塑料10‐15，天然橡胶胶乳5‐10，蜂蜡1‐2，聚山梨酯‐80 1‐1.5，石英粉10‐15，石墨粉5‐10，质量浓度为0.5‐1％的氯化钙水溶液0.5‐1，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5‐1，苯磺酸钠0.1‐0.2，环氧亚麻油3‐5。
2.一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料，其特征在于，废旧轮胎橡胶颗粒为2‐5mm，废塑料为3‐5mm颗粒状，天然橡胶乳胶固含量为35‐45％。
3.根据权利要求1、2所述的一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废旧轮胎橡胶颗粒、废塑料及天然橡胶胶乳经过高速混合搅拌后输送至磨盘式磨粉机粉碎并混合后，加入氯化钙水溶液絮凝，将絮凝物干燥、研磨均匀得到粉状橡塑复合材料；
(2)将石英粉和石墨粉混合后按固液重量比1:2‐1:3与水混合，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯磺酸钠80‐90℃、850‐1150r/min搅拌5‐10min，然后迅速加入蜂蜡并于同样条件下搅拌10‐15min，最后在60‐75℃保温2‐3h，冷却后过滤，115‐130℃干燥完全后研磨得改性粉体；
(3)将古马隆树脂、聚山梨酯‐80及环氧亚麻油置于反应釜中在60‐70℃条件下搅拌混合5‐15min后保存备用；
(4)将沥青熔融、脱水后缓慢升温至160‐175℃，依次添加中粉状橡塑复合材料、中改性粉体、中混合物料，缓慢搅拌均匀，得混合沥青；
(5)将步骤(4)中的混合沥青加入胶体磨中，在170‐210℃条件下，以3500‐4500r/min高速剪切3‐4min，冷却后即得古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料。
4.根据权利要求3所述的一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料的制备方法，其特征在于，所述磨盘式磨粉机的转速350‐550r/min，温度控制在150‐180℃，内部通入超临界CO2辅助，废旧轮胎橡胶颗粒受到剪切作用初步表面断硫并于废塑料及天然橡胶胶乳复合。
5.根据权利要求3所述的一种古马隆树脂‐废旧橡塑抗老化改性防水卷材用沥青材料的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯和蜂蜡对石英粉和石墨粉进行表面改性，增加石英粉和石墨粉与基质沥青的相容性和结合力。
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