CN108822734A - 一种耐高温、耐超低温sbs改性沥青防水卷材的制备方法 - Google Patents

一种耐高温、耐超低温sbs改性沥青防水卷材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，将废旧橡胶粉进行活化改性后作为辅助改性剂添加到原料中，不仅弥补了单一使用SBS弹性体改性上的不足，且利用等离子体技术处理后，胶粉表面更加粗糙，刻蚀现象严重，有利于改善胶粉改性沥青的性能，并增强胶粉和沥青的粘结性能；将废旧橡胶粉改性后应用于防水卷材中，既可以减少废橡胶的黑色污染，又可减少SBS的使用量，降低成本，和现有技术相比，本发明选用页岩粉替代滑石粉，制得的胶料密度变小，体积增大，每m2卷材所需胶料的用量减少，也可一定程度上降低成本，利用本发明的方法所得的防水卷材耐高温、耐超低温、防水防腐性好、塑性变形能力强、耐老化。

Description

一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法
技术领域
本发明属于改性沥青防水卷材技术领域，具体涉及一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法。
背景技术
防水材料用于建筑物，可防止水的渗漏、渗透，其品种繁多，分为高、中、低三档，建筑工程一般常用的是低档的沥青防水卷材，量大面广，纯沥青防水卷材耐高温和低温性能很差，高温60℃流淌，低温0℃脆裂、折断。故二十世纪八十年代我国开发成功SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物)改性沥青生产防水卷材，可以提高沥青防水卷材的耐高温和低温性能，SBS改性沥青防水卷材因具有价格适中、防水效果好、施工方便等优点，迅速在建筑防水行业得到了推广应用并迅猛发展。时至今日，它仍然是防水材料中最重要、最普遍的卷材产品之一。
随着防水企业业务的拓展，在一些高温、高寒地区，由于冷热极端环境条件的限制，传统SBS改性沥青防水卷材已不能满足使用要求，需要研究开发一种既能耐低寒、又能耐高温的SBS改性沥青防水卷材。新品不仅能满足西北高原地区混凝土桥面、高铁、公路、地铁隧道等重要基础设施建设所需，还可以应用到诸如俄罗斯等高寒地区的建筑物防水。
传统Ⅱ型SBS改性沥青防水卷材一般以≥250g/m2长纤聚酯胎为胎基，低温柔度-25℃，耐热度105℃，而目前铁路用高聚物改性沥青防水卷材(TB/T2965—2011《铁路混凝土桥面防水层技术条件》)要求低温柔度-30℃，耐热度115℃，同样不适用于-35℃以下高寒地区的环境要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：现有SBS改性沥青防水卷材耐低寒、耐高温性能不能满足耐热度115℃，耐寒度-35℃以下高寒地区的要求。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材以聚酯胎为胎基层，在胎基层上下两面涂覆SBS改性沥青涂盖料而成，所述一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法包括以下步骤：
(1)将废旧橡胶粉放入60℃的恒温干燥箱中烘干脱水20-40min，平铺在玻璃面板上，平稳地放入等离子体仪器的真空腔内进行等离子体活化处理；
(2)将步骤(1)中活化处理的废旧橡胶粉、塑解剂按40∶1的质量比混合混匀加入到转矩流变仪中于100-120℃下处理7-9min，得改性废旧橡胶粉；
(3)将步骤(2)所得改性废旧橡胶粉、软化油、耐高温助剂和耐寒剂搅拌混匀后加入到螺杆挤出机中，控制温度为95-385℃，经剪切、反应后连续挤出，得到深度活化的辅助改性剂；
(4)将沥青和基础油放入搅拌罐中，升温至175-190℃，依次加入步骤(3)辅助改性剂、SBS、防老剂，搅拌速度为200-250r/mm搅拌3.5-4h至无肉眼可见颗粒，保持温度不变，再加入填料继续搅拌1-2h，得SBS改性沥青涂盖料；
(5)将上述SBS改性沥青涂盖料双面涂盖于浸渍挤干的聚酯胎上，覆面或撒砂制成样品，养护、计长、切边、收卷、包装出料。
所述废旧橡胶粉，粒径为30-40目，采用常温撕裂粉碎工艺生产，为轮胎胎面或内胎废旧橡胶、废旧鞋胶、废旧丁苯橡胶、废丁基胶中的任意一种。
所述的聚酯胎为350g/m2长纤聚酯胎。
所述沥青为90#重交沥青。
所述步骤(1)中低温等离子体仪器处理参数为：放电功率为250W，处理时间为7-9min，工作气氛为空气、氩气、氦气、氧气、氮气的任意一种；所述低温等离子体机器的电源可以由直流或交流或脉冲模式驱动。
所述步骤(2)中塑解剂为牌号RP-66或9203/WG。
步骤(3)中所述的软化油为煤焦油、松焦油、妥尔油、芳烃油、松香中的任意一种；所述耐高温助剂为有机硅微球粉；所述耐寒剂为山梨醇类化合物。
所述步骤(4)中基础油为三线油、四线油、重油、环烷油、调和油、大豆油中的任意一种；所述防老剂为防老剂4010；所述填料为300-325目的页岩粉。
所述步骤(5)中覆面材料为80-100目石英砂；所述涂盖温度175-185℃；所述浸渍温度180-195℃。
所述的SBS改性沥青涂盖料由下列重量份的原料制成：沥青35-40份、废旧橡胶粉10-12份、软化油1-2份、耐高温助剂0.12-0.17份、耐寒剂0.03-0.05份、基础油18-20份、SBS6-8份、防老剂0.2-0.4份、填料20-25份。
本发明技术有益效果：本发明提供一种既能满足耐-40℃高寒要求，又能满足耐115℃高温要求的SBS改性沥青防水卷材的制备方法，本发明将废旧橡胶粉进行活化改性后作为辅助改性剂添加到原料中，不仅弥补了单一使用SBS弹性体改性上的不足，且利用等离子体技术处理后，胶粉表面出现局部孔洞，而且出现层状结构，表面更加粗糙，刻蚀现象严重，有利于提高胶粉和沥青有效接触面积，并促进胶粉和沥青的共混，进而改善胶粉改性沥青的性能，并增强胶粉和沥青的粘结性能；然后将等离子体活化处理的废旧橡胶粉和塑解剂经转矩流变仪处理后，塑性变形能力增强。
本发明将废旧橡胶粉改性后应用于防水卷材中，可部分替代SBS，既可以减少废橡胶的黑色污染，又可以减少SBS的使用量，进而降低成本，和现有技术相比，本发明的填料选用页岩粉替代滑石粉，制得的胶料密度变小，体积增大，每m2卷材所需胶料的用量减少，也可一定程度上降低成本，利用本发明的方法所得的防水卷材耐高温、耐超低温、防水防腐性好、塑性变形能力强、耐老化。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，对本发明技术方案做进一步的说明。
实施例一
一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材以聚酯胎为胎基层，在胎基层上下两面涂覆SBS改性沥青涂盖料而成，所述一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法包括以下步骤：
(1)将废旧橡胶粉放入60℃的恒温干燥箱中烘干脱水40min，平铺在正方形玻璃面板上，平稳地放入等离子体仪器的真空腔内，然后设置低温等离子体仪器处理参数进行等离子体活化处理，其中所述的处理参数：放电功率为250W，处理时间为7min，工作气氛为空气、氩气、氦气、氧气、氮气的任意一种；低温等离子体机器的电源可以由直流或交流或脉冲模式驱动；
(2)将步骤(1)中活化处理的废旧橡胶粉、塑解剂按40∶1的质量比混合混匀加入到转矩流变仪中于100℃下处理7min，得改性废旧橡胶粉；其中所述塑解剂为牌号RP-66或9203/WG；
(3)将步骤(2)所得改性废旧橡胶粉、软化油、耐高温助剂和耐寒剂搅拌混匀后加入到螺杆挤出机中，控制温度为105℃，经剪切、反应后连续挤出，得到深度活化的辅助改性剂；其中所述的软化油为煤焦油、松焦油、妥尔油、芳烃油、松香中的任意一种；所述耐高温助剂为有机硅微球粉；所述耐寒剂为山梨醇类化合物；
(4)将沥青和基础油放入搅拌罐中，升温至175℃，依次加入步骤(3)辅助改性剂、SBS、防老剂，搅拌速度为200r/mm搅拌3.5h至无肉眼可见颗粒，保持温度不变，再加入填料继续搅拌1h，得SBS改性沥青涂盖料；其中所述基础油为三线油、四线油、重油、环烷油、调和油、大豆油中的任意一种；所述防老剂为防老剂4010；所述填料为300目的页岩粉；
(5)将上述SBS改性沥青涂盖料双面涂盖于浸渍挤干的聚酯胎上，覆面或撒砂制成样品，养护、计长、切边、收卷、包装出料；其中所述覆面材料为80目石英砂；所述涂盖温度175℃；所述浸渍温度180℃。
所述废旧橡胶粉，粒径为30目，采用常温撕裂粉碎工艺生产，为轮胎胎面或内胎废旧橡胶、废旧鞋胶、废旧丁苯橡胶、废丁基胶中的任意一种。
所述的聚酯胎为350g/m2长纤聚酯胎。
所述沥青为90#重交沥青。
所述的SBS改性沥青涂盖料由下列重量份的原料制成：沥青35份、废旧橡胶粉10份、软化油1份、耐高温助剂0.12份、耐寒剂0.03份、基础油18份、SBS6份、防老剂0.2份、填料20份。
实施例二
一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材以聚酯胎为胎基层，在胎基层上下两面涂覆SBS改性沥青涂盖料而成，所述一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法包括以下步骤：
(1)将废旧橡胶粉放入60℃的恒温干燥箱中烘干脱水20min，平铺在正方形玻璃面板上，平稳地放入等离子体仪器的真空腔内，然后设置低温等离子体仪器处理参数进行等离子体活化处理，其中所述的处理参数：放电功率为250W，处理时间为8min，工作气氛为空气、氩气、氦气、氧气、氮气的任意一种；低温等离子体机器的电源可以由直流或交流或脉冲模式驱动；
(2)将步骤(1)中活化处理的废旧橡胶粉、塑解剂按40∶1的质量比混合混匀加入到转矩流变仪中于110℃下处理8min，得改性废旧橡胶粉；其中所述塑解剂为牌号RP-66或9203/WG；
(3)将步骤(2)所得改性废旧橡胶粉、软化油、耐高温助剂和耐寒剂搅拌混匀后加入到螺杆挤出机中，控制温度为205℃，经剪切、反应后连续挤出，得到深度活化的辅助改性剂；其中所述的软化油为煤焦油、松焦油、妥尔油、芳烃油、松香中的任意一种；所述耐高温助剂为有机硅微球粉；所述耐寒剂为山梨醇类化合物；
(4)将沥青和基础油放入搅拌罐中，升温至185℃，依次加入步骤(3)辅助改性剂、SBS、防老剂，搅拌速度为230r/mm搅拌3.8h至无肉眼可见颗粒，保持温度不变，再加入填料继续搅拌1.5h，得SBS改性沥青涂盖料；其中所述基础油为三线油、四线油、重油、环烷油、调和油、大豆油中的任意一种；所述防老剂为防老剂4010；所述填料为310目的页岩粉；
(5)将上述SBS改性沥青涂盖料双面涂盖于浸渍挤干的聚酯胎上，覆面或撒砂制成样品，养护、计长、切边、收卷、包装出料；其中所述覆面材料为90目石英砂；所述涂盖温度180℃；所述浸渍温度185℃。
所述废旧橡胶粉，粒径为35目，采用常温撕裂粉碎工艺生产，为轮胎胎面或内胎废旧橡胶、废旧鞋胶、废旧丁苯橡胶、废丁基胶中的任意一种。
所述的聚酯胎为350g/m2长纤聚酯胎。
所述沥青为90#重交沥青。
所述的SBS改性沥青涂盖料由下列重量份的原料制成：沥青37份、废旧橡胶粉11份、软化油1.5份、耐高温助剂0.15份、耐寒剂0.04份、基础油19份、SBS7份、防老剂0.3份、填料23份。
实施例三
一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材以聚酯胎为胎基层，在胎基层上下两面涂覆SBS改性沥青涂盖料而成，所述一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法包括以下步骤：
(1)将废旧橡胶粉放入60℃的恒温干燥箱中烘干脱水30min，平铺在正方形玻璃面板上，平稳地放入等离子体仪器的真空腔内，然后设置低温等离子体仪器处理参数进行等离子体活化处理，其中所述的处理参数：放电功率为250W，处理时间为9min，工作气氛为空气、氩气、氦气、氧气、氮气的任意一种；低温等离子体机器的电源可以由直流或交流或脉冲模式驱动；
(2)将步骤(1)中活化处理的废旧橡胶粉、塑解剂按40∶1的质量比混合混匀加入到转矩流变仪中于120℃下处理9min，得改性废旧橡胶粉；其中所述塑解剂为牌号RP-66或9203/WG；
(3)将步骤(2)所得改性废旧橡胶粉、软化油、耐高温助剂和耐寒剂搅拌混匀后加入到螺杆挤出机中，控制温度为305℃，经剪切、反应后连续挤出，得到深度活化的辅助改性剂；其中所述的软化油为煤焦油、松焦油、妥尔油、芳烃油、松香中的任意一种；所述耐高温助剂为有机硅微球粉；所述耐寒剂为山梨醇类化合物；
(4)将沥青和基础油放入搅拌罐中，升温至190℃，依次加入步骤(3)辅助改性剂、SBS、防老剂，搅拌速度为250r/mm搅拌4h至无肉眼可见颗粒，保持温度不变，再加入填料继续搅拌2h，得SBS改性沥青涂盖料；其中所述基础油为三线油、四线油、重油、环烷油、调和油、大豆油中的任意一种；所述防老剂为防老剂4010；所述填料为325目的页岩粉；
(5)将上述SBS改性沥青涂盖料双面涂盖于浸渍挤干的聚酯胎上，覆面或撒砂制成样品，养护、计长、切边、收卷、包装出料；其中所述覆面材料为100目石英砂；所述涂盖温度185℃；所述浸渍温度195℃。
所述废旧橡胶粉，粒径为40目，采用常温撕裂粉碎工艺生产，为轮胎胎面或内胎废旧橡胶、废旧鞋胶、废旧丁苯橡胶、废丁基胶中的任意一种。
所述的聚酯胎为350g/m2长纤聚酯胎。
所述沥青为90#重交沥青。
所述的SBS改性沥青涂盖料由下列重量份的原料制成：沥青40份、废旧橡胶粉12份、软化油2份、耐高温助剂0.17份、耐寒剂0.05份、基础油20份、SBS8份、防老剂0.4份、填料25份。

Claims (10)

1.一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的防水卷材以聚酯胎为胎基层，在胎基层上下两面涂覆SBS改性沥青涂盖料而成，包括以下步骤：
(1)将废旧橡胶粉放入60℃的恒温干燥箱中烘干脱水20-40min，平铺在玻璃面板上，平稳地放入等离子体仪器的真空腔内进行等离子体活化处理；
(2)将步骤(1)中活化处理的废旧橡胶粉、塑解剂按40∶1的质量比混合混匀加入到转矩流变仪中于100-120℃下处理7-9min，得改性废旧橡胶粉；
(3)将步骤(2)所得改性废旧橡胶粉、软化油、耐高温助剂和耐寒剂搅拌混匀后加入到螺杆挤出机中，控制温度为95-385℃，经剪切、反应后连续挤出，得到深度活化的辅助改性剂；
(4)将沥青和基础油放入搅拌罐中，升温至175-190℃，依次加入步骤(3)辅助改性剂、SBS、防老剂，搅拌速度为200-250r/mm搅拌3.5-4h至无肉眼可见颗粒，保持温度不变，再加入填料继续搅拌1-2h，得SBS改性沥青涂盖料；
(5)将上述SBS改性沥青涂盖料双面涂盖于浸渍挤干的聚酯胎上，覆面或撒砂制成样品，养护、计长、切边、收卷、包装出料。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述废旧橡胶粉，粒径为30-40目，采用常温撕裂粉碎工艺生产，为轮胎胎面或内胎废旧橡胶、废旧鞋胶、废旧丁苯橡胶、废丁基胶中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的聚酯胎为350g/m2长纤聚酯胎。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述沥青为90#重交沥青。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中低温等离子体仪器处理参数为：放电功率为250W，处理时间为7-9min，工作气氛为空气、氩气、氦气、氧气、氮气的任意一种；所述低温等离子体机器的电源可以由直流或交流或脉冲模式驱动。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中塑解剂为牌号RP-66或9203/WG。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的软化油为煤焦油、松焦油、妥尔油、芳烃油、松香中的任意一种；所述耐高温助剂为有机硅微球粉；所述耐寒剂为山梨醇类化合物。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中基础油为三线油、四线油、重油、环烷油、调和油、大豆油中的任意一种；所述防老剂为防老剂4010；所述填料为300-325目的页岩粉。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中覆面材料为80-100目石英砂；所述涂盖温度175-185℃；所述浸渍温度180-195℃。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种耐高温、耐超低温SBS改性沥青防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的SBS改性沥青涂盖料由下列重量份的原料制成：沥青35-40份、废旧橡胶粉10-12份、软化油1-2份、耐高温助剂0.12-0.17份、耐寒剂0.03-0.05份、基础油18-20份、SBS6-8份、防老剂0.2-0.4份、填料20-25份。
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