CN108973261A - 一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料及其制备方法，从上到下依次为：上表面隔离层、上聚合物改性沥青层、胎基层、下聚合物改性沥青层和下表面隔离层；所述的上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层是由废旧橡胶复合改性沥青制得，所述的废旧橡胶复合改性沥青，按照重量份计，包括石油沥青60‑70份、SBS橡胶10‑20份、SIS橡胶5‑10份、废旧橡胶粉10‑20份、沥青改性剂2‑3份、改性沥青稳定剂1‑3份、石墨烯0.1‑0.3份、硫磺1‑3份、石油磺酸盐0.5‑0.8份、丁二酸酐1‑3份、木醋液1‑3份、无机填充剂3‑5份、金属氧化物1‑3份。本发明通过优选沥青改性相容剂，有效的提高了废旧橡胶粉与沥青的相容性，使得制备的防水材料具有优秀的高温稳定性、低温抗裂性、抗老化性和耐久性等。

Description

一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料及其制备方法，属于沥青防水卷材领域。
背景技术
SBS改性沥青防水卷材是指以聚酯毡或玻纤毡为胎基，以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚热塑性弹性体改性沥青为涂盖料，两面覆以聚乙烯膜、细砂或矿物粒料而制成的改性沥青防水卷材。但是采用SBS改性，成本高，不利于推广使用。目前大量汽车废旧轮胎产生量日益增多以及以其通过破碎得到的废橡胶颗粒能够用于作为改性剂来提高沥青的各方面性能，这样既解决了因废轮胎的污染问题，又可做到废旧资源的循环利用，真正做到可持续发展。废旧橡胶粉改性沥青存在着橡胶粉与沥青体系的相容性不好的问题。近些年，采用废旧橡胶粉与SBS改性沥青混合制成复合改性沥青技术逐步走进改性沥青研究领域，各国科研人员通过大量试验研究取得了一定的进展。在生产工艺方面，将橡胶粉混入沥青中后进行简单的机械搅拌，再通过胶体磨的剪切研磨的方法称为高剪切法(或湿法)。采用高剪切胶体磨进行剪切研磨可以将橡胶粉颗粒更细，使橡胶粉在沥青中的分散更加均匀，有利于沥青改性效果及储存稳定性的提高。采用胶体磨湿法加工橡胶粉改性沥青，使橡胶粉与聚合物(SBS)充分共混，制备性能优良的改性沥青。但是橡胶粉与沥青改性防水卷材存在橡胶粉与沥青融合性不和，导致制备的卷材高温稳定性、低温抗裂性、抗老化性和耐久性不好。
发明内容
本发明提供了一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料及其制备方法，解决了现有废旧橡胶粉与沥青改性防水卷材高温稳定性、低温抗裂性、抗老化性和耐久性不好等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，从上到下依次为：上表面隔离层、上聚合物改性沥青层、胎基层、下聚合物改性沥青层和下表面隔离层；所述的上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层是由废旧橡胶复合改性沥青制得，所述的废旧橡胶复合改性沥青，按照重量份计，包括石油沥青60-70份、SBS橡胶10-20份、SIS橡胶5-10份、废旧橡胶粉10-20份、沥青改性剂2-3份、改性沥青稳定剂1-3份、石墨烯0.1-0.3份、硫磺1-3份、石油磺酸盐0.5-0.8份、丁二酸酐1-3份、木醋液1-3份、无机填充剂3-5份、金属氧化物1-3份。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的石油沥青为90#沥青。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的上表面隔离层为矿物颗粒层。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的下表面隔离层为PE膜、PET膜或PVC膜中的一种。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的胎基层为玻纤毡或玻纤增强聚酯毡。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述无机填充剂的为纳米二氧化硅或蒙脱土。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的金属氧化物为氧化锌或氧化铝。
本发明的废旧橡胶复合改性沥青防水材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将废旧橡胶粉添加到反应釜中，将反应温度加热到180-200℃后，用高速剪切机搅拌2-3h，然后加入SIS橡胶、石墨烯、丁二酸酐和木醋液，高速剪切机搅拌2-3h；
(2)然后加入石油沥青、SBS橡胶，用高速剪切机搅拌1.5h，然后加入沥青改性剂、改性沥青稳定剂、硫磺、石油磺酸盐、无机填充剂、金属氧化物，高速剪切机搅拌2-3h，即得废旧橡胶复合改性沥青；
(3)将制得的废旧橡胶复合改性沥青入生产线前端浸槽，将胎基层在生产线上展开并导入浸槽，浸渍改性沥青，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在胎基层的上下表面形成上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层，在上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层面分别覆上上表面隔离层和下表面隔离层，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
本发明的有益效果：
本发明通过采用石油沥青、SBS橡胶、SIS橡胶和废旧橡胶粉组合，有效的提高了石油沥青与废旧橡胶粉的融合性。另外采用废旧橡胶粉添加到反应釜中，将反应温度加热到180-200℃后，用高速剪切机搅拌2-3h，然后加入SIS橡胶、石墨烯、丁二酸酐和木醋液，高速剪切机搅拌2-3h的方式，有效的改善了废旧橡胶中成分的状态，使其有利于与沥青融合，提高其稳定性和交联性。
本发明通过优选沥青改性相容剂，有效的提高了废旧橡胶粉与沥青的相容性，使得制备的废旧橡胶复合改性沥青防水材料具有优秀的高温稳定性、低温抗裂性、抗老化性和耐久性等。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。
下实施例中所用的覆矿物颗粒为细砂，沥青改性剂为Sasobit沥青改性剂，改性沥青稳定剂为深圳市圣建利实业有限公司生产的，废旧橡胶粉为40-80目的A级橡胶粉，SIS橡胶采用中国石化巴陵有限责任公司的YH-1105。
实施例1
一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，从上到下依次为：上表面隔离层、上聚合物改性沥青层、胎基层、下聚合物改性沥青层和下表面隔离层；所述的上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层是由废旧橡胶复合改性沥青制得，
上表面隔离层为矿物颗粒层；下表面隔离层为PE膜；所述的胎基层为玻纤增强聚酯毡。
所述的废旧橡胶复合改性沥青，按照重量份计，包括石油沥青65份、SBS橡胶20份、SIS橡胶5份、废旧橡胶粉10份、沥青改性剂2份、改性沥青稳定剂1份、石墨烯0.1份、硫磺3份、石油磺酸盐0.5份、丁二酸酐2份、木醋液1份、无机填充剂4份、金属氧化物2份。
石油沥青为90#沥青；无机填充剂的为纳米二氧化硅；金属氧化物为氧化锌。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)将废旧橡胶粉添加到反应釜中，将反应温度加热到180-200℃后，用高速剪切机搅拌2h，然后加入SIS橡胶、石墨烯、丁二酸酐和木醋液，高速剪切机搅拌2h；
(2)然后加入石油沥青、SBS橡胶，用高速剪切机搅拌1.5h，然后加入沥青改性剂、改性沥青稳定剂、硫磺、石油磺酸盐、无机填充剂、金属氧化物，高速剪切机搅拌3h，即得废旧橡胶复合改性沥青；
(3)将制得的废旧橡胶复合改性沥青入生产线前端浸槽，将胎基层在生产线上展开并导入浸槽，浸渍改性沥青，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在胎基层的上下表面形成上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层，在上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层面分别覆上上表面隔离层和下表面隔离层，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
实施例2
一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，从上到下依次为：上表面隔离层、上聚合物改性沥青层、胎基层、下聚合物改性沥青层和下表面隔离层；所述的上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层是由废旧橡胶复合改性沥青制得，
上表面隔离层为矿物颗粒层；下表面隔离层为PE膜；所述的胎基层为玻纤增强聚酯毡。
所述的废旧橡胶复合改性沥青，按照重量份计，包括石油沥青60份、SBS橡胶10份、SIS橡胶8份、废旧橡胶粉18份、沥青改性剂2份、改性沥青稳定剂2份、石墨烯0.2份、硫磺2份、石油磺酸盐0.7份、丁二酸酐1份、木醋液2份、无机填充剂3份、金属氧化物3份。
石油沥青为90#沥青；无机填充剂的为蒙脱土；金属氧化物为氧化铝。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)将废旧橡胶粉添加到反应釜中，将反应温度加热到180-200℃后，用高速剪切机搅拌3h，然后加入SIS橡胶、石墨烯、丁二酸酐和木醋液，高速剪切机搅拌3h；
(2)然后加入石油沥青、SBS橡胶，用高速剪切机搅拌1.5h，然后加入沥青改性剂、改性沥青稳定剂、硫磺、石油磺酸盐、无机填充剂、金属氧化物，高速剪切机搅拌2h，即得废旧橡胶复合改性沥青；
(3)将制得的废旧橡胶复合改性沥青入生产线前端浸槽，将胎基层在生产线上展开并导入浸槽，浸渍改性沥青，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在胎基层的上下表面形成上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层，在上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层面分别覆上上表面隔离层和下表面隔离层，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
实施例3
一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，从上到下依次为：上表面隔离层、上聚合物改性沥青层、胎基层、下聚合物改性沥青层和下表面隔离层；所述的上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层是由废旧橡胶复合改性沥青制得，
上表面隔离层为矿物颗粒层；下表面隔离层为PE膜；所述的胎基层为玻纤增强聚酯毡。
所述的废旧橡胶复合改性沥青，按照重量份计，包括石油沥青70份、SBS橡胶15份、SIS橡胶10份、废旧橡胶粉20份、沥青改性剂3份、改性沥青稳定剂3份、石墨烯0.3份、硫磺1份、石油磺酸盐0.8份、丁二酸酐3份、木醋液3份、无机填充剂5份、金属氧化物1份。
石油沥青为90#沥青；无机填充剂的为纳米二氧化硅；金属氧化物为氧化锌。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)将废旧橡胶粉添加到反应釜中，将反应温度加热到180-200℃后，用高速剪切机搅拌3h，然后加入SIS橡胶、石墨烯、丁二酸酐和木醋液，高速剪切机搅拌3h；
(2)然后加入石油沥青、SBS橡胶，用高速剪切机搅拌1.5h，然后加入沥青改性剂、改性沥青稳定剂、硫磺、石油磺酸盐、无机填充剂、金属氧化物，高速剪切机搅拌2h，即得废旧橡胶复合改性沥青；
(3)将制得的废旧橡胶复合改性沥青入生产线前端浸槽，将胎基层在生产线上展开并导入浸槽，浸渍改性沥青，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在胎基层的上下表面形成上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层，在上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层面分别覆上上表面隔离层和下表面隔离层，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
按照，《GB18242-2008弹性体改性沥青防水卷材》测定产品的性能，具体见下表。
由上表可知，本发明的防水卷材具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、抗老化性和耐久性。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，从上到下依次为：上表面隔离层、上聚合物改性沥青层、胎基层、下聚合物改性沥青层和下表面隔离层；所述的上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层是由废旧橡胶复合改性沥青制得，其特征在于：所述的废旧橡胶复合改性沥青，按照重量份计，包括石油沥青60-70份、SBS橡胶10-20份、SIS橡胶5-10份、废旧橡胶粉10-20份、沥青改性剂2-3份、改性沥青稳定剂1-3份、石墨烯0.1-0.3份、硫磺1-3份、石油磺酸盐0.5-0.8份、丁二酸酐1-3份、木醋液1-3份、无机填充剂3-5份、金属氧化物1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，其特征在于：所述的石油沥青为90#沥青。
3.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，其特征在于：所述的上表面隔离层为矿物颗粒层。
4.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，其特征在于：所述的下表面隔离层为PE膜、PET膜或PVC膜中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，其特征在于：所述的胎基层为玻纤毡或玻纤增强聚酯毡。
6.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，其特征在于：所述无机填充剂的为纳米二氧化硅或蒙脱土。
7.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶复合改性沥青防水材料，其特征在于：所述的金属氧化物为氧化锌或氧化铝。
8.一种如权利要求1所述的废旧橡胶复合改性沥青防水材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将废旧橡胶粉添加到反应釜中，将反应温度加热到180-200℃后，用高速剪切机搅拌2-3h，然后加入SIS橡胶、石墨烯、丁二酸酐和木醋液，高速剪切机搅拌2-3h；
（2）然后加入石油沥青、SBS橡胶，用高速剪切机搅拌1.5h，然后加入沥青改性剂、改性沥青稳定剂、硫磺、石油磺酸盐、无机填充剂、金属氧化物，高速剪切机搅拌2-3h，即得废旧橡胶复合改性沥青；
（3）将制得的废旧橡胶复合改性沥青入生产线前端浸槽，将胎基层在生产线上展开并导入浸槽，浸渍改性沥青，并用厚度控制辊进行厚度控制，分别在胎基层的上下表面形成上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层，在上聚合物改性沥青层和下聚合物改性沥青层面分别覆上上表面隔离层和下表面隔离层，经冷却设备冷却后、计长、切边、收卷、包装得到成品。
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