CN108976832B - 一种新型聚合物改性沥青及其制备方法及防水卷材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型聚合物改性沥青及其制备方法及防水卷材，其中聚合物改性沥青由以下质量百分比的原料制成：沥青50%~70%，极性基团接枝的聚合物改性剂5%~15%，粉末再生丁基胶粉10%~20%，填料15%~30%。与现有技术比较，本发明提供了一种聚合物改性剂与沥青相容性好的改性沥青，具有良好的低温性能、高温性能及耐老化性，粘结能力强，且由于其采用的聚合物改性剂体系的稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及建筑防水领域，具体涉及一种新型聚合物改性沥青及其制备方法及防水卷材。
背景技术
防水卷材主要用于建筑墙体、屋面，以及隧道、公路、垃圾填埋场等处，起到抵御外界雨水、防御地下水渗漏的作用。防水卷材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，对整个工程的防水质量起着至关重要的作用。
目前的防水卷材主要为沥青防水卷材，包括由聚酯毡、玻纤毡或玻纤增强聚酯毡等材料构成的胎基、浸涂于胎基表面的沥青层，以及上下表面的隔离材料层构成。其中沥青层组分的变化会很大程度上影响防水卷材的性能，如耐热性、低温柔性、不透水性、抗拉性能等。
目前，防水卷材用改性沥青混合料制备方法往往是通过将石油沥青加热后与聚合物改性剂、胶粉、填料等简单物理共混搅拌一段时间制成，这样的方式沥青与聚合物改性剂相容性差，聚合物本身性能得不到充分发挥，导致改性沥青性能无法达到预料的提升。而现有技术提升改性沥青混合料相容性主要方法为物理方法，如降低聚合物粒径、高速剪切等，但提升效果并不理想。
发明内容
为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种新型聚合物改性沥青及其制备方法，通过在聚合物改性剂中引入极性官能团，提升聚合物改性剂与沥青相容性。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：
一种新型聚合物改性沥青，由以下质量百分比的原料制成：沥青50％～70％，极性基团接枝的聚合物改性剂5％～15％，粉末再生丁基胶粉10％～20％，填料15％～30％。
聚合物改性剂大多属于非极性化合物，而沥青本身具有强极性，因此，现有技术直接将聚合物改性剂加入沥青中对沥青进行改性，这样很容易因为两者相容性不好而导致改性效果不尽如人意。本发明采用极性官能团接枝改性的聚合物改性剂，使得聚合物改性剂的极性增大，与基质沥青的相容性更好，能更好地发挥聚合物本身的特性。
进一步地，由以下质量百分比的原料制成：沥青50％～68％，极性基团接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)3％～5％，极性基团接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)3％～5％，极性基团接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)1％～3％，粉末再生丁基胶粉10％～20％，填料15％～30％。
极性基团接枝SEBS能够发挥其弹性体的特性，提升改性沥青高低温性能；而接枝SIS能够发挥低温优势，同时也能够提升改性沥青粘结性；接枝EVA能够发挥塑性体特性，提升改性沥青加工性，成型后产品不易瘫软。另外，粉末再生丁基胶粉具有良好耐候性，可提升基质沥青高温性、耐老化性，本身丁基橡胶具有良好粘结性，故也能改善基质沥青粘结性。
本方案采用的聚合物改性剂中同时包含了弹性体和塑性体，同时大大改善提升基质沥青的低温性能、高温性能和耐老化性能，具有良好的粘性，且加工性能好，稳定性好。
进一步地，由于目前能够大规模生产主要就是马来酸酐接枝和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝这两种聚合物改性剂，因此所述极性基团为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯。优选地，所述极性基团接枝的聚合物改性剂具体为：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(GMA-g-SIS)3％～5％，马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(MAH-g-SEBS)3％～5％，马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(MAH-g-EVA)1％～3％。
进一步地，上述极性基团接枝的聚合物改性剂的极性基团的接枝率为0.5～0.8％。
进一步地，所述沥青为90#石油沥青，针入度为90，软化点为50℃。
进一步地，所述粉末再生丁基胶粉由丁基橡胶轮胎制成，目数为60目。
进一步地，所述填料为云母粉，目数为800目。
上述的新型聚合物改性沥青的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：取按配方重量的沥青，加入反应器中，升温至150℃，保持温度30min，再慢慢加入配方重量的聚合物改性剂，升温至180～200℃，以2000～3000r/min的剪切速率剪切分散30min；
S2：加入配方重量的粉末再生丁基胶粉，保持温度180～200℃，以2000～3000r/min的剪切速率剪切分散1h；
S3：加入配方重量的填料，保持温度180～200℃，以2000～3000r/min的剪切速率剪切分散30min，则得到新型聚合物改性沥青。
一种防水卷材，由上述的新型聚合物改性沥青制备而成。本发明所提供的改性沥青在防水卷材上使用时，防水卷材具有优异的高低温性能及耐老化性能，且具有良好粘结性能，能保证施工时搭接边粘结牢固，保证防水质量。
与现有技术比较，本发明提供了一种聚合物改性剂与沥青相容性好的改性沥青，具有良好的低温性能、高温性能及耐老化性，粘结能力强，且由于其采用的聚合物改性剂体系的稳定性好。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步详细地说明。
实施例1
一种新型聚合物复合改性沥青，其按照重量百分配比如下：
其中，粉末再生丁基胶粉为60目，且由丁基橡胶轮胎制成；云母粉的目数为800目。GMA-g-SIS、MAH-g-SEBS和MAH-g-EVA的接枝率为0.5～0.8％。
上述复合改性沥青的制备方法，具体如以下步骤：
(1)反应器中加入90#沥青，升高至150℃保持温度30min，然后慢慢加入聚合物改性剂GMA-g-SIS、MAH-g-SEBS和MAH-g-EVA，升温到180℃，以2500r/min的剪切速率剪切分散30min；
(2)加入粉末再生丁基胶粉，保持温度180℃，以2500r/min的剪切速率剪切分散1h；
(3)加入云母粉填料，保持温度180℃，以2500r/min的剪切速率剪切分散30min，则制得新型聚合物改性沥青。
实施例2
一种新型聚合物复合改性沥青，其按照重量百分配比如下：
其中，粉末再生丁基胶粉为60目，且由丁基橡胶轮胎制成；云母粉的目数为800目。GMA-g-SIS、MAH-g-SEBS和MAH-g-EVA的接枝率为0.5～0.8％。
上述复合改性沥青的制备方法，具体如以下步骤：
(1)反应器中加入90#沥青，升高至150℃保持温度30min，然后慢慢加入聚合物改性剂GMA-g-SIS、MAH-g-SEBS和MAH-g-EVA，升温到180～℃，以2500r/min的剪切速率剪切分散30min；
(2)加入粉末再生丁基胶粉，保持温度180℃，以2500r/min的剪切速率剪切分散1h；
(3)加入云母粉填料，保持温度180℃，以2500r/min的剪切速率剪切分散30min，则制得新型聚合物改性沥青。
实施例3
一种新型聚合物复合改性沥青，其按照重量百分配比如下：
其中，粉末再生丁基胶粉为60目，且由丁基橡胶轮胎制成；云母粉的目数为800目。GMA-g-SIS、MAH-g-SEBS和MAH-g-EVA的接枝率为0.5～0.8％。
上述复合改性沥青的制备方法，具体如以下步骤：
(1)反应器中加入90#沥青，升高至150℃保持温度30min，然后慢慢加入聚合物改性剂GMA-g-SIS、MAH-g-SEBS和MAH-g-EVA，升温到180℃，以2500r/min的剪切速率剪切分散30min；
(2)加入粉末再生丁基胶粉，保持温度180℃，以2500r/min的剪切速率剪切分散1h；
(3)加入云母粉填料，保持温度180℃，以2500r/min的剪切速率剪切分散30min，则制得新型聚合物改性沥青。
实施例4
一种新型聚合物复合改性沥青，其按照重量百分配比如下：
其中，粉末再生丁基胶粉为60目，且由丁基橡胶轮胎制成；云母粉的目数为800目。MAH-g-SIS、MAH-g-SEBS和MAH-g-EVA的接枝率为0.5～0.8％。
上述复合改性沥青的制备方法，具体如以下步骤：
(1)反应器中加入90#沥青，升高至150℃保持温度30min，然后慢慢加入聚合物改性剂GMA-g-SIS、MAH-g-SEBS和MAH-g-EVA，升温到180℃，以2000r/min的剪切速率剪切分散30min；
(2)加入粉末再生丁基胶粉，保持温度180℃，以2000r/min的剪切速率剪切分散1h；
(3)加入云母粉填料，保持温度180℃，以2000r/min的剪切速率剪切分散30min，则制得新型聚合物改性沥青。
实施例5
一种新型聚合物复合改性沥青，其按照重量份数配比如下：
其中，粉末再生丁基胶粉为60目，且由丁基橡胶轮胎制成；云母粉的目数为800目。GMA-g-SIS、GMA-g-SEBS和MAH-g-EVA的接枝率为0.5～0.8％。
上述复合改性沥青的制备方法，具体如以下步骤：
((1)反应器中加入90#沥青，升高至150℃保持温度30min，然后慢慢加入聚合物改性剂GMA-g-SIS、MAH-g-SEBS和MAH-g-EVA，升温到180℃，以3000r/min的剪切速率剪切分散30min；
(2)加入粉末再生丁基胶粉，保持温度180℃，以3000r/min的剪切速率剪切分散1h；
(3)加入云母粉填料，保持温度180℃，以3000r/min的剪切速率剪切分散30min，则制得新型聚合物改性沥青。
对比例1
一种聚合物复合改性沥青，其按照重量百分配比如下：
上述复合改性沥青的制备方法，具体如以下步骤：
(1)反应器中加入90#沥青，升高至150℃保持温度30min，然后慢慢加入聚合物改性剂SIS、SEBS和EVA，升温到180℃，以3000r/min的剪切速率剪切分散30min；
(2)加入粉末再生丁基胶粉，保持温度180℃，以3000r/min的剪切速率剪切分散1h；
(3)加入云母粉填料，保持温度180℃，以3000r/min的剪切速率剪切分散30min，则制得聚合物改性沥青。
性能测试
对上述所得到的复合改性沥青和基质沥青测试其软化点、针入度、延度性能指标，分别按GB/T 4507-2014、GB/T 4509-2010、GB/T 4508-2010进行。另外还对所制得的复合改性沥青进行沥青旋转薄膜热老化试验，测试其175℃旋转粘度的变化；在紫外箱中进行5天紫外老化试验，测试其软化点变化；粘结剥离强度按照GB/T 328.20-2007方法测试。具体测试数据见表1。
表1
由表1的数据可知，经过聚合物复合改性的沥青其常温针入度大大降低，软化点、低温延度、紫外老化软化点及粘接剥离强度大大提高，由此可以看出，实施例1～5所提供的改性沥青具有良好的低温性能、高温性能及耐老化性能，且具有优异的粘接性能。对比实施例5和对比例1可知，采用极性基团改性后的聚合物改性剂能明显提高了改性沥青的软化点、延度、紫外老化软化点及粘接剥离强度，进一步证明了采用极性官能团接枝改性的聚合物改性剂，使得聚合物改性剂的极性增大，与基质沥青的相容性更好，能更好地发挥聚合物本身的特性。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种新型聚合物改性沥青，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：沥青50%-68%，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物3%-5%，马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3%-5%，马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物1%-3%，粉末再生丁基胶粉10%-20%，填料15%-30%；
所述沥青为90#石油沥青；所述填料为云母粉。
2.根据权利要求1所述的新型聚合物改性沥青，其特征在于，极性基团的接枝率为0.5-0.8%。
3.根据权利要求1所述的新型聚合物改性沥青，其特征在于，所述粉末再生丁基胶粉由丁基橡胶轮胎制成，目数为60目。
4.根据权利要求1所述的新型聚合物改性沥青，其特征在于，所述云母粉的目数为800目。
5.根据权利要求1-4任一项所述的新型聚合物改性沥青的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：取按配方重量的沥青，加入反应器中，升温至150℃，保持温度30min后，再慢慢加入配方重量的聚合物改性剂，升温至180-200℃，剪切分散30min；
S2：加入配方重量的粉末再生丁基胶粉，保持温度180-200℃，剪切分散1h；
S3：加入配方重量的填料，保持温度180-200℃，剪切分散30min，则得到新型聚合物改性沥青。
6.一种防水卷材，其特征在于，由根据权利要求1-4任一项所述的新型聚合物改性沥青制备而成。
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- 2018-07-04 CN CN201810725201.6A patent/CN108976832B/zh active Active
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