CN109439200B - 一种橡胶沥青非固化涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料领域，提供了一种橡胶沥青非固化涂料及其制备方法。该橡胶沥青非固化涂料的组分按质量百分数计包括沥青30‑45％、橡胶粉16‑20％、软化油24‑35％、阻燃剂2‑4份、稀土丁异戊橡胶2‑20％和填料6‑15％。其制备方法包括将橡胶沥青非固化涂料的组分加热搅拌后制得。本发明实施例提供的橡胶沥青非固化涂料，通过先沥青和橡胶粉中加入特定比例的稀土丁异戊橡胶，有效降低了沥青和橡胶的结晶能力，使得橡胶沥青非固化涂料具有更好的耐低温性能。

Description

一种橡胶沥青非固化涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体而言，涉及一种橡胶沥青非固化涂料及其制备方法。

背景技术

橡胶沥青非固化涂料具有高低温性能好、与基层粘结力强，自愈性好，特别是永不固化、蠕变性能好等优点，应对震动环境、变形区域的防水处理有极佳的效果。但是现有的橡胶沥青非固化涂料在较低温度下，容易结晶，经低温改性后的橡胶沥青非固化涂料在更低温度(-35℃左右)下容易变硬，并逐渐失去弹性，其剪切模量急剧上升，无法满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种橡胶沥青非固化涂料，其具有更大温度范围的稳定性，能够满足在更低温度下的使用要求。

本发明的另一目的在于提供一种橡胶沥青非固化涂料的制备方法，该制备方法简单，容易实施。

本发明的实施例是这样实现的：

一种橡胶沥青非固化涂料，其组分按质量百分数计包括沥青30-45％、橡胶粉16-20％、软化油24-35％、阻燃剂2-4份、稀土丁异戊橡胶2-20％和填料6-15％。

一种橡胶沥青非固化涂料的制备方法，其包括将橡胶沥青非固化涂料的组分加热搅拌后制得，其中，橡胶沥青非固化涂料的组分按质量百分数计包括沥青30-45％、橡胶粉16-20％、软化油24-35％、阻燃剂2-4份、稀土丁异戊橡胶2-20％和填料6-15％。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的橡胶沥青非固化涂料，通过先沥青和橡胶粉中加入特定比例的稀土丁异戊橡胶，有效降低了沥青和橡胶的结晶能力，使得橡胶沥青非固化涂料具有更好的耐低温性能。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的橡胶沥青非固化涂料及其制备方法进行具体说明。

本实施例提供了一种橡胶沥青非固化涂料，其组分按质量百分数计包括沥青30-45％、橡胶粉16-20％、软化油24-35％、阻燃剂2-4份、稀土丁异戊橡胶2-20％和填料6-15％。

沥青是应用广泛的防水材料和防腐材料。沥青按质量百分数计包括90#重交沥青30-40％和110#重交沥青60-70％。

橡胶粉是橡胶粉末的简称，在沥青中加入橡胶粉既降低了成本，又提高了使用寿命。

软化油能够降低橡胶的门尼粘度比较高，使得混炼时更易施工。本实施例中，软化油按质量百分数计包括聚异戊二烯5-10％和碳五萜烯树脂90-95％。碳五萜烯树脂具有良好的相容性，将聚异戊二烯与碳五萜烯树脂混合，能够降低橡胶分子链的相互作用，提高分子的相互移动能力，最终改善胶料的流动性。并且时胶料具有优良的耐热。耐侯和耐老化性，此外，还能起到增粘效果。

阻燃剂的增加能够使橡胶沥青非固化涂料具有阻燃性。本实施例中，阻燃剂为橡胶组分中常规阻燃剂，例如包括但不限于四溴双酚A、多溴联苯醚、磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯等。

稀土丁异戊橡胶是由稀土催化剂合成的，其主链中两种单体的链结构均为顺-1,4构型。稀土丁异戊橡胶具有无凝胶、无支化、高度线性结构等特点。稀土丁异戊橡胶的添加能够降低橡胶和沥青的结晶能力，使得橡胶沥青非固化涂料具有更好的耐低温性能。

其中，填料作为添加剂，能够增加涂料的黏度，提高涂料的耐磨性，并且使得涂料具有良好的光稳定性和耐化学腐蚀性，进而提升涂料的使用寿命。本实施例中，填料按质量百分数计包括炭黑60-80％和白炭黑20-40％。炭黑和白炭黑混用能够提高填料的补强效果。经发明人研究发现，当炭黑和白炭黑按照60-80％和20-40％的比例混合时，此时涂料的撕裂强度最佳，并且涂料的综合力学性能和动态力学性能较佳，填料分散均匀。

尤其是，本实施例中，将稀土丁异戊橡胶、炭黑和白炭黑配合使用，由于炭黑和白炭黑具有较大的比表面积，稀土丁异戊橡胶能够较佳的被吸附至炭黑和白炭黑结构内部，使得稀土丁异戊橡胶能够与炭黑和白炭黑作为补强材料的同时，提升涂料的耐低温性能，稀土丁异戊橡胶、炭黑和白炭黑三者配合的结构稳定。

在本发明的其他实施方式中，组分包括抗老化剂1-10％，抗老化剂按质量百分数计包括有机改性蒙脱土85-90％、二苯胺5-10％和二氢喹啉5-10％。本实施例中，以有机改性蒙脱土作为主要抗老化剂成分，并且复配二苯胺和二氢喹啉，沥青中加入本实施例提供的抗老化剂后，沥青的残留针入度比、软化点增量、残留延度比均得到明显改善，有机改性蒙脱土为层状硅酸盐黏土，在外界驱动力作用下可破裂为层间距为纳米级的结构微区，片层具有比面积大，强度高的特点。有机改性蒙脱土的片层结构与沥青分子之间形成的纳米复合结构能够大幅度的延缓老化进程，从而提高了抗老化性能。添加有抗老化剂的涂料具有良好的隔氧和稳定作用，可以有效吸收紫外光，大幅度提高橡胶沥青非固化涂料的抗老化性能。

另一方面，本发明实施例还提供了一种橡胶沥青非固化涂料的制备方法，其通过将橡胶沥青非固化涂料的组分加热搅拌后制得。

具体地，先将沥青和软化油混合，搅拌加热至150-160℃；接着加入橡胶粉，继续搅拌加热至170-180℃，保温1-2h；接着加入稀土丁异戊橡胶和所述填料的混合物，搅拌0.5-1h后，加入阻燃剂。

其中，稀土丁异戊橡胶和填料的混合物是通过先将稀土丁异戊橡胶加热至80-100℃后加入填料，以2-5℃/min的加热速度搅拌加热至200-220℃，随后以8-12℃/min的降温速度搅拌降温至120-140℃，保温备用。填料按质量百分数计包括炭黑60-80％和白炭黑20-40％，炭黑在升温过程中加入，白炭黑在降温过程中加入。由于炭黑和白炭黑均具有良好的耐高温特性，在与稀土丁异戊橡胶在加热条件下混合时，由于炭黑的加热减量小于白炭黑的加热减量，并且白炭黑在混炼时还会生热，因此在升温步骤预先加入炭黑，进行初步混合，随后在降温过程中在加入白炭黑，并且采用逐步分批加入的模式，采用特定的混合方法使得稀土丁异戊橡胶、炭黑和白炭黑的混合更佳混匀，同时有利于减少炭黑和白炭黑的加热减量，使得组分比例更精确。白炭黑生热产生的热量能够使得加热温度维持在一个较高温度，为了避免温度过高，因此在降温过程中加入，有利于避免温度过高。

当组分中还包括抗老化剂时，抗老化剂和阻燃剂一并加入。

本发明实施例提供的橡胶沥青非固化涂料，通过先沥青和橡胶粉中加入特定比例的稀土丁异戊橡胶，有效降低了沥青和橡胶的结晶能力，使得橡胶沥青非固化涂料具有更好的耐低温性能。并且配合特定比例的炭黑和白炭黑作为填料，有利于提升涂料的撕裂强度最佳，并且涂料的综合力学性能和动态力学性能较佳，填料分散均匀。使得稀土丁异戊橡胶能够与炭黑和白炭黑作为补强材料的同时，提升涂料的耐低温性能，稀土丁异戊橡胶、炭黑和白炭黑三者配合的结构稳定。

以下结合实施例对本发明的橡胶沥青非固化涂料及其制备方法进一步进行阐述。

实施例1

本实施例提供了一种橡胶沥青非固化涂料，其组分按质量百分数计包括沥青40％、橡胶粉18％、软化油32％、阻燃剂2份、稀土丁异戊橡胶2％和填料6％。其中，填料包括炭黑70％和白炭黑30％；沥青按质量百分数计包括90#重交沥青35％和110#重交沥青65％；软化油按质量百分数计包括聚异戊二烯8％和碳五萜烯树脂92％。

其制备方法包括：

S1：先将沥青和软化油混合，搅拌加热至150℃；接着加入橡胶粉，继续搅拌加热至180℃，保温1h；

S2：先将稀土丁异戊橡胶加热至100℃后，先加入炭黑，以4℃/min的加热速度搅拌加热至200℃，随后加入白炭黑以11℃/min的降温速度搅拌降温至120℃，保温备用。

S3：向步骤S1的混合物中加入步骤S2的混合物，搅拌1h后，加入阻燃剂。

实施例2-3

实施例2-3提供的橡胶沥青非固化涂料的制备方法与实施例2相同，区别在于组分的含量不同：

实施例2中，橡胶沥青非固化涂料的组分包括按质量百分数计包括沥青30％、橡胶粉20％、软化油26％、阻燃剂2份、稀土丁异戊橡胶14％和填料8％。其中，填料包括炭黑60％和白炭黑40％；沥青按质量百分数计包括90#重交沥青30％和110#重交沥青70％；软化油按质量百分数计包括聚异戊二烯10％和碳五萜烯树脂90％。

实施例3中，橡胶沥青非固化涂料的组分包括按质量百分数计包括沥青34％、橡胶粉16％、软化油30％、阻燃剂3份、稀土丁异戊橡胶2％和填料15％。其中，填料包括炭黑80％和白炭黑20％；沥青按质量百分数计包括90#重交沥青40％和110#重交沥青60％；软化油按质量百分数计包括聚异戊二烯5％和碳五萜烯树脂95％。

实施例4

本实施例提供了一种橡胶沥青非固化涂料，其组分包括按质量百分数计包括沥青45％、橡胶粉16％、软化油24％、阻燃剂2份、稀土丁异戊橡胶3％、填料7％和抗老化剂3％。其中，填料包括炭黑65％和白炭黑35％；沥青按质量百分数计包括90#重交沥青33％和110#重交沥青67％；软化油按质量百分数计包括聚异戊二烯9％和碳五萜烯树脂91％；抗老化剂按质量百分数计包括有机改性蒙脱土85％、二苯胺5％和二氢喹啉10％。

其制备方法包括：

S1：先将沥青和软化油混合，搅拌加热至160℃；接着加入橡胶粉，继续搅拌加热至170℃，保温2h；

S2：先将稀土丁异戊橡胶加热至80℃后，先加入炭黑，以3℃/min的加热速度搅拌加热至210℃，随后加入白炭黑以9℃/min的降温速度搅拌降温至130℃，保温备用。

S3：向步骤S1的混合物中加入步骤S2的混合物，搅拌0.5h后，加入阻燃剂和抗老化剂。

实施例5-6

实施例5-6提供的橡胶沥青非固化涂料的制备方法与实施例2相同，区别在于组分的含量不同：

实施例5中，橡胶沥青非固化涂料的组分包括按质量百分数计包括沥青35％、橡胶粉18％、软化油24％、阻燃剂2份、稀土丁异戊橡胶11％、填料6％和抗老化剂4％。其中，填料包括炭黑75％和白炭黑20-40％；沥青按质量百分数计包括90#重交沥青34％和110#重交沥青66％；软化油按质量百分数计包括聚异戊二烯7％和碳五萜烯树脂93％；抗老化剂按质量百分数计包括有机改性蒙脱土86％、二苯胺8％和二氢喹啉6％。

实施例6中，橡胶沥青非固化涂料的组分包括按质量百分数计包括沥青42％、橡胶粉18％、软化油25％、阻燃剂3份、稀土丁异戊橡胶2％、填料6％和抗老化剂4％。其中，填料包括炭黑77％和白炭黑23％；沥青按质量百分数计包括90#重交沥青37％和110#重交沥青63％；软化油按质量百分数计包括聚异戊二烯6％和碳五萜烯树脂94％；抗老化剂按质量百分数计包括有机改性蒙脱土90％、二苯胺5％和二氢喹啉5％。

耐低温特性实验

对比例1：将实施例4中的稀土丁异戊橡胶替换为环氧树脂。

对比例2：将实施例4中的稀土丁异戊橡胶替换为古马隆树脂。

将实施例4、对比例1和对比例2获得的橡胶沥青非固化涂料分别进行-30℃，-40℃的长时间低温储存，并在低温环境下对其剪切性能进行测试，测试结果见表1。

从表1可以看出，对比例1和对比例2提供的橡胶沥青非固化涂料在-30℃～室温之间剪切模量几乎没有发生变化，且剪切性能数据离散性小，但在-40℃下，剪切模量徒然增加。而本实施例4提供的橡胶沥青非固化涂料具有良好的低温性能，其剪切模量变化趋势平缓，说明本实施例提供的橡胶沥青非固化涂料具有的低温性能，稀土丁异戊橡胶能够抑制橡胶和沥青的结晶化作用，明显改善其剪切性能。

综上所述，本发明实施例提供的橡胶沥青非固化涂料，通过先沥青和橡胶粉中加入特定比例的稀土丁异戊橡胶，有效降低了沥青和橡胶的结晶能力，使得橡胶沥青非固化涂料具有更好的耐低温性能。并且配合特定比例的炭黑和白炭黑作为填料，有利于提升涂料的撕裂强度最佳，并且涂料的综合力学性能和动态力学性能较佳，填料分散均匀。使得稀土丁异戊橡胶能够与炭黑和白炭黑作为补强材料的同时，提升涂料的耐低温性能，稀土丁异戊橡胶、炭黑和白炭黑三者配合的结构稳定。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (5)

1.一种橡胶沥青非固化涂料，其特征在于，其组分按质量百分数计包括沥青30-45%、橡胶粉16-20%、软化油24-35%、阻燃剂2-4份、稀土丁异戊橡胶2-20%和填料6-15%；

所述填料按质量百分数计包括炭黑60-80%和白炭黑20-40%；

所述沥青按质量百分数计包括90#重交沥青30-40%和110#重交沥青60-70%；

所述软化油按质量百分数计包括聚异戊二烯5-10%和碳五萜烯树脂90-95%；

所述组分包括抗老化剂1-10%，所述抗老化剂按质量百分数计包括有机改性蒙脱土85-90%、二苯胺5-10%和二氢喹啉5-10%。

2.一种根据权利要求1所述的橡胶沥青非固化涂料的制备方法，其特征在于，其包括将橡胶沥青非固化涂料的组分加热搅拌后制得。

3.根据权利要求2所述的橡胶沥青非固化涂料的制备方法，其特征在于，先将所述沥青和所述软化油混合，搅拌加热至150-160℃；接着加入所述橡胶粉，继续搅拌加热至170-180℃，保温1-2h；接着加入所述稀土丁异戊橡胶和所述填料的混合物，搅拌0.5-1h后，加入所述阻燃剂和所述抗老化剂。

4.根据权利要求3所述的橡胶沥青非固化涂料的制备方法，其特征在于，所述稀土丁异戊橡胶和所述填料的混合物是通过先将所述稀土丁异戊橡胶加热至80-100℃后加入所述填料，以2-5℃/min的加热速度搅拌加热至200-220℃，随后以8-12℃/min的降温速度搅拌降温至120-140℃，保温备用。

5.根据权利要求4所述的橡胶沥青非固化涂料的制备方法，其特征在于，所述填料按质量百分数计包括炭黑60-80%和白炭黑20-40%，所述炭黑在升温过程中加入，所述白炭黑在降温过程中加入。