CN109456605A - 一种复合改性防水卷材用沥青材料及其制备方法 - Google Patents

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张新星
柏子胜
曹杰
古小兵
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Sichuan Zhongyu Rubber And Plastic New Material Technology Co Ltd
Sichuan University
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Abstract

本发明提供了一种复合改性的防水卷材用沥青材料及其制备方法，包括石墨烯微片、橡胶胶乳、废胶粉、基质沥青。将石墨烯微片与橡胶胶乳共混，随后超声分散，共混乳液体系与废胶粉高速搅拌，制备的石墨烯改性力学增强的废胶粉烘干，将基质沥青熔融，加入石墨烯改性的力学增强废胶粉，用高速剪切乳化机搅拌均匀。本方法制备的防水卷材用沥青材料中，橡胶胶乳能够对石墨烯微片起到良好的稳定分散作用，有效的解决石墨烯微片易团聚，与基质沥青相容性差的问题，从而有效提高沥青防水卷材的力学强度。同时，橡胶胶乳具有增强废胶粉与基质沥青相容性的作用，能有效防止沥青中填料的离析。

Description

一种复合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，具体涉及一种复合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，尤其是汽车工业的高速发展，固废轮胎的回收利用成为亟需解决的重大环保问题。将加工获得的废胶粉掺入沥青中用于制备橡胶沥青防水卷材是变废为宝的一条有效的解决途径。橡胶沥青防水卷材具有如下特征：良好的自愈性、良好的粘接性、抗老化性、经济性、环保性等。
但是目前，橡胶沥青防水卷材的力学性能普遍较低，无法满足长时间的实际应用需求，这一方面是由于废胶粉与沥青的界面结合相互作用较弱，导致二者相容性较差，另一方面是由于沥青和废胶粉的导热性能较差，在长时间高达180℃加热温度的过程中热量无法均匀有效传递，导致熔体内热较高，加快橡胶沥青的热老化，与基层发生分离，最终导致漏水。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足，提供一种复合改性防水卷材用沥青材料及其制备方法，利用石墨烯微片、橡胶胶乳作为提高橡胶沥青力学性能的填料。经橡胶胶乳分散的石墨烯微片能够均匀吸附在胶乳颗粒表面，使其能够在与沥青混合的过程中，均匀分散在熔融沥青当中，提高了其与基质沥青的相容性，且由于胶乳颗粒对石墨烯微片具有锚定作用，使石墨烯微片不会发生离析，有效提高材料的力学性能。
此外，橡胶胶乳能够作为废胶粉与沥青二者间的外掺剂，替代传统的芳香烃轻质油，增强废胶粉与沥青之间的相容性。这是因为含有这些胶乳粒子的废胶粉更容易在高温熔融沥青中溶胀并分散到沥青中。
本发明的目的采用以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数：
基质沥青可根据具体使用要求确定，如70号沥青，90号沥青等。
废胶粉主要来源是废轮胎，废胶粉目数为20～100目。
石墨烯微片为碳层数多于10层、微片厚度在10-100nm范围的纳米微片。
橡胶胶乳为天然胶乳、环氧天然胶乳、丁苯胶乳、顺丁胶乳、丁基胶乳、丁腈胶乳中至少一种。
一种复合改性防水卷材用沥青材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石墨烯微片和橡胶胶乳按比例共混，先搅拌10min，随后超声10～20min；
(2)将石墨烯/胶乳混合乳液与废胶粉按比例共混，用高速搅拌机搅拌10～20min直至混合均匀，然后在60℃下烘干12h，得到改性橡胶粉；
(3)将基质沥青熔融，脱水后缓慢升温并保持在150～160℃；
(4)将步骤(2)的改性废胶粉与熔融基质沥青按比例混合，温度保持在150～180℃，用高速剪切乳化机在3500～5000r/min下剪切20～60min，冷却后即得力学增强防水卷材用沥青材料。
本发明具有如下优点：
本方法制备的防水卷材用沥青材料，橡胶胶乳能够对石墨烯微片起到良好的稳定分散作用，有效的解决了石墨烯微片易于团聚，与基质沥青相容性差的问题。同时，橡胶胶乳具有增强废胶粉与基质沥青相容性和稳定性的作用，能有效防止沥青中石墨烯填料的离析，得到的改性沥青防水卷材的抗拉强度明显提高，且具有良好的导热性能，使用寿命长；并且制备工艺简单，成本较低。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。
实施例1：
称取基质沥青AH-70 100份，60目废胶粉15份，石墨烯微片5份，天然胶乳10份。
实施例2：
称取基质沥青AH-70 100份，60目废胶粉30份，石墨烯微片9份，天然胶乳20份。
实施例3：
称取基质沥青AH-70 100份，100目废胶粉25份，石墨烯微片3份，天然胶乳15份。
实施例4：
称取基质沥青AH-70 100份，20目废胶粉20份，石墨烯微片5份，天然胶乳15份。
上述实施例1-4中复合改性防水卷材用沥青材料的制备方法如下：
首先将石墨烯微片与天然胶乳共混，先搅拌10min，随后超声10min。接着将石墨烯/天然胶乳混合乳液与废胶粉混合，在高速搅拌机中搅拌10min，搅拌结束后在60℃下烘干12h。将基质沥青熔融至160℃，并加入烘干后的改性废胶粉，用高速剪切乳化机在4000r/min下剪切30min，使胶粉在沥青中充分溶胀，冷却后既得力学增强的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：
表1防水卷材用沥青材料经加工得到的防水卷材性能

Claims (6)

1.一种复合改性防水卷材用沥青材料，其特征在于，由以下物料按重量份制成：
2.如权利要求1所述的一种复合改性防水卷材用沥青材料，其特征在于：所述的基质沥青为70号或者90号沥青。
3.如权利要求1所述的一种复合改性防水卷材用沥青材料，其特征在于：所述的废胶粉目数为20～100目。
4.如权利要求1所述的一种复合改性防水卷材用沥青材料，其特征在于：所述的石墨烯微片为纳米微片，碳层数多于10层，微片厚度在10-100nm。
5.如权利要求1所述的一种复合改性防水卷材用沥青材料，其特征在于：所述的橡胶胶乳为天然胶乳、环氧天然胶乳、丁苯胶乳、顺丁胶乳、丁基胶乳、丁腈胶乳中的至少一种。
6.如权利要求1到5任一项所述的一种复合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)将石墨烯微片和橡胶胶乳按比例共混，先搅拌10min，随后超声10～20min；
(2)将石墨烯/胶乳混合乳液与废胶粉按比例共混，用高速搅拌机搅拌10～20min直至混合均匀，然后在60℃下烘干12h，得到改性橡胶粉；
(3)将基质沥青熔融，脱水后缓慢升温并保持在150～160℃；
(4)将步骤(2)的改性废胶粉与熔融基质沥青按比例混合，温度保持在150～180℃，用高速剪切乳化机在3500～5000r/min下剪切20～60min，冷却后即得力学增强的防水卷材用沥青材料。
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