CN110042670A - 一种高效环保胶粉改性沥青防水卷材及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效环保胶粉改性沥青防水卷材及制备方法。将34‑54份基质沥青和1.5‑15份软化油混合搅拌均匀，升温到150‑170℃，开始加入10‑15份废橡胶粉和0.01‑0.3份活化剂，升温并维持温度170‑180℃，转速20‑200r/min条件下，发育60min‑80min后，加入4‑15份废橡胶粉，搅拌发育10min‑20min，经过胶体磨剪切研磨1道，加入15‑30份填料，搅拌发育30‑60min，即得改性沥青涂盖料。将制得的改性沥青涂盖料通过涂覆、覆面工艺后冷却收卷制得胶粉改性沥青防水卷材。本发明旨在通过加入活化剂而大幅调整配料阶段各工艺参数，不仅可缩短工艺时间，降低工艺温度、搅拌速度，而且制得的产品各项性能指标更好，储存稳定性及应用性能优良。是一种高效节能环保的产品。

Description

一种高效环保胶粉改性沥青防水卷材及制备方法
技术领域
本发明涉及一种胶粉改性沥青防水卷材及制备方法，属于防水卷材技术领域。
背景技术
随着社会的发展，人们的防范意识越来越高，对住宅、基建、公共场地设施等的防水效果关注越来越高。随之而来的，对防水材料性能的要求也越来越高。目前市面上主要防水材料有沥青防水卷材，防水涂料，高分子防水材料，而沥青防水卷材占比达到60％以上，仍然占据大部分市场份额。但是沥青作为沥青防水卷材的主体材料，存在高温流淌、低温脆裂的问题，防水企业通过在沥青中加入各类改性剂，软化剂，补强剂调节其性能，使之可以满足不同环境的使用需求。而石油大量开采使用，主要改性剂SBS使用范围广，防水行业资源越来越紧张。
而胶粉资源丰富，价格低廉，加工工艺简单，使用胶粉改性沥青制作防水卷材，不但可以提高沥青的弹性，增加卷材的高低温性能，还能实现资源再利用，不会造成大量“黑色污染”。因此胶粉改性沥青防水卷材越来越受到防水企业的广泛关注。
目前，由于废橡胶粉与沥青相容性差，严重制约了胶粉改性沥青防水卷材的发展。在废橡胶粉改性沥青过程中，胶粉通过吸收沥青中的轻组分溶胀，但是胶粒仍然以细小颗粒分散在沥青体系中，不能形成连续的网状结构。且胶粉的溶胀需要在高温(190-220℃)条件下，发育长达3-10h，这一过程会产生大量烟气，对环境及操作人员身体健康造成极其恶劣的影响。
针对存在问题各行各业技术人员对其进行了深入研究，主要通过对废橡胶粉进行处理，来达到更易溶胀的目的。虽然利用胶粉活化、脱硫等方法在一定程度下改善了相容性和稳定性的问题，取得了一定效果，但是仍存在工艺复杂，生产周期长，设备投资大等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中不足，提供一种低温性能优良，储存稳定性好，使用性能优良，工艺简单，生产高效节能环保，低投入的胶粉改性沥青防水卷材。
为了实现上述目的，本发明提供的高效环保胶粉改性沥青防水卷材由基质沥青、软化油、废橡胶粉、活化剂、填料制成改性沥青涂盖料，其步骤为：
(1)改性沥青涂盖料的制备：将34-54份基质沥青和1.5-15份软化油混合搅拌均匀，升温到150-170℃，开始加入10-15份废橡胶粉和0.01-0.3份活化剂，升温并维持温度170-180℃，转速20-200r/min条件下，发育60min-80min后，加入4-15份废橡胶粉，搅拌发育10min-20min，经过胶体磨剪切研磨1道，加入15-30份填料，搅拌发育30-60min后制成；
(2)胶粉改性沥青防水卷材的制备：将步骤(1)制得的改性沥青涂盖料，通过涂覆工艺，涂覆与高强度聚酯胎基上，待温度降低到150～160℃时，表面覆隔离材料，然后经冷却和纠偏，表面温度降低到40℃以下时收卷。
上述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其中，步骤(1)中各组分含量优选基质沥青45-52份、软化油5-10份、废橡胶粉15-25份、活化剂0.01-0.15份和填料18-25份。更优选基质沥青46-50份、软化油7.5-8.5份、废橡胶粉15-25份、活化剂0.02-0.08份和填料21-24份。
上述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其中，步骤(1)中所述基质沥青为直馏沥青、氧化沥青和调和沥青中的一种或多种混合物；针入度范围20-100dmm，软化点范围40-60℃。
上述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其中，步骤(1)中所述软化油为芳烃油、烷烃油和环烷油中的一种或多种。
上述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其中，步骤(1)中所述废橡胶粉为目前市场上可购得的各类轮胎胶，目数要求40-80目。
上述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其中，步骤(1)中所述活化剂为为含有橡胶活化剂、橡胶再生剂、橡胶还原剂和橡胶脱硫剂中的一种或多种混合物。
上述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其中，所述各助剂主要成分包括2,4,6-三叔丁基苯酚、2,2-二硫化双6-叔丁基对苯酚、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二氯化二硫和二苯基二硫中的一种或多种。
上述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其中，步骤(1)中所述填料为重质碳酸钙、粉煤灰、高岭土、蒙脱土和滑石粉中的一种或多种。
上述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其中，步骤(2)中，所述涂覆工艺过程温度控制在165℃±5℃，所述胎基为长纤聚酯胎基，所述覆面材料为PE膜、沙子和片岩中的一种或多种。
本发明的有益功效在于：
(1)本发明方法加入活化剂后使废橡胶粉与沥青有良好的相容性，通过高温剪切作用，活化剂可在短时间内与沥青中油分等轻组分聚合生成高活性自由基，然后在一定温度、机械搅拌外力和时间的作用下与废橡胶粉进行反应，加速废橡胶粉表面-S键断裂，生成小分子链段，活性自由基与断裂-S键及小分子链段结合，防止其再聚合，加速废橡胶粉的溶胀速率。因自由基同时与沥青组分及胶粉链段结合，形成连续稳定的网状结构，使其性能更加稳定优良。
(2)相较传统胶粉改性沥青防水卷材生产工艺温度200℃以上，本发明的方法只需最高温度170-180℃即可完成全部生产过程。大幅降低能耗，减少高温烟气排放，降低环保压力
(3)本发明方法搅拌速度只需在20-200转/min即可达到生产要求，设备要求低，设备损耗低，降低成本投入及增加设备使用年限。
(4)本发明方法工艺简单，在原有工艺基础上，在投入胶粉时同步加入活化剂即可，操作简单可控。
(5)本发明方法工艺耗时短，传统工艺胶粉需高温或高速搅拌溶胀3h以上，而使用本发明方法只需低温低速搅拌溶胀1-1.5h即可达到同等甚至更好的效果。
具体实施方式
以下通过实施例来具体说明本发明的实施方案，但是本发明并不限定于这些特定的实施例。其中除非特定指明外，本发明的百分含量和含量比例均以质量计。
各实施例中所使用原料：
基质沥青：中海沥青股份有限公司70#沥青，25℃针入度为76dmm，软化点为45.7℃，10℃延度为84.6。
废橡胶粉：汉中市中汇橡胶科技有限公司，规格为40目和60目。
基础油：河南洛阳佳晟油品有限公司61#基础油。
橡胶活化剂：河北瑞威科技有限公司RV橡胶再生剂填料RV.S橡胶脱硫剂；安徽金马橡胶助剂有限公司420橡胶脱硫剂；安徽锐达科技橡胶科技有限公司480橡胶活化剂；江苏中宏环保科技股份有限公司560橡胶再生剂
对比例1(未加活化剂的胶粉改性沥青防水卷材)
将49.5份基质沥青和8份基础油，打入发育罐内混合后升温到160℃，边搅拌升温边加入28.5份废橡胶粉,升温到200-205℃后，保持转速500r/min，搅拌4h。使用胶体磨研磨两道，然后加入14份滑石粉，搅拌0.5h，即得改性沥青料，通过涂油、覆膜、冷却和收卷制得成品。
实施例1
将48份基质沥青和8份基础油，打入发育罐内混合后升温到160℃，边搅拌升温边加入28份废橡胶粉和0.2份RV橡胶再生剂,升温到175℃-180℃后，保持转速50r/min，搅拌1h。使用胶体磨研磨一道，然后加入16份滑石粉，搅拌0.5h，即得改性沥青料，通过涂油、覆膜、冷却和收卷制得成品。
实施例2
将48份基质沥青和8份基础油，打入发育罐内混合后升温到160℃，边搅拌升温边加入28份废橡胶粉和0.08RV橡胶再生剂,升温到175℃-180℃后，保持转速200r/min，搅拌1.5h。使用胶体磨研磨一道，然后加入16份滑石粉，搅拌0.5h，即得改性沥青料，通过涂油、覆膜、冷却和收卷制得成品。
实施例3
将47.4份基质沥青和6.6份基础油，打入发育罐内混合后升温到160℃，边搅拌升温边加入30份废橡胶粉和0.04份420橡胶脱硫剂,升温到175℃-180℃后，保持转速100r/min，搅拌1h。使用胶体磨研磨一道，然后加入16份滑石粉，搅拌0.5h，即得改性沥青料，通过涂油、覆膜、冷却和收卷制得成品。
实施例4
将50份基质沥青和7份基础油，打入发育罐内混合后升温到160℃，边搅拌升温边加入28.5份废橡胶粉和0.06份480橡胶活化剂,升温到175℃-180℃后，保持转速50r/min，搅拌1.5h。使用胶体磨研磨一道，然后加入14.5份滑石粉，搅拌0.5h，即得改性沥青料，通过涂油、覆膜、冷却和收卷制得成品。
实施例5
将46份基质沥青和9份基础油，打入发育罐内混合后升温到160℃，边搅拌升温边加入32份废橡胶粉和0.12份560橡胶再生剂,升温到165℃-170℃后，保持转速100r/min，搅拌1.5h。使用胶体磨研磨一道，然后加入12.88份滑石粉，搅拌0.5h，即得改性沥青料，通过涂油、覆膜、冷却和收卷制得成品。
实施例6
将47.5份基质沥青和8.5份基础油，打入发育罐内混合后升温到160℃，边搅拌升温边加入28.4份废橡胶粉和0.1份RV橡胶再生剂与480橡胶活化剂混合物(2:1),升温到175℃-180℃后，保持转速100r/min，搅拌1.5h。使用胶体磨研磨一道，然后加入15.5份滑石粉，搅拌0.5h，即得改性沥青料，通过涂油、覆膜、冷却和收卷制得成品。
实施例7
将51.4份基质沥青和6.8份基础油，打入发育罐内混合后升温到160℃，边搅拌升温边加入28份废橡胶粉和0.15份RV橡胶再生剂与560橡胶再生剂混合物(3:1),升温到175℃-180℃后，保持转速50r/min，搅拌1h。使用胶体磨研磨一道，然后加入13.65份滑石粉，搅拌0.5h，即得改性沥青料，通过涂油、覆膜、冷却和收卷制得成品。
实施例8
将52份基质沥青和4份基础油，打入发育罐内混合后升温到160℃，边搅拌升温边加入29.5份废橡胶粉和0.08份560橡胶再生剂与480橡胶活化剂混合物(1:1),升温到165℃-170℃后，保持转速50r/min，搅拌1h。使用胶体磨研磨一道，然后加入14.42份滑石粉，搅拌0.5h，即得改性沥青料，通过涂油、覆膜、冷却和收卷制得成品。
试验结果如表一，除了不加活化剂的对比例，其他添加活化剂的实施例，其改性沥青料软化点、离析性、地温柔度各项指标均达到JC/T 905-2002《弹性体改性沥青》标准，变现出极佳的稳定性和低温性能。
表一各例改性沥青料基本性能
本发明的胶粉改性沥青防水卷材配料工艺，添加的活化剂，不仅可以有效促进胶粉溶胀，大幅改善工艺和增加稳定性的目的，其卷材的常规性能及耐老化性能也有较大幅度提升。以上各实施例通过车间生产配料，生产出成品取样，分别检测其低温柔性和老化后低温柔性，结果如表二：
通过对其低温柔性及热老化后低温柔性检测，添加活化剂后胶粉改性沥青防水卷材完全满足JC/T 1078-2008《胶粉改性沥青聚酯毡与玻纤网格布增强防水卷材》II型标准要求，而对比例I型标准也无法达标。
对比例2
按表三中配方1精确称量各组分，保持发育温度200-205℃，搅拌速度500r/min条件下，加入胶粉后搅拌4h。通过小型胶体磨研磨2道后添加滑石粉，搅拌均匀后称量其质量损失，制样检测。
实施例9
按表三中配方2精确称量各组分，保持发育温度175-180℃，搅拌速度500r/min条件下，加入胶粉活化剂后搅拌4h。通过小型胶体磨研磨2道后添加滑石粉，搅拌均匀后称量其质量损失，制样检测。
实施例10
按表三中配方2精确称量各组分，保持发育温度200-205℃，搅拌速度50r/min条件下，加入胶粉活化剂后搅拌4h。通过小型胶体磨研磨2道后添加滑石粉，搅拌均匀后称量其质量损失，制样检测。
实施例11
按表三中配方2精确称量各组分，保持发育温度200-205℃，搅拌速度500r/min条件下，加入胶粉活化剂后搅拌1.5h。通过小型胶体磨研磨2道后添加滑石粉，搅拌均匀后称量其质量损失，制样检测。
实施例12
按表三中配方2精确称量各组分，保持发育温度175-180℃，搅拌速度50r/min条件下，加入胶粉活化剂后搅拌1.5h。通过小型胶体磨研磨2道后添加滑石粉，搅拌均匀后称量其质量损失，制样检测。
配方1 配方2
重量份/％ 重量份/％
沥青 52 52
软化油 10 10
胶粉 24 24
活化剂 0 0.05
石粉 14 14
以上各对比例及实施例检测结果如下：
表四：
加入活化剂后，通过对不同工艺条件的改变，不仅可实现其性能的提升，同时其质量损失也明显降低，一方面对产品本身性能稳定性起到良性作用，一方面烟气排放量降低，大大提升生产环保性。
当然，本发明还有很多其他实施例，在不违背本发明原则的基础上，熟悉本行业领域的技术人员可根据本发明作出相应的变形和延伸，但这些改变均属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种高效环保胶粉改性沥青防水卷材及制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）改性沥青涂盖料的制备：将34-54份基质沥青和1.5-15份软化油混合搅拌均匀，升温到150-170℃，开始加入10-15份废橡胶粉和0.01-0.3份活化剂，升温并维持温度170-180℃，转速20-200r/min条件下，发育60min-80min后，加入4-15份废橡胶粉，搅拌发育10min-20min，经过胶体磨剪切研磨1道，加入15-30份填料，搅拌发育30-60min后制成；
（2）胶粉改性沥青防水卷材的制备：将步骤（1）制得的改性沥青涂盖料，通过涂覆工艺，涂覆与高强度聚酯胎基上，待温度降低到150~160℃时，表面覆隔离材料，然后经冷却和纠偏，表面温度降低到40℃以下时收卷。
2.据权利要求1所述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其特征在于，步骤（1）中各组分含量基质沥青45-52份、软化油5-10份、废橡胶粉15-25份、活化剂0.01-0.15份和填料18-25份。
3.根据权利要求1或2所述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述基质沥青为直馏沥青、氧化沥青和调和沥青中的一种或多种混合物；针入度范围20-100dmm，软化点范围40-60℃。
4.根据权利要求1或2所述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述软化油为芳烃油、烷烃油和环烷油中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述废橡胶粉为目前市场上可购得的各类轮胎胶，目数要求40-80目。
6.根据权利要求1或2所述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述活化剂为为含有橡胶活化剂、橡胶再生剂、橡胶还原剂和橡胶脱硫剂中的一种或多种混合物。
7.根据权利要求1、2或6所述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其特征在于，所述各助剂主要成分包括2,4,6-三叔丁基苯酚、2,2-二硫化双6-叔丁基对苯酚、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二氯化二硫和二苯基二硫中的一种或多种。
8.根据权利要求1或2所述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述填料为重质碳酸钙、粉煤灰、高岭土、蒙脱土和滑石粉中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的胶粉改性沥青防水卷材制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述涂覆工艺过程温度控制在165℃±5℃，所述胎基为长纤聚酯胎基，所述覆面材料为PE膜、沙子和片岩中的一种或多种。
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