CN110229535B - 一种多孔硅胶复合改性橡胶沥青的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一种多孔硅胶复合改性橡胶沥青的制备方法，是由原料基质沥青、多孔硅胶、丁苯橡胶、芳烃油、增粘剂、偶联剂和交联剂按一定配比制备而成：首先将丁苯橡胶放入粉碎机中粉碎30～45min，得到丁苯橡胶粉；将基质沥青和芳烃油搅拌加热升温至170～180℃，加入丁苯橡胶粉、交联剂，以1000rpm‑1200rpm的速度剪切搅拌30～40 min，发育15～20min，制得结合料；保持温度170～180℃，再将多孔硅胶、偶联剂、增粘剂加入到结合料中，以同样的转速搅拌至多孔硅胶完全融合，发育40～60min后，得到多孔硅胶复合改性沥青防水粘结材料。本发明充分利用了所用原料的不同特性，全面改善了沥青作为防水材料的各项性能。

Description

一种多孔硅胶复合改性橡胶沥青的制备方法
技术领域
本发明涉及道路施工材料，尤其是涉及一种作为桥面铺装的多孔硅胶复合改性沥青材料。
背景技术
防水粘结层是水泥混凝土桥梁桥面铺装的重要组成部分，位于桥面板与沥青铺装层中间，起到将两种结构层进行可靠连接使其形成整体结构的作用，是铺装体系中的关键层位之一。
现有的沥青防水粘结层材料主要包括橡胶沥青等，通常情况下，胶粉对沥青的改性以物理改性为主,几乎不发生化学反应, 胶粉在沥青改性过程中只是吸收沥青的轻组分发生部分溶解和体积上的溶胀,与沥青的其他组分相互作用,从而形成部分相容体系,以改善沥青性能，所以橡胶粉与沥青充分吸收混溶是改性沥青的前提条件。目前常用的橡胶粉主要为SBS、SBR等，存在的主要问题是橡胶粉与沥青的溶胀性能不甚理想，对沥青的性能改善极其有限。
如何能更好的改善胶粉自身性能，使橡胶粉与沥青能充分吸收溶胀，发挥最大效率改善沥青性能，满足橡胶沥青作为防水粘结材料的实际需求是业界技术人员不断努力的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多孔硅胶复合改性沥青材料，以满足橡胶沥青作为防水粘结材料所需的高低温性、粘结性、不透水性等特性。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的一种多孔硅胶复合改性橡胶沥青的制备方法，是由原料基质沥青、多孔硅胶、丁苯橡胶、芳烃油、增粘剂、偶联剂和交联剂按下述重量份配比和方法制备而成：
配比：基质沥青100份，多孔硅胶 10～20份，丁苯橡胶 5～10份，芳烃油10～15份，增粘剂5～10份，偶联剂2～4份，交联剂1～2份；
制备方法：
第一步，将丁苯橡胶放入粉碎机中粉碎30～45min，得到丁苯橡胶粉；
第二步，将基质沥青和芳烃油搅拌加热升温至170～180℃；
第三步，在第二步制得的溶液中加入丁苯橡胶粉、交联剂，以1000rpm-1200rpm的速度剪切搅拌30～40 min，发育15～20min，制得结合料；
第四步，保持温度170～180℃，再将多孔硅胶、偶联剂、增粘剂加入到结合料中，以同样的转速搅拌至多孔硅胶完全融合，发育40～60min后，得到多孔硅胶复合改性沥青防水粘结材料。
所述多孔硅胶的细度为400～600目。多孔硅胶的主要成分为二氧化硅，具有开放的多孔结构，平均孔距 2.0～3.0nm，比表面 650～800m2/g，孔容0.35～0.4mL/g。
所述芳烃油为闪点≥200℃的透明芳烃油，加热无刺激性气味。
所述增粘剂可采用石油树脂、液体古马隆、萜稀树脂、松香树脂中的一种。
所述偶联剂为硅烷偶联剂，可采用KH550、KH560、KH570、KH580中的任意一种。
所述交联剂为马来酸酐 。
本发明的优点在于充分利用了所用原料的不同特性，全面改善了沥青作为防水材料的各项性能。具体来说：
多孔硅胶与沥青之间只是简单的物理混溶，基本没有发生化学反应，以粒径的形式分布于沥青中形成镶嵌结构。但由于多孔硅胶开放的多孔结构具有极强的吸附性能，对沥青中的轻组分具有更强的吸收能力，能充分与沥青溶胀，故较好地解决了丁苯橡胶对沥青吸收能力不足的缺陷。
由于多孔硅胶具有强大的吸附性能，使沥青中的轻组分相对减少，并且较大分子量的橡胶进一步阻碍了沥青的流动，极大程度上提高了沥青的高温性能。丁苯橡胶的增韧增塑作用又降低了沥青材料的脆性，使其抗变形能力得到显著增强，低温性能明显提高。
多孔硅胶同时还能提高其他材料的抗老化性能，将其作为改性剂可大幅提高沥青的耐久性能。同时，多孔硅胶还具有优良的弹性、撕裂强度等性能，与丁苯橡胶全面综合，很好的改善了沥青高低温、回弹、耐久性能等。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做更加详细的说明，以便于本领域技术人员的理解。如无特殊说明，本发明所用的原料均为市售产品。
实施例1 制备作为水泥混凝土桥梁桥面铺装防水粘结层用多孔硅胶复合改性沥青
1、备料：基质沥青100份，多孔硅胶 15份，丁苯橡胶 8份，芳烃油12份，增粘剂8份，偶联剂3份，交联剂1份；
2、制备步骤：
第一步，将丁苯橡胶放入粉碎机中粉碎30～45min，制得丁苯橡胶粉（400～600目）；
第二步，将基质沥青和芳烃油放入搅拌机中,搅拌加热升温至170～180℃；
第三步，加入丁苯橡胶粉、交联剂，以1000rpm-1200rpm的速度剪切搅拌30～40min，发育15～20min，制得结合料；
第四步，保持温度在170～180℃，最后将多孔硅胶、偶联剂、增粘剂加入到结合料中，以同样的转速搅拌至多孔硅胶完全融合，发育40～60min，即得到多孔硅胶复合改性沥青。
实施例2 制备普通橡胶改性沥青作为对比
1、备料：基质沥青100份，二氧化硅 15份，丁苯橡胶 8份，芳烃油12份，增粘剂8份，偶联剂3份，交联剂1份；
2、步骤：
第一步，将丁苯橡胶放入粉碎机中粉碎30～45min，制得丁苯橡胶粉（400～600目）；
第二步，将基质沥青和芳烃油放入搅拌机中，搅拌加热升温至170～180℃；
第三步，加入丁苯橡胶粉、交联剂，以1000rpm-1200rpm的速度剪切搅拌30～40min，发育15～20min，制得结合料；
第四步，保持温度在170～180℃，最后将二氧化硅、偶联剂、增粘剂加入到结合料中，以同样的转速搅拌至多孔硅胶完全融合，发育40～60min，即得到普通橡胶改性沥青。
实施例3 本发明复合改性沥青的性能效果试验
按照《弹性体改性沥青防水卷材》（GB 18242-2000）、《建筑防水涂料试验方法》（GBT 16777-2008）和《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中试验方法，测试实施例1和实施例2中改性沥青的性能效果，试验结果如下表所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从上表中试验结果可以看出，本发明制备的多孔硅胶复合改性沥青防水粘结材料的各项指标远远高于施工技术规范的技术要求；本发明所用原料中采用多孔硅胶可使沥青防水粘胶材料的热老化等性能得到显著增强。

Claims (4)

1.一种多孔硅胶复合改性橡胶沥青的制备方法，其特征在于：是由原料基质沥青、多孔硅胶、丁苯橡胶、芳烃油、增粘剂、偶联剂和交联剂按下述重量份配比和方法制备而成：
配比：
基质沥青100份，多孔硅胶 10～20份，丁苯橡胶 5～10份，芳烃油10～15份，增粘剂5～10份，偶联剂2～4份，交联剂1～2份；其中多孔硅胶的细度为400～600目，多孔硅胶的主要成分为二氧化硅，具有开放的多孔结构，平均孔距 2.0～3.0nm，比表面 650～800m2/g，孔容0.35～0.4mL/g ；所述芳烃油的闪点≥200℃；
制备方法：
第一步，将丁苯橡胶放入粉碎机中粉碎30～45min，得到丁苯橡胶粉；
第二步，将基质沥青和芳烃油搅拌加热升温至170～180℃；
第三步，在第二步制得的溶液中加入丁苯橡胶粉、交联剂，以1000rpm-1200rpm的速度剪切搅拌30～40 min，发育15～20min，制得结合料；
第四步，保持温度170～180℃，再将多孔硅胶、偶联剂、增粘剂加入到结合料中，以同样的转速搅拌至多孔硅胶完全融合，发育40～60min后，得到多孔硅胶复合改性沥青防水粘结材料。
2.根据权利要求1所述的一种多孔硅胶复合改性橡胶沥青的制备方法，其特征在于：所述增粘剂为石油树脂、液体古马隆、萜稀树脂、松香树脂中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种多孔硅胶复合改性橡胶沥青的制备方法，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂 KH550、KH560、KH570、KH580中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种多孔硅胶复合改性橡胶沥青的制备方法，其特征在于：所述交联剂为马来酸酐。
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