CN111117488A - 一种改性乳化沥青防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性乳化沥青防水涂料及其制备方法，以所述改性乳化沥青防水涂料的总重量计，该改性乳化沥青防水涂料包括：沥青(40‑50)wt％、水(22‑35)wt％、阳离子乳化剂(0.1‑0.2)wt％、SBS胶乳(15‑20)wt％、氯丁胶乳(5‑10)wt％、钛酸酯偶联剂(0.8‑1.3)wt％和稳定剂(0.05‑0.1)wt％。本发明的改性乳化沥青防水涂料能够与沥青卷材配套施工，具有粘结强度高、高温低温耐受性强、可冷施工等特性。

Description

一种改性乳化沥青防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于防水涂料技术领域，更具体地，涉及一种改性乳化沥青防水涂料及其制备方法。
背景技术
水乳型沥青防水涂料是建筑防水行业常用的一种环保型沥青基防水涂料，广泛应用于屋面、地下室、隧道、路桥涵洞、车库顶板、工程地基等防水部位。其优点是：无需热熔即可冷施工，施工工艺简单方便，成膜过程靠水分挥发和乳液颗粒融合完成，可常温施工，节省能源，施工时无有机溶剂逸出，环境污染小，工程造价相对低廉，防水性能优异等。
现今，全世界能源、资源紧缺、环境污染形势日趋严峻，水乳型沥青防水涂料是与沥青卷材配套施工的首选建筑防水涂料，其应用前景越来越广阔。
目前市场上生产的改性乳化沥青防水涂料产品的生产工艺主要为：采用固体SBS对高温沥青进行改性，通过胶体磨反复剪切制得SBS改性沥青，然后与乳化剂水溶液共同通过乳化沥青胶体磨；此种生产方式制备的SBS改性沥青的乳化难度较大，需要采用高掺量的沥青乳化剂进行乳化，生产成本很高。同时，利用单一改性剂SBS生产的改性乳化沥青防水涂料还存在产品与基层粘结性差的问题。
综上，目前国内市场生产的改性乳化沥青防水涂料产品，普遍存在改性剂添加工艺复杂、产品粘结性差等缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种改性乳化沥青防水涂料及其制备方法，使得制备的
为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种改性乳化沥青防水涂料，＝以所述改性乳化沥青防水涂料的总重量计，该改性乳化沥青防水涂料包括：沥青(40-50)wt％、水(22-35)wt％、阳离子乳化剂(0.1-0.2)wt％、SBS胶乳(15-20)wt％、氯丁胶乳(5-10)wt％、钛酸酯偶联剂(0.8-1.3)wt％和稳定剂(0.05-0.1)wt％。
本发明的另一方面提供上述改性乳化沥青防水涂料的制备方法，该制备方法包括：
(1)将沥青加热至熔融态，得到熔融沥青；
(2)将水加热，然后加入阳离子乳化剂和SBS胶乳，搅拌混合均匀，再加入氯丁胶乳和钛酸酯偶联剂，搅拌混合均匀，得到第二皂液；
(3)将所述熔融沥青和所述第二皂液在胶体磨中进行剪切、乳化，得到改性乳化沥青；
(4)将所述改性乳化沥青与稳定剂混合均匀，得到所述改性乳化沥青防水涂料。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)本发明的改性乳化沥青防水涂料能够与沥青卷材配套施工，具有粘结强度高、高温低温耐受性强、可冷施工等特性。
(2)本发明制得的产品具有(1.0～1.2)MPa的粘结强度，能够实现与混凝土基层的强力粘结。材料自身为沥青基，与沥青卷材配套施工时，能够实现与沥青卷材的有效粘结，特别适用于立墙施工的卷材粘结配套施工，并进一步提高防水层的防水效果。
(3)本发明生产工艺简单，储存稳定性良好；本发明以SBS胶乳作为主要改性剂，可与沥青、乳化剂水溶液共同通过胶体磨进行剪切乳化，生产工艺简单，成品的5d储存稳定性可比非SBS胶乳体系提升(0.8～1.5)％。
(4)本发明能够进行冷施工，更环保；本发明制得的产品为单组分液态产品，能够在常温下进行施工、无需加热，施工方式可以采用辊涂或喷涂。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的一方面提供一种改性乳化沥青防水涂料，以所述改性乳化沥青防水涂料的总重量计，该改性乳化沥青防水涂料包括：沥青(40-50)wt％、水(22-35)wt％、阳离子乳化剂(0.1-0.2)wt％、SBS胶乳(15-20)wt％、氯丁胶乳(5-10)wt％、钛酸酯偶联剂(0.8-1.3)wt％和稳定剂(0.05-0.1)wt％。
本发明采用的沥青改性剂为膏状的SBS胶乳，该SBS胶乳通过特殊工艺制备而成，其中的SBS颗粒分散均匀、颗粒间没有聚集现象，是一种储存稳定性良好的改性胶乳，可加入到乳化剂水溶液中，与沥青一起通过胶体磨进行剪切乳化。
本发明采用SBS胶乳(添加量超过15％)为主要改性剂、氯丁胶乳(CRL胶乳，添加量低于10％)为辅助改性剂，对沥青进行改性，提高产品的粘结、高温、低温等性能。其中，SBS胶乳、氯丁胶乳(CRL胶乳)两种改性剂之间通过钛酸酯偶联剂进行烯烃偶联，形成空间结构更加稳定的胶乳混合液，降低了SBS胶乳与沥青微粒碰撞、形成颗粒或沉淀的概率，从而提升了改性乳化沥青产品的储存稳定性；同时，SBS胶乳与CRL胶乳偶联之后，两种胶乳的最高添加量可达到30％，使得制备的改性乳化沥青产品在粘结性、高温、低温等技术指标方面性能更优，最终提升了与沥青卷材和混凝土基层的粘结强度。
根据本发明，优选地，所述SBS胶乳由如下方法制得：
(1)将SBS与有机溶剂混合均匀，然后加入乳化剂，混合均匀，得到第一皂液；
(2)去除所述第一皂液中的所述有机溶剂，得到所述SBS胶乳。
根据本发明，优选地，所述步骤(2)为：将所述第一皂液利用HPLC色谱仪进行分离以去除所述有机溶剂，得到所述SBS胶乳。
根据本发明，优选地，所述有机溶剂为二甲苯、140#溶剂油和150#溶剂油中的至少一种；
所述乳化剂为铵类乳化剂，所述铵类乳化剂优选为十六烷基三甲基氯化铵；
所述SBS与所述乳化剂的质量比为(16-50):1；
所述SBS与所述有机溶剂的质量比为(2-5):3。
根据本发明，优选地，所述氯丁胶乳为CRL50LK。所述氯丁胶乳CRL50LK优选购自重庆长寿捷圆化工有限公司。
根据本发明，优选地，所述钛酸酯偶联剂为PN-102、PN-105、PN-130、PN-311和PN-401中的至少一种；所述PN-102、PN-105、PN-130、PN-311和PN-401均优选购自南京品宁偶联剂有限公司。
根据本发明，优选地，所述阳离子乳化剂由如下方法制得：将烷基胺类阳离子乳化剂和PH调节剂混合均匀，得到所述阳离子乳化剂；所述阳离子乳化剂的PH值为2-5。
本发明中，烷基胺类阳离子乳化剂和PH调节剂在常温下进行混合，例如在20-30℃下进行混合；利用PH调节剂控制所得的阳离子乳化剂的PH值为2-5；所述PH调节剂为本领域任何常规的PH调节剂，例如为质量浓度为36％的浓盐酸。
本发明中，所述烷基胺类阳离子乳化剂优选为N-牛脂烷基三丙基四胺。
根据本发明，优选地，所述沥青为70#道路石油沥青和/或90#道路石油沥青；
所述稳定剂为羟乙基纤维素和/或氯化钙；
所述水为去离子水。
本发明的另一方面提供上述改性乳化沥青防水涂料的制备方法，该制备方法包括：
(1)将沥青加热至熔融态，得到熔融沥青；
(2)将水加热，然后加入阳离子乳化剂和SBS胶乳，搅拌混合均匀，再加入氯丁胶乳和钛酸酯偶联剂，搅拌混合均匀，得到第二皂液；
(3)将所述熔融沥青和所述第二皂液在胶体磨中进行剪切、乳化，得到改性乳化沥青；
(4)将所述改性乳化沥青与稳定剂混合均匀，得到所述改性乳化沥青防水涂料。
本发明是利用酸性的烷基胺类阳离子乳化剂、SBS胶乳、氯丁胶乳、钛酸酯偶联剂和水混合配制第二皂液，然后与熔融状态下的沥青共同通过胶体磨进行剪切乳化，制得改性乳化沥青；最后加入稳定剂，经机械搅拌形成储存稳定性良好的改性乳化沥青防水涂料。
本发明中，第二皂液为溶解状态均匀的混合溶液。
根据本发明，优选地，步骤(1)中，所述加热为加热至(130-134)℃；
步骤(2)中，将水加热至(50-55)℃。
以下通过实施例进一步说明本发明：
以下各实施例和对比例所用的阳离子乳化剂由如下方法制得：将烷基胺类阳离子乳化剂和PH调节剂混合均匀，得到所述阳离子乳化剂；所述阳离子乳化剂的PH值为2.5；其中，所述烷基胺类阳离子乳化剂为N-牛脂烷基三丙基四胺，购自山东邦化油脂化学有限公司，牌号为BH-Z2，所述PH调节剂为质量浓度为36％的浓盐酸。
以下各实施例和对比例所用的SBS购自湖南岳阳巴陵石化有限公司，牌号为4402-1；氯丁胶乳CRL50LK购自重庆长寿捷圆化工有限公司；钛酸酯偶联剂PN-102、PN-105和PN-130均购自南京品宁偶联剂有限公司；羟乙基纤维素购自润宏化工有限公司，牌号为QP3000H。
实施例1
本实施例提供一种改性乳化沥青防水涂料，以所述改性乳化沥青防水涂料的总重量计，该改性乳化沥青防水涂料包括如下组分：沥青45wt％、水34.05wt％、阳离子乳化剂0.1wt％、SBS胶乳15wt％、氯丁胶乳5wt％、钛酸酯偶联剂0.8wt％和稳定剂0.05wt％；其中，SBS胶乳由如下方法制得：(1)将SBS与有机溶剂混合均匀，然后加入乳化剂，混合搅拌1小时，得到第一皂液；(2)将所述第一皂液利用HPLC色谱仪进行分离以去除所述有机溶剂，得到所述SBS胶乳；其中，所述有机溶剂为二甲苯；所述乳化剂为铵类乳化剂，所述铵类乳化剂为十六烷基三甲基氯化铵；所述SBS与所述乳化剂的质量比为50:1；所述SBS与所述有机溶剂的质量比为2:3；所述氯丁胶乳为CRL50LK；所述钛酸酯偶联剂为PN-102；所述沥青为70#道路石油沥青；所述稳定剂为羟乙基纤维素。
具体制备方法如下：
1)在反应容器1中加入沥青，加热升温到132℃，得到熔融沥青。
2)在反应容器2中加入水，加热升温至53℃，然后加入阳离子乳化剂、SBS胶乳，搅拌1小时，再加入CRL胶乳和钛酸酯偶联剂，搅拌半小时，得到第二皂液。
3)将反应容器1中熔融状态的沥青与反应容器2中的第二皂液，通过胶体磨进行剪切、乳化，制得改性乳化沥青，降温冷却至25℃，转入反应容器3备用。
4)向反应容器3中加入稳定剂，搅拌1小时，出料即得改性乳化沥青防水涂料。
实施例2
本实施例提供一种改性乳化沥青防水涂料，以所述改性乳化沥青防水涂料的总重量计，该改性乳化沥青防水涂料包括如下组分：沥青50wt％、水22.43wt％、阳离子乳化剂0.2wt％、SBS胶乳18wt％、氯丁胶乳8wt％、钛酸酯偶联剂1.3wt％和稳定剂0.07wt％。其中，SBS胶乳由如下方法制得：(1)将SBS与有机溶剂混合均匀，然后加入乳化剂，混合搅拌1小时，得到第一皂液；(2)将所述第一皂液利用HPLC色谱仪进行分离以去除所述有机溶剂，得到所述SBS胶乳；其中，所述有机溶剂为140#溶剂油；所述乳化剂为铵类乳化剂，所述铵类乳化剂为十六烷基三甲基氯化铵；所述SBS与所述乳化剂的质量比为50:1；所述SBS与所述有机溶剂的质量比为2:3；所述氯丁胶乳为CP143；所述钛酸酯偶联剂为PN-105；所述沥青为90#道路石油沥青；所述稳定剂为氯化钙；
本实施例的具体制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例提供一种改性乳化沥青防水涂料，以所述改性乳化沥青防水涂料的总重量计，该改性乳化沥青防水涂料包括如下组分：沥青40wt％、水28.8wt％、阳离子乳化剂0.1wt％、SBS胶乳20wt％、氯丁胶乳10wt％、钛酸酯偶联剂1wt％和稳定剂0.1wt％。其中，SBS胶乳由如下方法制得：(1)将SBS与有机溶剂混合均匀，然后加入乳化剂，混合搅拌1小时，得到第一皂液；(2)将所述第一皂液利用HPLC色谱仪进行分离以去除所述有机溶剂，得到所述SBS胶乳；其中，所述有机溶剂为150#溶剂；所述乳化剂为铵类乳化剂，所述铵类乳化剂为十六烷基三甲基氯化铵；所述SBS与所述乳化剂的质量比为17:1；所述SBS与所述有机溶剂的质量比为5:3；所述氯丁胶乳为CP149；所述钛酸酯偶联剂为PN-130；所述沥青为90#道路石油沥青；所述稳定剂为羟乙基纤维素；
本实施例的具体制备方法同实施例1。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅为去除5wt％的氯丁胶乳，并将SBS胶乳的含量调整为20wt％，其他各组分含量和制备方法均同实施例1。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅为去除15wt％的SBS胶乳，并将氯丁胶乳的含量调整为20wt％，其他各组分含量和制备方法均同实施例1。
测试例
按照JC/T408-2005标准和标准号为T 0655-1993的乳化沥青储存稳定性试验方法对以上实施例和对比例进行性能测试，具体测试结果见表1；其中，表1中的“5d储存稳定性”指标依据标准T 0655-1993，其数值越小，说明产品的储存稳定性越好。
表1本发明各实施例和对比例性能测试结果
Figure BDA0002347624310000081
Figure BDA0002347624310000091
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种改性乳化沥青防水涂料，其特征在于，以所述改性乳化沥青防水涂料的总重量计，该改性乳化沥青防水涂料包括：沥青(40-50)wt％、水(22-35)wt％、阳离子乳化剂(0.1-0.2)wt％、SBS胶乳(15-20)wt％、氯丁胶乳(5-10)wt％、钛酸酯偶联剂(0.8-1.3)wt％和稳定剂(0.05-0.1)wt％。
2.根据权利要求1所述的改性乳化沥青防水涂料，其中，所述SBS胶乳由如下方法制得：
(1)将SBS与有机溶剂混合均匀，然后加入乳化剂，混合均匀，得到第一皂液；
(2)去除所述第一皂液中的所述有机溶剂，得到所述SBS胶乳。
3.根据权利要求2所述的改性乳化沥青防水涂料，其中，所述步骤(2)为：将所述第一皂液利用HPLC色谱仪进行分离以去除所述有机溶剂，得到所述SBS胶乳。
4.根据权利要求2或3所述的改性乳化沥青防水涂料，其中，所述有机溶剂为二甲苯、140#溶剂油和150#溶剂油中的至少一种；
所述乳化剂为铵类乳化剂，所述铵类乳化剂优选为十六烷基三甲基氯化铵；
所述SBS与所述乳化剂的质量比为(16-50):1；
所述SBS与所述有机溶剂的质量比为(2-5):3。
5.根据权利要求1所述的改性乳化沥青防水涂料，其中，所述氯丁胶乳为CRL50LK。
6.根据权利要求1所述的改性乳化沥青防水涂料，其中，所述钛酸酯偶联剂为PN-102、PN-105、PN-130、PN-311和PN-401中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的改性乳化沥青防水涂料，其中，所述阳离子乳化剂由如下方法制得：将烷基胺类阳离子乳化剂和PH调节剂混合均匀，得到所述阳离子乳化剂；所述阳离子乳化剂的PH值为2-5。
8.根据权利要求1所述的改性乳化沥青防水涂料，其中，所述沥青为70#道路石油沥青和/或90#道路石油沥青；
所述稳定剂为羟乙基纤维素和/或氯化钙；
所述水为去离子水。
9.权利要求1-8中任意一项所述的改性乳化沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
(1)将沥青加热至熔融态，得到熔融沥青；
(2)将水加热，然后加入阳离子乳化剂和SBS胶乳，搅拌混合均匀，再加入氯丁胶乳和钛酸酯偶联剂，搅拌混合均匀，得到第二皂液；
(3)将所述熔融沥青和所述第二皂液在胶体磨中进行剪切、乳化，得到改性乳化沥青；
(4)将所述改性乳化沥青与稳定剂混合均匀，得到所述改性乳化沥青防水涂料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述加热为加热至(130-134)℃；
步骤(2)中，将水加热至(50-55)℃。
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