CN112159625B - 可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料及其制作方法 - Google Patents

可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料及其制作方法,是属于沥青防水涂料技术领域。所述无烟非固化橡胶沥青防水涂料包括如下重量百分比的原料：25～40％的石油沥青、15～35％的油料、5～12％的橡胶改性剂、2～10％的高温改性剂、2～5％的松香树脂、10～35％的填料；其中，所述填料为铝酸酯改性重质碳酸钙。本发明降低了产品粘度，实现低温施工，使得施工时无烟产生，安全节能环保；还能增加产品的粘接强度，提高产品的耐老化性。

Description

可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料及其制作方法
技术领域
本发明涉及沥青防水涂料技术领域，具体是一种可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料及其制作方法。
背景技术
非固化橡胶沥青防水涂料是以橡胶、沥青、软化油为主要组份，加入温控剂与填料混合制成的在使用年限内保持粘性膏状体的防水涂料；这种涂料能够一直保持粘稠胶质状态，没有形成涂膜，能封闭基层裂缝和毛细孔，因此能够适应复杂的施工作业面；且其与空气接触后长期不固化，始终保持黏稠胶质的特性，自愈能力强、碰触即粘、难以剥离，在-20℃仍具有良好的粘结性能。对于基层开裂应力传递给防水层造成的防水层断裂、挠曲疲劳或处于高应力状态下的提前老化等问题，非固化橡胶沥青防水涂料均能够很好的解决。同时，其蠕变性和黏滞性使其能够很好地封闭基层的毛细孔和裂缝，解决了防水层的窜水难题，使防水可靠性得到大幅度提高；还能解决现有防水卷材和防水涂料复合使用时的相容性问题。
铝酸酯偶联剂是在二十世纪八十年代末研制出来的新型偶联剂,与其它偶联剂(如钛酸酯、硼酸酯等)相比，经铝酸酯偶联剂活化改性处理后的无机粉体，除质量稳定外，还具有色浅、无毒、味小及对PVC的协同热稳定性和润滑性，适用范围广，无须稀释剂，使用方便，价格低廉。
公布号为CN108084881的中国发明专利公开了一种潮湿地面用非固化橡胶沥青防水涂料，该发明添加钛酸酯偶联剂、抗老化剂、石油树脂、氧化钙等制备得到了一种可以在潮湿地面施工的新型环保、高固含量的热熔型沥青防水涂料，但是该涂料由两种组分组成，施工较麻烦。公布号为CN109468068的中国发明专利公开了一种环保型低温喷涂非固化沥青防水涂料，该发明通过硅烷偶联剂和/或钛酸偶联剂与纳米气相二氧化硅反应制备成改性纳米气相二氧化硅，添加至其他基础成分中得到低温施工的非固化沥青防水涂料。目前未见有添加铝酸酯偶联剂改性制备非固化沥青防水涂料的。因此现需研究一种可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料及其制作方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料及其制作方法，降低了产品粘度，实现低温施工，使得施工时无烟产生，安全节能环保；还能增加产品的粘接强度，提高产品的耐老化性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料，包括如下重量百分比的原料：25～40％的石油沥青、15～35％的油料、5～12％的橡胶改性剂、2～10％的高温改性剂、2～5％的松香树脂、10～35％的填料；其中，所述填料为铝酸酯改性重质碳酸钙。
进一步地，所述可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料，包括如下重量百分比的原料：30～35％的石油沥青、20～25％的油料、6～8％的橡胶改性剂、7～8％的高温改性剂、2～3％的松香树脂、25～30％的填料；其中，所述填料为铝酸酯改性重质碳酸钙。
进一步地，所述铝酸酯改性重质碳酸钙中，重质碳酸钙与铝酸酯偶联剂的质量比为50～ 100:1。将重质碳酸钙在65-90℃下搅拌，按配比加入铝酸酯偶联剂，继续搅拌30-60min，冷却后得到铝酸酯改性重质碳酸钙。
进一步地，所述石油沥青的针入度为150～250、软化点20～40℃、延度为20cm以上；所述橡胶改性剂为SBS、SIS、SBR粉末任一种或多种组合；所述高温改性剂为聚乙烯蜡、APAO、 SASOBIT沥青添加剂中的一种或多种组合。
进一步地，所述橡胶改性剂为SBS、SIS、SBR粉末按照质量比为1～2:3～4:1的组合。
进一步地，所述高温改性剂为聚乙烯蜡、APAO、SASOBIT沥青添加剂按照质量比为1～ 5:1～2:1的组合。
进一步地，所述油料为环烷油和/或芳烃油。
进一步地，所述油料为环烷油、芳烃油按照质量比为1～2:1～4的组合。
本发明提供所述可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料的制作方法，首先按照重量百分数称取原料，然后将石油沥青、松香树脂和油料放入配料罐中加热，再依次加入橡胶改性剂、高温改性剂、填料，加热并搅拌。
进一步地，具体是将所述石油沥青、松香树脂和油料按配比打到配料罐中加热到130～ 150℃，再加入橡胶改性剂，升温至155～165℃，搅拌溶胀时间50～60分钟；然后加入高温改性剂，温度保持在155～165℃，溶胀30～35分钟；经过胶体研磨后加入填料，温度保持在120～130℃，搅拌40～60分钟即可。
本发明所用原料：石油沥青、重质碳酸钙、铝酸酯偶联剂、SBS(热塑性丁苯橡胶)、SIS (苯乙烯-异戊二稀-苯乙烯嵌段共聚物)、SBR粉末(丁苯橡胶)、聚乙烯蜡、APAO(聚烯烃)、 SASOBIT沥青添加剂、松香树脂、环烷油、芳烃油均购自国内外化工原料公司。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明在制备无烟非固化橡胶沥青涂料的过程中，降低了产品粘度，实现低温施工，使得施工时无烟产生，安全节能环保；还能增加产品的粘接强度，提高产品的耐老化性；且本发明的沥青涂料使用时可实现喷涂温度低于130℃、刮涂温度低于80℃，既缩短了加热时间，提高了工作效率，又使施工温度更低，有助于减少沥青涂料的高温老化，进而延长使用寿命，实现节能环保的目的。
2.本发明所用的填料为铝酸酯改性重质碳酸钙，是利用铝酸酯偶联剂改性重质碳酸钙，能够降低了沥青涂料产品的黏度，实现低温施工，使得施工时无烟产生，安全节能环保；使用的铝酸酯偶联剂为固体蜡状浅白色固体，常用的硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂为液体状，相比之下，固体蜡状材料更易计量添加，且经铝酸酯偶联剂改性后的重质碳酸钙色浅、无毒、味小，且无需稀释剂，使用方便；铝酸酯偶联剂既有与无机材料起物理或化学作用的基团，又有能与聚合物起物理或化学作用的基团，重质碳酸钙表面经铝酸酯偶联剂改性后有利于其在反应体系中分散，降低产品的黏度，有利于低温施工；同时，铝酸酯偶联剂的亲有机端与松香树脂形成缠结结构，增加了重质碳酸钙与松香树脂的界面相容性，增加产品的粘接强度，提高产品的耐老化性。
3.本发明所用的松香树脂可提高沥青涂料的韧性、粘接强度、耐低温性，增加了非固化橡胶沥青涂料的粘接强度、增强蠕变效果、改善蠕变性能；本发明所述石油沥青的黏度适中，能够满足非固化橡胶沥青涂料的性能要求，同时成本较低；本发明所述橡胶改性剂为SBS、 SIS、SBR粉末任一种或多种组合，能够提高互粘性，改善制品的低温性能和冲击强度，改进石油沥青的耐候性和耐负载性能；所述高温改性剂为聚乙烯蜡、APAO、SASOBIT沥青添加剂；能够提高产品的内部润滑性，在常温下抗湿性能好可以改善材料的加工性能、相容性和粘弹性，提高沥青的高温性能，降低感温性，并保持低温性能不变，提高沥青混合料的施工和易性。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但不作为是对本发明的限制。
一、制备填料，即铝酸酯改性重质碳酸钙(以下实施例1-3中所述份数均为重量份数)
实施例1
将50份重质碳酸钙在75℃下搅拌，加入1份铝酸酯偶联剂，继续搅拌30-60min，冷却后得到铝酸酯改性重质碳酸钙。
实施例2
将75份重质碳酸钙在85℃下搅拌，加入1份铝酸酯偶联剂，继续搅拌30-60min，冷却后得到铝酸酯改性重质碳酸钙。
实施例3
将100份重质碳酸钙在80℃下搅拌，加入1份铝酸酯偶联剂，继续搅拌30-60min，冷却后得到铝酸酯改性重质碳酸钙。
二、活化率的测定
称取5g实施例1-3所述的铝酸酯改性重质碳酸钙，其质量记为m，置于250mL分液漏斗中，加200mL水，振摇5min，然后置于漏斗架上，静置30min，待明显分层后，一次性将下沉碳酸钙放入预先在干燥至恒重的坩埚式过滤器中，抽滤除去水，移入恒温箱内，干燥至恒重。以质量百分数表示活化率，记为AD，具体计算为：AD＝(1-(m2-m1)/m)×100％，其中：m2为干燥后坩埚和未包覆碳酸钙的质量(g)；m1为坩埚的质量(g)；m为铝酸酯改性重质碳酸钙(g)。测定结果见表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3
活化率(％) 88 90 81
三、制备无烟低温施工的非固化橡胶沥青防水涂料
以下实施例4-10中各原料百分占比如表2所示；表2中所述填料均为铝酸酯改性重质碳酸钙；其中实施例4-6为实施例1制备的填料、实施例7-8为实施例2制备的填料、实施例9-10为实施例3制备的填料。
表2
Figure BDA0002674478390000041
实施例4
一种无烟低温施工的非固化橡胶沥青防水涂料的制作方法包括以下步骤：
1.准备原料；
2.将200#石油沥青、松香树脂、环烷油打到配料罐中加热到135℃，加入SBS1301和SBR 粉末，升温至165℃，搅拌溶胀时间60分钟；
3.加入聚乙烯蜡，温度保持在165℃，搅拌溶胀32分钟；
4.经过胶体研磨后，加入填料，温度保持在120℃，搅拌60分钟。
实施例5
一种无烟低温施工的非固化橡胶沥青防水涂料的制作方法，包括以下步骤：
1.准备原料；
2.将200#石油沥青、松香树脂、环烷油打到配料罐中加热到145℃，加入SBS1301和SBR 粉末，升温至160℃，搅拌溶胀时间60分钟；
3.加入SASOBIT沥青添加剂，温度保持在160℃，搅拌溶胀33分钟；
4.经过胶体研磨后，加入填料，温度保持在130℃，搅拌40分钟。
实施例6
一种无烟低温施工的非固化橡胶沥青防水涂料的制作方法，包括以下步骤：
1.准备原料；
2.将200#石油沥青、松香树脂、芳香油打到配料罐中加热到150℃，加入SBS1301和SBR 粉末，升温至165℃，搅拌溶胀时间40分钟；
3.加入SASOBIT沥青添加剂，温度保持在165℃，搅拌溶胀35分钟；
4.经过胶体研磨后，加入填料，温度保持在125℃，搅拌45分钟。
实施例7
一种无烟低温施工的非固化橡胶沥青防水涂料的制作方法，包括以下步骤：
1.准备原料；
2.将200#石油沥青、松香树脂、芳香油打到配料罐中加热到130℃，加入SBS1301和SBR 粉末，升温至162℃，搅拌溶胀时间30分钟；
3.加入SASOBIT沥青添加剂，温度保持在162℃，搅拌溶胀30分钟；
4.经过胶体研磨后，加入填料，温度保持在120℃，搅拌55分钟。
性能检测验证
将实施例4-7得到的非固化橡胶沥青防水涂料按照JC/T2428-2017《非固化橡胶沥青防水材料》标准进行检测，得到的性能指标如表3所示。
表3非固化橡胶沥青防水材料性能指标
Figure BDA0002674478390000061
由表3的检测数据可见，本发明实施例4-7的无烟非固化橡胶沥青防水涂料的黏度较低，平均值低于800，具有良好的施工性；且各项参数均符合标准要求，其中的低温柔性、热老化后低温柔性和热老化后延伸性参数远好于标准要求，能够在更低温度下呈现较好的柔性、不易断裂，同时在热老化后也有较好的柔性和延展性，说明本发明的产品无论在高温或是低温下均有较好的性质。
实施例8
一种无烟低温施工的非固化橡胶沥青防水涂料的制作方法，包括以下步骤：
1.准备原料；
2.将200#石油沥青、松香树脂、环烷油、芳烃油打到配料罐中加热到145℃，加入SBS1301 和SIS，升温至157℃，搅拌溶胀时间50分钟；
3.加入聚乙烯蜡、APAO、SASOBIT沥青添加剂，温度保持在157℃，搅拌溶胀33分钟；
4.经过胶体研磨后，加入填料，温度保持在130℃，搅拌50分钟。
将所得产物按照JC/T2428-2017《非固化橡胶沥青防水材料》进行检测，均符合各项指标， 130℃黏度为703mpa.s。
实施例9
一种无烟低温施工的非固化橡胶沥青防水涂料的制作方法，包括以下步骤：
1.准备原料；
2.将200#石油沥青、松香树脂、环烷油、芳烃油打到配料罐中加热到140℃，加入SBS501、 SBR粉末、SIS，升温至160℃，搅拌溶胀时间40分钟；
3.加入聚乙烯蜡、SASOBIT沥青添加剂、APAO，温度保持在160℃，搅拌溶胀30分钟；
4.经过胶体研磨后，加入填料，温度保持在125℃，搅拌40分钟。
将所得产物按照JC/T2428-2017《非固化橡胶沥青防水材料》进行检测，均符合各项指标， 130℃黏度为736mpa.s。
实施例10
一种无烟低温施工的非固化橡胶沥青防水涂料的制作方法，包括以下步骤：
1.准备原料；
2.将200#石油沥青、松香树脂、环烷油、芳烃油打到配料罐中加热到150℃，加入SBS501、 SBR粉末、SIS，升温至160℃，搅拌溶胀时间50分钟；
3.加入APAO，温度保持在160℃，搅拌溶胀35分钟；
4.经过胶体研磨后，加入填料，温度保持在125℃，搅拌55分钟。
将所得产物按照JC/T2428-2017《非固化橡胶沥青防水材料》进行检测，均符合各项指标， 130℃黏度为791mpa.s。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，由如下重量百分比的原料组成：25～40%的石油沥青、15～35%的油料、5～12%的橡胶改性剂、2～10%的高温改性剂、2～5%的松香树脂、10～35%的填料；其中，所述填料为铝酸酯改性重质碳酸钙；所述铝酸酯改性重质碳酸钙中，重质碳酸钙与铝酸酯偶联剂的质量比为50～100:1；所述橡胶改性剂为SBS、SIS、SBR粉末按照质量比为1～2:3～4:1的组合；所述高温改性剂为聚乙烯蜡、APAO、SASOBIT沥青添加剂按照质量比为1～5:1～2:1的组合；所述石油沥青的针入度为150～250、软化点20～40℃、延度为20cm以上。
2.根据权利要求1所述可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，由如下重量百分比的原料组成：30～35%的石油沥青、20～25%的油料、6～8%的橡胶改性剂、7～8%的高温改性剂、2～3%的松香树脂、25～30%的填料；其中，所述填料为铝酸酯改性重质碳酸钙。
3.根据权利要求1所述可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述油料为环烷油和/或芳烃油。
4.根据权利要求1所述可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述油料为环烷油、芳烃油按照质量比为1～2:1～4的组合。
5.一种如权利要求1-4任一项所述可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料的制作方法，其特征在于，首先按照重量百分数称取原料，然后将石油沥青、松香树脂和油料放入配料罐中加热，再依次加入橡胶改性剂、高温改性剂、填料，加热并搅拌。
6.根据权利要求5所述可低温施工的无烟非固化橡胶沥青防水涂料的制作方法，其特征在于，具体是将所述石油沥青、松香树脂和油料按配比打到配料罐中加热到130～150℃，再加入橡胶改性剂，升温至155～165℃，搅拌溶胀时间50～60分钟；然后加入高温改性剂，温度保持在155～165℃，溶胀30～35分钟；经过胶体研磨后加入填料，温度保持在120～130℃，搅拌40～60分钟即可。
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