CN113717687B - 环保型改性沥青自粘涂盖料组合物、环保型改性沥青自粘涂盖料及其制备方法和应用 - Google Patents

环保型改性沥青自粘涂盖料组合物、环保型改性沥青自粘涂盖料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑防水材料领域，公开了环保型改性沥青自粘涂盖料组合物、环保型改性沥青自粘涂盖料及其制备方法和应用。该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分：复配沥青、聚合物改性剂、增粘剂、交联剂、改性剂、填料，所述复配沥青为含量重量比为1：0.5‑1的重质生物油与石油沥青的组合，且所述复配沥青在25℃下的针入度为100‑130/0.1mm，软化点为45‑55℃。采用本发明提供的组合物制备得到的自粘涂盖料不仅能够极大地节约成本，同时还具有绿色环保的优点。并且，采用前述自粘涂盖料制备得到的沥青防水卷材具有良好的粘接能力，且耐老化性能优异。

Description

环保型改性沥青自粘涂盖料组合物、环保型改性沥青自粘涂 盖料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及建筑防水材料领域，具体地，涉及环保型改性沥青自粘涂盖料组合物、环保型改性沥青自粘涂盖料及其制备方法和应用。
背景技术
现用沥青防水材料都是以石油沥青为主要原材料，石油沥青来源于原油加工炼制，由于不可再生石油资源的日渐枯竭，国际形势的变动等，必然使得石油沥青日趋紧俏，也使得沥青价格一直偏高，这将严重制约我国建筑防水材料行业的可持续发展。
此外，从环保方面考虑，改性石油沥青生产过程中会产生一些有害气体污染物，造成环境污染，影响人体健康。
同时，现有的沥青防水材料普遍使用的原材料如废机油、再生胶粉等，均给环境带来很大污染。
CN109971192A公开了一种自粘改性沥青涂盖料及其制备方法和改性沥青防水卷材。该自粘改性沥青涂盖料包括：高标号石油沥青20-70重量份、高分子改性剂5-30重量份、橡胶粉5-30重量份、填料5-40重量份、生物沥青5-50重量份；所述高标号石油沥青选自标号为110-200#的石油沥青中的至少一种；所述生物沥青的来源为植物资源。其虽然能够显著提高低温下的初粘力与常温下的初粘力；能够明显提升自粘沥青防水卷材的粘接性能等，但是其仍然使用再生橡胶粉进行沥青改性，不环保的同时耐老化性能会较差。
因此，寻求一种可以替代传统沥青防水材料的可再生或可反复利用且环保的资源迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是在保证沥青防水卷材性能的前提下，提供一种可再生、环保的沥青防水材料。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种环保型改性沥青自粘涂盖料组合物，该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分：
复配沥青、聚合物改性剂、增粘剂、交联剂、改性剂、填料，
所述复配沥青为含量重量比为1：0.5-1的重质生物油与石油沥青的组合，且所述复配沥青在25℃下的针入度为100-130/0.1mm，软化点为45-55℃；
所述石油沥青选自90#沥青、70#沥青中的至少一种；
以所述组合物的总重量为基准，所述复配沥青的含量为50-70wt％，所述聚合物改性剂的含量为5-15wt％，所述增粘剂的含量为2-5wt％，所述交联剂的含量为0.5-2wt％，所述改性剂的含量为4-6wt％，所述填料的含量为 10-25wt％。
本发明的第二方面提供一种制备环保型改性沥青自粘涂盖料的方法，该方法包括：将前述第一方面中所述的环保型改性沥青自粘涂盖料组合物中的各组分进行混合；将各组分进行混合的步骤包括：
(1)将复配沥青、改性剂进行第一混合，得到第一混合物；
(2)将所述第一混合物与组分A进行第二混合，得到第二混合物；所述组分A中含有交联剂；
(3)将所述第二混合物与组分B进行第三混合，得到第三混合物；所述组分B中含有聚合物改性剂、增粘剂；
(4)将所述第三混合物与组分C进行第四混合，得到所述环保型改性沥青自粘涂盖料；所述组分C中含有填料。
本发明的第三方面提供一种由前述第二方面中所述的方法制备得到的环保型改性沥青自粘涂盖料。
本发明的第四方面提供一种前述第三方面中所述的环保型改性沥青自粘涂盖料在防水卷材中的应用。
本发明采用含量重量比为1：0.5-1的重质生物油与石油沥青的组合，同时要求，复配沥青在25℃下的针入度为100-130/0.1mm，软化点为45-55℃，并辅以一定重量配比的聚合物改性剂、增粘剂、交联剂等，提供了具有良好加工性能的组合物。
采用本发明提供的组合物制备得到的自粘涂盖料不仅能够极大地节约成本，同时还具有绿色环保的优点。并且，采用前述自粘涂盖料制备得到的沥青防水卷材具有良好的粘接能力强，且耐老化性能优异。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体优势。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种环保型改性沥青自粘涂盖料组合物，该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分：
复配沥青、聚合物改性剂、增粘剂、交联剂、改性剂、填料，
所述复配沥青为含量重量比为1：0.5-1的重质生物油与石油沥青的组合，且所述复配沥青在25℃下的针入度为100-130/0.1mm，软化点为45-55℃；
所述石油沥青选自90#沥青、70#沥青中的至少一种；
以所述组合物的总重量为基准，所述复配沥青的含量为50-70wt％，所述聚合物改性剂的含量为5-15wt％，所述增粘剂的含量为2-5wt％，所述交联剂的含量为0.5-2wt％，所述改性剂的含量为4-6wt％，所述填料的含量为 10-25wt％。
优选地，所述聚合物改性剂为含量重量比为1.0-2.0：1的环氧化SBS(以下记为SBS)与极性化SIS(以下记为SIS)的组合。本发明的发明人发现，该优选情况下，该自粘涂盖料制备得到的防水卷材具有更好的粘接性能。
所述环氧化SBS是指将SBS嵌段共聚物通过化学改性引入环氧化极性基团，所述极性化SIS是指将SIS嵌段共聚物接枝极性基团。极性基团的引入能够使得聚合物改性剂与复配沥青通过化学共价和物理吸附形成更加稳定的网络结构，具有更加优异的耐老化性能。
优选情况下，所述极性化SIS的极性基团为羟基，所述环氧化SBS中的环氧基含量为3-6wt％。
优选地，所述增粘剂为橡胶含量为80-95wt％的丁苯橡胶。
优选地，所述交联剂为聚辛烯。
优选地，所述改性剂为低温改性剂，所述低温改性剂选自植物油中的至少一种。更加优选地，所述低温改性剂为环氧大豆油。本发明的发明人发现，该优选情况下，该自粘涂盖料制备得到的防水卷材具有更好的粘接性能。
优选地，所述填料选自重质碳酸钙、滑石粉、轻质碳酸钙、煅烧高岭土中的至少一种。
需要说明的是，本发明对制备环保型改性沥青自粘涂盖料的方法没有特别地限制，本领域技术人员可以根据本领域内已知的技术手段进行选择。但是，为了使采用本发明的自粘涂盖料制备得到的防水卷材具有更好的粘接性能，如前所述，本发明的第二方面提供了一种制备环保型改性沥青自粘涂盖料的方法，该方法包括：将前述第一方面中所述的环保型改性沥青自粘涂盖料组合物中的各组分进行混合；将各组分进行混合的步骤包括：
(1)将复配沥青、改性剂进行第一混合，得到第一混合物；
(2)将所述第一混合物与组分A进行第二混合，得到第二混合物；所述组分A中含有交联剂；
(3)将所述第二混合物与组分B进行第三混合，得到第三混合物；所述组分B中含有聚合物改性剂、增粘剂；
(4)将所述第三混合物与组分C进行第四混合，得到所述环保型改性沥青自粘涂盖料；所述组分C中含有填料。
本发明的第二方面涉及的各个组分的用量、种类与本发明的第一方面所述的相应组分的含量、种类相同，在此不再赘述，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
根据一种优选的实施方式，在步骤(1)中，所述第一混合的条件至少满足：在搅拌下进行，且搅拌的转速为200-400rpm，温度为130-140℃，时间为15-20min。
更加优选地，在步骤(1)中，所述第一混合的条件至少满足：在搅拌下进行，且搅拌的转速为300-400rpm，温度为130-140℃，时间为15-20min。
根据另一种优选的实施方式，在步骤(2)中，所述第二混合的条件至少满足：在搅拌下进行，且搅拌的转速为400-600rpm，温度为130-140℃，时间为10-15min。
更加优选地，在步骤(2)中，所述第二混合的条件至少满足：在搅拌下进行，且搅拌的转速为400-500rpm，温度为130-140℃，时间为10-15min。
优选地，在步骤(3)中，所述第三混合的条件至少满足：在搅拌下进行，且搅拌的转速为600-1200rpm，温度为170-180℃，时间为3-4h。
优选地，在步骤(4)中，所述第四混合的条件至少满足：在搅拌下进行，且搅拌的转速为800-1000rpm，温度为150-160℃，时间为35-55min。
如前所述，本发明的第三方面提供了一种由前述第二方面中所述的方法制备得到的环保型改性沥青自粘涂盖料。
如前所述，本发明的第四方面提供了一种前述第三方面中所述的环保型改性沥青自粘涂盖料在防水卷材中的应用。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均为市售品。
复配沥青：
复配沥青I：重质生物油与石油沥青的含量比为1：1，石油沥青为70# 沥青；复配沥青25℃下的针入度为110/0.1mm，软化点为53℃，购自中石化公司。
复配沥青II：重质生物油与石油沥青的含量比为1：0.7，石油沥青为70# 沥青；复配沥青25℃下的针入度为120/0.1mm，软化点为50℃，购自中石化公司。
复配沥青III：重质生物油与石油沥青的含量比为1：0.4，石油沥青为 90#沥青；复配沥青25℃下的针入度为100/0.1mm，软化点为55℃，购自中石化公司。
复配沥青IV：重质生物油与石油沥青的含量比为1：0.9，石油沥青为 90#沥青；复配沥青25℃下的针入度为140/0.1mm，软化点为41℃，购自兰州石化公司。
聚合物改性剂：
极性化SIS：牌号SIS1105-OH，购自岳阳石化公司。
环氧化SBS：牌号ESBSYH792，环氧基含量为3wt％，购自岳阳石化公司。
增粘剂：
丁苯橡胶：橡胶含量为95wt％，购自山东显元公司。
交联剂：
聚辛烯：牌号9500，购自德国赢创公司。
助剂：
环氧大豆油：牌号ESO-KLO3，购自山东凯联化工公司。
58#基础油：购自中海南联公司。
填料：
重质碳酸钙：平均粒径200目，购自上海凯茵化工公司。
实施例1
本实施例用于说明本发明所述的环保型改性沥青自粘涂盖料组合物按照表1中的配方和工艺参数，并按如下所述的方法制备环保型改性沥青自粘涂盖料。
所述环保型改性沥青自粘涂盖料的制备方法包括以下步骤：
(1)将复配沥青、改性剂在130℃条件下以400rpm的转速搅拌15min，得到第一混合物；
(2)将所述第一混合物与交联剂在130℃条件下以500rpm的转速搅拌 10min，得到第二混合物；
(3)将所述第二混合物与聚合物改性剂、增粘剂在170℃条件下以 600rpm的转速搅拌15min后，再以1200rpm的转速搅拌3h，得到第三混合物；
(4)将所述第三混合物与填料在160℃条件下以800rpm的转速搅拌 35min，得到环保型改性沥青自粘涂盖料T1。
实施例2
本实施例采用与实施例1相同的流程进行，不同的是，本实施例中：
所采用的环保型改性沥青自粘涂盖料组合物配方和工艺参数不同，具体参见表1中。
制备得到环保型改性沥青自粘涂盖料T2。
实施例3
本实施例采用与实施例1相似的配方和方法制备环保型改性沥青自粘涂盖料，所不同的是：聚合物改性剂的用量为9g，SIS和SBS含量重量比为1： 3.5，制备得到环保型改性沥青自粘涂盖料T3，具体参见表1。
实施例4
本实施例采用与实施例1相似的配方和方法制备环保型改性沥青自粘涂盖料，所不同的是：将环氧大豆油等重量替换为58#基础油，制备得到环保型改性沥青自粘涂盖料T4，具体参见表1。
对比例1
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备环保型改性沥青自粘涂盖料，所不同的是：将复配沥青I等重量替换为复配沥青III，制备得到环保型改性沥青自粘涂盖料DT1，具体参见表1。
对比例2
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备环保型改性沥青自粘涂盖料，所不同的是：将复配沥青I等重量替换为复配沥青IV，制备得到环保型改性沥青自粘涂盖料DT2，具体参见表1。
对比例3
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备环保型改性沥青自粘涂盖料，所不同的是：聚辛烯的用量为3g，制备得到环保型改性沥青自粘涂盖料DT3，具体参见表1。
对比例4
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备环保型改性沥青自粘涂盖料，所不同的是：重质碳酸钙的用量为30g，制备得到环保型改性沥青自粘涂盖料DT4，具体参见表1。
表1
Figure BDA0003254022810000091
Figure BDA0003254022810000101
注：第三混合中的转速600/1200表示先600rpm搅拌0.25h，后1200rpm搅拌3h；600/1100表示先600rpm搅拌0.25h，后200rpm搅拌3.25h。
测试例1
将实施例和对比例制备得到的环保型改性沥青自粘涂盖料按照如下标准进行测试，具体测试结果见表2。
1、与水泥剥离强度、热老化处理后与水泥剥离强度、紫外线处理后与水泥剥离强度：参照GB/T 35467-2017进行测试；
2、与铝板剥离强度、热老化处理后与铝板剥离强度、户外暴晒15天后与铝板剥离强度：参照GB 23441-2009进行测试。
表2
Figure BDA0003254022810000102
Figure BDA0003254022810000111
通过表2的结果可以看出，采用本发明提供的组合物制备得到的自粘涂盖料应用于防水卷材与水泥/铝板具有较高的剥离强度，且热老化处理、紫外线处理以及户外暴晒后与水泥/铝板仍然具有较高的剥离强度。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种环保型改性沥青自粘涂盖料组合物，其特征在于，该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分：
复配沥青、聚合物改性剂、增粘剂、交联剂、改性剂、填料，
所述复配沥青为含量重量比为1：0.5-1的重质生物油与石油沥青的组合，且所述复配沥青在25℃下的针入度为100-130/0.1mm，软化点为45-55℃；
所述石油沥青选自90#沥青、70#沥青中的至少一种；
以所述组合物的总重量为基准，所述复配沥青的含量为50-70wt％，所述聚合物改性剂的含量为5-15wt％，所述增粘剂的含量为2-5wt％，所述交联剂的含量为0.5-2wt％，所述改性剂的含量为4-6wt％，所述填料的含量为10-25wt％。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚合物改性剂为含量重量比为1.0-2.0：1的环氧化SBS与极性化SIS的组合；和/或，
所述环氧化SBS中的环氧基含量为3-6wt％，所述极性化SIS的极性基团为羟基；和/或，
所述增粘剂为橡胶含量为80-95wt％的丁苯橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述交联剂为聚辛烯；和/或，
所述改性剂选自植物油中的至少一种；和/或，
所述填料选自重质碳酸钙、滑石粉、轻质碳酸钙、煅烧高岭土中的至少一种。
4.一种制备环保型改性沥青自粘涂盖料的方法，其特征在于，该方法包括：将权利要求1-3中任意一项所述的环保型改性沥青自粘涂盖料组合物中的各组分进行混合；将各组分进行混合的步骤包括：
(1)将复配沥青、改性剂进行第一混合，得到第一混合物；
(2)将所述第一混合物与组分A进行第二混合，得到第二混合物；所述组分A中含有交联剂；
(3)将所述第二混合物与组分B进行第三混合，得到第三混合物；所述组分B中含有聚合物改性剂、增粘剂；
(4)将所述第三混合物与组分C进行第四混合，得到所述环保型改性沥青自粘涂盖料；所述组分C中含有填料。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述第一混合的条件至少满足：在搅拌下进行，且搅拌的转速为200-400rpm，温度为130-140℃，时间为15-20min。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述第二混合的条件至少满足：在搅拌下进行，且搅拌的转速为400-600rpm，温度为130-140℃，时间为10-15min。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述第三混合的条件至少满足：在搅拌下进行，且搅拌的转速为600-1200rpm，温度为170-180℃，时间为3-4h。
8.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述第四混合的条件至少满足：在搅拌下进行，且搅拌的转速为800-1000rpm，温度为150-160℃，时间为35-55min。
9.由权利要求4-8中任意一项所述的方法制备得到的环保型改性沥青自粘涂盖料。
10.权利要求9所述的环保型改性沥青自粘涂盖料在防水卷材中的应用。
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