CN113881340B - 一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料 - Google Patents

一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，包括如下重量份组分：沥青：35‑55份；芳烃油：10‑30份；SBS：2‑8份；SBR：2‑6份；多聚磷酸：0.5‑9份；APAO：0.5‑8份；石墨粉：2‑8份；C5石油树脂：1‑3份；填料：20‑32份。多聚磷酸促进沥青中的胶质像沥青质转化，提高了沥青的高温稳定性，即耐热性。非晶型α‑烯烃共聚物(APAO)，由α‑烯烃聚合得到的无规共聚物，加入后可明显提高改性沥青的塑性和高温性能。石墨粉可以提高整个沥青涂料的导热性。本发明为了提高沥青防水涂料的耐热性，加入了多聚磷酸、APAO和石墨粉，三者相互配合使耐热性提升至105℃，同时对涂料的热熔时间影响不大，且整体成本不高。配方中不添加蜡粉，降低涂料表面开裂的风险。

Description

一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料
技术领域
本发明属于防水卷材技术领域，具体涉及一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料。
背景技术
改性沥青防水卷材大多是以橡胶改性石油沥青作为涂盖层，以聚酯纤维无纺布、黄麻布、玻纤毡等分别制作为胎基，以塑料薄膜为防粘隔离层，经选材、配料、共熔、浸渍、复合成型、卷曲等工序加工制作。改性沥青防水卷材中使用到的改性沥青，其高温性能对蜡粉太过依赖，而蜡粉的大量添加会导致涂料表面开裂，影响外观。大部分的改性沥青实际的耐热性最高90℃，如果在光照强、温度高的施工区域仍不能满足施工需要，同时耐高温性能的提升相对应沥青胶料使用时熔化时间增长。
CN201811204967.6公开了一种涂盖料及其制备方法和改性沥青防水卷材，包括：高标号直馏石油沥青10-50重量份、低标号基质沥青10-50重量份、高分子胶料5-40重量份、橡胶粉胶料5-50重量份、增粘树脂1-20重量份、石墨烯0.0001-0.02重量份、填料5-40重量份。所述增粘树脂选自松香树脂、C5石油树脂、C9石油树脂和苯乙烯系树脂中的至少一种，利用石墨烯的高导热性，使涂盖料加工过程温度更均衡，提高加工效率，并提高热熔施工时的加热效率。上述涂盖料采用石墨烯来提高其导热性，但关于提高改性沥青的耐热性能并没有给出相关的技术方案。
CN202010819562.4公开了一种涂覆沥青，所述涂覆沥青包括如下重量份的组分：氧化沥青 40-80重量份；无机填料 15-40重量份；所述氧化沥青包括60-85重量份的基质沥青、10-25重量份的侧线油以及1-3重量份的催化剂；所述催化剂包括五氧化二磷、三氯化铁或多聚磷酸中的任意一种或至少两种的组合；所述涂覆沥青中还包括塑性体改性剂；所述塑性体改性剂包括APAO、PP、PE或APP中的任意一种或至少两种的组合。上述涂覆沥青具有较好的高低温性能和抗水损性能，而后将涂覆沥青应用于沥青毡中，并对沥青毡包含的各材料的单位面积质量进行控制，使得沥青毡表面平整，厚度均一，在低温下能够保持优良的柔性，在高温下能够保持优良的耐热性。上述涂覆沥青改善了耐热性能，但是也导致了沥青在使用时熔化时间较长，不利于施工应用。
综上，研究一种耐热性好、成本低、熔化时间短的改性沥青防水涂料，具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，耐热性好、成本低、熔化时间短。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，包括如下重量份组分：
沥青：35-55份
芳烃油：10-30份
SBS：2-8份
SBR：2-6份
多聚磷酸：0.5-9份
APAO：0.5-8份
石墨粉：2-8份
C5石油树脂：1-3份
填料：20-32份。
本发明为了提高沥青防水涂料的耐热性即耐高温性能，加入了多聚磷酸、APAO和石墨粉，三者相互配合可明显提高涂料的耐热性，同时对涂料的热熔时间影响不大，且整体成本不高。多聚磷酸对沥青的组分有明显影响，促进沥青中的胶质像沥青质转化，其过程中产生了化学交联反应，提高了沥青的高温稳定性，即耐热性。同时多聚磷酸会与沥青中的小分子反应，改变沥青的组成结构和化学性质，从而改善沥青的力学性能和热稳定性。非晶型α-烯烃共聚物(APAO)，由α-烯烃聚合得到的无规共聚物，具有出色的低温、高温性能，防水性能，抗氧化抗紫外性能，及与有机相良好的混溶性等特性，加入后可明显提高改性沥青的塑性和高温性能。石墨粉可以提高整个沥青涂料的导热性，使沥青涂料热熔时温度均匀，提高加热效率。这三种物质的选择和复配，热熔时间在原配方基础上基本不改变，甚至可以降低热熔时间，且成本也不高。本发明沥青涂料可以不添加蜡粉，降低涂料表面开裂的风险。
在本发明中，优选地，所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，包括如下重量份组分：沥青：35-55份
芳烃油：10-30份
SBS：2-8份
SBR：2-6份
多聚磷酸：0.5-9份
APAO：0.5-8份
石墨粉：2-8份
C5石油树脂：1-3份
蜡粉：0.5-1份
填料：20-32份。
优选地，所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料包括如下重量份组分：
沥青：36份
芳烃油：15份
SBS：3份
SBR：2份
多聚磷酸：5份
APAO：5份
C5石油树脂：1份
石墨粉：8份
填料：25份。
本发明的改性沥青防水涂料的组分含量设置，是发明人经过长期的试验和生产实践总结获得的，组分整体成本低，获得的沥青涂料耐热性好、熔化时间短。
在本发明中，改性沥青防水涂料的各组分可采用本领域的常规产品和型号，本发明对此不作限定。
优选地，所述石墨粉的目数为3000-8000目，使用青岛晨阳石墨有限公司生产的超细石墨粉，提高导热性。
优选地，所述APAO使用辽阳辽化奇达化工有限责任公司生产的APAO，C5石油树脂使用北京华林瑞思科技发展有限公司生产的C5石油树脂，所述多聚磷酸使用川磷化工有限公司生产的115%多聚磷酸；所述填料使用湖州天亿钙业股份有限公司生产的600目滑石粉。
优选地，所述沥青为普通道路沥青，牌号90#；芳烃油选用深圳市宝深石化有限公司生产的60#或安徽东方佳信建材科技有限公司生产的35#中的一种或两种，改善低温性能并提高其他改性剂的溶解性；SBS选用岳阳石化1301，改善高低温性能，增加弹性；SBR选用山东高氏科工贸有限公司生产的95%SBR、92%SBR中的一种或两种，增加涂料内聚力和粘接力；所述蜡粉选用常州可赛成功塑胶材料有限公司生产的可赛602，霍尼韦尔氧化聚乙烯蜡8903中的一种或两种，提高耐热性。
本发明还提供所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1.往容器中先加入芳烃油，再加入SBR，混合均匀；
S2.加入沥青，再加入SBS和蜡粉，混合均匀；
S3.按顺序加入多聚磷酸、APAO，搅拌均匀；
S4.过胶体磨研磨，再加入C5石油树脂，搅拌均匀；
S5.添加石墨粉、填料，搅拌均匀后出料。
优选地，所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1.往容器中先加入芳烃油，12-20Hz搅拌升温至120℃以上，搅拌10-20min；
S2.加入SBR，14-20Hz搅拌升温，当温度升至150～160℃后，搅拌15-25min；在35-50Hz搅拌状态下，搅拌分散20-40min；
S3.加入沥青，升温至160℃～170℃，搅拌15-25min；
S4.加入SBS和蜡粉，35-45Hz搅拌15-25min；
S5.按顺序加入多聚磷酸、APAO，35-45Hz搅拌50-70min；
S6.过胶体磨研磨一次，停止加热继续15-20Hz搅拌20-40min；
S7.加入C5石油树脂，继续搅拌15-25min；
S8.添加石墨粉、填料，25-35Hz搅拌30-50min，降温至160℃以下；
S9.转锅，8-15Hz反转搅拌20-40min，出料温度控制在150～160℃。
进一步优选地，包括如下步骤：
S1.往容器中先加入芳烃油，16Hz搅拌升温至120℃以上，搅拌15min；
S2.加入SBR，16Hz搅拌升温，当温度升至150～160℃后，搅拌20min；在40Hz搅拌状态下，搅拌分散30min；
S3.加入沥青，升温至160℃～170℃，搅拌20min；
S4.加入SBS和蜡粉，40Hz搅拌20min；
S5.按顺序加入多聚磷酸、APAO，40Hz搅拌60min；
S6.过胶体磨研磨一次，停止加热继续16Hz搅拌30min；
S7.加入C5石油树脂，继续搅拌20min；
S8.添加石墨粉、填料，30Hz搅拌40min，降温至160℃以下；
S9.转锅，10Hz反转搅拌30min，出料温度控制在150～160℃。
本发明还研究了改性沥青防水涂料的制备方法，通过实验优化了各原料的添加顺序、搅拌速率，改性温度和时间，精确到制备过程中的每一个重要节点，不断调整获得最优生产工艺。
更进一步的说明，本发明还保护所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料在沥青防水卷材中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明为了提高沥青防水涂料的耐热性即耐高温性能，加入了多聚磷酸、APAO和石墨粉，三者相互配合可明显提高涂料的耐热性，耐热性提升至105℃；同时对涂料的热熔时间影响不大，且整体成本不高。
2、多聚磷酸对沥青的组分有明显影响，促进沥青中的胶质像沥青质转化，其过程中产生了化学交联反应，提高了沥青的高温稳定性，即耐热性。同时多聚磷酸会与沥青中的小分子反应，改变沥青的组成结构和化学性质，从而改善沥青的力学性能和热稳定性。非晶型α-烯烃共聚物(APAO)，由α-烯烃聚合得到的无规共聚物，具有出色的低温、高温性能，防水性能，抗氧化抗紫外性能，及与有机相良好的混溶性等特性，加入后可明显提高改性沥青的塑性和高温性能。石墨粉可以提高整个沥青涂料的导热性。这三种物质的选择和复配，热熔时间在原配方基础上基本不改变，且成本也不高。
3、本发明沥青防水涂料可以不添加蜡粉，降低涂料表面开裂的风险。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明，但本发明要求的保护范围并不局限于实施例。
下述具体实施案例中，所采用的原料如无特殊说明，均为市售。
其中，35#油品为安徽东方佳信建材科技有限公司生产，60#油品为深圳市宝深石化有限公司生产；可赛602为常州可赛成功塑胶材料有限公司生产，8903为霍尼韦尔氧化聚乙烯蜡，超细石墨粉为青岛晨阳石墨有限公司生产，目数为5000目。
实施案例1：
一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，配方如下：
沥青：38Kg
35#油品：14Kg
可赛602： 0.5Kg
8903： 0.5Kg
SBS：2.5Kg
SBR：2.5Kg
多聚磷酸：3Kg
APAO：6Kg
超细石墨粉：7Kg
C5石油树脂：2Kg
滑石粉：24Kg。
所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1.往容器中先加入35#油品，12Hz搅拌升温至120℃以上，搅拌20min；
S2.加入SBR，14Hz搅拌升温，当温度升至150℃后，搅拌25min；在35Hz搅拌状态下，搅拌分散40min；
S3.加入沥青，升温至160℃～170℃，搅拌15min；
S4.加入SBS和可赛602、8903，35Hz搅拌25min；
S5.按顺序加入多聚磷酸、APAO，40Hz搅拌60min；
S6.过胶体磨研磨一次，停止加热继续15Hz搅拌40min；
S7.加入C5石油树脂，继续搅拌15min；
S8.添加超细石墨粉、滑石粉，25Hz搅拌50min，降温至160℃以下；
S9.转锅，8Hz反转搅拌40min，出料温度控制在150～160℃。
实施案例2：
一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，配方如下：
沥青：38Kg
35#油品：8Kg
60#油品：6Kg
可赛602：0.5Kg
SBS：2.5Kg
SBR：2.5Kg
多聚磷酸：4.5Kg
APAO：5Kg
超细石墨粉：4Kg
C5石油树脂：2Kg
滑石粉：27Kg。
所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1.往容器中先加入35#油品和60#油品，20Hz搅拌升温至120℃以上，搅拌10min；
S2.加入SBR，20Hz搅拌升温，当温度升至160℃后，搅拌15min；在50Hz搅拌状态下，搅拌分散20min；
S3.加入沥青，升温至160℃～170℃，搅拌25min；
S4.加入SBS和可赛602，45Hz搅拌15min；
S5.按顺序加入多聚磷酸、APAO，40Hz搅拌60min；
S6.过胶体磨研磨一次，停止加热继续20Hz搅拌20min；
S7.加入C5石油树脂，继续搅拌25min；
S8.添加超细石墨粉、滑石粉，35Hz搅拌30min，降温至160℃以下；
S9.转锅，15Hz反转搅拌20min，出料温度控制在150～160℃。
实施案例3：
一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，配方如下：
沥青：36Kg
35#油品：8Kg
60#油品：4Kg
可赛602： 0.5Kg
SBS：2.5Kg
SBR：2.5Kg
多聚磷酸：2.5Kg
APAO：6Kg
超细石墨粉：8Kg
C5石油树脂：3Kg
滑石粉：27Kg。
所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1.往容器中先加入35#油品和60#油品，16Hz搅拌升温至120℃以上，搅拌15min；
S2.加入SBR，16Hz搅拌升温，当温度升至150～160℃后，搅拌20min；在40Hz搅拌状态下，搅拌分散30min；
S3.加入沥青，升温至160℃～170℃，搅拌20min；
S4.加入SBS和可赛602，40Hz搅拌20min；
S5.按顺序加入多聚磷酸、APAO，40Hz搅拌60min；
S6.过胶体磨研磨一次，停止加热继续16Hz搅拌30min；
S7.加入C5石油树脂，继续搅拌20min；
S8.添加超细石墨粉、滑石粉，30Hz搅拌40min，降温至160℃以下；
S9.转锅，10Hz反转搅拌30min，出料温度控制在150～160℃。
实施案例4：
一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，配方如下：
沥青：36Kg
35#油品：9Kg
60#油品：5Kg
SBS：3Kg
SBR：2Kg
多聚磷酸：6Kg
APAO：7Kg
超细石墨粉：7Kg
C5石油树脂：2Kg
滑石粉：24Kg。
所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1.往容器中先加入35#油品和60#油品，15Hz搅拌升温至120℃以上，搅拌18min；
S2.加入SBR，18Hz搅拌升温，当温度升至155℃后，搅拌22min；在45Hz搅拌状态下，搅拌分散35min；
S3.加入沥青，升温至160℃～170℃，搅拌25min；
S4.加入SBS，40Hz搅拌20min；
S5.按顺序加入多聚磷酸、APAO，40Hz搅拌60min；
S6.过胶体磨研磨一次，停止加热继续20Hz搅拌30min；
S7.加入C5石油树脂，继续搅拌25min；
S8.添加超细石墨粉、滑石粉，35Hz搅拌35min，降温至160℃以下；
S9.转锅，12Hz反转搅拌35min，出料温度控制在150～160℃。
实施案例5：
一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，配方如下：
沥青：36Kg
35#油品：15Kg
SBS：3Kg
SBR：2Kg
多聚磷酸：5Kg
APAO：5Kg
超细石墨粉：8Kg
C5石油树脂：1Kg
滑石粉：25Kg。
所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1.往容器中先加入35#油品，13Hz搅拌升温至120℃以上，搅拌20min；
S2.加入SBR，16Hz搅拌升温，当温度升至160℃后，搅拌18min；在40Hz搅拌状态下，搅拌分散25min；
S3.加入沥青，升温至160℃～170℃，搅拌20min；
S4.加入SBS，45Hz搅拌20min；
S5.按顺序加入多聚磷酸、APAO，40Hz搅拌60min；
S6.过胶体磨研磨一次，停止加热继续18Hz搅拌40min；
S7.加入C5石油树脂，继续搅拌20min；
S8.添加超细石墨粉、滑石粉，30Hz搅拌35min，降温至160℃以下；
S9.转锅，15Hz反转搅拌25min，出料温度控制在150～160℃。
对比案例1：
一种弹性体改性沥青防水涂料，制备方法与实施案例3相同，配方如下：
沥青 47Kg
35#油品 17Kg
SBS 2.5Kg
SBR 2Kg
8903 3.5Kg
滑石粉 28Kg
对比案例2：
一种弹性体改性沥青防水涂料，制备方法与实施案例3相同，配方如下：
沥青 50Kg
35#油品 8.5Kg
60#油品 8Kg
SBS 2.5Kg
SBR 2.5Kg
8903 1.5Kg
可赛602 2Kg
滑石粉 25Kg
对比案例3：
一种弹性体改性沥青防水涂料，制备方法与实施案例3相同，配方如下：
沥青：36Kg
35#油品：8Kg
60#油品：4Kg
可赛602： 1.5Kg
SBS：2.5Kg
SBR：2.5Kg
C5石油树脂：3Kg
滑石粉：27Kg。
性能测试：
对上述实施案例1-5和对比案例1-3制备的防水涂料进行性能测试，测试方法为根据企业标准Q/320584PAI016-2019检测。测试结果如表1所示。
表1
Figure 116894DEST_PATH_IMAGE001
如表1所示，本发明制备的超耐高温弹性体改性沥青防水涂料耐热性能达到110℃垂直悬挂，延伸性好，低温性好，且与常规的对比案例1和2制备的沥青防水涂料相比，热熔时间与之相同甚至有所降低，耐热性能明显提高。而对比案例3的沥青涂料与本发明相比不添加多聚磷酸、APAO和石墨粉，制备获得的沥青涂料耐热性降低，热熔时间也小幅增加。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。。

Claims (10)

1.一种超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，其特征在于，包括如下重量份组分：
沥青：35-55份
芳烃油：10-30份
SBS：2-8份
SBR：2-6份
多聚磷酸：0.5-9份
APAO：0.5-8份
石墨粉：2-8份
C5石油树脂：1-3份
填料：20-32份，所述填料为滑石粉。
2.根据权利要求1所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，其特征在于，包括如下重量份组分：
沥青：35-55份
芳烃油：10-30份
SBS：2-8份
SBR：2-6份
多聚磷酸：0.5-9份
APAO：0.5-8份
石墨粉：2-8份
C5石油树脂：1-3份
蜡粉：0.5-1份
填料：20-32份。
3.根据权利要求1或2所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，其特征在于，所述石墨粉的目数为3000-8000目。
4.根据权利要求1所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，其特征在于，包括如下重量份组分：
沥青：36份
芳烃油：15份
SBS：3份
SBR：2份
多聚磷酸：5份
APAO：5份
C5石油树脂：1份
石墨粉：8份
填料：25份。
5.根据权利要求1所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，其特征在于，所述APAO使用辽阳辽化奇达化工有限责任公司生产的APAO，C5石油树脂使用北京华林瑞思科技发展有限公司生产的C5石油树脂，所述多聚磷酸使用川磷化工有限公司生产的115%多聚磷酸；所述填料使用湖州天亿钙业股份有限公司生产的600目滑石粉。
6.根据权利要求2所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料，其特征在于，所述沥青为普通道路沥青，牌号90#；芳烃油选用深圳市宝深石化有限公司生产的60#或安徽东方佳信建材科技有限公司生产的35#中的一种或两种；SBS选用岳阳石化1301，SBR选用山东高氏科工贸有限公司生产的95%SBR、92%SBR中的一种或两种；所述蜡粉选用常州可赛成功塑胶材料有限公司生产的可赛602，霍尼韦尔氧化聚乙烯蜡8903中的一种或两种。
7.权利要求1-6任一项所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.往容器中先加入芳烃油，再加入SBR，混合均匀；
S2.加入沥青，再加入SBS和蜡粉，混合均匀；
S3.按顺序加入多聚磷酸、APAO，搅拌均匀；
S4.过胶体磨研磨，再加入C5石油树脂，搅拌均匀；
S5.添加石墨粉、填料，搅拌均匀后出料。
8.根据权利要求7所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.往容器中先加入芳烃油，12-20Hz搅拌升温至120℃以上，搅拌10-20min；
S2.加入SBR，14-20Hz搅拌升温，当温度升至150～160℃后，搅拌15-25min；在35-50Hz搅拌状态下，搅拌分散20-40min；
S3.加入沥青，升温至160℃～170℃，搅拌15-25min；
S4.加入SBS和蜡粉，35-45Hz搅拌15-25min；
S5.按顺序加入多聚磷酸、APAO，35-45Hz搅拌50-70min；
S6.过胶体磨研磨一次，停止加热继续15-20Hz搅拌20-40min；
S7.加入C5石油树脂，继续搅拌15-25min；
S8.添加石墨粉、填料，25-35Hz搅拌30-50min，降温至160℃以下；
S9.转锅，8-15Hz反转搅拌20-40min，出料温度控制在150～160℃。
9.根据权利要求7或8所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，S1.往容器中先加入芳烃油，16Hz搅拌升温至120℃以上，搅拌15min；
S2.加入SBR，16Hz搅拌升温，当温度升至150～160℃后，搅拌20min；在40Hz搅拌状态下，搅拌分散30min；
S3.加入沥青，升温至160℃～170℃，搅拌20min；
S4.加入SBS和蜡粉，40Hz搅拌20min；
S5.按顺序加入多聚磷酸、APAO，40Hz搅拌60min；
S6.过胶体磨研磨一次，停止加热继续16Hz搅拌30min；
S7.加入C5石油树脂，继续搅拌20min；
S8.添加石墨粉、填料，30Hz搅拌40min，降温至160℃以下；
S9.转锅，10Hz反转搅拌30min，出料温度控制在150～160℃。
10.权利要求1-6任一项所述超耐高温弹性体改性沥青防水涂料在沥青防水卷材中的应用。
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