CN113999537A - 一种改性沥青及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改性沥青及其制备方法与应用，以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：沥青30‑50份、沥青再生剂5‑20份、白油1‑6份、蜡粉0.5‑2份、改性剂4‑25份以及滑石粉20‑50份。所述制备方法包括：按配方量混合沥青、沥青再生剂与白油，保温，得到预混沥青；按配方量剪切研磨混合改性剂与预混沥青，得到第一剪切料；所得第一剪切料中添加滑石粉，搅拌混合后进行保温，然后进行剪切研磨混合，得到所述改性沥青。本发明通过制备过程中的剪切研磨混合，减少了沥青的改性时间，也避免了高温改性过程中产生碳化物对卷材制备的不利影响。
Description
技术领域
本发明属于防水技术领域，涉及一种防水卷材，尤其涉及一种改性沥青及其制备方法与应用。
背景技术
改性沥青防水卷材广泛应用于工业和民用建筑的屋面、地下室、卫生间等防水工程以及屋顶花园、道路、桥梁、隧道、停车场、游泳池等工程的防水防潮，作为工程基础与建筑物之间的无渗漏连接，是整个工程防水的屏障。现有的改性沥青防水卷材是以改性石油沥青为引滞覆盖层，以聚酯纤维无纺布、黄麻布、玻纤毡等材料为胎基，以塑料薄膜为防粘隔离层，经一定加工工序加工制作而成，拥有很好的防水性、较高的弹性和耐疲劳性能。
以沥青为原料制备得到的防水卷材，由于沥青原料具有低温脆、高温易流淌且老化性能差的缺点，需要对其进行改性。在沥青的改性材料中，高分子聚合物是应用最为广泛、研究最集中的一种，聚合物改性沥青可以显著改善其性能。对沥青进行物理改性，可以提高沥青的抗磨耗性、内聚力和耐候性；对沥青进行添加剂改性，可以提高沥青的粘附性、耐老化与抗氧化能力。
CN 104559265A公开了一种改性沥青的加工方法，所述加工方法包括：1)在基质沥青加入改性剂总量的1/3的改性剂，再加入辅料总量的1/2的辅料，再加入改性剂总量的1/3的改性剂，再加入辅料总量的1/2的辅料，最终加入改性剂总量1/3的改性剂，形成混合物料；2)将混合物料在沥青搅拌釜中搅拌2.5h以上，再经过胶体磨研磨，进入交联釜7-8小时，得到改性沥青。所述方法能够实现对沥青进行改性，但所需时间较长，影响改性沥青的生产效率。
CN 105131621A公开了一种SBS改性沥青及其制备方法，其包括以下组分：基质沥青、SBS、纳米二氧化硅、白炭黑、碳酸钙、碳纤维与聚酯纤维。其制备方法包括：将基质沥青加热到135-150℃，然后按照配方量加入SBS、纳米二氧化硅、白炭黑和碳酸钙，升温至190-205℃，按照配方量加入碳纤维和聚酯纤维，搅拌20-40min，进行高速剪切或采用胶体磨研磨35-50min。上述制备方法虽然所需时间较短，但添加了大量的填料，短时间内难以使填料在沥青中均匀分布，从而影响其用于防水卷材时的效果。
CN 109881848A公开了一种新型改性沥青防水卷材，包括改性沥青涂渍层、胎基层和隔离层，所述改性沥青涂渍层的材料为改性沥青，所述改性沥青的组分组成包括沥青、软化油、香蕉粉、SBS、高密度聚乙烯、三烯丙基异三聚氰酸酯、过氧化二异丙苯与填料。其制备方法包括：混合沥青与软化油，升温；控制温度为180-190℃，然后加入轮胎橡胶粉，混合均匀后，进行第一次研磨，使胶粉和油完全融入；第一次研磨后，加入SBS，混合均匀后加入高密度聚乙烯，混合均匀，再加入三烯丙基异三聚氰酸酯和过氧化二异丙苯，混合均匀后，进行第二次研磨，研磨至油质均匀细腻；升温后加入填料，混合均匀得到改性沥青。
上述新型改性沥青防水卷材中的改性沥青生产方法，同样存在所需时间较长的缺陷。而且加入填料后，高温改性过程中产生碳化物，影响卷材生产时的成型速度，且容易在卷材产品中产生沟痕，影响产品的成品率。
因此，需要提供一种节约时间、提高效率并能够提升防水卷材成型质量的改性沥青，使其能够提高防水卷材的成形效率与成型质量，减少残次品的产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性沥青及其制备方法与应用，所述改性沥青的制备方法简单，能够在较短时间内实现沥青的改性，且所得改性沥青中的碳化物颗粒较少，避免其对成型质量的不利影响。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种改性沥青，以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：
以重量份数计，本发明所述改性沥青的制备原料中包括沥青30-50份，例如可以是30份、32份、35份、38份、40份、42份、45份、46份、48份或50份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
以重量份数计，本发明所述改性沥青的制备原料中包括沥青再生剂5-20份，例如可以是5份、8份、10份、12份、15份、16份、18份或20份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
以重量份数计，本发明所述改性沥青的制备原料中包括白油1-6份，例如可以是1份、2份、3份、4份、5份或6份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
以重量份数计，本发明所述改性沥青的制备原料中包括蜡粉0.5-2份，例如可以是0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.6份、1.8份或2份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
以重量份数计，本发明所述改性沥青的制备原料中包括改性剂4-25份，例如可以是4份、5份、6份、8份、10份、12份、15份、16份、18份、20份、21份、24份或25份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
以重量份数计，本发明所述改性沥青的制备原料中包括滑石粉20-50份，例如可以是20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述改性剂包括SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SBR(丁苯橡胶)或石油树脂中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括SBS与SIS的组合，SBS与SBR的组合，SIS与SBR的组合，或SBS、SIS与SBR的组合。
优选地，以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述改性沥青的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合沥青、沥青再生剂与白油，保温，得到预混沥青；
(2)按配方量剪切研磨混合改性剂与步骤(1)所得预混沥青，得到第一剪切料；
(3)步骤(2)所得第一剪切料中添加滑石粉，搅拌混合后进行保温，然后进行剪切研磨混合，得到所述改性沥青。
本发明提供的制备方法，在将改性剂与预混沥青混合时，不需要通过升温和保温的方式使改性剂溶解，而是通过剪切研磨混合的方式进行混合，不仅能够实现改性剂溶解的作用，还能够缩短改性时间。
而且，本发明提供的制备方法在添加滑石粉后再次进行了剪切研磨混合。第一剪切料添加滑石粉后进行保温，在保温过程中会产生碳化物颗粒，直接用于生产防水卷材，会在卷材表面产生沟痕，从而导致不合格产品。而本发明通过再次进行剪切研磨混合，不仅有利于滑石粉在沥青中的分布，还能够消除保温过程中产生的碳化物颗粒，提高改性沥青的质量，避免了碳化物颗粒对卷材成型的不利影响。
优选地，步骤(1)所述混合的方法包括搅拌混合。
优选地，步骤(1)所述沥青的温度为100-120℃，例如可以是100℃、105℃、110℃、115℃或120℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述沥青再生剂的温度为50-60℃，例如可以是50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述白油的温度为20-30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述保温的温度为150-170℃，例如可以是150℃、155℃、160℃、165℃或170℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述保温的时间为50-70min，例如可以是50min、55min、60min、65min或70min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述剪切研磨混合在胶体磨中进行，研磨间隙为0.18-0.24mm，例如可以是0.18mm、0.19mm、0.2mm、0.21mm、0.22mm、0.23mm或0.24mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述剪切研磨混合的时间为50-70min，例如可以是50min、55min、60min、65min或70min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述保温的温度为175-185℃，例如可以是175℃、177℃、178℃、180℃、182℃或185℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述保温的时间为50-70min，例如可以是50min、55min、60min、65min或70min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述剪切研磨混合在胶体磨中进行，研磨间隙为0.08-0.12mm，例如可以是0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.11mm或0.12mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述剪切研磨混合的时间为25-35min，例如可以是25min、27min、28min、30min、32min或35min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为第二方面所述制备方法的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合100-120℃的沥青、50-60℃的沥青再生剂与20-30℃的白油，150-170℃保温50-70min，得到预混沥青；
(2)按配方量剪切研磨混合改性剂与步骤(1)所得预混沥青50-70min，得到第一剪切料；所述剪切研磨混合在胶体磨中进行，研磨间隙为0.18-0.24mm；
(3)步骤(2)所得第一剪切料中添加滑石粉，搅拌混合后，在175-185℃保温50-70min，然后在研磨间隙为0.08-0.12mm的胶体磨中进行剪切研磨混合25-35min，得到所述改性沥青。
第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述改性沥青的应用，所述改性沥青用于制备防水卷材。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的制备方法，在将改性剂与预混沥青混合时，不需要通过升温和保温的方式使改性剂溶解，而是通过剪切研磨混合的方式进行混合，不仅能够实现改性剂溶解的作用，还能够缩短改性时间；
(2)本发明提供的制备方法在添加滑石粉后再次进行了剪切研磨混合；第一剪切料添加滑石粉后进行保温，在保温过程中会产生碳化物颗粒，直接用于生产防水卷材，会在卷材表面产生沟痕，从而导致不合格产品；而本发明通过再次进行剪切研磨混合，不仅有利于滑石粉在沥青中的分布，还能够消除保温过程中产生的碳化物颗粒，提高改性沥青的质量，避免了碳化物颗粒对卷材成型的不利影响。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种改性沥青，所述改性沥青的制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合110℃的沥青、55℃的沥青再生剂与25℃的白油，160℃保温60min，得到预混沥青；
(2)按配方量剪切研磨混合改性剂与步骤(1)所得预混沥青60min，得到第一剪切料；所述剪切研磨混合在胶体磨中进行，研磨间隙为0.2mm；
(3)步骤(2)所得第一剪切料中添加滑石粉，搅拌混合后，在180℃保温60min，然后在研磨间隙为0.1mm的胶体磨中进行剪切研磨混合30min，得到所述改性沥青。
以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：沥青(70#)40份、沥青再生剂(RA5)12份、白油(A10#)4份、蜡粉(2100T)1.2份、SBS(LG501)5份、SIS(1106)4份、SBR(1500)4份、石油树脂4份以及滑石粉35份。
实施例2
本实施例提供了一种改性沥青，所述改性沥青的原料组成与实施例1相同，所述改性沥青的制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合100℃的沥青、50℃的沥青再生剂与20℃的白油，150℃保温70min，得到预混沥青；
(2)按配方量剪切研磨混合改性剂与步骤(1)所得预混沥青50min，得到第一剪切料；所述剪切研磨混合在胶体磨中进行，研磨间隙为0.18mm；
(3)步骤(2)所得第一剪切料中添加滑石粉，搅拌混合后，在175℃保温70min，然后在研磨间隙为0.08mm的胶体磨中进行剪切研磨混合25min，得到所述改性沥青。
实施例3
本实施例提供了一种改性沥青，所述改性沥青的原料组成与实施例1相同，所述改性沥青的制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合120℃的沥青、60℃的沥青再生剂与30℃的白油，170℃保温50min，得到预混沥青；
(2)按配方量剪切研磨混合改性剂与步骤(1)所得预混沥青70min，得到第一剪切料；所述剪切研磨混合在胶体磨中进行，研磨间隙为0.24mm；
(3)步骤(2)所得第一剪切料中添加滑石粉，搅拌混合后，在185℃保温50min，然后在研磨间隙为0.12mm的胶体磨中进行剪切研磨混合35min，得到所述改性沥青。
实施例4
本实施例提供了一种改性沥青，除其制备方法的步骤(3)中，剪切研磨混合的研磨间隙为0.15mm外，其余均与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供了一种改性沥青，所述改性沥青的制备方法与实施例1相同。
以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：沥青(70#)30份、沥青再生剂(RA5)5份、白油(A10#)1份、蜡粉(2100T)2份、SBS(LG501)1份、SIS(1106)1份、SBR(1500)1份、石油树脂4份以及滑石粉50份。
实施例6
本实施例提供了一种改性沥青，所述改性沥青的制备方法与实施例1相同。
以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：沥青(70#)50份、沥青再生剂(RA5)20份、白油(A10#)6份、蜡粉(2100T)0.5份、SBS(LG501)7份、SIS(1106)6份、SBR(1500)6份、石油树脂6份以及滑石粉20份。
实施例7
本实施例提供了一种改性沥青，所述改性沥青的制备方法与实施例1相同。
以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：沥青(70#)50份、沥青再生剂(RA5)20份、白油(A10#)6份、蜡粉(2100T)0.5份、SBS(LG501)17份以及滑石粉20份。
实施例8
本实施例提供了一种改性沥青，所述改性沥青的制备方法与实施例1相同。
以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：沥青(70#)50份、沥青再生剂(RA5)20份、白油(A10#)6份、蜡粉(2100T)0.5份、SIS(1106)17份以及滑石粉20份。
实施例9
本实施例提供了一种改性沥青，所述改性沥青的制备方法与实施例1相同。
以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：沥青(70#)50份、沥青再生剂(RA5)20份、白油(A10#)6份、蜡粉(2100T)0.5份、SBR(1500)17份以及滑石粉20份。
对比例1
本对比例提供了一种改性沥青，所述改性沥青的原料组成与实施例1相同，所述改性沥青的制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合110℃的沥青、55℃的沥青再生剂与25℃的白油，160℃保温60min，得到预混沥青；
(2)按配方量，在胶体磨中剪切研磨混合改性剂与步骤(1)所得预混沥青60min，研磨间隙为0.2mm，得到第一剪切料；然后在研磨间隙为0.1mm的胶体磨中进行剪切研磨第一剪切料30min，得到第二研磨料；
(3)步骤(2)所得第二剪切料中添加滑石粉，搅拌混合后，在180℃保温60min，得到所述改性沥青。
性能测试
按照沥青的相关检验方法对实施例1-9以及对比例1提供的改性沥青胶料的粘度、针入度、软化点、延度进行测试。
所述粘度的测试方法按照T0621《沥青标准粘度测试》的规定进行。
所述针入度的测试方法按照《GB/T 4509-2010沥青针入度测试方法》的规定进行。
所述软化点的测试方法按照《GB/T 4507-2014沥青软化点测试方法》的规定进行。
所述延度的测试方法按照《GB/T 4508-1010沥青延度测试法》的规定进行。
所得结果如表1所示。
表1
由本发明实施例1-3与实施例5-6可知，本发明提供的改性沥青及其制备方法能够在较短时间内制备性能优良的改性沥青，且其中固体颗粒的含量较低，不影响厚度防水卷材的加工使用。
由本发明实施例4与实施例1的比较可知，提高步骤(3)所述剪切研磨混合的研磨间隙，不利于降低碳化物颗粒的粒径，在涂布时容易产生刮痕。
由对比例1与实施例1的比较可知，在添加滑石粉之后进行剪切研磨混合，有助于降低改性沥青中固体颗粒的含量。
综上所述，本发明提供的制备方法，在将改性剂与预混沥青混合时，不需要通过升温和保温的方式使改性剂溶解，而是通过剪切研磨混合的方式进行混合，不仅能够实现改性剂溶解的作用，还能够缩短改性时间；本发明提供的制备方法在添加滑石粉后再次进行了剪切研磨混合；第一剪切料添加滑石粉后进行保温，在保温过程中会产生碳化物颗粒，直接用于生产防水卷材，会在卷材表面产生沟痕，从而导致不合格产品；而本发明通过再次进行剪切研磨混合，不仅有利于滑石粉在沥青中的分布，还能够消除保温过程中产生的碳化物颗粒，提高改性沥青的质量，避免了碳化物颗粒对卷材成型的不利影响。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种改性沥青，其特征在于，以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：
2.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于，所述改性剂包括SBS、SIS、SBR或石油树脂中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的改性沥青，其特征在于，以重量份数计，所述改性沥青的制备原料包括：
4.一种如权利要求1-3任一项所述改性沥青的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合沥青、沥青再生剂与白油，保温，得到预混沥青；
(2)按配方量剪切研磨混合改性剂与步骤(1)所得预混沥青，得到第一剪切料；
(3)步骤(2)所得第一剪切料中添加滑石粉，搅拌混合后进行保温，然后进行剪切研磨混合，得到所述改性沥青。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的方法包括搅拌混合；
优选地，步骤(1)所述沥青的温度为100-120℃；
优选地，步骤(1)所述沥青再生剂的温度为50-60℃；
优选地，步骤(1)所述白油的温度为20-30℃。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述保温的温度为150-170℃；
优选地，步骤(1)所述保温的时间为50-70min。
7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述剪切研磨混合在胶体磨中进行，研磨间隙为0.18-0.24mm；
优选地，步骤(2)所述剪切研磨混合的时间为50-70min。
8.根据权利要求4-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述保温的温度为175-185℃；
优选地，步骤(3)所述保温的时间为50-70min；
优选地，步骤(3)所述剪切研磨混合在胶体磨中进行，研磨间隙为0.08-0.12mm；
优选地，步骤(3)所述剪切研磨混合的时间为25-35min。
9.根据权利要求4-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合100-120℃的沥青、50-60℃的沥青再生剂与20-30℃的白油，150-170℃保温50-70min，得到预混沥青；
(2)按配方量剪切研磨混合改性剂与步骤(1)所得预混沥青50-70min，得到第一剪切料；所述剪切研磨混合在胶体磨中进行，研磨间隙为0.18-0.24mm；
(3)步骤(2)所得第一剪切料中添加滑石粉，搅拌混合后，在175-185℃保温50-70min，然后在研磨间隙为0.08-0.12mm的胶体磨中进行剪切研磨混合25-35min，得到所述改性沥青。
10.一种如权利要求1-3任一项所述改性沥青的应用，其特征在于，所述改性沥青用于制备防水卷材。
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