CN114133627A - 疏水改性膨胀蛭石及制备方法、改性橡胶沥青及制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种疏水改性膨胀蛭石及制备方法、改性橡胶沥青及制备方法和应用，涉及防水材料技术领域，所述疏水改性膨胀蛭石由膨胀蛭石加入到疏水改性剂溶液中混合，反应制备而成。本发明提供的疏水改性膨胀蛭石制备方法，通过采用疏水改性剂对膨胀蛭石进行修饰改性，使得改性后的膨胀蛭石在保留膨胀蛭石原有内部多孔结构的结构上，内部和外表面均为疏水性，同时还具备优异的阻燃性能，从而有效提高了隔热降噪和阻燃性能，更加适用于对沥青体系进行改性。

Description

疏水改性膨胀蛭石及制备方法、改性橡胶沥青及制备方法和 应用

技术领域

本发明涉及防水材料技术领域，尤其是涉及一种疏水改性膨胀蛭石及制备方法、改性橡胶沥青及制备方法和应用。

背景技术

传统沥青材料主要用来作为防水材料使用，近几年出现的聚合物改性沥青、橡胶改性沥青材料，对沥青材料的发展做出了很大贡献，大大提高了沥青材料的防水效果，其材料有优异的拉伸、粘接、耐高低温等性能，但主要还是提高其单一的防水功能，其节能降噪效果并不显著。

有部分研究人员添加保温降噪填料到沥青材料中，来提高沥青材料的降保温节能功能，但是保温降噪填料的加入会导致沥青材料防水性能以及强度出现不同程度的下降，无法满足人们的需求。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种疏水改性膨胀蛭石的制备方法，通过将制备得到的改性膨胀蛭石加入到沥青材料中对传统沥青材料进行改性，在保证沥青材料强度和防水功能的基础上，有效提高沥青材料的保温和降噪的功能，达到节能降耗的目的。

本发明提供的疏水改性膨胀蛭石的制备方法，按照以下步骤制备得到：

将膨胀蛭石加入到疏水改性剂溶液中混合，反应，得到疏水改性膨胀蛭石。

进一步的，反应温度为90-100℃，反应时间为25-40min；

优选地，反应温度为93-97℃，反应时间为28-35min。

进一步的，所述疏水改性剂包括硬脂酸和/或硬脂酸锌，优选为硬脂酸锌。

优选地，所述疏水改性剂与所述膨胀蛭石的质量比为1-3:50；

优选地，所述疏水改性剂溶液的质量浓度为0.5-5％；

优选地，所述疏水改性剂溶液的溶剂为有机溶剂；

优选地，所述有机溶剂为无水乙醇。

本发明的目的之二在于提供一种疏水改性膨胀蛭石，所述疏水改性膨胀蛭石主要有本发明目的之一提供的制备方法制备而成。

本发明的目的之三在于提供一种改性橡胶沥青，包括按质量份数计的如下组分：蛭石-橡胶乳液混合液30-60份和乳化沥青40-70份；

其中，所述蛭石-橡胶乳液混合液包括上述疏水改性膨胀蛭石和橡胶乳液，两者的质量比为(10-40)：(60-90)。

进一步的，所述改性橡胶沥青包括按质量份数计的如下组分：蛭石-橡胶乳液混合液40-50份，乳化沥青45-60份；

优选地，所述蛭石-橡胶乳液混合液中，疏水改性膨胀蛭石和橡胶乳液的质量比为(25-35)：(65-75)；

优选地，所述蛭石-橡胶乳液混合液还包括分散剂和增稠剂；

优选地，所述改性橡胶沥青还包括消泡剂。

进一步的，所述乳化沥青包括按质量份数计的如下组分：基质沥青40-55份、石油树脂6-8份和水35-50份；

优选地，所述乳化沥青还包括按质量份数计的沥青乳化剂0.1-4份；

优选地，所述基质沥青的针入度＞80，优选为100号石油沥青或110号石油沥青；

优选地，所述石油树脂的数均分子量为600-3000。

进一步的，所述乳化沥青按照以下步骤制备得到：

将基质沥青加热到120-140℃，加入石油树脂熔融，并混合均匀，然后加入水以及任选的沥青乳化剂混合均匀，得到乳化沥青；

优选地，先将水加热到55-65℃，加入乳化剂混合均匀后，通过胶体磨进行循环乳化，然后再加入基质沥青与石油树脂的熔融混合液，继续通过胶体磨循环乳化后，得到乳化沥青。

本发明的目的之四在于提供改性橡胶沥青的制备方法，包括以下步骤：

将乳化沥青、蛭石-橡胶乳液混合液以及任选的消泡剂混合均匀，得到改性橡胶沥青。

本发明的目的之五在于提供本发明目的之二提供的改性膨胀蛭石或本发明目的之三提供的改性橡胶沥青在交通、建筑或环境工程中的应用。

本发明提供的疏水改性膨胀蛭石制备方法，通过采用疏水改性剂对膨胀蛭石进行修饰改性，使得改性后的膨胀蛭石在保留膨胀蛭石原有内部多孔结构的结构上，内部和外表面均为疏水性，同时还具备优异的阻燃性能，从而有效提高了隔热降噪和阻燃性能，更加适用于对沥青体系进行改性。

本发明提供的疏水改性膨胀蛭石不仅保留有膨胀蛭石的内部多孔结构，具备优异的隔热降噪功能，而且内部及外表面均为疏水性，加入到沥青体系中不仅能够有效提高隔热降噪功能，而且还能够提高其防水和阻燃功能，从而能够实现改性沥青材料防水和节能双增强的效果。

本发明通过采用主要由疏水改性膨胀蛭石和橡胶乳液混合而成的蛭石-胶乳液混合液与乳化沥青相互协同，制备得到的改性橡胶沥青不仅具有优异的抗压强度和防水性能，而且具有优异的保温隔热和降噪节能功效，同时还具有优异的阻燃性能，能够有效满足人们的使用需求。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种疏水改性膨胀蛭石的制备方法，按照以下步骤制备得到：

将膨胀蛭石加入到疏水改性剂溶液中混合，反应，得到疏水改性膨胀蛭石。

膨胀蛭石内部为多孔结构，具有隔热保温降噪等功效，但是由于其材料亲水，很容易受到水蒸气影响其性能，不适合用于沥青材料中。

本发明通过采用疏水改性剂与膨胀蛭石反应对膨胀蛭石进行化学修饰，使得改性后的膨胀蛭石在保留内部多孔结构的基础上，内部及外表面均呈疏水性，从而使其不仅具备优异的隔热保温降噪功能，而且提升了其防水性能和阻燃性能，更加适用于改性沥青材料体系。

[膨胀蛭石]

在本发明中，膨胀蛭石包括微波处理膨胀蛭石或电加热法膨胀蛭石中的一种或两种，由于电加热法膨胀蛭石脆性较大，优选采用微波法膨胀蛭石作为原料。

优选地，膨胀蛭石的粒径≤400目，以利于制备得到的疏水改性膨胀蛭石能够在加入到沥青体系后，更好的对沥青体系进行改性。

[疏水改性剂溶液]

在本发明中，疏水改性剂溶液由疏水改性剂溶解于溶剂中制备得到。

优选地，疏水改性剂包括但不限于硬脂酸、硬脂酸锌或两者的混合物。尤其是当疏水改性剂为硬脂酸锌时其更利于与膨胀蛭石反应，形成防水性能更为优异的疏水改性膨胀蛭石。

在本发明的一种优选方案中，疏水改性剂溶液中，疏水改性剂的质量浓度为0.5-5％，以利于疏水改性剂与膨胀蛭石反应，得到防水性能优异的疏水改性膨胀蛭石。

典型但非限制性的，疏水改性剂溶液中，疏水改性剂的质量浓度如为0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％。

优选地，疏水改性剂溶液所用的溶剂为有机溶剂，以更利于疏水改性剂的溶解，优选为C1-C4的低碳醇，基于环保角度考虑，更优选为无水乙醇。

[反应条件]

在本发明的一种优选方案中，疏水改性剂溶液与膨胀蛭石的反应温度为90-100℃，时间为25-40min，以利于疏水改性剂化学修饰于膨胀蛭石的内部和外表面，提高膨胀蛭石的防水性能和阻燃性能。尤其是当反应温度为93-97℃，反应时间为28-32min时，更利于进行化学修饰反应。

典型但非限制性的，反应温度如为90、92、95、98或100℃，反应温度如为25、28、30、32、35、38或40min。

在本发明的一种优选方案中，疏水改性剂与膨胀蛭石的质量比为1-3：50，以利于制备得到的疏水改性膨胀蛭石在保留膨胀蛭石内部多孔结构的基础上，具备更为优异的防水性能。

典型但非限制性的，疏水改性剂与膨胀蛭石的质量比如为1:50、1.5:50、2:50、2.5:50或3:50。

在本发明的一种优选方案中，疏水改性膨胀蛭石由按质量份数计的如下组分制备而成：无水乙醇45-49份，疏水改性剂1-3份，膨胀蛭石50份。

典型但非限制性，在制备疏水改性膨胀蛭石的过程中，无水乙醇的质量份数如为45、46、47、48或49份，疏水改性剂的质量份数如为1、1.5、2、2.5或3份。

优选地，疏水膨胀蛭石按照以下步骤制备得到：将膨胀蛭石溶解在无水乙醇中，再加入膨胀蛭石混合，在95℃下反应30min，烘干，得到疏水改性膨胀蛭石。

根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种疏水改性膨胀蛭石，所述疏水改性膨胀蛭石主要由本发明第一方面提供的疏水改性膨胀蛭石的制备方法制备而成。

本发明提供的疏水改性膨胀蛭石不仅保留有膨胀蛭石的内部多孔结构，具备优异的隔热降噪功能，而且内部及外表面均为疏水性，加入到沥青体系中不仅能够有效提高隔热降噪功能，而且还能够提高其防水和阻燃功能，从而实现了改性沥青材料防水和节能双增强的效果。

根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种改性橡胶沥青，包括按质量份数计的如下组分：蛭石-橡胶乳液混合液30-60份和乳化沥青40-70份；

其中，蛭石-橡胶乳液混合液包括疏水改性膨胀蛭石和橡胶乳液，且两者的质量比为(10-40)：(60-90)。

在本发明提供的改性橡胶沥青中，蛭石-橡胶乳液混合液的质量份数如为30、35、40、45、50、55或60份，乳化沥青的质量份数如为40、45、50、55、60、65或70份。

在本发明中，疏水改性膨胀蛭石中的金属离子、硬脂酸在与橡胶乳液以及乳化沥青混合的过程中形成锌盐，同时还能够与橡胶乳液以及乳化沥青中的含硫基团形成螯合反应，提高橡胶乳液的交联密度，从而有效提高改性橡胶沥青的机械强度。

本发明通过采用主要由疏水改性膨胀蛭石和橡胶乳液混合而成的蛭石-胶乳液混合液与乳化沥青相互协同，制备得到的改性橡胶沥青不仅具有优异的抗压强度和防水性能，而且具有优异的保温隔热和降噪节能功效，同时还具有优异的阻燃性能，能够有效满足人们的使用需求。

在本发明的一种优选方案中，当改性橡胶沥青中，蛭石-橡胶乳液混合液的质量份数为40-50份，乳化沥青的质量份数为40-50份时，制备得到的改性橡胶沥青的机械性能、防水性能、保温隔热以及节能降噪性能更为优异。

在本发明的一种优选方案中，改性橡胶沥青中还包括消泡剂，以避免气泡的存在影响改性橡胶沥青的机械性能。

优选地，在改性橡胶沥青中，以质量份数计，消泡剂的用量为0.01-5份。

优选地，在改性橡胶沥青中，消泡剂的用量如为0.01、0.02、0.05、0.08、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5份。

典型但非限制性的，消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油、矿物油中的一种或几种，优选为聚二甲基硅氧烷。

[蛭石-橡胶乳液混合液]

在蛭石-橡胶乳液混合液中，疏水改性膨胀蛭石和橡胶乳液的质量比如为10:90、15:85、20:80、25:75、30:70、35:65或40:60。

优选地，橡胶乳液包括但不限于羧基丁苯乳液和/或阴离子氯丁乳液，优选为阴离子氯丁乳液。

优选地，橡胶乳液的固含量为40-65％，优选为50％，所述含量指的是质量含量。

典型但非限制性的，橡胶乳液的固含量如为40％、45％、50％、55％、60％或65％。

优选地，为了提高蛭石-橡胶乳液混合液的分散稳定性，蛭石-橡胶乳液还包括分散剂和增稠剂。

优选地，分散剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵或十二烷基硫酸钠中的一种或几种，优选为聚丙烯酸钠。

优选地，增稠剂选自羟丙基纤维素、聚醚型聚氨脂或膨润土中的一种或几种，优选为聚醚型聚氨脂。

在本发明一种优选方案中，蛭石-橡胶乳液混合液中以质量份数计包括疏水改性膨胀蛭石10-40份，橡胶乳液60-90份，分散剂0.02-0.1份和增稠剂0.5-5份。

典型但非限制性的，蛭石-橡胶乳液混合液中，疏水改性膨胀蛭石的质量份数如为10、15、20、25、30、35或40份，橡胶乳液的质量份数如为60、65、70、75、80、85或90份，分散剂的质量份数如为0.02、0.05、0.08或0.1份，增稠剂的质量份数如为0.5、0.8、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5份。

优选地，当蛭石-橡胶乳液中，疏水改性膨胀蛭石的质量份数为25-35份，橡胶乳液的质量份数为65-75份时，制备得到的改性橡胶沥青具备更为优异的机械性能、防水性能、保温隔热和节能降温性能。

在本发明的一种方案中，蛭石-橡胶乳液混合液按照以下步骤制备得到：

将橡胶乳液倒入高速分散机的分散罐中，先低速分散5min，转速为420r/min，然后加入分散剂后提高转速到600r/min，分散10min，再提高转速到1200r/min，再将疏水改性膨胀蛭石缓慢添加到橡胶乳液中，分散40min，再加入增稠剂，分散10min，得到蛭石-橡胶乳液混合液。

[乳化沥青]

在本发明的一种优选方案中，乳化沥青包括按质量份数计的如下组分：基质沥青40-55份、石油树脂6-8份和水35-50份。

典型但非限制性的，乳化沥青中，基质沥青的质量份数如为40、42、45、48、50、52或55份，石油树脂的质量份数如为6、6.5、7、7.5或8份，水的质量份数如为35、36、37、38、40、42、45、48或50份。

通过在基质沥青中加入水和石油沥青在提高基质沥青附着力的同时，提高涂布性能以及耐磨性能。

在本发明的一种优选方案中乳化沥青中还包括沥青乳化剂，以进一步提高乳化沥青的分散稳定性。

优选地，以质量份数计，乳化沥青中沥青乳化剂的用量为0.1-4份。

典型但非限制性的，乳化沥青中，沥青乳化剂的用量如为0.1、0.2、0.5、0.8、1、1.5、2、2.5、3、3.5或4份。

优选地，沥青乳化剂选自十六烷基苯磺酸钠、松香酸皂、丙二醇脂肪酸酯或烷基醚羧酸盐类中的一种或几种，优选为十六烷基苯磺酸钠。

优选地，基质沥青为针入度大于80的基质沥青，优选为100号石油沥青或110号石油沥青，从而更有利于提高改性橡胶沥青的粘结性能以及阻燃性能。

优选地，石油树脂为石油裂解副产物C5-C9的馏分经前处理、聚合和蒸馏等工艺生产的热塑性树脂。

优选地，石油树脂的数均分子量为600-3000。

典型但非限制性的，石油树脂的数均分子量如为600、800、1000、1200、1500、1800、2000、2200、2500、2800或3000。

在本发明的一种优选方案中，乳化沥青按照以下步骤制备得到：将基质沥青加热到120-140℃，加入石油树脂熔融，并混合均匀，然后加入水以及任选的沥青乳化剂混合均匀，得到乳化沥青。

通过将基质沥青加热到120-140℃，以利于石油树脂加入到基质沥青中后能够快速熔融，从而与基质沥青混合均匀。

典型但非限制性的，基质沥青加热温度如为120、125、130、135或140℃，优选为130℃下加入石油树脂。

优选地，先将水加热到55-65℃，再加入沥青乳化剂混合均匀，以利于将沥青乳化剂溶解，然后通过交替磨循环乳化沥青乳化剂的水溶液，使得乳化剂在水中分散的更均匀，在加入基质沥青与石油树脂的熔融混合液，继续通过胶体磨循环乳化，使得各原料之间混合的更均匀，得到乳化沥青。

根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种改性橡胶沥青的制备方法，包括以下步骤：

将乳化沥青、蛭石-橡胶乳液混合液以及任选的消泡剂混合均匀，得到改性橡胶沥青。

在本发明的一种实施方案中，该项橡胶沥青按照以下步骤制备得到：

将乳化沥青倒入高速分散机的分散罐中，转速调至420r/min，加入消泡剂，分散搅拌10min，提高转速至800r/min，再将蛭石-橡胶乳液混合液缓慢倒入乳化沥青中，分散搅拌30min，得到改性橡胶沥青。

本发明提供的改性橡胶沥青的施工方式包括但不限于滚涂、喷涂、刷涂等方式。

根据本发明的第五个方面，本发明提供了疏水改性膨胀蛭石或改性橡胶沥青在交通、建筑或环境工程中的应用。

下面结合实施例和对比例对本发明提供的技术方案做进一步的描述。

下述实施例和对比例中百分比均为质量百分比，数均为质量份，其所采用的原料的厂家和型号如表1所示，表1中未写明的原料均通过市售购买得到。

表1

实施例1

本实施例提供了一种疏水改性膨胀蛭石，按照以下步骤制备得到：

将1份硬脂酸锌溶解于49份无水乙醇中，制成硬脂酸锌的无水乙醇溶液，再将50份膨胀蛭石加入到硬脂酸锌的无水乙醇溶液中混合均匀，在95℃下反应30min，然后干燥，得到疏水改性膨胀蛭石。

实施例2

本实施例提供了一种疏水改性膨胀蛭石，其与实施例1的不同之处在于，硬脂酸锌的用量为2份，无水乙醇的用量为48份，其余步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3

本实施例提供了一种疏水改性膨胀蛭石，其与实施例1的不同之处在于，硬脂酸锌的用量为3份，无水乙醇的用量为47份，其余步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例4

本实施例提供了一种疏水改性膨胀蛭石，其与实施例1的不同之处在于，硬脂酸锌的用量为5份，无水乙醇的用量为45份，其余步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例5

本实施例提供了一种疏水改性膨胀蛭石，其与实施例1的不同之处在于，硬脂酸锌的用量为0.5份，无水乙醇的用量为49.5份，其余步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例6

本实施例提供了一种疏水改性膨胀蛭石，其与实施例1的不同之处在于，反应温度为90℃，反应时间为40min，其余步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例7

本实施例提供了一种疏水改性膨胀蛭石，其与实施例1的不同之处在于，反应温度为100℃，反应时间为25min，其余步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例8

本实施例提供了一种疏水改性膨胀蛭石，其与实施例1的不同之处在于，反应温度为50℃，其余步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例9

实施例9提供了一种改性橡胶沥青，其由按质量份数计的如下组分制备而成：蛭石-橡胶乳液混合液50份，乳化沥青49.5份和消泡剂0.5份；

其中，蛭石-橡胶乳液由按质量份数计的如下组分混合而成：实施例1提供的疏水改性膨胀蛭石30份，橡胶乳液68.95份，分散剂0.05份和增稠剂1份；

乳化沥青由按质量份数计的如下组分制备而成：基质沥青55份，石油树脂5份，沥青乳化剂1.5份和去离子水38.5份；

所述乳化沥青按照以下步骤制备而成：将基质沥青加热到130℃，加入石油树脂熔融，并混合均匀；同时将去离子水加热到60℃，将沥青乳化剂加入到去离子水中，混合均匀，然后将基质沥青与石油树脂的熔融混合液加入到去离子水中，混合均匀，得到乳化沥青。

实施例10-16

实施例10-16分别提供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，所采用的蛭石-橡胶乳液中分别采用实施例2-8提供的疏水改性膨胀蛭石替换实施例1提供的疏水改性膨胀蛭石，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

实施例17

实施例17提供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，蛭石-橡胶乳液混合液由按质量份数计的如下组分混合而成：实施例1提供的疏水改性膨胀蛭石10份，橡胶乳液88.95份，分散剂0.05份和增稠剂1份，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

实施例18

实施例18供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，蛭石-橡胶乳液混合液由按质量份数计的如下组分混合而成：实施例1提供的疏水改性膨胀蛭石40份，橡胶乳液58.95份，分散剂0.05份和增稠剂1份，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

实施例19

实施例19提供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，蛭石-橡胶乳液混合液由按质量份数计的如下组分混合而成：实施例1提供的疏水改性膨胀蛭石25份，橡胶乳液73.95份，分散剂0.05份和增稠剂1份，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

实施例20

实施例20提供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，蛭石-橡胶乳液混合液由按质量份数计的如下组分混合而成：实施例1提供的疏水改性膨胀蛭石35份，橡胶乳液63.95份，分散剂0.05份和增稠剂1份，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

实施例21

实施例21提供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，蛭石-橡胶乳液混合液的用量为40份，乳化沥青的用量为59.5份，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

实施例22

实施例22供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，蛭石-橡胶乳液混合液的用量为45份，乳化沥青的用量为54.5份，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

实施例23

实施例23供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，乳化沥青中，基质沥青的用量为40份，石油树脂的用量为8份，去离子水的用量为50份，沥青乳化剂的用量为2份，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

实施例24

实施例24提供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，乳化沥青中，基质沥青的用量为50份，石油树脂的用量为7份，去离子水的用量为41.5份，沥青乳化剂的用量为1.5份，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

对比例1

对比例1提供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，蛭石-橡胶乳液混合液中采用的为未经疏水改性的膨胀蛭石，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

对比例2

对比例2提供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，蛭石-橡胶乳液混合液的用量为蛭石-橡胶乳液混合液20份，乳化沥青79.5份和消泡剂0.5份。

对比例3

对比例3提供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，蛭石-橡胶乳液混合液由按质量份数计的如下组分混合而成：实施例1提供的疏水改性膨胀蛭石5份，橡胶乳液91.95份，分散剂0.05份和增稠剂4份，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

对比例4

对比例4提供了一种改性橡胶沥青，其与实施例9的不同之处在于，蛭石-橡胶乳液混合液由按质量份数计的如下组分混合而成：实施例1提供的疏水改性膨胀蛭石50份，橡胶乳液47.95份，分散剂0.05份和增稠剂2份，其余步骤均与实施例9相同，在此不再赘述。

试验例1

对实施例1-8提供的疏水改性膨胀蛭石的密度、导热系数和含水率进行检测，结果如表2所示。

其中，疏水改性膨胀蛭石的密度的检测方法：1、在天平上放置一个50ml的量简，清零；2、用干净的药匙移取约25ml的待测样品至量简中，称重记下待测样品的质量M；3、取下量筒放在水平台上轻轻地来回平移，直到样品颗粒间没有较大的空隙，此时记录量简的读数V，精确到0.5ml；注意:读取刻度时，如样品高低不平，此时应用手轻轻拍打简壁，直至样品在量筒中能正常读数；4、计算公式和结果记录：密度＝M/V。

疏水改性膨胀蛭石的导热系数的检测方法：

试验器具：热流计式导热仪；

环境条件：温度5-40℃，相对湿度＜90％；

热板：300*300*6(mm)铜板；

冷板：300*300*30(mm)铝板；

试样尺寸：300*300mm；

绝热有机玻璃条：300*10*10mm；

测试步骤：将疏水改性膨胀蛭石样品放入电热鼓风干燥箱内烘干至恒重，再将样品放置在冷板、热板间，边缘可用有机玻璃条固定，蛭石粉体测试规格为300*300*10mm，打开测试机器，待仪器进入稳定状态，读取导热系数。

疏水改性膨胀蛭石的含水率的检测方法：样品取2-3g，采用卤素水分测定仪法，105℃，20分钟，测试完成后自动读取含水率。

表2

实验组别	密度(g/m<sup>3</sup>)	导热系数(W/mK)	含水率(％)
				实施例1	99	0.059	1.1
实施例2	101	0.061	1.1
				实施例3	104	0.063	1.1
实施例4	105	0.064	1.1
				实施例5	99	0.072	2.3
实施例6	100	0.069	2.0
				实施例7	100	0.067	1.8
实施例8	99	0.074	2.5

试验例2

对各实施例和对比例提供的改性橡胶沥青分别进行密度、导热系数、抗压强度、耐热温度、低温性能、含水率、不透水性以及阻燃性能测试，结果如下表3所示。需要说明的是，导热系数、抗压强度、耐热温度、低温性能、含水率、不透水性以及阻燃性能测试均需要涂膜后测试。涂膜方式：根据不同测试干膜厚度需求，多次涂膜，每道间隔4小时，直至达到规定厚度，完成制膜，然后在实验室条件下(25℃，空气湿度55％)养护120h，再放入45℃烘箱养护48h，完成养护后裁成规定规格试件进行测试。

其中，改性橡胶沥青涂膜导热系数的测定：

检测仪器同试验例1中的热流计式导热仪；

测试步骤：将改性橡胶沥青涂膜裁成300*300*10mm试样，放入测试机器中，测试时边缘需要使用有机玻璃条固定，打开测试机器，待仪器进入稳定状态，读取导热系数。

改性橡胶沥青涂膜密度的检测方法：

将网球用酒精清洗后，放于水中吊栏，再将玻璃杯放于测量台上，然后按归零键归零；

在零点状态下，将干燥后的改性橡胶沥青涂膜放入玻璃杯内，通常取样经验值在7g左右；

当稳定符号显示时，按记忆键一下，代表记忆样品空气中重量；

用镊子从水中取出网球，再将干燥后的涂膜放入网球中，并盖好。用镊子将网球放入酒精中清洗，稍用力做上下反复抖动动作，确保涂膜表面无气泡后取出；

用镊子将网球放入水中吊栏，并将玻璃杯放回原位，同时注意观察样品表面不能有气泡产生，有气泡应及时清除；

当稳定符号显示时，按记忆键一下，显示密度值；

测量涂膜密度过程为二个步骤，即记忆空气中重量和水中重量，然后就显示密度值，精度为千分之一，水中吊栏不能碰触水槽。

改性橡胶沥青涂膜抗压强度的检测方法：将改性橡胶沥青涂膜制成规格70.4mm*70.4mm*70.4mm的试件，然后依据GB14907-2018防火涂料6.4.5进行检测。

改性橡胶沥青的耐热温度的检测方法：

试验器具：电热鼓风烘箱：控温精度±2℃；铝板：厚度不小于2mm，面积大于100mm*50mm，中间上部有一小孔，便于悬挂；

测试步骤：将改性橡胶沥青搅匀后，将样品按生产厂的要求分2～3次涂覆(每次间隔不超过24h)在已清洁干净的铝板上，涂覆面积为100mm*50mm，总厚度1.5mm，最后一次将表面刮平，按规定条件进行养护，不需要脱模。然后将铝板垂直悬挂在已调节到规定温度的电热鼓风干燥箱内，试件与干燥箱壁间的距离不小于50mm，试件的中心宜与温度计的探头在同一位置，在规定温度下放置5h后取出，观察表面现象，共试验3个试件。

结果评定：试验后所有试件都不应产生流淌、滑动、滴落，试件表面无密集气泡。

改性橡胶沥青涂膜低温性的检测方法：

试验器具：低温冰柜：控温精度±2℃，直径50mm低温弯板；

测试步骤：将涂膜裁取3个100*25mm的试件，放入低温冰柜完全浸没在冷冻液中，在规定温度下保持1h，在冷冻液中绕弯板3s内弯曲180°，立即取出观察是否有断裂。

结果判定：所有试件应无断裂。

改性橡胶沥青涂膜含水率的检测方法：

1、制样，将改性橡胶沥青制成面积为10cm×10cm，干膜厚度约2cm后的涂膜，在标准试验条件下放置24h；2、取出样品称量，记为M1，再将涂膜放入105℃的烘箱中5h；3、取出样品，在标准试验条件下，放置1h,称重记为M2；4、计算：(M1-M2)/M1×100％则为含水率。

改性橡胶沥青涂膜不透水性的检测方法：

不透水仪：符合GB/T 328.10-2007中5.2要求；

金属网：孔径为0.2mm；

测试步骤：裁取的三个约(150*150)mm试件，在标准试验条件下放置2h，试验在(23±2)℃进行，将装置中充水直到满出，彻底排出装置中空气；

将试件放置在透水盘上，再在试件上加一相同尺寸的金属网，盖上7孔圆盘，慢慢夹紧直到试件夹紧在盘上，用布或压缩空气干燥试件的非迎水面，慢慢加压到规定的压力；

达到规定压力后，保持压力(30±2)min，试验时观察试件的透水情况(水压突然下降或试件的非迎水面有水)。

结果评定：所有试件在规定时间应无透水现象。

阻燃等级的检测依据GB 8624-2012建筑材料及制品燃烧性能分级。

表3

从上述表中数据可以看出，本发明各实施例提供的改性橡胶沥青整体性能较为优异。

具体的，针对耐热性能，本发明提供的改性橡胶沥青中由于乳化沥青高温性能较差，高温性能主要由蛭石粉体和橡胶乳液(氯丁橡胶)共同决定，主要表现是氯丁橡胶含量越高，交联情况越好，耐高温越好；蛭石粉体作为无机填充料，含量越高，耐高温性能越好；蛭石粉体改性越好，则氯丁橡胶组分越容易发生交联，则高温效果越好。

本发明提供的改性橡胶沥青的低温性能主要由橡胶乳液(氯丁橡胶)含量与交联情况决定，氯丁橡胶含量越高，低温性能越好；氯丁橡胶组分交联情况越好，低温性能越好。

本发明提供的改性橡胶沥青的不透水性主要依靠蛭石粉体和橡胶乳液(氯丁橡胶)，其中蛭石粉体改性效果好，对氯丁橡胶的交联越好，不透水性越好；蛭石含量在一定范围内时，蛭石含量越高，填充效果越好，不透水性越好；氯丁橡胶组分提供空间网状结构，即材料强度，氯丁组分越多，不透水性越好，氯丁组分交联情况越好，不透水性越好。

本发明提供的改性橡胶沥青的导热系数主要由蛭石提供保温效果，所以蛭石改性效果越好，含量越多导热系数越低。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种疏水改性膨胀蛭石的制备方法，其特征在于，按照以下步骤制备得到：

将膨胀蛭石加入到疏水改性剂溶液中混合，反应，得到疏水改性膨胀蛭石。

2.根据权利要求1所述的疏水改性膨胀蛭石的制备方法，其特征在于，反应温度为90-100℃，反应时间为25-40min；

优选地，反应温度为93-97℃，反应时间为28-32min。

3.根据权利要求1所述的疏水改性膨胀蛭石的制备方法，其特征在于，所述疏水改性剂包括硬脂酸和/或硬脂酸锌，优选为硬脂酸锌；

优选地，所述疏水改性剂与所述膨胀蛭石的质量比为1-3:50；

优选地，所述疏水改性剂溶液的质量浓度为0.5-5％；

优选地，所述疏水改性剂溶液的溶剂为有机溶剂；

优选地，所述有机溶剂为无水乙醇。

4.一种疏水改性膨胀蛭石，其特征在于，主要由权利要求1-3任一项所述的疏水改性膨胀蛭石的制备方法制备而成。

5.一种改性橡胶沥青，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：蛭石-橡胶乳液混合液30-60份和乳化沥青40-70份；

其中，所述蛭石-橡胶乳液混合液包括权利要求4所述的疏水改性膨胀蛭石和橡胶乳液，两者的质量比为(10-40)：(60-90)。

6.根据权利要求5所述的改性橡胶沥青，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：蛭石-橡胶乳液混合液40-50份，乳化沥青45-60份；

优选地，所述蛭石-橡胶乳液混合液中，疏水改性膨胀蛭石和橡胶乳液的质量比(25-35)：(65-75)；

所述橡胶乳液包括羧基丁苯乳液和/或阴离子氯丁乳液，优选为阴离子氯丁乳液；

优选地，所述蛭石-橡胶乳液混合液还包括分散剂和增稠剂；

优选地，所述改性橡胶沥青还包括消泡剂。

7.根据权利要求5所述的改性橡胶沥青，其特征在于，所述乳化沥青包括按质量份数计的如下组分：基质沥青40-55份、石油树脂6-8份和水35-50份；

优选地，所述乳化沥青还包括按质量份数计的沥青乳化剂0.1-4份；

优选地，所述基质沥青的针入度＞80，优选为100号石油沥青或110号石油沥青；

优选地，所述石油树脂的数均分子量为600-3000。

8.根据权利要求7所述的改性橡胶沥青，其特征在于，所述乳化沥青按照以下步骤制备得到：

将基质沥青加热到120-140℃，加入石油树脂熔融，并混合均匀，然后加入水以及任选的沥青乳化剂混合均匀，得到乳化沥青；

优选地，先将水加热到55-65℃，加入乳化剂混合均匀后，通过胶体磨进行循环乳化，然后再加入基质沥青与石油树脂的熔融混合液，继续通过胶体磨循环乳化后，得到乳化沥青。

9.根据权利要求5-8任一项所述的改性橡胶沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将乳化沥青、蛭石-橡胶乳液混合液以及任选的消泡剂混合均匀，得到改性橡胶沥青。

10.根据权利要求4所述的疏水改性膨胀蛭石或权利要求5-8任一项所述的改性橡胶沥青在交通、建筑或环境工程中的应用。