CN114621597A - 纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷及制备方法，一种纳米二氧化硅改性沥青，按照质量百分比包括以下成分：石油沥青35％‑40％，SBS20％‑28％，SIS14％‑18％，纳米二氧化硅3％‑5％，滑石粉13％‑18％。一种纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷，包括纳米二氧化硅改性沥青、胎基、PE薄膜与玄武岩。本发明利用利用纳米二氧化硅升入渗透到SBS高分子化合物的π键附近，与有机分子电子云发生重叠，形成空间网状结构，增加改性沥青的低温柔性，提高了耐高温和防水性能。
Description
涉及领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷。
背景技术
防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路、垃圾填埋场等处，起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起着至关重要的作用。根据主要组成材料不同，分为沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材；根据胎体的不同分为无胎体卷材、纸胎卷材、玻璃纤维胎卷材、玻璃布胎卷材和聚乙烯胎卷材。防水卷材要求有良好的耐水性，对温度变化的稳定性(高温下不流淌、不起泡、不淆动，低温下不脆裂)，一定的机械强度、延伸性和抗断裂性，要有一定的柔韧性和抗老化性等。
沥青用于防水工程具有原料易得、价格低廉等优点，是国内外防水防渗工程中用的最多最广的一种防水材料。然而，由于自身存在热淌冷脆，耐候性不良。现有改性沥青防水卷材覆面材料一般为PE(聚乙烯)薄膜、细砂、矿物颗粒。现有石油沥青作为防水卷材的粘接层，其中烃类小分子及其衍生物份比40％-60％，小分子在阳光紫外线辐射及其他高温情况下会发生分子结构破坏及小分子挥发，会导致沥青塑性下降，出现开裂变脆。那标准热老化测试后低温柔性从指标要求-25℃降至-20℃。同时，PE(聚乙烯)薄膜抗紫外线性能差，不能外露；细砂的沥青粘附性差，易脱落；矿物颗粒为黏土矿物做表面材料强度差易脆、易粉化。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供了一种纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种纳米二氧化硅改性沥青，其特征在于，按照质量百分比包括以下成分：石油沥青35％-40％，SBS 20％-28％，SIS 14％-18％，纳米二氧化硅3％-5％，滑石粉13％-18％。
一种纳米二氧化硅改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将沥青添加入到到反应釜中加热至160～180℃；
S2、将SBS和SIS加入到反应釜中，在160～180℃温度下与沥青搅拌混合2h得到一级混合物，备用；
S3、将步骤S2得到的一级混合物与滑石粉、纳米二氧化硅加入到胶体磨中进行研磨得到二级混合物，将二级混合物在160～180℃下备用；
S4、将重复步骤S3直至次得到纳米二氧化硅改性沥清。
进一步的，所述滑石粉为300～500目滑石粉。
一种纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷，其特征在于，包括权利要求1～3任意一项所述的纳米二氧化硅改性沥青、胎基、PE薄膜与玄武岩。
进一步的，在所述胎基表面涂设有二氧化硅改性沥青，在所述二氧化硅改性沥青表面还设置有PE薄膜和玄武岩。
进一步的，所述PE薄膜设置在胎基的一面，所述玄武岩设置在胎基的另一面。
进一步的，所述胎基材料为长丝聚酯。
一种纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将二氧化硅改性沥青覆盖在胎基表面，干燥；
(2)将PE膜和玄武岩分别覆盖在二氧化钛改性沥青表面上，所述PE膜和玄武岩分别覆盖在胎基的两面，得到初级防水卷；
(3)将初级防水卷牵引成型，得到成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明利用利用纳米二氧化硅深入渗透到SBS高分子化合物的π键附近，与有机分子电子云发生重叠，形成空间网状结构，增加改性沥青的低温柔性，提高了耐高温和防水性能。
2、本发明制备得到的防水卷材由于外表面使用玄武岩，所以具有充分发挥其抗压强度大、压碎值低、耐磨、沥青粘附性强特点。
3、本发明制备的防水卷材低温柔性达到-35℃以上，效果优于标准热老化测试后低温柔性仍达到-33℃。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
一种纳米二氧化硅改性沥青，按照质量百分比包括以下成分：石油沥青35％-40％，SBS 20％-28％，SIS 14％-18％，纳米二氧化硅3％-5％，滑石粉13％-18％。
一种纳米二氧化硅改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
S1、将沥青添加入到到反应釜中加热至160～180℃；
S2、将SBS和SIS加入到反应釜中，在160～180℃温度下与沥青搅拌混合2h得到一级混合物，备用；
S3、将步骤S2得到的一级混合物与滑石粉、纳米二氧化硅加入到胶体磨中进行研磨得到二级混合物，将二级混合物在160～180℃下备用；
S4、将重复步骤S3直至次得到纳米二氧化硅改性沥清。
本发明中采用SBS与沥青基质形成空间立体网络结构，从而有效地改善沥青的温度性能、拉伸性能、弹性、内聚附着性能、混合料的稳定性、耐老化性，还可以改善沥青的高低温性能及感温性能。
本发明利用纳米二氧化硅体积效应和量子隧道效应使得其产生渗透作用，可深入到改性沥青中SBS、SIS有机高分子化合物的π键附近，与有机分子电子云发生重叠，形成空间网状结构，同时利用纳米二氧化硅表面吸附效应，共同锁住沥青中的易挥发的有机小分子。提升其低温柔性达到-35℃以上，那标准热老化测试后低温柔性仍达到-33℃以上。
一种纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷，包括纳米二氧化硅改性沥青、胎基、PE薄膜与玄武岩。
在所述胎基表面涂设有二氧化硅改性沥青，在所述二氧化硅改性沥青表面还设置有PE薄膜和玄武岩，所述胎基材料为长丝聚酯。
所述PE薄膜设置在胎基的一面，所述玄武岩设置在胎基的另一面。
一种纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将二氧化硅改性沥青覆盖在胎基表面，干燥；
(2)将PE膜和玄武岩分别覆盖在二氧化钛改性沥青表面上，所述PE膜和玄武岩分别覆盖在胎基的两面，得到初级防水卷；
(3)将初级防水卷牵引成型，得到成品。
PE薄膜抗紫外线性能差不能外露，而玄武岩颗粒作为可以外露。将玄武岩作为向外的覆面材料，可以发挥其抗压强度大、压碎值低、耐磨、沥青粘附性强等优点。
本发明采用的材料为，本领域技术人员可能根据需要进行替换：
70#石油沥青(中海四川有限责任公司)；
SBS(1401E)(中石化岳阳石化)；
SIS(中石化岳阳石化)；
纳米二氧化硅(浙江宇达化工有限公司)；
400目滑石粉(江油华川新材料集团有限公司)；
长丝聚酯胎基(江阴市江海非织造布有限公司)；
PE薄膜(四川群琪科技有限公司)；
玄武岩(0-5mm)(清镇市万隆达矿产开发有限公司)
实施例1
一种纳米二氧化硅改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
按照质量百分比准备材料：70#石油沥青35％，SBS26％，SIS18％，纳米二氧化硅3％和400目滑石粉18％。
S1、将沥青添加入到到反应釜中加热至160℃；
S2、将SBS和SIS加入到反应釜中，在160℃温度下与沥青搅拌混合2h得到一级混合物，备用；
S3、将步骤S2得到的一级混合物与滑石粉、纳米二氧化硅加入到胶体磨中进行研磨得到二级混合物，将二级混合物在160℃下备用；
S4、将重复步骤S3直至次得到纳米二氧化硅改性沥清。
实施例2
一种纳米二氧化硅改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
按照质量百分比准备材料：70#石油沥青38％，SBS28％，SIS14％，纳米二氧化硅5％和400目滑石粉15％。
S1、将沥青添加入到到反应釜中加热至170℃；
S2、将SBS和SIS加入到反应釜中，在170℃温度下与沥青搅拌混合2h得到一级混合物，备用；
S3、将步骤S2得到的一级混合物与滑石粉、纳米二氧化硅加入到胶体磨中进行研磨得到二级混合物，将二级混合物在170℃下备用；
S4、将重复步骤S3直至次得到纳米二氧化硅改性沥清。
实施例3
一种纳米二氧化硅改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
按照质量百分比准备材料：70#石油沥青40％，SBS20％，SIS17％，纳米二氧化硅5％和400目滑石粉18％。
S1、将沥青添加入到到反应釜中加热至180℃；
S2、将SBS和SIS加入到反应釜中，在180℃温度下与沥青搅拌混合2h得到一级混合物，备用；
S3、将步骤S2得到的一级混合物与滑石粉、纳米二氧化硅加入到胶体磨中进行研磨得到二级混合物，将二级混合物在180℃下备用；
S4、将重复步骤S3直至次得到纳米二氧化硅改性沥清。
一种纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷，将实施例1～3制备得到的二氧化硅改性沥青制备防水卷，包括以下步骤：
(1)将胎基表面浸没在实施例1和2制备得到的二氧化硅改性沥青中使其表面完全覆盖有二氧化硅改性沥青后，取出、干燥；
(2)将PE膜和玄武岩(0～5mm)分别覆盖在二氧化钛改性沥青表面上，每平方米撒玄武岩3.6kg，PE膜和玄武岩分别覆盖在胎基的两面，得到初级防水卷；
(3)将初级防水卷牵引成型，得到成品纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷。
成品纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷在实际生产应用采用热熔法施工，上表面玄武岩覆盖层可外露。该发明防水卷材优异的耐高低温性能及耐老化可用于高温高寒地区建筑屋面、道路桥梁防水。
参照GB 18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》和TB/T 2965-201l《铁路混凝土桥面防水层技术条件》中相关的要求，进行裁样检测；具体测试结果如表1所示：
由表1测试结果可知，本发明所得产品具有良好的耐高温性能，可以在高温条件下保持性能稳定，且经过热处理后，仍然具有优异的防水性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种纳米二氧化硅改性沥青，其特征在于，按照质量百分比包括以下成分：石油沥青35％-40％，SBS20％-28％，SIS 14％-18％，纳米二氧化硅3％-5％，滑石粉13％-18％。
2.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将沥青添加入到到反应釜中加热至160～180℃；
S2、将SBS和SIS加入到反应釜中，在160～180℃温度下与沥青搅拌混合2h得到一级混合物，备用；
S3、将步骤S2得到的一级混合物与滑石粉、纳米二氧化硅加入到胶体磨中进行研磨得到二级混合物，将二级混合物在160～180℃下备用；
S4、将重复步骤S3直至次得到纳米二氧化硅改性沥清，得到3级混合物；
S5、将S4得到的三级混合物在160～180℃注入搅拌罐加入滑石粉搅拌均匀，纳米二氧化硅改性沥青制备完成备用。
3.根据权利要求2所述的纳米二氧化硅改性沥青的制备方法，其特征在于，所述滑石粉为300～500目滑石粉。
4.一种纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷，其特征在于，包括权利要求1～3任意一项所述的纳米二氧化硅改性沥青、胎基、PE薄膜与玄武岩。
5.根据权利要求4所述的纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷，其特征在于，在所述胎基表面涂设有二氧化硅改性沥青，在所述二氧化硅改性沥青表面还设置有PE薄膜和玄武岩。
6.根据权利要求5所述的纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷，其特征在于，所述PE薄膜设置在胎基的一面，所述玄武岩设置在胎基的另一面。
7.根据权利要求5或6所述的纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷，其特征在于，所述胎基材料为长丝聚酯。
8.根据权利要求7所述的纳米二氧化硅改性沥青与玄武岩复合防水卷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将二氧化硅改性沥青涂设在胎基表面，干燥；
(2)将PE膜和玄武岩分别覆盖在二氧化钛改性沥青表面上，所述PE膜和玄武岩分别覆盖在胎基的两面，得到初级防水卷；
(3)将初级防水卷牵引成型，得到成品。
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| CN108274844A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-13 | 江西玉龙防水科技有限公司 | 一种聚合物改性沥青防水卷材及其制备方法 |
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2022
- 2022-04-20 CN CN202210414613.4A patent/CN114621597B/zh active Active
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