CN115851130A - 一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料，包括如下重量份的原材料：阴离子乳化沥青40～50份、胶乳30～40份、硅胶粉10～15份、脂肪酸酯类化合物0.1～1份、有机小分子盐类化合物0.1～1份、醇类高分子聚合物0.1～1份、分散剂0.5～1份、稳定剂0.3～0.5份、固体硫酸锌2～5份。采用硅胶粉对气味有明显的改善作用，采用脂肪酸酯类化合物、有机小分子盐类化合物、醇类高分子化合物三者协同，有良好的抗油污效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种防水材料，具体涉及一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料及其制备方法。
背景技术
橡胶沥青防水材料具有适应范围广，耐候性，抗酸性，抗变形，使用寿命长，拉伸强度高，延伸率大的特点。对基层收缩和开裂变形适应性强，使用温度范围宽等优点。
橡胶沥青防水材料产品固化后成橡胶状高弹性无接缝、无接头的防水防腐层，为连续封闭体系。在顶面，平面，立面，斜面等各种干燥基面上粘接牢固。对任何形状复杂，管道纵横的部位都容易施工。解决了传统防水防腐材料可能出现的卷材接缝，接头，平面空鼓，立面下滑，复杂部位操作困难等难题。完全取代于传统防水防腐材料，有着比之更好的防腐和绝缘性能，属于1级防水防腐材料。
橡胶沥青防水材料可应用于各种工业、民用建筑物、屋顶、天沟、阳台、外墙、卫生间、厨房、地下室、水池、下水道、矿井、隧道、管道、桥梁灌缝、地下地上金属管道、高低温管道、保温管内外壁等防水、防潮、防腐蚀等工程。
橡胶沥青防水材料具有以下显著特点：
超高弹性：涂膜断裂伸长率平均值可达1000％以上，适合于伸缩缝及变形缝部位，因此能够有效解决各种构筑物因应力变形、膨胀开裂、穿刺或连接不牢靠等造成的渗漏、锈蚀等问题。有效应对结构并行，保证防水效果。
整体防水：涂膜可完美包覆基层，实现涂层的无缝连接，从而达到卷材难以实现的不窜水，不剥离的要求。对于异性结构或形状复杂的基层施工更加简便可靠。
耐穿刺性强：涂料中橡胶形成网络结构，非常紧密，同时有超高的延伸率，所以有良好的防穿刺性能，适用于易受穿刺的部位。
自密自愈：高弹性和高伸长率早就了涂膜的自愈功能，对一般性的穿刺可以自行修补，不会出现渗漏现象。
耐化学性优异、耐温性好：涂膜具有优异的耐化学腐蚀性，耐酸、碱、盐和氯，耐高温和耐低温性能优异。
机械施工：机械喷涂后瞬间成型，采用专业喷涂机械施工，大大节约施工成本和劳动力，可大幅缩短施工工期。
涂装方式灵活多样：可以采用喷涂、刷涂和刮涂等涂装方式，灵活简便。可以满足各种环境如落水口、阴阳角、施工缝、结构裂缝等防水作业的特殊要求。
随着我国各行业建设的飞速发展,橡胶沥青防水材料的应用领域不断扩大,同时对橡胶沥青防水材料的安全性提出了更高的要求。
众所周知，沥青是石油蒸馏后的产物，沥青及沥青混合料生产施工期间会产生大量的有害气体，特别是温度过高时，会产生气味刺鼻的“青烟”。由于沥青本身成分复杂，不同的沥青成分有很大的差异，因而沥青及沥青混合料生产施工期间排放的有害气体成分也相对复杂，主要包括有机挥发物(VOCs)、碳氧化物、氮氧化物和硫化物等。随着绿色环保的概念日益深入人心，道路建设对环境保护的要求越来越高，特别是在途径居民区的城市道路。沥青及沥青混合料生产施工期间会产生众多有害气体，其中硫化物还具有刺激性气味，极大地影响施工作业人员的身心健康，对环境周边的居民造成明显困扰。
烟气中含有多种有机物，包括碳环烃、环烃衍生物及其它化合物，有不少对人身健康有危害作用，沥青烟含有苯并芘、苯并蒽、咔唑等多种多环芳烃类物质，且大多是致癌和强致癌物质，粒径多在0.1～1.0μm之间，最小的仅0.01μm，最大的约为10.0μm，尤其是以3，4-苯并芘为代表的多种致癌物质。其危害人体健康的主要途径是附着在8μm以下的飘尘上，通过呼吸道被吸人体内。对沥青烟气进行净化治理，使排放满足大气环境标准，是非常必要的。
因此，非常有必要研发一种在使用过程中气味小，对人体健康不产生较大影响的橡胶沥青防水材料。
对于容易受到汽柴油污染的区域，也通常是重载车辆聚集的区域，所以这些区域的沥青路面不仅极易受到汽柴油污染的风险，也同时需要提高沥青混合料的高温抗车辙的能力，因此需要研制一种抗油污的专用特种改性沥青，来提高路面的抵抗汽柴油污染的能力，并可以增强路面的抗重载性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中橡胶沥青防水材料的气味问题，提供一种使用过程中气味小的防水材料，同时该防水材料具有良好的抗油污能力。本发明提供的一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料可同时实现气味小，对使用者身体健康影响小，且有良好的抗油污能力，具有广泛的应用前景。
本发明的另一目的在于提供上述一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料在建筑、防水等领域的应用。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料，包括如下重量份的原材料：阴离子乳化沥青40～50份、胶乳30～40份、硅胶粉10～15份、脂肪酸酯类化合物0.1～1份、有机小分子盐类化合物0.1～1份、醇类高分子聚合物0.1～1份、分散剂0.5～1份、稳定剂0.3～0.5份、固体硫酸锌2～5份。
优选地，所述硅胶粉的平均孔径为10～200nm，更进一步优选地，硅胶粉的平均孔径为100～150nm。
硅胶粉为一种由形成凝集结构的胶体粒子构成的有机吸附剂，胶体粒子是水合状态硅胶(多硅酸)的缩聚物，属于非晶态物质；而因胶体粒子的集合体的间隙使硅胶粉颗粒内部具有微孔隙结构，因此，相比于传统无机吸附剂，含有一定孔径范围的硅胶粉是一种具有丰富微孔结构，高比表面积、高纯度、高活性的优质吸附材料。此外，硅胶粉具有良好的热稳定性和化学稳定性能。
硅胶粉对橡胶沥青防水材料在生产或使用过程中产生的挥发性有毒有害化合物具有化学和物理两种方向的吸附性，同时该吸附具有不可逆性；所述细孔径的硅胶粉其吸附饱和量大，可长时间保持良好的气味效果。若孔径过小，则其吸附饱和量小，无法大量进行物质吸附；若孔径过大，则吸附力变弱，吸附效率变低。
优选地，所述有机小分子盐类化合物为为脂肪醇醚羧酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基羧酸钾、乙烯-丙烯酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
更优选地，所述有机小分子盐类化合物为脂肪醇醚羧酸钠。
优选地，所述醇类高分子聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇或聚醚多元醇中的一种或多种。
更优选地，所述醇类高分子聚合物为聚醚多元醇。
优选地，所述脂肪酸酯类化合物为山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯或聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。
更优选地，所述脂肪酸酯类化合物为山梨醇酐单油酸酯。
本发明采用脂肪酸酯类化合物、有机小分子盐类化合物和醇类高分子聚合物共同作用提高该防水材料的长效抗油污能力，其中，脂肪酸酯类化合物具有疏油特性，能够改善材料的即时抗油污能力；醇类高分子聚合物和有机小分子盐类化合物发生键合作用，可延缓有机小分子盐类化合物在防水材料表面的析出，有利于改善疏油效用不持久的问题，提高长效抗油污能力。
优选地，所述胶乳由通用合成橡胶与羧基化橡胶乳液按照质量比1～3:1混合而成。
优选地，所述通用合成橡胶包括三元乙丙橡胶、异戊二烯橡胶和顺丁橡胶中的任一种，所述羧基化橡胶乳液包括羧基化的丁苯橡胶和羧基化的丁腈橡胶中的任一种。
优选地，所述分散剂包括聚萘磺酸钠。
优选地，所述稳定剂包括硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐中的一种或几种。
根据需要，本发明还可以加入热氧稳定剂0.2～0.8份。
优选地，所述热氧稳定剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复合物，质量比为1:1。
优选地，所述受阻酚类抗氧剂的相对分子质量＞700且熔点＞200℃，所述亚磷酸酯类抗氧剂的相对分子质量＞600且熔点＞160℃。
受阻酚类抗氧剂可优选抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂3114中的一种。亚磷酸酯类抗氧剂可优选抗氧剂168和抗氧剂PEP-36中的一种。
一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料的制备方法，包含以下步骤：
S1：阴离子乳化沥青的制备：按照配方重量份，将沥青加热至180℃～220℃；将阴离子表面活性剂溶于90℃的水中，配置成60wt.％的溶液，将加热后的沥青和配置成的阴离子表面活性剂溶液通入高速剪切的混合设备胶体磨中，得到的乳化沥青从出口排出，冷却至室温即可。
S2：橡胶沥青防水材料的制备：按照配方重量份，依次加入一定比例的阴离子乳化沥青、胶乳、硅胶粉、脂肪酸酯类化合物、有机小分子盐类化合物、醇类高分子聚合物、分散剂、稳定剂，第一阶段在500～700r/min的转速下进行分散处理30min，第二阶段在300～500r/min的转速下分散处理60min。两个阶段的温度为150～155℃。最后加入固体硫酸锌，搅拌均匀后制得橡胶沥青防水材料。
优选地，所述阴离子表面活性剂包括松香皂。
一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料在建筑领域的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用脂肪酸酯类化合物、有机小分子盐类化合物和醇类高分子聚合物共同作用能够降低水接触角，减少油污粘附，醇类高分子聚合物和有机小分子盐类化合物相互作用，两者发生键合作用，可延缓有机小分子盐类化合物的析出，能够提高橡胶沥青防水材料的长效抗油污能力。
硅胶粉为一种由形成凝集结构的胶体粒子构成的有机吸附剂，胶体粒子是水合状态硅胶(多硅酸)的缩聚物，属于非晶态物质；而因胶体粒子的集合体的间隙使硅胶粉颗粒内部具有微孔隙结构，因此，相比于传统无机吸附剂，含有一定孔径范围的硅胶粉是一种具有丰富微孔结构，高比表面积、高纯度、高活性的优质吸附材料。此外，硅胶粉也具有良好的热稳定性和化学稳定性能。
热氧稳定剂能抑制自由基的产生，防止热氧老化降解。
本发明提高了沥青防水材料抵抗汽柴油污染的能力，即在受到汽柴油污染路表之后，不易溶解于汽柴油等轻质油中，不会发生松散，可保持路面的结构强度和承载力。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
本发明各实施例及对比例选用的主要试剂说明如下：
醇类高分子聚合物A：聚醚多元醇，ELASTAMINE XPM，亨斯迈；
醇类高分子聚合物B：聚乙烯醇，PVA2699，安徽皖维高新材料股份有限公司；醇类高分子聚合物C：聚乙二醇，PEG6000，武汉鑫恒隆科技有限责任公司；
有机小分子盐类化合物A：脂肪醇醚羧酸钠，南通市谦和化工有限公司；
有机小分子盐类化合物B：十二烷基硫酸钠，南通市谦和化工有限公司；
有机小分子盐类化合物C：十二烷基羧酸钾，南通市谦和化工有限公司；
有机小分子盐类化合物D：乙烯-丙烯酸钠，EcoSmooth Satin，美国陶氏化学有限公司；
有机小分子盐盐类化合物E：十二烷基苯磺酸钠，国药购买；
脂肪酸酯类化合物A：山梨醇酐单油酸酯，国药购买；
脂肪酸酯类化合物B：山梨醇酐单硬脂酸酯，国药购买；
脂肪酸酯类化合物C：聚甘油单油酸酯，国药购买；
脂肪酸酯类化合物D：聚甘油脂肪酸酯，国药购买；
脂肪酸酯类化合物E：山梨醇酐单棕榈酸酯，国药购买；
硅胶粉A的平均孔径为130nm；
硅胶粉B的平均孔径为50nm；
硅胶粉C的平均孔径为7nm；
硅胶粉D的平均孔径为220nm；
沥青：市售；
乳胶采用的通用合成橡胶和羧基化橡胶乳液的质量比为1:1；
通用合成橡胶：顺丁橡胶，市售；
羧基化橡胶乳液：羧基化的丁苯橡胶，市售；
分散剂：聚萘磺酸钠，市售；
稳定剂：硫酸钠，市售；
固体硫酸锌：市售。
本发明各实施例及对比例制备的一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料进行如下测试：
参照日本的恶臭强度六级分级法对实施例和对比例进行评测。
依据《T 0709-2011沥青混合料马歇尔稳定度试验》测试马歇尔稳定度和流值。
这里使用的柴油为普通常规市面柴油，浸泡时间为24H。
本发明各实施例及对比例按照以下步骤进行制备：
S1：阴离子乳化沥青的制备：按照配方重量份，将沥青加热至180℃；将阴离子表面活性剂溶于90℃的水中，配置成60wt.％的溶液，将加热后的沥青和配置成的阴离子表面活性剂溶液通入高速剪切的混合设备胶体磨中，得到的乳化沥青从出口排出，冷却至室温即可。
S2：橡胶沥青防水材料的制备：按照配方重量份，依次加入一定比例的阴离子乳化沥青、胶乳、硅胶粉、脂肪酸酯类化合物、有机小分子盐类化合物、醇类高分子聚合物、分散剂、稳定剂，第一阶段在600r/min的转速下进行分散处理30min，第二阶段在400r/min的转速下分散处理60min。两个阶段的温度为150℃。最后加入固体硫酸锌，搅拌均匀后制得橡胶沥青防水材料。
实施例1～17和对比例1～4的实验配方及测试数据如下：
表1实施例1～8的配方(重量份)及测试数据
表2实施例9～17的配方(重量份)及测试数据
表3对比例1～4的配方(重量份)及测试数据
由上述测试结果可知，从实施例1-3以及7-17可以看出，采用硅胶粉后，该橡胶沥青防水材料的气味有明显的改善。尤其是使用硅胶粉的平均孔径在100-150nm之间的硅胶粉时效果最佳。从实施例3-6可以看出，采用其他孔径的硅胶粉效果略有下降，但较之对比例1可见，对于气味的效果还是非常显著的。从实施例3和7-11可以看出，采用脂肪酸酯类化合物山梨醇酐单油酸酯抗油污的效果最好，从实施例3和12-15可以看出，采用有机小分子盐类化合物脂肪醇醚羧酸钠抗油污的效果最好，从实施例3和16-17可以看出，采用醇类高分子聚合物聚醚多元醇抗油污的效果最好。从实施例3和对比例2-4可以看出，只有脂肪酸酯类化合物、有机小分子盐类化合物、醇类高分子聚合物三者协同使用，才能达到最佳的抗油污效果。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料，其特征在于，包括如下重量份的原材料：阴离子乳化沥青40～50份、胶乳30～40份、硅胶粉10～15份、脂肪酸酯类化合物0.1～1份、有机小分子盐类化合物0.1-1份、醇类高分子聚合物0.1～1份、分散剂0.5～1份、稳定剂0.3～0.5份、固体硫酸锌2～5份。
2.根据权利要求1所述一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料，其特征在于，所述硅胶粉的平均孔径为10～200nm。
3.根据权利要求2所述一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料，其特征在于，所述硅胶粉的平均孔径为100～150nm。
4.根据权利要求1所述一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料，其特征在于，所述有机小分子盐类化合物为脂肪醇醚羧酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基羧酸钾、乙烯-丙烯酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料，其特征在于，所述醇类高分子聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇或聚醚多元醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料，其特征在于，所述脂肪酸酯类化合物为山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯或聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料，其特征在于，所述胶乳由通用合成橡胶与羧基化橡胶乳液按照质量比1～3:1混合而成。
8.根据权利要求7所述一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料，其特征在于，所述通用合成橡胶包括三元乙丙橡胶、异戊二烯橡胶和顺丁橡胶中的任一种，所述羧基化橡胶乳液包括羧基化的丁苯橡胶和羧基化的丁腈橡胶中的任一种。
9.一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
S1：阴离子乳化沥青的制备：按照配方重量份，将沥青加热至180℃～220℃，将阴离子表面活性剂溶于90℃的水中，配置成60wt.％的溶液，将加热后的沥青和配置成的阴离子表面活性剂溶液通入高速剪切的混合设备胶体磨中，得到的乳化沥青从出口排出，冷却至室温即可；
S2：橡胶沥青防水材料的制备：按照配方重量份，依次加入阴离子乳化沥青、胶乳、硅胶粉、脂肪酸酯类化合物、有机小分子盐类化合物、醇类高分子聚合物、分散剂、稳定剂，第一阶段在500～700r/min的转速下进行分散处理30min，第二阶段在300～500r/min的转速下分散处理60min，两个阶段的温度为150～155℃，最后加入固体硫酸锌，搅拌均匀后制得橡胶沥青防水材料。
10.一种洁净型喷涂橡胶沥青防水材料在建筑、防水领域的应用。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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