CN116178972B - 一种微囊型改性沥青、制备方法及其防水卷材和涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微囊型改性沥青、制备方法及其防水卷材和涂料，所述微囊型改性沥青，包括改性沥青和微囊颗粒，其特征在于，所述微囊型改性沥青，按照GB/T 4498.1‑2013《橡胶灰分的测定第一部分马弗炉法》进行测试灰分，灰分为30％‑50％，在此条件下测试密度为0.90‑1.30g/cm3。本发明的微囊型改性沥青密度小，有效降低了防水卷材及涂料的重量，同时，相比现有技术，本发明制备的改性沥青防水卷材的耐热性和力学性能更佳。
Description
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域，具体来说，涉及一种微囊型改性沥青、制备方法及其防水卷材和涂料。
背景技术
改性沥青防水卷材中的改性沥青是一种以基质沥青为基料，以SBS、SBR、增粘树脂、稳定剂、无机填料、橡胶粉等添加剂为改性剂经物理共混而成的具有粘弹性的防水材料。应用最广的GB 18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》和GB 23441-2009《自粘聚合物改性沥青防水卷材》对防水卷材的重量作出了要求，如GB 18242-2008中要求，3mmPE膜面产品单位面积质量需≥3.3kg，10m长度卷重需≥33kg，对于5mm页岩面产品10m长度卷重高达≥60kg。如此高重量的材料对于材料生产、运输、施工搬运和施工作业都带来了很高的人力负担、操作难度和经济负担。此外，卷材对屋面结构构成了承压，在当前节能减排、低碳建筑蓬勃发展的今天，如何降低屋面负荷必将成为一种技术潮流。
CN102993756A公开了一种低密度聚合物改性沥青防水卷材，卷材涂盖料的组成成分包括沥青、软化剂、聚合物改性剂、中空玻璃微珠、填料，其中使用偶联剂对中空玻璃微珠表面进行预处理，其中所述沥青的质量比为20-60％，软化剂质量比5-30％；合物改性剂质量比5-20％；填料质量比5-30％；中空玻璃微珠质量比为1-10％，该发明的优点在于卷材具有卷重轻的特点，同时抗低温性能得到了明显提升，抗低温柔性能够达到-30℃，使卷材的适用范围得到了明显的扩大。但该发明描述的中空玻璃微珠需要预先偶联处理，生产工序复繁琐，最终的改性沥青低温柔性受预处理影响较大；空心玻璃微珠为刚性脆性材料，在受到高速搅拌剪切过程中易发生脆裂，降低减重效果；中空玻璃微珠价格昂贵，添加大量玻璃微珠将明显升高改性沥青成本，同时，空心玻璃微珠吸油性强，吸收沥青中的油分，使改性沥青粘度急剧增大，不利于工业化推广。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种微囊型改性沥青、制备方法及其防水卷材和涂料。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种微囊型改性沥青，包括改性沥青和微囊颗粒，所述微囊型改性沥青，按照GB/T4498.1-2013《橡胶灰分的测定第一部分马弗炉法》进行测试灰分，灰分为30％-50％，在此条件下测试密度为0.90-1.30g/cm3。
本发明中所述改性沥青为常规的改性沥青，优选为SBS改性沥青和/或丁苯橡胶改性沥青。
本发明中所述微囊颗粒在热环境下直接对改进沥青进行填充，实现了改性沥青密度的降低。所述的微囊颗粒的粒径为10-40μm，所述微囊颗粒的添加量为微囊型改性沥青重量的0.3-2.0％。
本发明的微囊改性沥青具有微囊颗粒形成的沥青微泡，所述沥青微泡的孔径为40-600μm。
具体的，本发明中沥青微泡的测试方法为：将微囊改性沥青在-20℃下冷冻，在脆性状态下掰断得到样品，将样品放到载玻片上，在暗光条件下，用最大放大倍数400的荧光显微镜(OLYMPUS BX53M)观察断面。
优选地，所述的微囊颗粒为聚苯乙烯交联微球、ETPU发泡微球和可膨胀微囊颗粒中的至少一种。
进一步优选地，所述的微囊颗粒为可膨胀微囊颗粒。
在本发明的其他优选实施例中所述微囊型改性沥青，还包括稳定剂。所述稳定剂可以将改性沥青中的无规则组分制成三维网状结构，从而与微囊颗粒共同作用，降低改性沥青的密度。所述稳定剂的添加量为微囊型改性沥青重量的0.1-0.3％。
优选地，所述稳定剂为硫磺稳定剂。
进一步优选地，所述稳定剂包括硫磺、促进剂、活性剂和高岭土。
其中，所述促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺；所述活性剂为六亚甲基四胺、间苯二酚和改性酚醛树脂中的至少一种。
本发明还提供了一种上述微囊型改性沥青的制备方法，包括以下步骤：将改性沥青和微囊颗粒混合搅拌，即得所述微囊改性沥青。
其中，所述混合搅拌为在160-180℃下搅拌20min以上。
本发明还提供了另一种上述微囊型改性沥青的制备方法，包括以下步骤：向改性沥青中加入稳定剂分散搅拌，再加入微囊颗粒混合搅拌，即得所述微囊改性沥青。
优选地，所述分散搅拌为在160-180℃下搅拌30min以上；所述混合搅拌为在160-180℃下搅拌20min以上。
本发明还提供了一种改性沥青防水卷材，由前述微囊型改性沥青制备而成。
本发明还提供了一种改性沥青防水涂料，由前述微囊型改性沥青制备而成。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的微囊型改性沥青密度低，有效降低了防水卷材及涂料的重量。同时，本发明通过在改性沥青中添加稳定剂形成三维网状结构，在三维网状结构中填充微囊颗粒，进一步降低了改性沥青的密度。
(2)另外，发明人意外的发现，稳定剂的加入使微囊颗粒在改性沥青中分布更加均匀，同时，改善了改性沥青防水卷材的耐热性能和抗剥离性能。
(3)本发明的微囊型改性沥青的成本低，相同密度条件下，仅为中空玻璃微珠改性沥青成本的三分之一到五分之一。
附图说明
图1为本发明实施例4的微囊型改性沥青的电镜图。
图2为本发明实施例5的微囊型改性沥青的电镜图。
图3为本发明实施例6的微囊型改性沥青的电镜图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
本发明对所采用原料的来源不作限定，如无特殊说明，本发明所采用的原料均为本技术领域普通市售品。
实施例1微囊型改性沥青的制备方法
将SBR改性沥青加热至140℃后，加入微囊型改性沥青总重量0.3％的可膨胀微囊颗粒(10μm)，在160℃下高速搅拌(≥2000rpm)20min，得到微囊型改性沥青。
实施例2微囊型改性沥青的制备方法
将弹性体SBS改性沥青加热至150℃后，加入微囊型改性沥青总重量2.0％的聚苯乙烯交联微球(40μm)，在170℃下高速搅拌(≥2000rpm)20min，得到微囊型改性沥青。
实施例3微囊型改性沥青的制备方法
将SBR改性沥青加热至140℃后，加入微囊型改性沥青总重量1.5％的ETPU发泡微球(20μm)，在180℃下高速搅拌(≥2000rpm)20min，得到微囊型改性沥青。
实施例4微囊型改性沥青的制备方法
向SBR改性沥青中加入微囊型改性沥青总重量0.2％的硫磺稳定剂(质量比为60:16:4:20的硫磺、促进剂、六亚甲基四胺和高岭土)，在160℃下分散60min，降温至150℃以下后，再加入微囊型改性沥青总重量1.0％的可膨胀微囊颗粒(30μm)，在170℃下高速搅拌(≥2000rpm)20min，得到微囊型改性沥青。
实施例5微囊型改性沥青的制备方法
向SBR改性沥青中加入微囊型改性沥青总重量0.1％的硫磺稳定剂(质量比为60:16:4:20的硫磺、促进剂、六亚甲基四胺和高岭土)，在170℃下分散40min，降温至150℃以下后，再加入微囊型改性沥青总重量0.5％的可膨胀微囊颗粒(20μm)，在170℃下高速搅拌(≥2000rpm)20min，得到微囊型改性沥青。
实施例6微囊型改性沥青的制备方法
向SBR改性沥青中加入微囊型改性沥青总重量0.3％的硫磺稳定剂(质量比为60:16:4:20的硫磺、促进剂、六亚甲基四胺和高岭土)，在180℃下分散30min，降温至150℃以下后，再加入微囊型改性沥青总重量1.8％的可膨胀微囊颗粒(40μm)，在170℃下高速搅拌(≥2000rpm)20min，得到微囊型改性沥青。
实施例7微囊型改性沥青的制备方法
本实施例与实施例5的区别在于，采用的硫磺稳定剂为市售产品。
具体制备方法为：向SBR改性沥青中加入微囊型改性沥青总重量0.2％的硫磺稳定剂(购自宁波艾克姆新材料股份有限公司，货号为S80)，170℃下分散60min，降温至150℃以下后，再加入微囊型改性沥青总重量1.0％的可膨胀微囊颗粒(20μm)，在170℃下高速搅拌(≥2000rpm)20min，得到微囊型改性沥青。
对比例1微囊型改性沥青的制备方法
本对比例与实施例1的区别在于，可膨胀微囊颗粒的用量不同。
具体制备方法为：将SBR改性沥青加热至140℃后，加入微囊型改性沥青总重量2.5％的可膨胀微囊颗粒(10μm)，在160℃下高速搅拌(≥2000rpm)20min，得到微囊型改性沥青。
对比例2微囊型改性沥青的制备方法
本对比例与实施例5的区别在于，采用的硫磺稳定剂的组成不同。
具体制备方法为：向SBR改性沥青中加入微囊型改性沥青总重量0.2％的硫磺稳定剂(质量比为60:8:12:20的硫磺、促进剂、六亚甲基四胺和高岭土)，170℃下分散40min，降温至150℃以下后，再加入微囊型改性沥青总重量1.0％的可膨胀微囊颗粒(20μm)，在170℃下高速搅拌(≥2000rpm)20min，得到微囊型改性沥青。
将实施例和对比例制备的微囊型改性沥青分别涂布制备成改性沥青防水卷材，并对其卷5材的性能进行测试，结果如表1所示。
表1
对照组为CN102993756A实施例1制备的低密度改性沥青防水卷材。
以上是结合具体实施例对本发明进一步的描述，但这些实施例仅仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种微囊型改性沥青，包括改性沥青和微囊颗粒，其特征在于，所述微囊型改性沥青，按照GB/T 4498.1-2013《橡胶灰分的测定 第一部分马弗炉法》进行测试灰分，灰分为30%-50%，在此条件下测试密度为0.90-1.30g/cm3；
所述微囊型改性沥青具有微囊颗粒形成的沥青微泡，所述沥青微泡的孔径为40-600μm；
所述微囊颗粒为聚苯乙烯交联微球、ETPU发泡微球和可膨胀微囊颗粒中的至少一种；所述微囊颗粒的添加量为微囊型改性沥青重量的0.3-2.0%；
还包括稳定剂，所述稳定剂为硫磺稳定剂，包括硫磺、促进剂、活性剂和高岭土。
2.根据权利要求1所述的微囊型改性沥青，其特征在于，所述改性沥青为SBS改性沥青和/或SBR改性沥青。
3.根据权利要求1所述的微囊型改性沥青，其特征在于，所述稳定剂的添加量为微囊型改性沥青重量的0.1-0.3%。
4.一种权利要求1-3任一项所述的微囊型改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将改性沥青和微囊颗粒混合搅拌，即得所述微囊改性沥青。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合搅拌为：在160-180℃下搅拌20min以上。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在加入微囊颗粒前，还包括以下步骤：向改性沥青中加入稳定剂分散搅拌。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述分散搅拌为：在160-180℃下搅拌30min以上。
8.一种改性沥青防水卷材，其特征在于，由权利要求1-3任一项所述的微囊型改性沥青制备而成。
9.一种改性沥青防水涂料，其特征在于，由权利要求1-3任一项所述的微囊型改性沥青制备而成。
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