CN116254093B - 改性沥青胶料组合物、改性沥青胶料、防水卷材及其制备方法和应用 - Google Patents

改性沥青胶料组合物、改性沥青胶料、防水卷材及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及防水材料领域，公开了改性沥青胶料组合物、改性沥青胶料、防水卷材及其制备方法和应用。该改性沥青胶料组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：橡胶油R9、200#沥青、冷聚石油树脂、古马隆树脂、SBS改性剂、SIS改性剂、胶粉、重钙。本发明提供的防水卷材粘接性好，耐老化性能突出，能提升卷材的耐久性，改善卷材存储运输时间过长造成的性能下降严重的问题。

Description

改性沥青胶料组合物、改性沥青胶料、防水卷材及其制备方法 和应用
技术领域
本发明涉及防水材料领域，具体涉及改性沥青胶料组合物、改性沥青胶料、防水卷材及其制备方法和应用。
背景技术
防水卷材可分为沥青基及非沥青基防水卷材，是工程防水的第一道保障，因原材料获取简易，价格低廉，且防水性能极佳，已逐步成为市面上广泛流通的防水产品。防水卷材都具有良好的耐水性，但不同种类的防水卷材的耐老化性良莠不齐，然而耐老化性的优劣会直接影响卷材的使用寿命。
现阶段，提高耐老化性的主要方法为加入硫化剂(硫磺)，将改性剂与硫化剂或沥青进行交联反应，形成高分子网状结构，从而使获得的卷材的体系更加稳定，最终大幅度减小卷材老化7-10d后的缩减量。
但是，硫化剂会引起整体体系黏度的增加，容易生产气泡，造成出料困难等情况，影响生产，导致其应用范围不大。同时，获得的防水卷材仅仅在老化7-10d内有较好的效果，老化时间延长后，老化稳定性也逐步趋于不稳定，使得长时间存储或运输后的卷材性能下降严重。
因此，需要提供一种粘接性好，而且耐老化性能高的防水卷材，以提升卷材的耐久性，从而改善卷材存储运输时间过长造成的性能下降严重问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的防水卷材的粘接性较低，且耐老化性能不好的问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种改性沥青胶料组合物，该改性沥青胶料组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：
橡胶油R9、200#沥青、冷聚石油树脂、古马隆树脂、SBS改性剂、SIS改性剂、胶粉、重钙；
以所述改性沥青胶料组合物的总重量为基准，所述橡胶油R9的含量为18-25wt％，所述200#沥青的含量为12-18wt％，所述冷聚石油树脂的含量为8-12wt％，所述古马隆树脂的含量为3-7wt％，所述SBS改性剂的含量为7-12wt％，所述SIS改性剂的含量为5-9wt％，所述胶粉的含量为7-11wt％，所述重钙的含量为23-28wt％；
其中，所述冷聚石油树脂中含有含量重量比为1：1.2-1.5的C5石油树脂和C9石油树脂；
所述SBS改性剂中含有含量重量比为1：0.75-0.8的星型SBS和线型SBS；所述星型SBS的重均分子量为14-30万，所述线型SBS的重均分子量为8-12万；
所述重钙的平均粒径为62-88μm，且堆积密度为80-90g/100mL。
本发明第二方面提供一种制备改性沥青胶料的方法，该方法应用第一方面所述的改性沥青胶料中的各组分进行，包括：
(1)在130-160℃下，将橡胶油R9、200#沥青、冷聚石油树脂、古马隆树脂进行混合接触I，得到混合物I；
(2)在170-190℃下，将SBS改性剂、SIS改性剂与所述混合物I进行混合接触II，得到混合物II；
(3)将胶粉与所述混合物II进行混合接触III，在170-190℃下保温2-4h后得到混合物III；
(4)将重钙与所述混合物III进行混合接触IV，得到所述改性沥青胶料；
所述冷聚石油树脂中含有含量重量比为1：1.2-1.5的C5石油树脂和C9石油树脂；
所述SBS改性剂中含有含量重量比为1：0.75-0.8的星型SBS和线型SBS；
所述星型SBS的重均分子量为14-30万，所述线型SBS的重均分子量为8-12万。
本发明第三方面提供由第二方面所述的方法制备得到的改性沥青胶料。
本发明第四方面提供由第三方面所述的改性沥青胶料制备得到的改性沥青防水卷材，其中，在该防水卷材的上表面中，所述改性沥青胶料的涂覆的厚度为3.0-5.0mm。
本发明第五方面提供第四方面所述的改性沥青防水卷材在建筑防水中的应用。
本发明提供的改性沥青防水卷材的粘接性好，而且耐老化性能突出，能提升卷材的耐久性，改善卷材存储运输时间过长造成的性能下降严重的问题。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种改性沥青胶料组合物，该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：
橡胶油R9、200#沥青、冷聚石油树脂、古马隆树脂、SBS改性剂、SIS改性剂、胶粉、重钙；
以所述改性沥青胶料组合物的总重量为基准，所述橡胶油R9的含量为18-25wt％，所述200#沥青的含量为12-18wt％，所述冷聚石油树脂的含量为8-12wt％，所述古马隆树脂的含量为3-7wt％，所述SBS改性剂的含量为7-12wt％，所述SIS改性剂的含量为5-9wt％，所述胶粉的含量为7-11wt％，所述重钙的含量为23-28wt％；
其中，所述冷聚石油树脂中含有含量重量比为1：1.2-1.5的C5石油树脂和C9石油树脂；
所述SBS改性剂中含有含量重量比为1：0.75-0.8的星型SBS和线型SBS；所述星型SBS的重均分子量为14-30万，所述线型SBS的重均分子量为8-12万；
所述重钙的平均粒径为62-88μm，且堆积密度为80-90g/100mL。
更优选地，所述重钙的平均粒径为70-80μm。
优选地，所述胶粉的平均粒径为0.2-0.3mm。
更优选地，所述胶粉为平均粒径为0.2-0.25mm的158#胶粉。发明人发现，该优选情况下，由所述胶料组合物中所述组分制备得到的防水卷材的粘接性能和耐老化性能更好。
优选情况下，所述古马隆树脂的软化点为75-135℃。发明人发现，该优选情况下，由所述胶料组合物中所述组分制备得到的防水卷材的粘接性能更突出。
优选地，所述SIS改性剂的嵌段比S/I为15-30：70-90。
更优选地，所述SIS改性剂选自SIS中石化巴陵1105、SIS中石化巴陵YH1106、茂石化众和1503中的至少一种。
如前所述，本发明第二方面提供了一种制备改性沥青胶料的方法，该方法应用第一方面所述的改性沥青胶料中的各组分进行，包括：
(1)在130-160℃下，将橡胶油R9、200#沥青、冷聚石油树脂、古马隆树脂进行混合接触I，得到混合物I；
(2)在170-190℃下，将SBS改性剂、SIS改性剂与所述混合物I进行混合接触II，得到混合物II；
(3)将胶粉与所述混合物II进行混合接触III，在170-190℃下保温2-4h后得到混合物III；
(4)将重钙与所述混合物III进行混合接触IV，得到所述改性沥青胶料；
所述冷聚石油树脂中含有含量重量比为1：1.2-1.5的C5石油树脂和C9石油树脂；
所述SBS改性剂中含有含量重量比为1：0.75-0.8的星型SBS和线型SBS；
所述星型SBS的重均分子量为14-30万，所述线型SBS的重均分子量为8-12万。
根据一种优选的实施方式，本发明的方法还包括：在步骤(1)中，在将所述200#沥青应用于所述混合接触I之前，先在130-150℃下，将所述200#沥青保温20-30min。
优选情况下，在步骤(1)中，所述混合接触I在搅拌下进行，所述混合接触I的条件至少还满足：搅拌速度为700-900r/min，时间为15-20min。
优选地，在步骤(2)中，所述混合接触II在搅拌下进行，所述混合接触II的条件至少还满足：搅拌速度为900-1200r/min，时间为30-60min。
优选地，在步骤(2)中，所述混合接触II的操作包括混合I和混合II，具体为：在170-190℃转速为900-1200r/min的搅拌条件下，将所述SBS改性剂与所述混合物I进行时间为10-25min的混合I，再与所述SIS改性剂进行时间为20-35min的混合II，得到所述混合物II。
优选情况下，在步骤(3)中，所述混合接触III在搅拌下进行，所述混合接触III的条件至少还满足：温度为160-190℃，搅拌速度为1400-1600r/min，时间为160-180min。
优选地，在步骤(4)中，所述混合接触IV在搅拌下进行，所述混合接触IV的条件至少还满足：温度为160-190℃，搅拌速度为1400-1600r/min，时间为50-70min。
如前所述，本发明第三方面提供了由第二方面所述的方法制备得到的改性沥青胶料。
如前所述，本发明第四方面提供了由第三方面所述的改性沥青胶料制备得到的改性沥青防水卷材，其中，在该防水卷材的上表面中，所述改性沥青胶料的涂覆的厚度为3.0-5.0mm。
优选地，所述涂覆采用浸渍的方式进行。
根据一种优选的实施方式，本发明的方法还包括：在完成所述涂覆之后，将所述涂覆了涂料的胎基布经压实、冷却、覆膜、切边、打卷后得到所述改性沥青防水卷材。
优选地，所述胎基布的克重为240-270g/m2。
如前所述，本发明第五方面提供了第四方面所述的改性沥青防水卷材在建筑防水中的应用。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的原料均为普通市售品。
以下实例中使用的部分原料及来源如下：
橡胶油R9：购自衡水圣康化工有限公司，型号为R9；
200#沥青：购自中国石油化工集团有限公司；
C5石油树脂：购自深圳吉田化工公司，牌号为D0202；
C9石油树脂：购自深圳吉田化工公司，牌号为D0102；
古马隆树脂：软化点参数为75-135℃，购自山东力昂新材料科技有限公司，牌号为63393-89-5；
星型SBS：重均分子量为26万，购自广州市乾亦元合成材料科技有限公司，牌号为LG411；
线型SBS：重均分子量为12万，购自广州市乾亦元合成材料科技有限公司，牌号为LG501；
SIS改性剂：嵌段比S/I为15/85，购自中国石化集团资产经营管理有限公司巴陵石化分公司，型号为SIS中石化巴陵1105；
胶粉I：为平均粒径为0.25mm的158#胶粉，购自三明鸿源新材料有限公司，牌号为60目杂胶粉；
胶粉II：为平均粒径为0.3mm的258#胶粉，购自泓泰荆门新材料有限公司，牌号为60目轮胎胶粉；
重钙：为平均粒径为74μm的重质碳酸钙，堆积密度为82.5g/100mL，购自南通德凌粉体材料有限公司；
伊朗油：为芳烃油，粘度为2000-5000mpa·s(23±2℃)，购自河北万泰化工有限公司，牌号为001；
废机油：为工业级，倾点为-35℃，购自东营爵晟商贸有限公司。
以下实例中，在没有特别说明的情况下，每“重量份”表示100g。
以下实例部分产品的耐热性、低温柔性、热老化等性能的测试按照标准GB 18242-2008进行。
实施例1
本实施例用来说明本发明提供的防水卷材参照表1中的参数进行，具体包括：
(1)在140℃下，将200#沥青保温20min，得到保温后的200#沥青；
然后，在160℃的搅拌条件下，将橡胶油R9、保温后的200#沥青、古马隆树脂、C5石油树脂和C9石油树脂于配料釜中进行时间为20min的混合接触I，得到混合物I；搅拌速度为800r/min；
(2)混合接触II：将温度升至180℃后，在转速为1000r/min的搅拌条件下，将星型SBS和线型SBS加入配料釜中与所述混合物I进行时间为20min的混合I，再加入SIS改性剂进行时间为20min的混合II，得到混合物II；
(3)在180℃且转速为1500r/min的搅拌条件下，将胶粉加入配料釜中与所述混合物II进行180min的混合接触III，然后在180℃下保温3h后得到混合物III；
(4)在180℃且转速为1500r/min的搅拌条件下，将重钙加入配料釜中与所述混合物III进行时间为60min的混合接触IV，得到改性沥青胶料；
(5)采用浸渍的方式，将改性沥青胶料涂覆在克重为250g/m2的胎基布上，上表面涂覆的厚度为3.0mm，再经压实、冷却、覆膜、切边、打卷后得到改性沥青防水卷材，命名为P1。
实施例2
本实施例采用与实施例1相同的方法进行，不同的是，此实施例使用的冷聚石油树脂为重量比为1：1.3的C5石油树脂和C9石油树脂，并改变了其他物质的添加量，具体参数参照表1；
得到改性沥青防水卷材，命名为P2。
实施例3
本实施例采用与实施例1相同的方法进行，不同的是，此实施例使用的SBS改性剂为重量比为1：0.77的星型SBS和线型SBS，并改变了工艺参数，具体参数参照表1；
得到改性沥青防水卷材，命名为P3。
实施例4
本实施例采用与实施例1相同的方法进行，不同的是，此实施例使用胶粉II代替胶粉I进行混合接触III；
得到改性沥青防水卷材，命名为P4。
对比例1
本对比例采用与实施例1相同的方法进行，不同的是，使用的冷聚石油树脂为重量比为1：0.8的5.5重量份的C5石油树脂和4.5重量份的C9石油树脂；
得到改性沥青防水卷材，命名为DP1。
对比例2
本对比例采用与实施例1相同的方法进行，不同的是，使用的SBS改性剂为重量比为1：0.6的5.6重量份的星型SBS和3.4重量份的线型SBS；
得到改性沥青防水卷材，命名为DP2。
对比例3
本对比例采用与实施例1相同的方法进行，不同的是，使用相同重量份(20重量份)的伊朗油代替橡胶油R9进行混合接触I；
得到改性沥青防水卷材，命名为DP3。
对比例4
本对比例采用与实施例1相同的方法进行，不同的是，在步骤(1)中，使用90#沥青(10.5重量份)和废机油(4.5重量份)代替200#沥青(15重量份)；
得到改性沥青防水卷材，命名为DP4。
测试例1
按照标准GB 18242-2008裁取卷材样品，分别测定以上实例中的部分产物的耐热性、低温柔性、热老化等性能，测试结果参见表2。
表1
表2
表2续表
由上述结果可知，本发明提供的防水卷材物理性能优异，且粘接性好，耐老化性能突出，能提升卷材的耐久性，改善卷材存储运输时间过长造成的性能下降严重的问题。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改性沥青胶料组合物，其特征在于，该改性沥青胶料组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：
橡胶油R9、200#沥青、冷聚石油树脂、古马隆树脂、SBS改性剂、SIS改性剂、胶粉、重钙；
以所述改性沥青胶料组合物的总重量为基准，所述橡胶油R9的含量为18-25wt％，所述200#沥青的含量为12-18wt％，所述冷聚石油树脂的含量为8-12wt％，所述古马隆树脂的含量为3-7wt％，所述SBS改性剂的含量为7-12wt％，所述SIS改性剂的含量为5-9wt％，所述胶粉的含量为7-11wt％，所述重钙的含量为23-28wt％；
其中，所述冷聚石油树脂中含有含量重量比为1：1.2-1.5的C5石油树脂和C9石油树脂；
所述SBS改性剂中含有含量重量比为1：0.75-0.8的星型SBS和线型SBS；所述星型SBS的重均分子量为14-30万，所述线型SBS的重均分子量为8-12万；
所述重钙的平均粒径为62-88μm，且堆积密度为80-90g/100mL。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述胶粉的平均粒径为0.2-0.3mm；和/或
所述古马隆树脂的软化点为75-135℃；和/或
所述SIS改性剂的嵌段比S/I为15-30：70-90。
3.一种制备改性沥青胶料的方法，其特征在于，该方法应用权利要求1或2中所述的改性沥青胶料中的各组分进行，包括：
(1)在130-160℃下，将橡胶油R9、200#沥青、冷聚石油树脂、古马隆树脂进行混合接触I，得到混合物I；
(2)在170-190℃下，将SBS改性剂、SIS改性剂与所述混合物I进行混合接触II，得到混合物II；
(3)将胶粉与所述混合物II进行混合接触III，在170-190℃下保温2-4h后得到混合物III；
(4)将重钙与所述混合物III进行混合接触IV，得到所述改性沥青胶料；
所述冷聚石油树脂中含有含量重量比为1：1.2-1.5的C5石油树脂和C9石油树脂；
所述SBS改性剂中含有含量重量比为1：0.75-0.8的星型SBS和线型SBS；
所述星型SBS的重均分子量为14-30万，所述线型SBS的重均分子量为8-12万。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述混合接触I在搅拌下进行，所述混合接触I的条件至少还满足：搅拌速度为700-900r/min，时间为15-20min。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述混合接触II在搅拌下进行，所述混合接触II的条件至少还满足：搅拌速度为900-1200r/min，时间为30-60min。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述混合接触III在搅拌下进行，所述混合接触III的条件至少还满足：温度为160-190℃，搅拌速度为1400-1600r/min，时间为160-180min。
7.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述混合接触IV在搅拌下进行，所述混合接触IV的条件至少还满足：温度为160-190℃，搅拌速度为1400-1600r/min，时间为50-70min。
8.由权利要求3-7中任意一项所述的方法制备得到的改性沥青胶料。
9.由根据权利要求8所述的改性沥青胶料制备得到的改性沥青防水卷材，其中，在该防水卷材的上表面中，所述改性沥青胶料的涂覆的厚度为3.0-5.0mm。
10.权利要求9所述的改性沥青防水卷材在建筑防水中的应用。
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