CN105542496B - 非固化橡胶沥青防水材料及其制备方法 - Google Patents

非固化橡胶沥青防水材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非固化橡胶沥青防水材料及其制备方法，非固化橡胶沥青防水材料，包括以下重量份数的原料：基础沥青30‑70份，废轮胎胶粉15‑40份，解硫剂0.25‑1.0份，复合改性剂0.8‑4份，软化剂0.5‑5份，交联剂0.25‑3份和填料5‑15份，其中废轮胎胶粉的粒径为20‑80目；制备方法包括如下步骤：原料准备、热熔、混合物均化；最后按照上述重量份数依次将交联剂和填料加入储备罐，并搅拌混合15‑20分钟后形成非固化橡胶沥青防水材料；本发明将废轮胎胶粉直接在高温沥青介质中通过解硫剂的作用经高剪切均化机循环剪切脱硫，使橡胶分子以线性结构均匀分散在沥青体系中，然后通过交联剂的作用，与填料一起形成稳定的立体网状胶体结构，产品性能更加稳定。

Description

非固化橡胶沥青防水材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防水建材技术领域，尤其涉及一种非固化橡胶沥青防水材料及其制备方法。
背景技术
据不完全统计，2014年我国废轮胎产生量达上千万吨，大规模的废旧轮胎对人类的生存环境造成严重的黑色污染。对废旧轮胎的无害化处理利用是社会发展的迫切需要
目前交通行业以废轮胎胶粉作为沥青改性剂用于公路建设和养护施工已成为发展趋势，但限于现有的技术水平，要么是胶粉和沥青的简单溶胀混合，胶粉仅仅作为填料存在于沥青体系中使用，其性能得不到充分发挥；要么改性工艺复杂，胶粉需要高耗能、高污染的脱硫处理，较高的生产成本制约了废轮胎胶粉在公路行业的大面积使用。
在工业与民用建筑领域，传统防水材料要么不能满足构造物对形变量的需求导致防水失败，要么造价高昂，耐久性不能满足构造物的使用时限要求。因此，急需开发一种性价比高、耐久性好的防水材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种非固化橡胶沥青防水材料，废轮胎胶粉直接在高温沥青介质中通过解硫剂的作用经高剪切均化机循环剪切脱硫，使橡胶分子以线性结构均匀分散在沥青体系中，然后通过交联剂的作用，与填料一起形成稳定的立体网状胶体结构，产品性能更加稳定。
本发明所要解决的技术问题是还提供了一种制备非固化橡胶沥青防水材料的方法，其能够避免常规生产中需要先将废轮胎胶粉脱硫再使用而导致的工艺复杂、成本高的缺点，同时避免了废轮胎胶粉直接与沥青混溶导致的性能不能充分发挥的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种非固化橡胶沥青防水材料，包括以下重量份数的原料：基础沥青30-70份，废轮胎胶粉15-40份，解硫剂0.25-1.0份，复合改性剂0.8-4份，软化剂0.5-5份，交联剂0.25-3份和填料5-15份，其中废轮胎胶粉的粒径为20-80目。
所述基础沥青为道路石油沥青、焦油沥青或原油催化油浆。
所述解硫剂为五氯硫酚或二苯基二硫化物。
所述复合改性剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯及其衍生物中的一种或者两种以上的组合。
所述软化剂为芳烃油、石油树脂及催化裂化油浆、妥尔油、松焦油和煤焦油中的一种或者两种以上的组合。
所述交联剂为二硫化四甲基秋兰姆。
所述填料为粒径不低于325目的炭黑、陶土、碳酸钙、膨润土中的一种或者两种以上的组合。
为解决上述技术问题，本发明还采取的技术方案是提供一种制备非固化橡胶沥青防水材料的方法，包括如下步骤：第一步：原料准备，依据总量按以下重量份数准备原料：基础沥青30-70份，废轮胎胶粉15-40份，解硫剂0.25-1.0份，复合改性剂0.8-4份，软化剂0.5-5份，交联剂0.25-3份和填料5-15份，其中废轮胎胶粉的粒径为20-80目；
第二步：热熔，按上述重量份数将基础沥青加入具有加热功能的搅拌罐内，并逐步升温至180℃-200℃，在加热过程中依次加入上述重量份数的废轮胎胶粉、解硫剂、复合改性剂和软化剂，加热温度达到180℃-200℃后，保温搅拌35-50分钟形成胶体；
第三步：混合物均化，第二步形成的混合物用高剪切均化机循环剪切，剪切至胶体表面光滑无明显橡胶微粒时，将胶体抽入具有搅拌功能的储备罐；
第四步：按照上述重量份数依次将交联剂和填料加入储备罐，并搅拌混合15-20分钟后形成非固化橡胶沥青防水材料。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：该防水材料中的废轮胎胶粉直接在高温沥青介质中通过解硫剂的作用经高剪切均化机循环剪切脱硫，使橡胶分子以线性结构均匀分散在沥青体系中，然后通过交联剂的作用，与填料一起形成稳定的立体网状胶体结构，产品性能更加稳定，而且，因为增加软化剂，使得该产品始终处于非固化状态，能够很好地适应构造物的形变要求，耐久性好。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：该生产方法将基础沥青、废轮胎胶粉、解硫剂、复合改性剂、软化剂混合物加热至180~200℃搅拌保温不低于40分钟，经高速剪切机剪切至胶体表面光滑、无明显橡胶颗粒后，注入带搅拌的贮备罐，计量加入交联剂、填料搅拌发育不低于15分钟，其能够避免常规生产中需要先将废轮胎胶粉脱硫再使用而导致的工艺复杂、成本高的缺点，同时避免了废轮胎胶粉直接与沥青混溶导致的性能不能充分发挥的缺陷。
具体实施方式
下面结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明公开了一种非固化橡胶沥青防水材料，包括以下重量份数的原料：基础沥青30-70份，废轮胎胶粉15-40份，解硫剂0.25-1.0份，复合改性剂0.8-4份，软化剂0.5-5份，交联剂0.25-3份和填料5-15份，其中废轮胎胶粉的粒径为20-80目；所述基础沥青为道路石油沥青、焦油沥青或原油催化油浆；所述解硫剂为五氯硫酚或二苯基二硫化物；所述复合改性剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）、聚苯乙烯-丁二烯共聚物（SBR）、聚乙烯、聚丙烯及其衍生物中的一种或者两种以上的组合；所述软化剂为芳烃油、石油树脂及催化裂化油浆、妥尔油、松焦油和煤焦油中的一种或者两种以上的组合；所述交联剂为二硫化四甲基秋兰姆，所述填料为粒径不低于325目的炭黑、陶土、碳酸钙、膨润土中的一种或者两种以上的组合。
为了更加详细说明本发明，在此列举三个具体实施例，但本发明并不局限于下述实施例。
实例一：以生产本发明非固化橡胶沥青防水材料1000kg为例，每份为10kg，所用的原料配比为：基础沥青74.5份、胶粉16.5份、解硫剂0.25份、复合改性剂1份、软化剂1份、交联剂0.25份、填料6.5份，其中基础沥青为重交70#石油沥青，胶粉规格为斜交胎60目废轮胎胶粉，解硫剂为五氯硫酚，复合改性剂为SBS，软化剂为松焦油，交联剂为二硫化四甲基秋兰姆，填料为1250目轻质碳酸钙；具体生产时采用如下步骤：
（1）将热熔沥青计量加入带加热***的搅拌罐，继续升温的过程中将称量好的废轮胎胶粉、软化剂、复合改性剂、解硫剂依次投入搅拌罐，温度达到180℃开始计时不低于40分钟，期间最高温度不超过200℃；
（2）将搅拌罐内的混合物用高剪切均化机循环剪切，至胶体表面光滑无明显橡胶微粒时抽入带搅拌的储备罐或中转罐；
（3）将称量好的交联剂、填料加入胶体搅拌不低于15分钟。
实例二：以生产本发明非固化橡胶沥青防水材料1000kg为例，每份为10 kg，所用的原料配比为：基础沥青63份、废轮胎胶粉21份、解硫剂0.67份、复合改性剂1.26份、软化剂4.2份、交联剂1.3份、填料8.53份，其中基础沥青为110#石油沥青，其余原料的选择和制备方法同实例一。
实例三：以生产本发明非固化橡胶沥青防水材料1000kg为例，每份为10 kg，所用的原料配比为：基础沥青54.4份、废轮胎胶粉27.2份、解硫剂0.816份、复合改性剂0.816份、软化剂2.86份、交联剂1.63份、填料12.278份，其中基础沥青为原油催化油浆，橡胶粉为30目斜交轮胎胶粉，其余原料的选择和制备方法同实例一。
本发明的非固化橡胶沥青防水材料具备如下特性：
（1） 对结构变形的适应性：非固化橡胶沥青材料本身具有优越的延展性能和粘结性，能够适应路面基层变形开裂及构造物、特殊部位的复杂形变，不会因结构变形导致防水层破损。
在工民建领域，与卷材一起形成复合防水层时，非固化橡胶沥青可以吸收全部变形应力，防水卷材几乎不受力的作用确保整个复合防水层长期保持完整性。
（2）柔韧性好，粘结力强，自愈性好：可在潮湿基面施工，且能与任何异物粘结；延 伸率高，适于基层变形；施工时即使出现防水层破损也能自行修复，维持完整的防水层。耐久性好，粘结力强，永不固化。固化物含量大于99%。
为了对本发明所披露的非固化橡胶沥青防水材料的性能进行说明，对上述典型实例进行了大量试验，依照交通部部颁标准JTJ052-2000《公路工程沥青混合料试验规程》进行了性能检测，结果如表1所示：
表1
试验证明，按照本发明非固化橡胶沥青防水材料生产工艺和配方生产的产品完全满***通部颁标准JT/T 798-2001《公路工程废胎胶粉橡胶沥青》技术要求，用于公路建设防水层施工和公路养护碎石封层防水作业具备良好的路用性能。
同时依据JC/T 2216-2014推荐的试验方法对上述实施例进行了大量试验，其结果符合《非固化橡胶沥青防水涂料》通用技术要求，具体参见表2。
表2
总之，本发明所提供的非固化橡胶沥青防水材料用于提高公路建设和养护领域的层间防水和碎石封层工艺的耐久性，是一种高性价比的橡胶沥青防水涂料，用于工业与民用建筑防水处理作业，避免了常规先将胶粉脱硫再使用导致的工艺复杂、成本高的缺点，同时避免了废轮胎胶粉直接与沥青混溶导致的性能不能充分发挥的缺陷。
本发明还提供了一种制备非固化橡胶沥青防水材料的方法，包括如下步骤：第一步：原料准备，依据总量按以下重量份数准备原料：基础沥青30-70份，废轮胎胶粉15-40份，解硫剂0.5-1.0份，复合改性剂1-4份，软化剂0.5-5份，交联剂0.5-3份和填料5-15份，其中废轮胎胶粉的粒径为20-80目；
第二步：热熔，按上述重量份数将基础沥青加入具有加热功能的搅拌罐内，并逐步升温至180℃-200℃，在加热过程中依次加入上述重量份数的废轮胎胶粉、解硫剂、复合改性剂和软化剂，加热温度达到180℃-200℃后，保温搅拌35-50分钟形成胶体；
第三步：混合物均化，第二步形成的混合物用高剪切均化机循环剪切，剪切至胶体表面光滑无明显橡胶微粒时，将胶体抽入具有搅拌功能的储备罐；
第四步：按照上述重量份数依次将交联剂和填料加入储备罐，并搅拌混合15-20分钟后形成非固化橡胶沥青防水材料。
采用本方法生产非固化橡胶沥青防水材料，废轮胎胶粉直接在高温沥青介质中通过解硫剂的作用经高剪切均化机循环剪切脱硫，使橡胶分子以线性结构均匀分散在沥青体系中。然后通过交联剂的作用，与填充剂一起形成稳定的立体网状胶体结构。采用本发明方法生产非固化橡胶沥青防水材料，废轮胎胶粉脱硫、分散、交联一体化，工艺紧凑，产品性能稳定。同时节省了繁杂的废胶粉专门脱硫工序，节约能耗。

Claims (7)

1.一种制备非固化橡胶沥青防水材料的方法，其特征在于：所述非固化橡胶沥青防水材料包括以下重量份数的原料：基础沥青30-70份，废轮胎胶粉15-40份，解硫剂0.25-1.0份，复合改性剂0.8-4份，软化剂0.5-5份，交联剂0.25-3份和填料5-15份，其中废轮胎胶粉的粒径为20-80目，其制备方法包括如下步骤：
第一步：原料准备，依据总量按以下重量份数准备原料：基础沥青30-70份，废轮胎胶粉15-40份，解硫剂0.25-1.0份，复合改性剂0.8-4份，软化剂0.5-5份，交联剂0.25-3份和填料5-15份，其中废轮胎胶粉的粒径为20-80目；
第二步：热熔，按上述重量份数将基础沥青加入具有加热功能的搅拌罐内，并逐步升温至180℃-200℃，在加热过程中依次加入上述重量份数的废轮胎胶粉、解硫剂、复合改性剂和软化剂，加热温度达到180℃-200℃后，保温搅拌35-50分钟形成胶体；
第三步：混合物均化，第二步形成的混合物用高剪切均化机循环剪切，剪切至胶体表面光滑无明显橡胶微粒时，将胶体抽入具有搅拌功能的储备罐；
第四步：按照上述重量份数依次将交联剂和填料加入储备罐，并搅拌混合15-20分钟后形成非固化橡胶沥青防水材料。
2.根据权利要求1所述的非固化橡胶沥青防水材料，其特征在于：所述基础沥青为道路石油沥青、焦油沥青或原油催化油浆。
3.根据权利要求1所述的非固化橡胶沥青防水材料，其特征在于：所述解硫剂为五氯硫酚或二苯基二硫化物。
4.根据权利要求1所述的非固化橡胶沥青防水材料，其特征在于：所述复合改性剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯及其衍生物中的一种或者两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的非固化橡胶沥青防水材料，其特征在于：所述软化剂为芳烃油、石油树脂及催化裂化油浆、妥尔油、松焦油和煤焦油中的一种或者两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的非固化橡胶沥青防水材料，其特征在于：所述交联剂为二硫化四甲基秋兰姆。
7.根据权利要求1所述的非固化橡胶沥青防水材料，其特征在于：所述填料为粒径不低于325目的炭黑、陶土、碳酸钙、膨润土中的一种或者两种以上的组合。
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