CN112646410A - 一种改性剂及其制备方法和非固化橡胶沥青防水涂料 - Google Patents

一种改性剂及其制备方法和非固化橡胶沥青防水涂料 Download PDF

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Abstract

一种改性剂及其制备方法和非固化橡胶沥青防水涂料，属于沥青改性技术领域。本发明的改性剂，由以下重量份的原料组成：天然沥青5~10份，增溶剂20~30份，SBS 3~5份，SBR 3~5份，增粘剂5~20份，胶粉5~15份，填料10~20份。制备方法为：1）按重量份将SBS、SBR和增溶剂加热混合；2）按重量份加入天然沥青再次加热混合；3）按重量份依次加入增粘树脂、胶粉和填料再次加热混合。本发明的非固化橡胶沥青防水涂料包括以下重量份的原料：本发明的改性剂50~55份，基质沥青50~55份。使用该改性剂生产的非固化橡胶沥青防水涂料，其生产工艺简单且环保、耐候性能优异。

Description

一种改性剂及其制备方法和非固化橡胶沥青防水涂料
技术领域
本发明属于沥青改性技术领域，具体涉及一种改性剂及其制备方法和非固化橡胶沥青防水涂料。
背景技术
非固化橡胶沥青防水涂料是一种蠕变型防水涂料，它与金属、非金属以及混凝土类等基材都有良好的粘结能力，具有防水、金属防腐的双重功效，因此广泛应用于市政工程、地铁隧道、堤坝、水池、道路桥梁、屋面、厕浴间、地下等部位的防水和注浆堵漏。
目前市场上性能优良的非固化橡胶沥青防水涂料的生产流程通常是将沥青、胶粉和改性剂加热混合后，部分溶解或溶化，再加入助剂，经胶体磨研磨后，再加入填料混合后降温包装即可得成品。申请人在研究中发现以下问题：第一，现有的非固化橡胶沥青防水涂料生产过程易造成环境污染，不但严重影响了使用性能和效果，而且也不易通过环保审批、难以顺利生产。第二，现有的非固化橡胶沥青防水涂料生产时需要研磨性能较高的胶体研磨设备才能加工生产；但胶体研磨设备造价高，部分企业为了降低生产成本，采用劣质原料，或简陋生产设备，导致产品质量良莠不齐，既不能保证产品质量达到行业标准。第三，当非固化橡胶沥青防水涂料多在室外使用时，对耐候性有较高要求，但现有的非固化橡胶沥青防水涂料的耐低温和耐热性能不理想，在低温时易发生断裂、在高温时易出现流动、滑动、热老化的问题，这将会导致房屋建筑渗水、漏水。
目前迫切需要一种生产工艺简单且环保、耐候性能优异的非固化橡胶沥青防水涂料，以及用来生产该非固化橡胶沥青防水涂料的改性剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的上述不足，提供一种改性剂及其制备方法和非固化橡胶沥青防水涂料，使用该改性剂生产的非固化橡胶沥青防水涂料生产工艺简单且环保、耐候性能优异。
该改性剂力学强度高、热封性能优异、摩擦系数稳定，可用于大型合成树脂产品的自动包装线。
本发明是通过以下技术方案实现的：该改性剂，由以下重量份的原料组成：天然沥青5~10份，增溶剂20~30份，SBS 3~5份，SBR 3~5份，增粘剂5~20份，胶粉5~15份，填料10~20份。
所述的天然沥青为岩沥青与湖沥青中的一种或两种的混合物。
所述的增溶剂为芳烃油、环烷油、减线油中的一种或几种的混合物。
所述的SBS 的嵌段比为S/B=30~40/60~70。
所述的增粘剂为古马隆树脂、萜烯树脂、松香树脂、碳五石油树脂、碳九石油树脂中的一种或几种的混合物。
所述的胶粉为60~120目废旧轮胎胶粉。
所述的填料为滑石粉、硅藻土、碳酸钙中的一种或几种的混合物。
该改性剂的制备方法，包括以下步骤：
1）按重量份将SBS（化学名称为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）、SBR（化学名称为丁苯橡胶）和增溶剂混合，加热至130~150℃，搅拌20~40min，转速100 r/min ~200r/min，获得混合物；
2）向步骤1）的混合物中按重量份加入天然沥青，加热至170~190℃，搅拌30~50min，转速300 r/min ~500r/min，获得混合料；
3）向所述步骤2）的混合料中，按重量份依次加入增粘树脂、胶粉和填料，降温至150~170℃，搅拌40~60min，，转速600 r/min ~1000r/min，然后降温，即得。
该非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：该改性剂50~55份，基质沥青45~55份。该非固化橡胶沥青防水涂料组分种类少，仅包括改性剂和基质两种组分，更容易混合均匀，不易出现，因原料混合不均造成的性能不稳定的问题。
所述基质沥青为70号基质沥青、90号基质沥青、110号基质沥青中的至少一种。
优选的，该非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取原料,将改性剂加热至160~170℃，然后加入到130~140℃的基质沥青中，混合后，以400~500r/min的转速搅拌20~30min，即可制得非固化橡胶沥青防水涂料。该工艺仅需带加热功能的搅拌设备即可实现生产，生产工艺简单，且设备成本低廉，生产过程较为环保。
优选的，天然沥青为岩沥青。优选的，增溶剂为环烷油。优选的，胶粉为80目废旧轮胎胶粉。
与现有技术相比，本发明的一种改性剂及其制备方法所具有的有益效果是：
1、该改性剂能明显提高非固化橡胶沥青防水涂料的耐候性能。首先，SBR的内聚力小，能改善防水涂料低温易断裂的问题；SBS 和SBR配合，能明显提高防水涂料的低温柔软性和高温稳定性，使得本发明非固化橡胶沥青防水涂料在室外使用时耐候性能优异。其次，原料中引入了天然沥青，作为绿色，低碳，环保的材料，天然沥青具有良好的耐候性和低廉的价格，由其制得的改性剂，加入基质沥青中，得到的非固化橡胶沥青防水涂料具有良好的高温稳定性和抗老化性。
2、该改性剂简化了非固化橡胶沥青防水涂料的生产工艺、生产设备，且生产过程更加环保。该改性剂可以按一定比例直接加入基质沥青中，简单混合后即可制得性能优良的非固化橡胶沥青防水涂料，解决了生产非固化橡胶沥青防水涂料需要研磨性能较高的加工设备问题，设备不需改造，节省了投资，产品的制备也由复杂变为简单，而且还可以解决市场上非固化橡胶沥青防水涂料以次充好的乱象。
具体实施方式
实施例1~8是本发明的一种改性剂及其制备方法的具体实施方式。其中实施例1为最佳实施例。对比例1~4是申请人设计的对比实施例。
所用原料说明如下：
岩沥青，山东高速青川天然沥青开发有限公司，粒径300目，软化点280℃。
湖沥青，印尼特立尼达湖沥青，软化点大于90℃。
10号沥青，由中石化齐鲁分公司生产，软化点大于95℃。
70号道路石油沥青，由中石化齐鲁分公司，软化点为44~54℃。
90号道路石油沥青，由中石化齐鲁分公司，软化点为42~52℃。
110号道路石油沥青，由辽河石化生产，软化点为40~50℃。
废旧轮胎胶粉，由青岛商塑橡胶有限公司生产，粒径为80目。
古马隆树脂，由上海宝钢化工股份有限公司，软化点80~100℃。
萜烯树脂，由江西金林化工有限公司生产，牌号为JL-T100，软化点80~120℃。
松香树脂，由广西梧州日成林产化工股份有限公司生产，软化点≥85℃。
碳五石油树脂，由山东齐隆化工股份有限公司生产，软化点90~110℃。
碳九石油树脂，由山东齐隆化工股份有限公司生产，软化点90~120℃。
芳烃油，由中石化茂名分公司生产，闪点大于230℃，苯胺点40~50℃。
环烷油KN4008，由中石油克拉玛依公司生产，闪点大于200℃苯胺点大于100℃。
减四线油，由中石化济南分公司生产，闪点大于230℃，苯胺点小于50℃。
SBS1301，由中石化巴陵分公司生产，线型，嵌段比S/B=30/70。
SBS1401，由中石化巴陵分公司生产，线型，嵌段比S/B=40/60。
硅藻土，由灵寿县顺博矿产品加工厂生产，粒径为325目。
滑石粉：由德州同创塑料新材料有限公司生产，粒径为800目。
碳酸钙：由山东淄博碳酸钙有限公司，粒径为800目。
改性剂由以下重量份的原料组成：天然沥青（为岩沥青）5份，增溶剂（环烷油）30份，SBS（嵌段比S/B=30~40/60~70）5份，SBR 5份，增粘剂（萜烯树脂）20份，废旧轮胎胶粉（80目）5份，填料（碳酸钙）20份。
改性剂的制备方法，包括以下步骤：
1）按重量份将SBS 、SBR 和增溶剂混合，加热至135~140℃，在低速搅拌机中搅拌25min，转速150~160r/min，获得混合物；
2）向步骤1）的混合物中按重量份加入天然沥青，加热至170~190℃，在中速搅拌机中搅拌40min，转速300~500r/min，获得混合料；
3）向所述步骤2）的混合料中，按重量份依次加入增粘树脂、胶粉和填料，降温至150~170℃，在高速搅拌机中搅拌55min，，转速600~1000r/min，然后降温，即得。
非固化橡胶沥青防水涂料，由以下重量份的原料组成：本实施例改性剂55份，110号基质沥青45份。
非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取原料,将改性剂加热至160~165℃，然后加入到130~135℃的110号基质沥青中，混合后，以400~500r/min的转速搅拌30min，即可制得非固化橡胶沥青防水涂料。
实施例2
改性剂由以下重量份的原料组成：天然沥青（为湖沥青）8份，增溶剂（为芳烃油）25份，SBS（嵌段比S/B=30~40/60~70）4份，SBR 5份，增粘剂（为古马隆树脂）13份，废旧轮胎胶粉（90目）10份，填料（为硅藻土）15份。
改性剂的制备方法，包括以下步骤：
1）按重量份将SBS 、SBR 和增溶剂混合，加热至145~150℃，在低速搅拌机中搅拌30min，转速190~200r/min，获得混合物；
2）向步骤1）的混合物中按重量份加入天然沥青，加热至175~180℃，在中速搅拌机中搅拌35min，转速450~460r/min，获得混合料；
3）向所述步骤2）的混合料中，按重量份依次加入增粘树脂、胶粉和填料，降温至150~170℃，在高速搅拌机中搅拌50min，，转速600~700r/min，然后降温，即得。
非固化橡胶沥青防水涂料，由以下重量份的原料组成：本实施例改性剂50份， 90号基质沥青50份。
非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取原料,将改性剂加热至165~170℃，然后加入到135~140℃的基质沥青中，混合后，以400~500r/min的转速搅拌30min，即可制得非固化橡胶沥青防水涂料。
实施例3
改性剂由以下重量份的原料组成：天然沥青（为岩沥青）10份，增溶剂（为减线油）20份，SBS（嵌段比S/B=30~40/60~70）3份，SBR 3份，增粘剂（为松香树脂）20份，废旧轮胎胶粉（70目）15份，填料（为滑石粉）10份。
改性剂的制备方法，包括以下步骤：
1）按重量份将SBS 、SBR 和增溶剂混合，加热至130~135℃，在低速搅拌机中搅拌30min，转速100~110r/min，获得混合物；
2）向步骤1）的混合物中按重量份加入天然沥青，加热至175~180℃，在中速搅拌机中搅拌50min，转速400~410r/min，获得混合料；
3）向所述步骤2）的混合料中，按重量份依次加入增粘树脂、胶粉和填料，降温至155~160℃，在高速搅拌机中搅拌40min，，转速900~1000r/min，然后降温，即得。
非固化橡胶沥青防水涂料，由以下重量份的原料组成：本实施例改性剂50份，70号基质沥青55份。
非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取原料,将改性剂加热至165~170℃，然后加入到133~138℃的70号基质沥青中，混合后，以400~500r/min的转速搅拌30min，即可制得非固化橡胶沥青防水涂料。
实施例4
改性剂由以下重量份的原料组成：天然沥青（为岩沥青和湖沥青按质量比1:1的混合物）10份，增溶剂（为环烷油）23份，SBS（嵌段比S/B=30~40/60~70）3份，SBR 3份，增粘剂（为碳九石油树脂）10份，废旧轮胎胶粉（60目）8份，填料（为滑石粉和硅藻土质量比1:1的混合物）13份。
改性剂的制备方法，包括以下步骤：
1）按重量份将SBS 、SBR 和增溶剂混合，加热至135~140℃，在低速搅拌机中搅拌35min，转速170~180r/min，获得混合物；
2）向步骤1）的混合物中按重量份加入天然沥青，加热至180~185℃，在中速搅拌机中搅拌50min，转速300~310r/min，获得混合料；
3）向所述步骤2）的混合料中，按重量份依次加入增粘树脂、胶粉和填料，降温至160~165℃，在高速搅拌机中搅拌50min，，转速800~900r/min，然后降温，即得。
非固化橡胶沥青防水涂料，由以下重量份的原料组成：本实施例改性剂55份，70号基质沥青和90号基质沥青按质量比1:1的混合物50份。
非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取原料,将改性剂加热至163~168℃，然后加入到130~135℃的基质沥青中，混合后，以400~500r/min的转速搅拌20min，即可制得非固化橡胶沥青防水涂料。
实施例5
改性剂由以下重量份的原料组成：天然沥青（为岩沥青）7份，增溶剂（为环烷油）26份，SBS（嵌段比S/B=30~40/60~70）3份，SBR 4份，增粘剂（为碳五石油树脂）5份，废旧轮胎胶粉（100目）12份，填料（为滑石粉和碳酸钙质量比1:3的混合物）17份。
改性剂的制备方法，包括以下步骤：
1）按重量份将SBS 、SBR 和增溶剂混合，加热至130~135℃，在低速搅拌机中搅拌40min，转速160~170r/min，获得混合物；
2）向步骤1）的混合物中按重量份加入天然沥青，加热至185~190℃，在中速搅拌机中搅拌30min，转速450~460r/min，获得混合料；
3）向所述步骤2）的混合料中，按重量份依次加入增粘树脂、胶粉和填料，降温至150~155℃，在高速搅拌机中搅拌45min，，转速700~800r/min，然后降温，即得。
非固化橡胶沥青防水涂料，由以下重量份的原料组成：本实施例改性剂50份， 110号基质沥青和90号基质沥青按质量比1:2的混合物50份。
非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取原料,将改性剂加热至160~165℃，然后加入到135~140℃的基质沥青中，混合后，以400~500r/min的转速搅拌30min，即可制得非固化橡胶沥青防水涂料。
实施例6
改性剂由以下重量份的原料组成：天然沥青（为湖沥青）6份，增溶剂（为芳烃油和环烷油按质量比1:2的混合物）30份，SBS（嵌段比S/B=30~40/60~70）5份，SBR 3份，增粘剂（为古马隆树脂和萜烯树脂按质量比1:4的混合物）15份，废旧轮胎胶粉（120目）9份，填料（为硅藻土和碳酸钙按质量比1：2的混合物）12份。
改性剂的制备方法，包括以下步骤：
1）按重量份将SBS 、SBR 和增溶剂混合，加热至145~150℃，在低速搅拌机中搅拌20min，转速130~140r/min，获得混合物；
2）向步骤1）的混合物中按重量份加入天然沥青，加热至170~175℃，在中速搅拌机中搅拌45min，转速490~500r/min，获得混合料；
3）向所述步骤2）的混合料中，按重量份依次加入增粘树脂、胶粉和填料，降温至165~170℃，在高速搅拌机中搅拌60min，，转速600~700r/min，然后降温，即得。
非固化橡胶沥青防水涂料，由以下重量份的原料组成：本实施例改性剂55份，70号基质沥青、90号基质沥青和110号基质沥青按质量比1：1：1的混合物45份。
非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取原料,将改性剂加热至165~170℃，然后加入到130~135℃的基质沥青中，混合后，以400~500r/min的转速搅拌25min，即可制得非固化橡胶沥青防水涂料。
对比例1
该对比例中改性剂及其制备方法、非固化橡胶沥青防水涂料及其制备方法均同实施例1，区别在于，改性剂中沥青替换为10号沥青。
对比例2
该对比例中改性剂及其制备方法、非固化橡胶沥青防水涂料及其制备方法均同实施例2；区别在于，改性剂中沥青替换为10号沥青。
对比例3
该对比例中改性剂及其制备方法、非固化橡胶沥青防水涂料及其制备方法均同实施例3；区别在于，改性剂中沥青替换为10号沥青。
对比例4
该对比例中改性剂及其制备方法、非固化橡胶沥青防水涂料及其制备方法均同实施例1；区别在于，改性剂中没有加SBR。
性能测试
依据非固化橡胶沥青涂料行业标准JC/T2428-2017，对实施例和对比例制得的非固化橡胶沥青防水涂料进行检测，主要性能检测结果见表1~3。
表 1 实施例1~3的检测结果
Figure 701748DEST_PATH_IMAGE001
。
表 2 实施例4~6的检测结果
Figure 87730DEST_PATH_IMAGE002
。
表3 对比例的检测结果
Figure 1
。
通过上表可以看出：10号沥青具有软化点高，高温稳定性好的特点，是建筑防水材料中常用的原料之一，对比例1~3由10号沥青替代天然沥青制备非固化橡胶沥青防水涂料专用改性剂，进行比对。可见，本发明制备的非固化橡胶沥青防水涂料耐热性好、抗老化性好，低温柔性和延伸性都达到了质量标准，防水效果良好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种改性剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：天然沥青5~10份，增溶剂20~30份，SBS 3~5份，SBR 3~5份，增粘剂5~20份，胶粉5~15份，填料10~20份。
2.根据权利要求1所述的一种改性剂，其特征在于：所述的天然沥青为岩沥青与湖沥青中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种改性剂，其特征在于：所述的增溶剂为芳烃油、环烷油、减线油中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种改性剂，其特征在于：所述的SBS 的嵌段比为S/B=30~40/60~70。
5.根据权利要求1所述的一种改性剂，其特征在于：所述的增粘剂为古马隆树脂、萜烯树脂、松香树脂、碳五石油树脂、碳九石油树脂中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种改性剂，其特征在于：所述的胶粉为60~120目废旧轮胎胶粉。
7.根据权利要求1所述的一种改性剂，其特征在于：所述的填料为滑石粉、硅藻土、碳酸钙中的一种或几种的混合物。
8.权利要求1~7任一项所述的改性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按重量份将SBS 、SBR 和增溶剂混合，加热至130~150℃，搅拌20~40min，转速100 r/min ~200r/min，获得混合物；
2）向步骤1）的混合物中按重量份加入天然沥青，加热至170~190℃，搅拌30~50min，转速300 r/min ~500r/min，获得混合料；
3）向所述步骤2）的混合料中，按重量份依次加入增粘树脂、胶粉和填料，降温至150~170℃，搅拌40~60min，，转速600 r/min ~1000r/min，然后降温，即得。
9.一种非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：权利要求1~7所述的改性剂50~55份，基质沥青45~55份。
10.根据权利要求9所述的一种非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于：所述基质沥青为70号基质沥青、90号基质沥青、110号基质沥青中的至少一种。
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