CN114716834B - 一种改性乳化沥青、其制备方法及应用 - Google Patents

一种改性乳化沥青、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及防水涂料技术领域，尤其涉及一种改性乳化沥青、其制备方法及应用。本发明提供了一种改性乳化沥青，由包括以下重量份组分的原料制备得到：沥青58.00～60.00份；阴离子乳化剂1.80～2.00份；稳定剂0.08～0.10份；改性剂2.00～4.00份；水34.50～38.50份；pH调节剂0.2～0.4份；所述阴离子乳化剂为JY‑412A；所述稳定剂为包括羟乙基纤维素和粘土的混合生物型稳定剂。本发明提供的改性乳化沥青制得的防水涂料的剥离强度较高，吸水率较低。

Description

一种改性乳化沥青、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域，尤其涉及一种改性乳化沥青、其制备方法及应用。
背景技术
随着人类对环保的重视，水性涂料的使用将会越来越广。水性涂料具有以下优点：首先，水性涂料常温施工，不需要二次加热，降低了能耗，同时，不会产生有机气体；其次，涂料的施工速度快，施工周期短。
现在沥青基水性防水涂料相对于沥青基防水卷材，其剥离强度指标相对较弱，因此，提高防水涂料的粘附性（剥离强度）是一项重要的工作，提高乳化沥青的粘附性更有利于提高防水涂料的粘附性。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种改性乳化沥青、其制备方法及应用，本发明提供的改性乳化沥青制得的防水涂料的剥离强度较高，吸水率较低。
本发明提供了一种改性乳化沥青，由包括以下重量份组分的原料制备得到：
沥青                56.00~60.00份；
阴离子乳化剂        1.80~2.00份；
稳定剂              0.08~0.10份；
改性剂              2.00~4.00份；
水                  34.50~38.50份；
pH调节剂            0.2~0.4份；
所述阴离子乳化剂为JY-A412；
所述稳定剂为包括羟乙基纤维素和粘土的混合生物型稳定剂。
优选的，所述沥青为70号沥青；
所述沥青在15℃下的密度为0.98~1.02 g/cm3。
优选的，所述稳定剂中，羟乙基纤维素和粘土的质量比为50~60：40~50。
优选的，所述改性剂为C5树脂。
优选的，所述pH调节剂为氢氧化钠溶液；
所述水为去离子水。
本发明还提供了一种上文所述的改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：
A）将55~60℃的皂液置于胶体磨中，启动胶体磨，然后以400~500 g/min的速率向所述皂液中加入140~145℃的改性沥青，添加完成后，继续混合，得到乳化沥青成品；
所述皂液按照以下方法制备：
将氢氧化钠溶液与去离子水混合，升温至55~60℃，在搅拌的条件下加入稳定剂，完全溶解后，再在搅拌的条件下加入阴离子乳化剂，完全溶解；
所述改性沥青按照以下方法制备：
将沥青加热至140~150℃，将改性剂加入到所述沥青里，混合均匀，过筛至无颗粒状态；
B）将所述乳化沥青成品置于10~15℃的冷却水中，在搅拌的条件下降温至25~30℃，得到改性乳化沥青。
优选的，所述皂液的制备方法中，加入稳定剂时搅拌的转速为400~500 r/min；
加入阴离子乳化剂时搅拌的转速为500~600 r/min。
优选的，步骤A）中，继续混合的时间为0.8~1.2 min。
优选的，步骤B）中，所述搅拌的转速为40~80 r/min。
本发明还提供了一种防水涂料，按重量份数计，包括：
改性乳化沥青               70~80份；
丙烯酸胶乳                 20~30份；
增稠剂                     0.5~1.5份；
所述改性乳化沥青为上文所述的改性乳化沥青，或为上文所述的制备方法制得的改性乳化沥青。
本发明提供了一种改性乳化沥青，由包括以下重量份组分的原料制备得到：沥青56.00~60.00份；阴离子乳化剂1.80~2.00份；稳定剂0.08~0.10份；改性剂2.00~4.00份；水34.50~38.50份；pH调节剂0.2~0.4份；所述阴离子乳化剂为JY-A412；所述稳定剂为包括羟乙基纤维素和粘土的混合生物型稳定剂。本发明提供的改性乳化沥青制得的防水涂料的剥离强度较高，吸水率较低。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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。
本发明提供了一种改性乳化沥青，由包括以下重量份组分的原料制备得到：
沥青                56.00~60.00份；
阴离子乳化剂        1.80~2.00份；
稳定剂              0.08~0.10份；
改性剂              2.00~4.00份；
水                  34.50~38.50份；
pH调节剂            0.2~0.4份；
所述阴离子乳化剂为JY-A412；
所述稳定剂为包括羟乙基纤维素和粘土的混合生物型稳定剂。
在本发明的某些实施例中，所述沥青的重量份数为56份、57份或58份。
在本发明的某些实施例中，所述沥青为70号沥青。所述沥青在15℃下的密度为0.98~1.02 g/cm3。
在本发明的某些实施例中，所述阴离子乳化剂的重量份数为1.8份、1.9份或2份。
在本发明的某些实施例中，所述稳定剂的重量份数为0.1份、0.09份或0.08份。
在本发明的某些实施例中，所述稳定剂中，羟乙基纤维素和粘土的质量比为50~60：40~50。
本发明对所述包括羟乙基纤维素和粘土的混合生物型稳定剂的种类和来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
在本发明的某些实施例中，所述改性剂的重量份数为2.5份、3份或3.5份。
在本发明的某些实施例中，所述改性剂为C5树脂。
在本发明的某些实施例中，所述pH调节剂的重量份数为0.28份或0.2份。
在本发明的某些实施例中，所述pH调节剂为氢氧化钠溶液，溶剂为去离子水。在某些实施例中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为10%~30%。在某些实施例中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为20%。
在本发明的某些实施例中，所述水的重量份数为34.90~38.12份。在某些实施例中，所述水的重量份数为37.5份、36份或35份。
在本发明的某些实施例中，所述水为去离子水。
本发明还提供了一种上文所述的改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：
A）将55~60℃的皂液置于胶体磨中，启动胶体磨，然后以400~500 g/min的速率向所述皂液中加入140~145℃的改性沥青，添加完成后，继续混合，得到乳化沥青成品；
B）将所述乳化沥青成品置于10~15℃的冷却水中，在搅拌的条件下降温至25~30℃，得到改性乳化沥青。
本发明将55~60℃的皂液置于胶体磨中，启动胶体磨，然后以400~500 g/min的速率向所述皂液中加入140~145℃的改性沥青，添加完成后，继续混合，得到乳化沥青成品。
本发明中，所述皂液按照以下方法制备：
将氢氧化钠溶液与去离子水混合，升温至55~60℃，在搅拌的条件下加入稳定剂，完全溶解后，再在搅拌的条件下加入阴离子乳化剂，完全溶解。
在本发明的某些实施例中，氢氧化钠溶液与去离子水混合后的pH值为11~12。
在本发明的某些实施例中，升温至60℃。
在本发明的某些实施例中，加入稳定剂时搅拌的转速为400~500 r/min。在某些实施例中，加入稳定剂时搅拌的转速为500 r/min。
在本发明的某些实施例中，加入阴离子乳化剂时搅拌的转速为500~600 r/min。在某些实施例中，加入阴离子乳化剂时搅拌的转速为600 r/min。
所述改性沥青按照以下方法制备：
将沥青加热至140~150℃，将改性剂加入到所述沥青里，混合均匀，过筛至无颗粒状态，得到改性沥青。
在本发明的某些实施例中，控制所述胶体磨的转速为500 r/min。
在本发明的某些实施例中，向所述皂液中加入改性沥青的速率为400 g/min。
在本发明的某些实施例中，向所述皂液中加入145℃的改性沥青。
在本发明的某些实施例中，继续混合的时间为0.8~1.2 min。在某些实施例中，继续混合的时间为1 min。
得到乳化沥青成品后，将所述乳化沥青成品置于10~15℃的冷却水中，在搅拌的条件下降温至25~30℃，得到改性乳化沥青。
在本发明的某些实施例中，所述搅拌的转速为40~80 r/min。在某些实施例中，所述搅拌的转速为60 r/min。
在本发明的某些实施例中，所述冷却水的温度为12℃。
在本发明的某些实施例中，在搅拌的条件下降温至28℃。
在本发明的某些实施例中，得到的改性乳化沥青可以密封储存，从而降低改性乳化沥青的结皮。
本发明还提供了一种防水涂料，按重量份数计，包括：
改性乳化沥青               70~80份；
丙烯酸胶乳                 20~30份；
增稠剂                     0.5~1.5份；
所述改性乳化沥青为上文所述的改性乳化沥青，或为上文所述的制备方法制得的改性乳化沥青。在本发明的某些实施例中，所述改性乳化沥青的重量份数为75份。
在本发明的某些实施例中，所述丙烯酸胶乳的重量份数为24份。本发明对所述丙烯酸胶乳的种类和来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
在本发明的某些实施例中，所述增稠剂的重量份数为1份。本发明对所述增稠剂的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
在本发明的某些实施例中，所述防水涂料可以按照以下方法进行制备：
将改性乳化沥青、丙烯酸胶乳和增稠剂搅拌混匀，得到防水涂料。
所述防水涂料的制备方法中用到的原料组分及配比同上，在此不再赘述。
在本发明的某些实施例中，所述搅拌的转速为180~220 r/min，时间为15~25 min。
本发明对上文采用的原料来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种改性乳化沥青及其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例中的原料均为一般市售，沥青购自京博石化，乳化剂购自金阳新材料，稳定剂购自上海万照精细化工有限公司。
实施例1
1、皂液的配制：将0.28重量份氢氧化钠溶液（质量浓度为20%）加入37.5重量份去离子水中，得到的混合溶液的pH值在11~12，然后升温至60℃，在搅拌的条件（搅拌的转速为500 r/min）下加入0.1重量份稳定剂（包括羟乙基纤维素和粘土的混合生物型稳定剂），搅拌至完全溶解后，在搅拌的条件（搅拌的转速为600 r/min）下加入1.8重量份乳化剂JY-A412，搅拌至完全溶解后，60℃下保温待用；
2、改性沥青的制备：将56重量份沥青（70#）加热至145℃，将2.5重量份C5树脂加入到沥青中，混合均匀，取样过筛至无颗粒状态，在145℃保温备用；
3、乳化沥青成品的制备：先将所述皂液置于胶体磨中，启动胶体磨，以400 g/min的速率向所述皂液中加入145℃的改性沥青，添加完成后，继续混合1 min，得到乳化沥青成品；
4、成品的后处理：将乳化沥青成品置于12℃的冷却水中，在转速为60 r/min的条件下降温至28℃，得到改性乳化沥青，密封储存。
本实施例对得到的改性乳化沥青的性能进行了检测，结果如表1所示。
表1 实施例1的改性乳化沥青的性能检测结果
实施例2
1、皂液的配制：将0.2重量份氢氧化钠溶液（质量浓度为20%）加入36重量份去离子水中，得到的混合溶液的pH值在11~12，然后升温至60℃，在搅拌的条件（搅拌的转速为500r/min）下加入0.09重量份稳定剂（包括羟乙基纤维素和粘土的混合生物型稳定剂），搅拌至完全溶解后，在搅拌的条件（搅拌的转速为600 r/min）下加入1.9重量份乳化剂JY-A412，搅拌至完全溶解后，60℃下保温待用；
2、改性沥青的制备：将56重量份沥青（70#）加热至145℃，将3重量份C5树脂加入到沥青中，混合均匀，取样过筛至无颗粒状态，在145℃保温备用；
3、乳化沥青成品的制备：先将所述皂液置于胶体磨中，启动胶体磨，以400 g/min的速率向所述皂液中加入145℃的改性沥青，添加完成后，继续混合1 min，得到乳化沥青成品；
4、成品的后处理：将乳化沥青成品置于12℃的冷却水中，在转速为60 r/min的条件下降温至28℃，得到改性乳化沥青，密封储存。
本实施例对得到的改性乳化沥青的性能进行了检测，结果如表2所示。
表2 实施例2的改性乳化沥青的性能检测结果
实施例3
1、皂液的配制：将0.2重量份氢氧化钠溶液（质量浓度为20%）加入35重量份去离子水中，得到的混合溶液的pH值在11~12，然后升温至60℃，在搅拌的条件（搅拌的转速为500r/min）下加入0.1重量份稳定剂（包括羟乙基纤维素和粘土的混合生物型稳定剂），搅拌至完全溶解后，在搅拌的条件（搅拌的转速为600 r/min）下加入2重量份乳化剂JY-A412，搅拌至完全溶解后，60℃下保温待用；
2、改性沥青的制备：将57重量份沥青（70#）加热至145℃，将3.5重量份C5树脂加入到沥青中，混合均匀，取样过筛至无颗粒状态，在145℃保温备用；
3、乳化沥青成品的制备：先将所述皂液置于胶体磨中，启动胶体磨，以450 g/min的速率向所述皂液中加入145℃的改性沥青，添加完成后，继续混合1 min，得到乳化沥青成品；
4、成品的后处理：将乳化沥青成品置于12℃的冷却水中，在转速为60 r/min的条件下降温至28℃，得到改性乳化沥青，密封储存。
本实施例对得到的改性乳化沥青的性能进行了检测，结果如表3所示。
表3 实施例3的改性乳化沥青的性能检测结果
实施例4
1、皂液的配制：将0.2重量份氢氧化钠溶液（质量浓度为20%）加入36重量份去离子水中，得到的混合溶液的pH值在11~12，然后升温至60℃，在搅拌的条件（搅拌的转速为500r/min）下加入0.08重量份稳定剂（包括羟乙基纤维素和粘土的混合生物型稳定剂），搅拌至完全溶解后，在搅拌的条件（搅拌的转速为600 r/min）下加入2重量份乳化剂JY-A412，搅拌至完全溶解后，60℃下保温待用；
2、改性沥青的制备：将58重量份沥青（70#）加热至145℃，将3.5重量份C5树脂加入到沥青中，混合均匀，取样过筛至无颗粒状态，在145℃保温备用；
3、乳化沥青成品的制备：先将所述皂液置于胶体磨中，启动胶体磨，以450 g/min的速率向所述皂液中加入145℃的改性沥青，添加完成后，继续混合1 min，得到乳化沥青成品；
4、成品的后处理：将乳化沥青成品置于12℃的冷却水中，在转速为60 r/min的条件下降温至28℃，得到改性乳化沥青，密封储存。
本实施例对得到的改性乳化沥青的性能进行了检测，结果如表4所示。
表4 实施例4的改性乳化沥青的性能检测结果
对比例1
1、皂液的配制：将0.2重量份氢氧化钠溶液（质量浓度为20%）加入37重量份去离子水中，得到的混合溶液的pH值在11~12，然后升温至60℃，在搅拌的条件（搅拌的转速为500r/min）下加入0.08重量份稳定剂（羟乙基纤维素），搅拌至完全溶解后，在搅拌的条件（搅拌的转速为600 r/min）下加入3重量份油酸型乳化剂（油酸钠），搅拌至完全溶解后，60℃下保温待用；
2、改性沥青的制备：将57重量份沥青（70#）加热至145℃，将3.5重量份C5树脂加入到沥青中，混合均匀，取样过筛至无颗粒状态，在145℃保温备用；
3、乳化沥青成品的制备：先将所述皂液置于胶体磨中，启动胶体磨，以450 g/min的速率向所述皂液中加入145℃的改性沥青，添加完成后，继续混合1 min，得到乳化沥青成品；
4、成品的后处理：将乳化沥青成品置于12℃的冷却水中，在转速为60 r/min的条件下降温至28℃，得到改性乳化沥青，密封储存。
本对比例对得到的改性乳化沥青的性能进行了检测，结果如表5所示。
表5 对比例1的改性乳化沥青的性能检测结果
应用例1
防水涂料的制备及性能评价：
将75重量份的改性乳化沥青、24重量份的丙烯酸胶乳和1重量份的增稠剂在200r/min下搅拌20 min，得到防水涂料；所述改性乳化沥青分别为实施例1~4和对比例1中的改性乳化剂。
对得到的防水涂料的性能进行检测，依据TC/T2317-2015标准，检测结果如表6所示。表6中的市售商品为道氏的乳化沥青，将上述改性乳化沥青替换为道氏的乳化沥青，其余步骤和参数不变，制得防水涂料。
表6 防水涂料的性能检测结果
从表6可以看出，本发明制备的防水涂料的剥离强度大于3.7 N.mm-1，吸水率小于16.5%。本发明制备的防水涂料的剥离强度明显高于市售的防水涂料的剥离强度，本发明制备的防水涂料的吸水率明显低于市售的防水涂料的吸水率。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种改性乳化沥青，由包括以下重量份组分的原料制备得到：
沥青                56.00~60.00份；
阴离子乳化剂        1.80~2.00份；
稳定剂              0.08~0.10份；
改性剂              2.00~4.00份；
水                  34.50~38.50份；
pH调节剂            0.2~0.4份；
所述阴离子乳化剂为JY-A412；
所述稳定剂为包括羟乙基纤维素和粘土的混合生物型稳定剂；其中，羟乙基纤维素和粘土的质量比为50~60：40~50；
所述改性剂为C5树脂。
2.根据权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于，所述沥青为70号沥青；
所述沥青在15℃下的密度为0.98~1.02 g/cm3。
3.根据权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于，所述pH调节剂为氢氧化钠溶液；
所述水为去离子水。
4.权利要求1所述的改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：
A）将55~60℃的皂液置于胶体磨中，启动胶体磨，然后以400~500 g/min的速率向所述皂液中加入140~145℃的改性沥青，添加完成后，继续混合，得到乳化沥青成品；
所述皂液按照以下方法制备：
将氢氧化钠溶液与去离子水混合，升温至55~60℃，在搅拌的条件下加入稳定剂，完全溶解后，再在搅拌的条件下加入阴离子乳化剂，完全溶解；
所述改性沥青按照以下方法制备：
将沥青加热至140~150℃，将改性剂加入到所述沥青里，混合均匀，过筛至无颗粒状态；
B）将所述乳化沥青成品置于10~15℃的冷却水中，在搅拌的条件下降温至25~30℃，得到改性乳化沥青。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述皂液的制备方法中，加入稳定剂时搅拌的转速为400~500 r/min；
加入阴离子乳化剂时搅拌的转速为500~600 r/min。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤A）中，继续混合的时间为0.8~1.2min。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤B）中，所述搅拌的转速为40~80r/min。
8.一种防水涂料，按重量份数计，包括：
改性乳化沥青               70~80份；
丙烯酸胶乳                 20~30份；
增稠剂                     0.5~1.5份；
所述改性乳化沥青为权利要求1~3任意一项所述的改性乳化沥青，或为权利要求4~7任意一项所述的制备方法制得的改性乳化沥青。
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