一种低粘度耐久改性沥青、防水卷材及其制备方法与流程

专利2024-03-24  79



1.本发明涉及防水卷材技术领域,具体涉及一种低粘度耐久改性沥青、防水卷材及其制备方法。


背景技术:

2.改性沥青防水卷材在建筑防水工程领域中起着极其重要的作用,适用于ⅰ、ⅱ级建筑的防水工程,尤其适用于低温寒冷地区和结构变形频繁的建筑防水工程,并被广泛应用于工业和民用建筑的屋面、地下室、卫生间等防水工程以及屋顶花园、道路、桥梁、隧道、停车场、游泳池等工程的防水防潮。行业发展至今,产品趋于成熟,性能也比较稳定,具有耐高低温优异、弹性和耐疲劳性好、寿命长久、施工简便、污染小等特点。
3.改性沥青防水卷材是以sbs橡胶改性石油沥青为涂层,以聚酯纤维无纺布、黄麻布、玻纤毡等分别制作为胎基,两侧涂覆改性沥青后,通过上下表面覆隔离材料,经过冷却降温、卷曲等工序加工制作。然而在防水卷材生产过程中,为了提升产品质量,会添加不同的复配改性剂和填料,从而使涂盖料配料粘度偏大,造成车间生产线张力过大,导致胎基拉窄,产品出现气孔、凹坑等外观缺陷,严重的话还会造成应用施工过程中卷材的收缩等问题。为了避免胎基拉窄、收缩,实际往往会通过提高配料温度、降低改性剂加量等方式来改善涂盖料粘度,或者降低生产车速来保证车间正常生产,升高配料温度不但会增加能耗,还会影响材料的老化性能,造成非必要的性能衰减,降低车速更会影响产能和效率。
4.所以,为了便于生产,在材料满足更高耐久性标准、更长使用年限的防水要求下,急需研制一种低粘度高耐久的改性沥青层防水卷材。


技术实现要素:

5.针对用于防水卷材的改性沥青粘度高、耐久性一般的技术问题,本发明提供一种低粘度耐久改性沥青、防水卷材及其制备方法,通过加入烷基酚二硫化物与前沥青烯,在保证沥青基础性能的情况下,降低了改性沥青涂盖料粘度,进而降低了生产线的阻力,在避免胎基拉窄以及提高生产效率的同时,提升了防水卷材的产品质量与使用性能,产品耐久性得到巨大的提升,紧跟防水市场对高质量材料的需求。
6.第一方面,本发明提供一种低粘度耐久改性沥青,包括如下重量份的原料:调和石油沥青52-56份,sbs10-13份,sbr8-12份,石油树脂5-7份,助剂2-3份,前沥青烯3-5份,无机填料15-35份,其中助剂为烷基酚二硫化物。
7.进一步的,调和石油沥青由70#沥青(ah70)和软化油按重量比3.5:1配制得到。
8.进一步的,sbs为线性sbs,分子量为15万-35万,熔体流动速率为0.05-3g/10min,苯乙烯含量为30wt%-40wt%。以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)为改性剂制得的改性沥青可赋予卷材高抗拉强度和高延伸率,对基层收缩、变形、开裂的适应能力强。
9.进一步的,sbr为颗粒sbr。其物理机构性能、加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶,有些性能如耐磨、耐热、耐老化以及硫化速度较天然橡胶更优,可显著提高改性沥
青的粘接性能。
10.进一步的,无机填料为滑石粉,滑石粉粒度优选为180-250目。
11.第二方面,本发明提供一种低粘度耐久改性沥青的制备方法,具体为在150-160℃下将前沥青烯分散到调和石油沥青中,然后升温至170-180℃,升温过程中加入sbr,升温完成后将sbs加入到熔融的调和石油沥青中进行发育溶胀,得到第一混合物;然后将石油树脂和助剂溶解在第一混合物中,再加入无机填料,搅拌均匀,得到低粘度耐久改性沥青。
12.第三方面,本发明提供一种低粘度耐久改性沥青防水卷材,从上到下依次包括上表面隔离层、上表面沥青涂盖层、增强体层、下表面沥青涂盖层和下表面隔离层;其中,上表面沥青涂盖层和下表面沥青涂盖层使用上述低粘度耐久改性沥青材料涂盖制备。
13.进一步的,上表面隔离层和下表面隔离层各自独立地选自聚乙烯膜、细沙或页岩片。聚乙烯膜热熔时易熔,细砂和页岩片可在露天环境下使用。
14.进一步的,增强体层为聚酯胎基。聚酯胎基的特点是具有更强的抗拉强力容和延伸率,更强的热稳定性和耐撕裂能力,更强的耐穿刺能力浸渍能力,更强的耐腐蚀和耐老化能力,可以应对苛刻条件下的应力应变要求。
15.进一步的,低粘度耐久改性沥青防水卷材的厚度可根据不同的地区和要求进行选择,从保证防水性以及易于运输好施工的角度出发,优选厚度为3.0-4.0mm,通常上表面沥青涂盖层和下表面沥青涂盖层的厚度分别为1.0-1.5mm。
16.第四方面,本发明还提供一种低粘度耐久改性沥青防水卷材的制备方法,具体为将上述低粘度耐久改性沥青材料于160-170℃下出料涂盖在浸渍挤干的增强体层的上、下表面上,然后再分别覆面上表面隔离层和下表面隔离层,冷却定型、收卷,即得。
17.本发明的有益效果在于:本发明采用助剂降低改性沥青粘度,采用调和石油沥青改善助剂对改性沥青低温性能和剥离性能的影响。采用前沥青烯作为热氧稳定剂,前沥青烯本质上是酸碱络合物,酸性组分主要是酚羟基,具有较高的抗氧化性,通过释放氢原子,捕获自由基反应,通过终止链反应,抑制烷基自由基的分子链断裂,屏蔽氧化反应过程,从而改善体系的老化性;同时前沥青烯具有芳香性较高、含碳量丰富、易石墨化、比表面积巨大的特性,可以吸附沥青并赋予其较高热稳定性,并能够与沥青、聚合物发生交联和聚合,提升防水卷材整体的耐热氧稳定、耐久性问题。
18.本发明通过各原料间协同作用,在不影响卷材高低温、剥离以及其他防水卷材基础性能的前提下达到上述技术效果,不但提高了生产效率、降低了生产成本(如降低生产温度,降低生产能耗),还提升了卷材的耐久性和使用寿命。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将对本发明实施例中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,都应当属于本发明保护的范围。
20.实施例1
21.按重量份配方准备各原料:调和石油沥青52份,sbs7301(购自山东玉皇化工,下同)10份,颗粒sbr 8份,c5加氢石油树脂5份,烷基酚二硫化物2份,前沥青烯3份,滑石粉
(180-250目)16份,其中调和石油沥青由ah70沥青和软化油按重量比3.5:1配制得到;
22.在150-160℃的温度下将前沥青烯分散到调和石油沥青中,然后升温过程中加入颗粒sbr,待温度升到170-180℃将sbs7301加入到熔融的调和石油沥青中进行发育溶胀,得到第一混合物;
23.然后将c5加氢石油树脂和烷基酚二硫化物溶解在第一混合物中,再向反应体系中加入滑石粉,搅拌均匀,即得。
24.实施例2
25.按重量份配方准备各原料:调和石油沥青56份,sbs7301 10份,颗粒sbr 12份,c5加氢石油树脂5份,烷基酚二硫化物2份,前沥青烯3份,滑石粉(180-250目)16份,其中调和石油沥青由ah70沥青和软化油按重量比3.5:1配制得到;
26.在150-160℃的温度下将前沥青烯分散到调和石油沥青中,然后升温过程中加入颗粒sbr,待温度升到170-180℃将sbs7301加入到熔融的调和石油沥青中进行发育溶胀,得到第一混合物;
27.然后将c5加氢石油树脂和烷基酚二硫化物溶解在第一混合物中,再向反应体系中加入滑石粉,搅拌均匀,即得。
28.实施例3
29.按重量份配方准备各原料:调和石油沥青56份,sbs7301 13份,颗粒sbr 12份,c5加氢石油树脂5份,烷基酚二硫化物2份,前沥青烯3份,滑石粉(180-250目)16份,其中调和石油沥青由ah70沥青和软化油按重量比3.5:1配制得到;
30.在150-160℃的温度下将前沥青烯分散到调和石油沥青中,然后升温过程中加入颗粒sbr,待温度升到170-180℃将sbs7301加入到熔融的调和石油沥青中进行发育溶胀,得到第一混合物;
31.然后将c5加氢石油树脂和烷基酚二硫化物溶解在第一混合物中,再向反应体系中加入滑石粉,搅拌均匀,即得。
32.实施例4
33.按重量份配方准备各原料:调和石油沥青56份,sbs7301 10份,颗粒sbr 12份,c5加氢石油树脂7份,烷基酚二硫化物2份,前沥青烯3份,滑石粉(180-250目)16份,其中调和石油沥青由ah70沥青和软化油按重量比3.5:1配制得到;
34.在150-160℃的温度下将前沥青烯分散到调和石油沥青中,然后升温过程中加入颗粒sbr,待温度升到170-180℃将sbs7301加入到熔融的调和石油沥青中进行发育溶胀,得到第一混合物;
35.然后将c5加氢石油树脂和烷基酚二硫化物溶解在第一混合物中,再向反应体系中加入滑石粉,搅拌均匀,即得。
36.实施例5
37.按重量份配方准备各原料:调和石油沥青52份,sbs7301 10份,颗粒sbr 8份,c5加氢石油树脂5份,烷基酚二硫化物3份,前沥青烯3份,滑石粉(180-250目)16份,其中调和石油沥青由ah70沥青和软化油按重量比3.5:1配制得到;
38.在150-160℃的温度下将前沥青烯分散到调和石油沥青中,然后升温过程中加入颗粒sbr,待温度升到170-180℃将sbs7301加入到熔融的调和石油沥青中进行发育溶胀,得
到第一混合物;
39.然后将c5加氢石油树脂和烷基酚二硫化物溶解在第一混合物中,再向反应体系中加入滑石粉,搅拌均匀,即得。
40.实施例6
41.按重量份配方准备各原料:调和石油沥青52份,sbs7301 10份,颗粒sbr 8份,c5加氢石油树脂5份,烷基酚二硫化物2份,前沥青烯5份,滑石粉(180-250目)16份,其中调和石油沥青由ah70沥青和软化油按重量比3.5:1配制得到;
42.在150-160℃的温度下将前沥青烯分散到调和石油沥青中,然后升温过程中加入颗粒sbr,待温度升到170-180℃将sbs7301加入到熔融的调和石油沥青中进行发育溶胀,得到第一混合物;
43.然后将c5加氢石油树脂和烷基酚二硫化物溶解在第一混合物中,再向反应体系中加入滑石粉,搅拌均匀,即得。
44.对比例1
45.对比例1与实施例1的区别在于原料中不包含烷基酚二硫化物。
46.对比例2
47.对比例2与实施例1的区别在于原料中颗粒sbr为5份。
48.对比例3
49.对比例3与实施例1的区别在于原料中sbs7301为5份。
50.对比例4
51.对比例4与实施例1的区别在于原料中不包含c5加氢石油树脂。
52.对比例5
53.对比例5与实施例1的区别在于原料中不包含前沥青烯。
54.验证例1
55.分别使用上述实施例1-6及对比例1-5制备的低粘度耐久改性沥青制备防水卷材,具体制备方法为将低粘度耐久改性沥青材料于160-170℃下出料涂盖在浸渍挤干的长丝聚酯胎层的上、下表面上,然后再分别覆面上表面隔离层和下表面隔离层,上表面隔离层及下表面隔离层均使用聚乙烯膜,冷却定型、收卷,制得改性沥青防水卷材。
56.对制备的11种改性沥青防水卷材进行测试:耐热性参照gb/t328.11,若测试样品在低于105℃出现流淌、鼓泡或滑动,则耐热性结果为不合格,否则为合格;低温柔性参照gb/t328.14来进行评价;防水性按照gb/t328.10测试,结果如下表1所示。
57.表1改性沥青防水卷材性能检测结果
[0058][0059]
对比实施例1和对比例1可知,烷基酚二硫化物可以在保证高低温等性能的基础上,降低改性沥青的粘度。对比实施例1和对比例2可知,当sbr加入量低于8重量份时,接缝剥离性能不满足要求,说明在本发明配方中,sbr的最低加入量不得小于8份。对比实施例1和对比例3可知,当sbs加入量低于10重量份时,高低温性能均无法满足要求,说明在本发明配方中,sbs的最低加入量不得小于10份。对比实施例1、实施例6和对比例5可知,使用前沥青烯在保证其它性能的基础上,可明显改善热老化后低温,说明在本发明配方中,稳定剂可以明显提升防水卷材的耐久性。
[0060]
本发明的低粘度耐久改性沥青中加入烷基酚二硫化物有助于降低改性沥青粘度,提高生产效率、降低生产成本;同时在配方中加入前沥青烯能显著的提升防水卷材的耐老化性能,提高产品的使用年限,前沥青烯在配料体系中能更大限度地与沥青、改性剂(sbs和sbr)等高分子材料交联,通过酸性络合物的捕获自由基、抑制自由基反应,来降低氧化反应过程的进行,并且具有较高的芳香度,能更好地对溶胀改性沥青材料完成深度的改性嫁接,其中的石墨烯片层的阻挡作用也能降低热氧化反应的进行,从而防水卷材达到耐久性的要求。本发明利用烷基酚二硫化物、sbs和sbr、调和石油沥青以及前沥青烯相互间的协同作用,即保证改性沥青的高低温性能、剥离性能、改性溶胀性能和耐久性,又降低了改性沥青整体粘度,便于生产,提高生产效率,节约能耗和降低成本。
[0061]
验证例2
[0062]
分别在170℃和190℃的生产温度下,以实施例1及对比例1制备的低粘度耐久改性沥青制备防水卷材,制备方法具体步骤同验证例1,制备参数和产品粘度如下表2所示。
[0063]
表2改性沥青防水卷材性能检测结果
[0064]
[0065]
可以看出,在相同生产温度下,实施例1的防水卷材的粘度显著低于对比例1的防水卷材的粘度。实施例1在170℃下生产的低粘度耐久改性沥青的粘度和对比例1在190℃下生产的粘度一致,说明在保证现有性能的基础上,本发明低粘度耐久改性沥青能够显著降低生产温度,提高生产车速、降低胎基拉窄风险,改善卷材产品外观质量、降低能耗和生产成本。
[0066]
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述,但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下,本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换,而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征:
1.一种低粘度耐久改性沥青,其特征在于,包括如下重量份的原料:调和石油沥青52-56份,sbs10-13份,sbr8-12份,石油树脂5-7份,助剂2-3份,前沥青烯3-5份,无机填料15-35份,其中助剂为烷基酚二硫化物。2.如权利要求1所述的低粘度耐久改性沥青,其特征在于,调和石油沥青由70#沥青和软化油按重量比3.5:1配制得到。3.如权利要求1所述的低粘度耐久改性沥青,其特征在于,sbs为线性sbs,分子量为15万-35万,熔体流动速率为0.05-3g/10min,苯乙烯含量为30wt%-40wt%。4.如权利要求1所述的低粘度耐久改性沥青,其特征在于,sbr为颗粒sbr。5.如权利要求1所述的低粘度耐久改性沥青,其特征在于,无机填料为滑石粉。6.一种如权利要求1-5任一所述的低粘度耐久改性沥青的制备方法,其特征在于,具体为在150-160℃下将前沥青烯分散到调和石油沥青中,然后升温至170-180℃,升温过程中加入sbr,升温完成后将sbs加入到熔融的调和石油沥青中进行发育溶胀,得到第一混合物;然后将石油树脂和助剂溶解在第一混合物中,再加入无机填料,搅拌均匀,得到低粘度耐久改性沥青。7.一种低粘度耐久改性沥青防水卷材,其特征在于,从上到下依次包括上表面隔离层、上表面沥青涂盖层、增强体层、下表面沥青涂盖层和下表面隔离层;其中,上表面沥青涂盖层和下表面沥青涂盖层使用如权利要求1-5任一所述的低粘度耐久改性沥青材料涂盖制备。8.如权利要求7所述的低粘度耐久改性沥青防水卷材,其特征在于,上表面隔离层和下表面隔离层各自独立地选自聚乙烯膜、细沙或页岩片;增强体层为聚酯胎基。9.如权利要求7所述的低粘度耐久改性沥青防水卷材,其特征在于,低粘度耐久改性沥青防水卷材的厚度为3.0-4.0mm,上表面沥青涂盖层和下表面沥青涂盖层的厚度分别为1.0-1.5mm。10.一种如权利要求7所述的低粘度耐久改性沥青防水卷材的制备方法,其特征在于,具体为将低粘度耐久改性沥青材料于160-170℃下出料涂盖在浸渍挤干的增强体层的上、下表面上,然后再分别覆面上表面隔离层和下表面隔离层,冷却定型、收卷,即得。

技术总结
本发明涉及防水卷材技术领域,具体涉及一种低粘度耐久改性沥青、防水卷材及其制备方法。低粘度耐久改性沥青,包括如下重量份的原料:调和石油沥青52-56份,SBS10-13份,SBR8-12份,石油树脂5-7份,助剂2-3份,前沥青烯3-5份,无机填料15-35份,其中助剂为烷基酚二硫化物。本发明在保证沥青基础性能的情况下,降低了改性沥青涂盖料粘度,进而降低了生产线的阻力,在避免胎基拉窄以及提高生产效率的同时,提升了防水卷材的产品质量与使用性能,产品耐久性得到巨大的提升,紧跟防水市场对高质量材料的需求。需求。


技术研发人员:冶嘉伟 高周周 李晓楚 冯建虎
受保护的技术使用者:雨中情防水技术集团股份有限公司
技术研发日:2022.07.19
技术公布日:2022/11/1
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