一种橡胶沥青防水涂料及其制备方法与流程

2021-02-02 18:02:00|

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本发明属于建筑工程防水材料技术领域，更具体地，涉及一种橡胶沥青防水涂料及其制备方法。

背景技术：

橡胶沥青防水涂料是以橡胶、沥青、加工油为主要组份，加入温控剂与填料混合制成的在使用年限内保持粘性膏状体的防水涂料。该涂料能封闭基层裂缝和毛细孔，能适应复杂的施工作业面，能有效吸收基层应力，适应基层变形；与空气接触后长期不固化，始终保持黏稠胶质的特性，自愈能力强、碰触即粘。但是，橡胶沥青防水涂料往往需要添加碳酸钙类弱碱性的粉体材料，因此在酸性环境下极易发生化学反应而变质，导致材料性能衰减，防水功能被破坏，甚至丧失。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种高耐酸橡胶沥青防水涂料及其制备方法，该防水涂料在酸性条件下依旧可保持优异性能，防水功能不会遭到破坏。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种橡胶沥青防水涂料，以所述橡胶沥青防水涂料的总重量计，该橡胶沥青防水涂料包括：沥青13-69wt％、加工油1-20wt％、橡胶改性剂7-18wt％、填料10-50wt％、稳定剂0.1-2.0wt％和包覆剂0.1-5.0wt％。

本发明的另一方面提供上述橡胶沥青防水涂料的制备方法，该制备方法包括：

(1)将沥青和加工油混合搅拌均匀，得到第一混合物；

(2)将所述第一混合物与部分填料混合搅拌均匀，得到第二混合物；

(3)将所述第二混合物与包覆剂混合搅拌均匀，得到第三混合物；

(4)将所述第三混合物与橡胶改性剂混合剪切均匀，得到第四混合物；

(5)将所述第四混合物与稳定剂混合搅拌均匀，得到第五混合物；

(6)将所述第五混合物与剩余填料混合搅拌均匀，得到所述橡胶沥青防水涂料。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

(1)本发明在常规橡胶沥青防水涂料的基础上引入包覆剂和稳定剂，使得该橡胶沥青防水涂料具有高耐酸性、高稳定性的突出优势。包覆剂采用特定制备工艺制备，均采用与石油沥青体系相容性好的极性材料，在分散于其中的同时能够主动捕捉粉体颗粒物，在其表面形成致密的薄膜，阻止与外界发生化学反应；稳定剂可与体系中的胶质材料发生物理交联反应，同时可减缓体系中的化学反应，起到提高产品稳定性的功效。

(2)本发明的橡胶沥青防水涂料的制备工艺的特殊性在于，填料分批添加，紧随其后添加包覆剂，能够增强包覆效果，剩余填料最后加入有助于产品降温；稳定剂在橡胶改性剂之后添加，能够补强其中所包含的复杂网络结构，同时将先加入的部分填料也束缚在网络结构中，沉降率下降。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明的一方面提供一种橡胶沥青防水涂料，以所述橡胶沥青防水涂料的总重量计，该橡胶沥青防水涂料包括：沥青13-69wt％、加工油1-20wt％、橡胶改性剂7-18wt％、填料10-50wt％、稳定剂0.1-2.0wt％和包覆剂0.1-5.0wt％。

根据本发明，优选地，以所述橡胶沥青防水涂料的总重量计，所述橡胶沥青防水涂料包括：沥青15-47wt％、加工油1-15wt％、橡胶改性剂7-18wt％、填料10-50wt％、稳定剂0.1-2.0wt％和包覆剂0.1-5.0wt％。

本发明中，进一步优选地，沥青30-45wt％、加工油8-15wt％、填料10-30wt％、稳定剂0.3-1.5wt％。

本发明在常规橡胶沥青防水涂料的基础上引入包覆剂和稳定剂，使得该橡胶沥青防水涂料具有高耐酸性、高稳定性的突出优势。包覆剂采用特定制备工艺制备，均采用与石油沥青体系相容性好的极性材料，在分散于其中的同时能够主动捕捉粉体颗粒物，在其表面形成致密的薄膜，阻止与外界发生化学反应；稳定剂可与体系中的胶质材料发生物理交联反应，同时可减缓体系中的化学反应，达到抗老化，提高产品稳定性的功效。

根据本发明，优选地，所述包覆剂由如下方法制得：将减二线馏分油、石油树脂和低分子量聚乙烯蜡混合均匀，得到所述包覆剂。

本发明的包覆剂的制备方法可参照现有技术进行，优选地，所述包覆剂由如下方法制得：

(1)将减二线馏分油加热升温至110-130℃、搅拌均匀；

(2)然后向步骤(1)中加入石油树脂，加热升温至135-145℃，搅拌混合均匀；

(3)最后向步骤(2)中加入低分子量聚乙烯蜡，加热升温至150-160℃，搅拌混合均匀，冷却，得到所述包覆剂；

优选地，步骤(3)中，所述搅拌混合的时间为90-120min。

根据本发明，优选地，所述低分子量聚乙烯蜡的重均分子量为1000-2200，优选为1000-1800；

以质量份数计，所述减二线馏分油为45-90份、石油树脂为1-15份和低分子量聚乙烯蜡为1-20份；优选地，所述减二线馏分油为50-88份、石油树脂为1-10份和低分子量聚乙烯蜡为1-9份。

本发明中，包覆剂的加入可提升橡胶沥青防水涂料在酸性条件下的应用性能，对橡胶沥青防水涂料中所包含碳酸盐类等易与酸反应的填料进行包覆，起到与所处环境相对隔离的状态，阻止中和反应的进行，使橡胶沥青防水涂料在酸性环境下的防水功能不受损。

本发明的包覆剂为采用特定工艺对石油树脂和低分子量聚乙烯蜡进行结合的产物。

根据本发明，优选地，所述沥青为70#石油沥青、90#石油沥青、140#石油沥青、180#石油沥青和200#石油沥青中的至少一种，优选为70#石油沥青；

所述加工油为芳香烃基油、环烷基油和白腊基油中的至少一种，优选为芳香烃基油；

所述填料为重钙。

本发明中，所用沥青可选用沥青基防水材料中常用的沥青型号，优选为上述公开的沥青型号。

本发明中，重质碳酸钙简称重钙，是由天然碳酸类盐矿物如方解石、白云石、石灰石磨碎而成。

根据本发明，优选地，所述橡胶改性剂为sbs、app、sbr、sis和apao中的至少一种，优选为sbs和/或sbr。

本发明中，所用的橡胶改性剂为改性沥青所用常规橡胶改性剂，优选为上述公开的具体橡胶改性剂。

根据本发明，优选地，所述稳定剂为三烯丙基类共聚物，优选为三烯丙基异氰脲酸酯(即交联剂taic)。

本发明中，稳定剂的加入可提高橡胶沥青防水涂料的稳定性，它可以减慢反应，保持物理交联平衡使产品在常温以及高温储存条件下基本不发生离析现象。

本发明的稳定剂优选为上海方锐达化学品有限公司的交联剂taic。

本发明的另一方面提供上述橡胶沥青防水涂料的制备方法，该制备方法包括：

(1)将沥青和加工油混合搅拌均匀，得到第一混合物；

(2)将所述第一混合物与部分填料混合搅拌均匀，得到第二混合物；

(3)将所述第二混合物与包覆剂混合搅拌均匀，得到第三混合物；

(4)将所述第三混合物与橡胶改性剂混合剪切均匀，得到第四混合物；

(5)将所述第四混合物与稳定剂混合搅拌均匀，得到第五混合物；

(6)将所述第五混合物与剩余填料混合搅拌均匀，得到所述橡胶沥青防水涂料。

根据本发明，优选地，步骤(1)中，所述混合搅拌的温度为140-150℃；所述混合搅拌的搅拌转速为400-500rpm，时间为15-20min；

步骤(2)中，所述混合搅拌的温度为160-170℃；所述混合搅拌的搅拌转速为700-800rpm，时间为30-40min；所述部分填料为质量占比为1/2至3/4的填料；

步骤(3)中，所述混合搅拌的温度为160-170℃；所述混合搅拌的搅拌转速为700-800rpm，时间为20-25min；

步骤(4)中，所述混合剪切的温度为150-160℃；所述混合剪切的剪切转速为1500-2000rpm，时间为40-50min；

步骤(5)中，所述混合搅拌的温度为160-170℃；所述混合搅拌的搅拌转速为700-800rpm，时间为20-30min；

步骤(6)中，所述混合搅拌的温度为160-170℃；所述混合搅拌为先进行高速搅拌混合，再进行低速搅拌混合；所述高速搅拌混合的搅拌转速为800-900rpm，时间为30-70min；所述低速搅拌混合的搅拌转速为300-400rpm，时间为40-50min。

本发明的橡胶沥青防水涂料的制备工艺的特殊性在于，填料分批添加，紧随其后添加包覆剂，能够增强包覆效果，剩余填料最后加入有助于产品降温；稳定剂在橡胶改性剂之后添加，能够补强其中所包含的复杂网络结构，同时将先加入的部分填料也束缚在网络结构中，沉降率下降。

以下通过实施例进一步说明本发明：

以下实施例和对比例所用的70#沥青购自山东京博石油化工有限公司；芳香烃基油购自常州勤邦润滑油有限公司，牌号为ka20；sbr购自吉林市泰发科贸有限公司，牌号为1500e；800目重钙，购自山东今朝化工有限公司；稳定剂为交联剂taic，购自上海方锐达化学品有限公司。

以下实施例和对比例所用的包覆剂均由如下方法制得：1)将减二线馏分油82份加热升温至120℃，搅拌均匀；2)将石油树脂10份缓慢加入，加热升温至140℃，搅拌混合均匀；3)将低分子量聚乙烯蜡8份缓慢加入，加热升温至150℃，在150℃条件下恒温搅拌90min，自然冷却至室温25℃，即制备得到该包覆剂。以上制备包覆剂所用的物质的用量均为质量份。所用的石油树脂为石油树脂c5，购自恒泰石油化工有限公司，所用的低分子量聚乙烯蜡购自安阳万威化工有限公司，熔滴点为103℃，重均分子量为1500；所用的减二线馏分油为环烷基减二线馏分油，购自中海沥青股份有限公司，牌号为sz36-01。

以下各实施例和对比例的组分的用量均为质量份。

实施例1

将70#石油沥青44份、芳香烃基油ka2015份加入高速搅拌器中，在140℃条件下，以转速400rpm搅拌15min；完成后，加入12份800目重钙，在160℃条件下，以转速700rpm搅拌30min；完成后，加入3.2份包覆剂，在160℃条件下，以转速750rpm搅拌20min；完成后，加入13份sbr，在160℃条件下，以转速1500rpm高速剪切40min；完成后，加入0.8份交联剂taic，在160℃条件下，以转速700rpm搅拌30min；完成后，加入12份800目重钙，在160℃条件下，以转速800rpm搅拌30min；最后，开启低速搅拌，在160℃条件下，以转速400rpm搅拌40min，制得橡胶沥青防水涂料。

实施例2

将70#石油沥青45份、芳香烃基油ka2015份加入高速搅拌器中，在140℃条件下，以转速400rpm搅拌15min；完成后，加入12份800目重钙，在160℃条件下，以转速700rpm搅拌30min；完成后，加入3份包覆剂，在160℃条件下，以转速750rpm搅拌20min；完成后，加入12.2份sbr，在160℃条件下，以转速1500rpm高速剪切40min；完成后，加入0.8份交联剂taic，在160℃条件下，以转速700rpm搅拌30min；完成后，加入12份800目重钙，在160℃条件下，以转速800rpm搅拌30min；最后，开启低速搅拌，在160℃条件下，以转速400rpm搅拌40min，制得橡胶沥青防水涂料。

实施例3

将70#石油沥青45份、芳香烃基油ka2015份加入高速搅拌器中，在140℃条件下，以转速400rpm搅拌15min；完成后，加入12份800目重钙，在160℃条件下，以转速700rpm搅拌30min；完成后，加入0.5份包覆剂，在160℃条件下，以转速750rpm搅拌20min；完成后，加入14份sbr，在160℃条件下，以转速1500rpm高速剪切40min；完成后，加入1.5份交联剂taic，在160℃条件下，以转速700rpm搅拌30min；完成后，加入12份800目重钙，在160℃条件下，以转速800rpm搅拌30min；最后，开启低速搅拌，在160℃条件下，以转速400rpm搅拌40min，制得橡胶沥青防水涂料。

对比例1

本对比例与实施例1的区别仅在于不添加3.2份包覆剂，其他各组分及用量和制备方法均同实施例1。

对比例2

本对比例与实施例1的区别仅在于不添加0.8份交联剂taic，其他各组分及用量和制备方法均同实施例1。

对比例3

本对比例的各组分和用量均与实施例1相同，本对比例的制备方法不同于实施例1，本对比例的制备方法与实施例1的区别仅为将实施例1中总计加入的24份800目重钙不进行分步添加，均在最后一步中一起加入，然后在160℃条件下，以转速800rpm搅拌30min；最后，开启低速搅拌，在160℃条件下，以转速400rpm搅拌40min，制得橡胶沥青防水涂料。

测试例

将实施例1-3和对比例1-3制得的橡胶沥青防水涂料进行物理力学性能测定，其中，稳定性测试项目(离析性)按照t0661-2011《聚合物改性沥青离析试验》中3.1章节进行测试，其余测试项目均按照jc/t2428-2017《非固化橡胶沥青防水涂料》进行测试，具体测试结果见表1。

表1测试结果

由表1可知，实施例1-3的橡胶沥青防水涂料，耐酸性测试项目：在质量浓度为2％化学纯h2so4溶液中，液面高出试件表面10mm以上，连续浸泡(168±2)h取出，观察试件表面无变化，同时耐酸性质量变化和延伸性合格；离析性测试项目：在(163±5)℃高温条件下，在不受任何扰动的情况下静止放置(48±1)h取出，待冷却后取顶部和底部的各1/3试样测试软化点差值，测试结果为0.5-0.8℃。而对比例1的橡胶沥青防水涂料，在相同条件下的耐酸性外观、延伸性和质量变化均不满足标准要求；对比例2的橡胶沥青防水涂料，离析试验上下层软化点相差8.0℃，表现出较差的稳定性；对比例3的橡胶沥青防水涂料，在相同条件下的耐酸性外观、延伸性和质量变化均不满足标准要求。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

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