一种高耐热型非固化橡胶沥青防水涂料及制备方法与流程

1.本发明涉及一种非固化橡胶沥青防水涂料，特别涉及一种高耐热型非固化橡胶沥青防水涂料及制备方法。


背景技术：

2.非固化橡胶沥青防水涂料及其应用技术在本世纪初由韩国引入我国，该材料由优质石油沥青、橡胶改性剂和特殊添加剂等组成，具有永不固化的特性和防水涂料的功能，故命名为：非固化橡胶沥青防水涂料。非固化橡胶沥青防水涂料属于一种无溶剂非反应型的不成膜的单组份蠕变型涂料，与金属、非金属、混凝土类等基材均有良好的粘结能力。具有无需养护、一遍施工即可达到施工厚度、与沥青卷材复合效果优异等特点，因而得到业内的广泛认可，并被广泛应用市政工程、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。
3.但从国内整体情况看，产品性能与国外相比仍存在较大差异，如高耐热低黏度特性不显著、一般需加热至150～200℃才能喷涂施工，在立面部位与卷材复合后滑移，生产及喷涂过程中烟气挥发大，喷涂施工时易堵枪及粘弹膏状体不持久等诸多技术缺陷。近年来一些公开的文献报道也证实了这一现状，例如：文献1，中国专利申请号为2013102912341，专利名称为《一种橡塑化非固化沥青涂料》，该发明公开了一种橡塑化非固化沥青涂料，该涂料的组成及其重量份数为：石油沥青30-50份，废胶粉25-40份，橡胶油5-20份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物2-10份，丁苯橡胶sbr3.5-10份，塑料2-10份，表面活性剂0.5-3份，增塑剂0.5-5份。其公开的内容充分证实添加有废胶粉，且其用量也是相当可观的。
4.文献2，中国专利申请号为2018105081018，专利名称为《一种非固化橡胶沥青防水涂料》，该发明公开了一种非固化橡胶沥青防水涂料是以橡胶粉、沥青和特殊添加剂为主要原料，在应用状态下长期保持黏性膏状体的具有蠕变性的一种新型防水材料。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、难以剥离，在零下20℃仍具有良好的粘结性能。蠕变性材料的黏滞性使其能够很好地封闭基层的毛细孔和裂缝，解决了防水层的窜水难题，使防水可靠性得到大幅度提高；还能解决现有防水卷材和防水涂料复合使用时的相容性问题。一种非固化橡胶沥青防水涂料在施工后即使长时间放置也不会固化，保持防水材料的原有性能，能够提高防水层的寿命。
5.文献3，中国专利申请号为2021104982235，专利名称为《一种非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法》，该发明公开了一种非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法。本发明中，需要用到以下原料：沥青100份、丁苯橡胶粉末10份、增黏树脂70份、橡胶粉末70份、增塑剂30份、稳定剂10份、改性剂105份、活性炭颗粒20份、竹炭粉末20份；原料的内部加入了活性炭颗粒和竹炭粉末，可以对橡胶沥青防水涂料产生的气味进行吸附，从而防止气味被施工人员吸入，提高了该涂料生产及使用过程中的安全环保性，保护了使用者的人身安全；原料的
内部加入了脱硫胶粉，脱硫胶粉是通过物理或者化学方法打断硫化胶粉中的硫化键，脱硫后的胶粉表面松散，产生很多的活性基团，有利于改善与沥青的结合性能。
6.上述文献报道公开的非固化橡胶沥青防水涂料中均添加有废橡胶粉等的做法确实是有效降低了生产成本，开辟了一种废弃物的利用方法，但却由此带来非固化橡胶沥青防水涂料生产及使用过程中氮氧化物、硫化物及烟气等大气污染物的产生，形成严重的二次污染问题。
7.文献3公开的产品采用活性炭颗粒及竹炭粉末等使上述问题得到一定改善，但依旧存在高耐热低黏度特性不显著，一般需加热至150～200℃才能喷涂施工，在立面部位与卷材复合后滑移，喷涂施工时易堵枪等诸多技术缺陷。


技术实现要素：

8.本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种高耐热型非固化橡胶沥青防水涂料及制备方法，使该涂料除应具有普通非固化橡胶沥青防水涂料的粘弹膏状体性能和自愈性等通性外，还应具有高耐热、低黏度特征，可在130～140℃温度下喷涂或刮涂施工以及在立面与卷材复合时抗滑移等特征，上述特征决定了其更利于提高施工便捷性和可靠性，更利于拓宽推广应用。
9.本发明提到的一种高耐热型非固化橡胶沥青防水涂料，其技术方案是由以下重量份的原料组成：石油沥青80～90份，改性剂7～10份，增黏剂4～6份，永久性增塑剂5～10份，功能性助剂4～9份，相容剂40～45份，填充剂45～50份；所述的改性剂为sbs和sbr的混合物，按质量比1～3:1；所述的增黏剂为c5/c9共聚石油树脂，所述的相容剂为芳烃油与环烷油的混合物；所述的填充剂为滑石粉；所述的永久性增塑剂为液体聚异丁烯橡胶，所述的功能性助剂为直链饱和结构的氧化乙烯均聚物。
10.优选的，上述的石油沥青采用常减压蒸馏工艺生产的环烷基低烟重交沥青ah-70。
11.优选的，上述的sbr为线型溶聚无规共聚物。
12.优选的，上述的线型溶聚无规共聚物的技术参数是：以下按质量分数，结合苯乙烯含量24～26%，乙烯基含量为17～18%，230℃时10kg负荷下的熔体质量流动速率为0.1～0.6 g/10min。
13.本发明提到的高耐热型非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：1）将改性剂、增黏剂、永久性增塑剂及功能性助剂混合均匀，并配以适量的石油沥青用混炼型挤出机制成改性母料备用；2）将石油沥青及相容剂加入立式配料罐中以30～40r/min的搅拌速度搅拌混合升温至130～140℃；3）向步骤2的混合物中加入步骤1制备的改性母料，在40～50r/min的搅拌速度下继续升温至150～160℃后，再用胶体磨循环研磨2遍至物料熔化混合均匀；4）再将步骤3的混合物用沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入填充剂后以20～30r/min的搅拌速度继续降温搅拌至130
±
10℃后进行灌装工序。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：1.本发明解决了耐热性与非固化状态的矛盾，在保持粘性膏状体前提下把产品的耐热性由65℃提高到90℃以上；
2. 本发明还解决了耐热性与黏度的矛盾，在耐热性大幅提高的前提下把130℃时黏度降到1500 mpa.s以下、提高了130～140℃温度下喷涂施工的适应性；3. 本发明克服了抗卷材复合滑移性与延伸性的矛盾，在保持较高延伸性的前提下显著提高了抗卷材复合滑移性，解决了立面部位与卷材复合施工难题；4. 本发明实现了粘结性能、应力松弛、持粘性及剥离强度间的协调平衡，在保证内聚破坏粘结及较小应力松弛的前提下较大幅度提升了持粘性和卷材间剥离强度；使产品集高耐热、低黏度、高粘附性及抗卷材复合滑移等诸多性能于一体，提高了施工便捷性和可靠性，拓宽了应用范围；另外，由于采用环保型低烟沥青生产，生产时也未添加废橡胶粉，使生产过程中产生的氮氧化物、硫化物及沥青烟气等大气污染物和恶臭刺激味大幅减少，也显著降低了生产冷却用废水的治理难度。
附图说明
15.图1是本发明应用时的卷材复合抗滑移性的效果对比图。
具体实施方式
16.以下结合发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
17.实施例1，本发明提到的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料，由以下重量份的原料组成：环烷基低烟重交沥青90份，改性剂10份，增黏剂6份，永久性增塑剂8份，功能性助剂4份，相容剂40份，填充剂45份；所述的石油沥青采用常减压蒸馏工艺生产的环烷基低烟重交沥青ah-70，由山东京博石油化工有限公司生产，其软化点在45℃以上、针入度在70dmm左右、15℃时延度＞1500mm、180℃时2h的烟气挥发量≤0.5%上述按质量百分比。
18.所述的改性剂为sbs和sbr的混合物，sbs的化学名称:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，sbr的化学名称:苯乙烯-丁二烯共聚物，其中，sbs为线型与星型的混合物，线型的嵌段比为s/b=30/70～40/60；优选的，sbs的重均分子量10万～20万，230℃时10kg负荷下熔体质量流动速率为0.05～0.8 g/10min。sbr为线型溶聚无规共聚物，优选的技术参数是：结合苯乙烯含量24～26%，乙烯基含量为17～18%，230℃时10kg负荷下熔体质量流动速率为0.1～0.6 g/10min，上述按质量百分比。
19.其中，改性剂sbs，牌号yh1301-1或yh4402，分别由中国石化巴陵石油化工公司和中国石化燕山石油化工公司生产；改性剂sbr，牌号1205，由辽宁北方戴纳索合成橡胶有限公司等公司生产。
20.进一步的，采用sbs和sbr混合物时，sbs和sbr按质量比1～3:1混合使用。
21.所述的增黏剂为c5/c9共聚石油树脂，其环球法软化点＞105℃，由北京华林瑞斯公司供应，环球法软化点＞105℃。
22.所述的永久性增塑剂采用液体聚异丁烯橡胶，由山东鸿瑞新材料科技有限公司等生产，其主要技术参数为数均分子量900～2500，开口闪点≥200℃。
23.所述的功能性助剂为直链饱和结构的氧化乙烯均聚物，其主要技术参数包括：软
化点为130℃左右、150℃时旋转黏度4000～5000mpa.s，牌号为8903或7886，由霍尼韦尔公司生产。
24.所述的相容剂为芳烃油与环烷油以任意比混合的混合物，技术参数是：开口闪点≥210℃、180℃条件下2h挥发份≤2.5%，按质量百分比，由山东孚润达化工生产。
25.所述的填充剂采用滑石粉，由莱州鑫海公司生产，细度为200～800目。
26.本发明提到的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：1）将上述配方量的sbs改性剂、c5/c9共聚石油树脂增黏剂、平均分子量1850的永久性增塑剂及功能性助剂8903混合均匀，并配以10份ah-70环烷基低烟重交沥青用混炼型挤出机制成改性母料备用。
27.2）将80份ah-70环烷基低烟重交沥青及由15份芳烃油和25份环烷油组成的相容剂加入立式配料罐中以40r/min的搅拌速度搅拌混合升温至140℃；3）向步骤2的混合物中加入步骤1制备的改性母料，在50r/min的搅拌速度下继续升温至160℃后，再用胶体磨循环研磨2遍至物料熔化混合均匀；4）再将步骤3的混合物用改性沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入45份填充剂后以25r/min的搅拌速度继续降温搅拌至130
±
10℃后进行灌装工序。
28.实施例2，本发明提到的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料，由以下重量份的原料组成：环烷基低烟重交沥青80份，改性剂8份，增黏剂4份，永久性增塑剂8份，功能性助剂6份，相容剂45份，填充剂45份，各组分采用的具体名称参照实施例1。
29.本发明提到的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：1）将上述配方量的sbs和sbr按质量比3：1混合的改性剂、c5/c9共聚石油树脂增黏剂、平均分子量2400的永久性增塑剂及功能性助剂8903混合均匀，并配以10份ah-70环烷基低烟重交沥青用混炼型挤出机制成改性母料备用；2）将70份ah-70环烷基低烟重交沥青及由25份芳烃油和20份环烷油组成的相容剂加入立式配料罐中以30r/min的搅拌速度搅拌混合升温至130℃；3）向步骤2的混合物中加入步骤1制备的改性母料，在40r/min的搅拌速度下继续升温至150℃后，再用胶体磨循环研磨2遍至物料熔化混合均匀；4）再将步骤3的混合物用改性沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入45份填充剂后以20r/min的搅拌速度继续降温搅拌至130
±
10℃后进行灌装工序。
30.实施例3，本发明提到的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料，由以下重量份的原料组成：环烷基低烟重交沥青86份，改性剂8份，增黏剂5份，永久性增塑剂5份，功能性助剂5份，相容剂41份，填充剂50份，各组分采用的具体名称参照实施例1。
31.本发明提到的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：1）将上述配方量的sbs和sbr按质量比1：1混合的改性剂、c5/c9共聚石油树脂增黏剂、平均分子量1850的永久性增塑剂及功能性助剂8903混合均匀，并配以6份ah-70环烷基低烟重交沥青用混炼型挤出机制成改性母料备用。
32.2）将80份ah-70环烷基低烟重交沥青及由14份芳烃油和27份环烷油组成的相容剂
加入立式配料罐中以30r/min的搅拌速度搅拌混合升温至135℃；3）向步骤2的混合物中加入步骤1制备的改性母料，在45r/min的搅拌速度下继续升温至160℃后，再用胶体磨循环研磨2遍至物料熔化混合均匀；4）再将步骤3的混合物用改性沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入50份填充剂后以30r/min的搅拌速度继续降温搅拌至130
±
10℃后进行灌装工序。
33.实施例4，本发明提到的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料，由以下重量份的原料组成：环烷基低烟重交沥青80份，改性剂7份，增黏剂4份，永久性增塑剂10份，功能性助剂9份，相容剂45份，填充剂45份，各组分采用的具体名称参照实施例1。
34.本发明提到的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：1）将上述配方量的sbs和sbr按质量比4：3混合的改性剂、c5/c9共聚石油树脂增黏剂、平均分子量2400的永久性增塑剂及功能性助剂8903混合均匀，并配以5份ah-70环烷基低烟重交沥青用混炼型挤出机制成改性母料备用。
35.2）将75份ah-70环烷基低烟重交沥青及由30份芳烃油和15份环烷油组成的相容剂加入立式配料罐中以35r/min的搅拌速度搅拌混合升温至135℃；3）向步骤2的混合物中加入步骤1制备的改性母料，在40r/min的搅拌速度下继续升温至155℃后，再用胶体磨循环研磨2遍至物料熔化混合均匀；4）再将步骤3的混合物用改性沥青泵送进入卧式填充搅拌罐，加入45份填充剂后以20r/min的搅拌速度继续降温搅拌至130
±
10℃后进行灌装工序。
36.实施例5：本对比实施例提供的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料及制备方法，其与实施例1的区别在于，基质沥青更换为ah-90环烷基沥青，由中海滨州沥青股份有限公司生产。
37.实施例6：本对比实施例提供的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料及制备方法，其与实施例2的区别在于，c5/c9共聚石油树脂更换为c9石油树脂。
38.实施例7：本对比实施例提供的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料及制备方法，其与实施例3的区别在于，功能性助剂氧化乙烯均聚物的牌号由8903更换为7886。
39.实施例8：本对比实施例提供的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料及制备方法，其与实施例4的区别在于，永久性增塑剂用液体丁基橡胶代替液体聚异丁烯橡胶。
40.本发明的实施例的性能测试如下：因该产品无相应国家或行业标准，按其行业团体标准《t/cbmf44
ꢀ‑
2019 特种非固化沥青防水涂料》进行，实施例1～8的有关性能测试数据见表1和表2，本发明产品执行标准与常规非固化橡胶沥青防水涂料执行标准的性能差异对比见表3。
41.表1实施例1～4的检测结果
表2对比实施例5～8的检测结果表3执行标准性能差异对比表
本发明产品执行标准《t/cbmf44
ꢀ‑
2019 特种非固化沥青防水涂料》与常规非固化橡胶沥青防水涂料执行标准《jc/t 2428-2017 非固化橡胶沥青防水涂料》相比，耐热性提高25℃，即要求提高了38.5%，增加了软化点、130℃时黏度及voc等物性指标，还增加持粘性和与卷材复合的抗滑移性两项应用性能指标，体现其先进性的同时，又提高了产品的质量要求。
42.尤其是“高耐热低黏度”的特殊要求，正如本领域技术人员熟知的，提高耐热其黏度就要相应增加，黏度增加后其蠕变性和应力松弛性能则变差、也就难以保证内聚破坏的粘结破坏性形式，保证粘结破坏性形式为内聚破坏则需要低黏度，而低黏度则造成与卷材复合的抗滑移性变差，因此产品的设计关键在于：解决耐热性与非固化状态间、耐热性与黏度间、抗卷材复合滑移性与延伸性间的诸多矛盾，使产品集粘弹膏状体、蠕变、应力松弛、自愈、高耐热、低黏度、高粘附性及抗卷材复合滑移等诸多性能于一体。
43.通过以上数据可看出，无论是申请人设计的实施例还是对比实施例均具有优异的物理性能，性能完全满足或高于其行业团体标准《t/cbmf44
ꢀ‑
2019 特种非固化沥青防水涂料》的性能要求。
44.另外，参照图1，本发明实施例的卷材复合抗滑移性效果对比图；上图中：1混凝土板、2改性沥青防水卷材、3常规非固化橡胶沥青防水涂料、4本发明的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料实施例。
45.实验检测条件：按《t/cbmf44
ꢀ‑
2019 特种非固化沥青防水涂料》标准进行，垂直悬挂、实验温度90
±
2℃、实验时间60
ꢀ±
5min。
46.相关测试试件的尺寸参数：
1）改性沥青防水卷材试件的尺寸为110x110mm、厚度为4mm、质量为60
±
5g；2）常规非固化橡胶沥青防水涂料在混凝土板上的涂覆尺寸为110 x 110mm、厚度为2
±
0.2mm ，其产品执行标准为《jc/t 2428-2017 非固化橡胶沥青防水涂料》；3）高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料在混凝土板上的涂覆尺寸为110 x 110mm、厚度为2
±
0.2mm ），其产品执行标准为《t/cbmf44
ꢀ‑
2019 特种非固化沥青防水涂料》。
47.如图所示，从试验情况看不同市售常规非固化橡胶沥青防水涂料一般实验3～10分钟后涂料表面粘附的改性沥青卷材即发生滑移、滑落，而本发明的高耐热低黏度型非固化橡胶沥青防水涂料则在实验时间内无流挂、滑移现象，充分体现了其高耐热性能。
48.以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换，尽属于本发明要求保护的范围。