一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料及其制备方法、防水卷材与流程

文档序号:14648708发布日期:2018-06-08 21:23阅读:184来源:国知局

本发明涉及建筑保温防水材料领域,特别涉及一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料及其制备方法、防水卷材。



背景技术:

沥青早已被用于建筑防水材料,但沥青高温易流淌、低温易开裂,难以满足屋面防水工程的应用,沥青基防水材料的性质主要取决于所采用的沥青涂盖料,高聚物改性沥青涂盖料因具备优良的高温耐热性和低温抗裂性,已成为重要的沥青涂盖料之一,道桥防水工程受阳光直射,高温环境对沥青和高聚物改性剂的作用强烈,容易使高聚物改性沥青防水材料发生老化而显著降低其低温柔韧性,致使在冬季低温下难以适应道桥基层的冷缩而出现开裂,从而导致防水层破坏,影响整个工程的质量,因此,提高高聚物改性沥青涂盖料的耐热散热性能,对提高道桥防水层的耐久性具有重要意义。

石墨烯因具备高强度、高导热、高导电和耐热耐化学稳定性等优势,成为近几年研究与应用的热门材料,另外,石墨烯是纳米二维材料,它的各向异性结构可以在液状体系中形成交叉网状结构,从而使整体体系的稳定性增强,氧化石墨烯是将天然石墨氧化而得的一种功能化石墨烯,并没有破坏石墨烯的结构,氧化石墨烯表面连带着大量羟基、环氧基、羧基等活性含氧官能团,这些官能团可以提供反应位点,从而使氧化石墨烯具备极强的化学活性。

中国专利(CN103819915A)公开了一种氧化石墨烯改性沥青及其制备方法,氧化石墨烯作为改性剂可以提高沥青的基本性能,但是缺乏对改性沥青防水卷材道桥用性能的相关研究,另外,石墨烯价格较高,用量太大直接导致筑路建桥成本升高;中国专利 (CN102190957A)提出在沥青中加入镁铝基层状双氢氧化物,利用镁铝基层状双氢氧化物对紫外线的物理屏蔽作用,提高弹性体改性体沥青的抗紫外老化能力,但沥青在使用过程中除受到紫外光作用而发生老化外,还会受到热、氧的作用发生热氧老化,而镁铝基层状双氢氧化物在改善沥青耐热氧老化性能的效果并不明显;将抗氧剂加入到沥青中,可在一定程度上提高沥青的抗热氧老化能力,但由于抗氧剂为低分子量有机化合物,其与热沥青在高温条件下混合时易受热挥发,且其本身也会因老化而降低抗热氧老化能力,造成抗氧剂对沥青的抗老化作用不能长久有效。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料及其制备方法、防水卷材。

为了实现上述目的,本发明的技术方案是:

本发明的目的之一在于提供一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料,它包括沥青、软化剂、氧化石墨烯、PP料、SBS、APP、SBRS和填料,各组分按质量份数计为:

沥青 40~50份

软化剂 5~20份

氧化石墨烯 0.1~5份

PP料 5~20份

SBS 2~15份

APP 2~15份

SBRS 1~15份

填料 10~40份。

优选的,所述沥青为90#沥青和/或100#沥青。

优选的,所述软化剂为基础油、减线油或环烷油中的至少一种。

优选的,所述PP料为有规则聚丙烯。

优选的,所述SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物。

优选的,所述APP为无规则聚丙烯。

优选的,所述SBRS为轿车胎胶粉。

优选的,所述填料为滑石粉和/或重质碳酸钙中的一种。

本发明的另一个目的在于提供上述一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料的制备方法,包括以下步骤:

a、各组分按质量份数计为:沥青40~50份、软化剂5~20份、氧化石墨烯0.1~ 5份、PP料5~20份、SBS 2~15份、APP 2~15份、SBRS 1~15份和填料10~40份,选取沥青、软化剂、氧化石墨烯、PP料、SBS、APP、SBRS和填料,备用;

b、将沥青和软化油分别加入到反应釜并加热至170~180℃,开动剪切搅拌机,在 300~800rpm的转速下,缓慢加入氧化石墨烯,持续搅拌30分钟,保持温度为170~ 180℃;

c、将所得物料通过胶体磨进行分散处理后转入反应釜,然后升温至180~190℃,加入PP料,在300~500rpm的转速下搅拌反应15分钟;

d、在温度为180℃条件下,加入SBS,在300~500rpm的转速下搅拌反应30分钟;

e、升温至180℃~200℃,加入APP,在300~500rpm的转速下搅拌分散15分钟;

f、保持温度在180℃~200℃之间,加入SBRS,在300~500rpm的转速下搅拌反应 1~3小时;

g、将搅拌速度降低至200~300rpm,加入填料,保持温度为180℃~200℃,继续搅拌分散30分钟,拉料,制得一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料。

本发明的目的还在于提供由上述一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料制成的一种超耐久高散热高聚物改性沥青防水卷材。

优选的,所述一种超耐久高散热高聚物改性沥青防水卷材,包括由上至下设置的第一隔离层、第一涂盖料层、增强层、第二涂盖料层、第二隔离层,其中,所述第一盖料层由上述保温隔热弹性体改性沥青涂盖料制成,所述第二涂盖料层由上述保温隔热弹性体改性沥青涂盖料制成。

用于沥青改性的聚合物分子内大多没有高活性基团,在高温共混过程中较难与沥青发生明显化学反应,而沥青中含有多芳环、环烷烃和杂环的重复单元结构的混合物,芳环α位上的活泼氢以及烷烃上受热易断裂C-S键等以及聚合物中包含的双键等能产生活性点,,这些都是沥青、聚合物和改性助剂三者反应的切入点。

经过氧化处理后,氧化石墨仍保持石墨的层状结构,但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团,这些氧基功能团的引入使得单一的石墨烯结构变得非常复杂,大家普遍接受氧化石墨烯的结构模型是在氧化石墨烯单片上随机分布着羟基和环氧基,而在单片的边缘则引入了羧基和羰基。

SBS与沥青分子在紫外高温高热的作用下容易发生断链生成活性自由基,活性自由基与氧反应形成过氧化自由基后再与SBS及沥青分子反应,形成氧化产物和新的自由基,维持自由基链反应持续进行而发生老化。氧化石墨烯在一定温度下可与沥青发生化学反应,也可在一定温度下与SBS的不饱和键发生加成反应,反应形成网络化结构,能提高聚合物改性沥青的内聚力和柔性,不仅能改善聚合物改性沥青的热稳定性,还能改善沥青的本身性能,从而显著提高沥青涂盖料的耐热性能和抗变形能力。

本发明的有益效果:

1、耐热性能显著提高,能达到165℃无滑动、流淌、滴落。

2、抗变形能力优异,盐处理后的拉力保持率不小于95%。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述,有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。

本发明的目的之一在于提供一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料,它包括沥青、软化剂、氧化石墨烯、PP料、SBS、APP、SBRS和填料,各组分按质量份数计为:

沥青 40~50份

软化剂 5~20份

氧化石墨烯 0.1~5份

PP料 5~20份

SBS 2~15份

APP 2~15份

SBRS 1~15份

填料 10~40份。

优选的,所述沥青为90#沥青和/或100#沥青。

优选的,所述软化剂为基础油、减线油或环烷油中的至少一种。

优选的,所述PP料为有规则聚丙烯。

优选的,所述SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物。

优选的,所述APP为无规则聚丙烯。

优选的,所述SBRS为轿车胎胶粉。

优选的,所述填料为滑石粉和/或重质碳酸钙中的一种。

本发明的目的还在于提供由上述一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料制成的一种超耐久高散热高聚物改性沥青防水卷材。

所述一种超耐久高散热高聚物改性沥青防水卷材,包括由上至下设置的第一隔离层、第一涂盖料层、增强层、第二涂盖料层、第二隔离层,其中,所述第一盖料层由上述保温隔热弹性体改性沥青涂盖料制成,所述第二涂盖料层由上述保温隔热弹性体改性沥青涂盖料制成。

本发明涉及的如下实施例所制得的一种超耐久高散热高聚物改性沥青防水卷材均按如下规格制得:

型号:PYG(玻纤增强聚酯毡)Ⅱ型

宽度:1000mm

厚度:5mm

实施例1

按质量份数计,选取90#沥青45份、基础油10份、氧化石墨烯3份、PP料12份、 SBS 7份、APP 2份、SBRS 8份和滑石粉13份,备用;

将4590#沥青和10基础油分别加入到反应釜并加热至175℃,开动剪切搅拌机,在 500rpm的转速下,缓慢加入3份氧化石墨烯,持续搅拌30分钟,保持温度为175℃,将所得物料通过胶体磨进行分散处理后转入反应釜,然后升温至185℃,加入12份PP 料,在400rpm的转速下搅拌反应15分钟,然后降温至180℃,加入7份SBS,在400rpm 的转速下搅拌反应30分钟,然后升温至190℃,加入2份APP,在400rpm的转速下搅拌分散15分钟,保持温度在190℃,加入8份SBRS,在400rpm的转速下搅拌反应2小时,将搅拌速度降低至300rpm,加入13份滑石粉,保持温度为190℃,继续搅拌分散30分钟,拉料,制得一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料。

一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料制成的一种超耐久高散热高聚物改性沥青防水卷材。

实施例2

按质量份数计,选取100#沥青45份、减线油10份、氧化石墨烯3份、PP料12 份、SBS 7份、APP 2份、SBRS 8份和重质碳酸钙13份,备用;

将45份100#沥青和10份减线油分别加入到反应釜并加热至170℃,开动剪切搅拌机,在800rpm的转速下,缓慢加入3份氧化石墨烯,持续搅拌30分钟,保持温度为170℃,将所得物料通过胶体磨进行分散处理后转入反应釜,然后升温至180℃,加入12份PP 料,在300rpm的转速下搅拌反应15分钟,保持温度为180℃,加入7份SBS,在300rpm 的转速下搅拌反应30分钟,然后升温至200℃,加入2份APP,在300rpm的转速下搅拌分散15分钟,保持温度在200℃,加入8份SBRS,在300rpm的转速下搅拌反应2小时,在300rpm的转速下,加入13份重质碳酸钙,保持温度为200℃,继续搅拌分散30 分钟,拉料,制得一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料。

一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料制成的一种超耐久高散热高聚物改性沥青防水卷材。

实施例3

按质量份数计,选取90#沥青50份、环烷油20份、氧化石墨烯0.1份、PP料5 份、SBS 2份、APP 2份、SBRS 1份和滑石粉9.9份,备用;

将50份90#沥青和20份环烷油分别加入到反应釜并加热至170℃,开动剪切搅拌机,在800rpm的转速下,缓慢加入0.1份氧化石墨烯,持续搅拌30分钟,保持温度为 170℃,将所得物料通过胶体磨进行分散处理后转入反应釜,然后升温至180℃,加入5 份PP料,在500rpm的转速下搅拌反应15分钟,保持温度为180℃,加入2份SBS,在 500rpm的转速下搅拌反应30分钟,保持温度为180℃,加入2份APP,在500rpm的转速下搅拌分散15分钟,保持温度在180℃,加入1份SBRS,在500rpm的转速下搅拌反应2小时,将搅拌速度降低至300rpm,加入9.9份滑石粉,保持温度为180℃,继续搅拌分散30分钟,拉料,制得一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料。

一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料制成的一种超耐久高散热高聚物改性沥青防水卷材。

实施例4

按质量份数计,选取100#沥青40份、基础油5份、氧化石墨烯5份、PP料2份、 SBS 2份、APP 2份、SBRS1份和重质碳酸钙40份,备用;

将40份100#沥青和5份基础油分别加入到反应釜并加热至180℃,开动剪切搅拌机,在500rpm的转速下,缓慢加入5份氧化石墨烯,持续搅拌30分钟,保持温度为180℃,将所得物料通过胶体磨进行分散处理后转入反应釜,保持温度为180℃,加入5份PP 料,在500rpm的转速下搅拌反应15分钟,然后升温至200℃,加入2份SBS,在500rpm 的转速下搅拌反应30分钟,保持温度为200℃,加入2份APP,在500rpm的转速下搅拌分散15分钟,保持温度在200℃,加入1份SBRS,在500rpm的转速下搅拌反应2小时,将搅拌速度降低至300rpm,加入40份重质碳酸钙,保持温度为200℃,继续搅拌分散30分钟,拉料,制得一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料。

一种超耐久高散热高聚物改性沥青涂盖料制成的一种超耐久高散热高聚物改性沥青防水卷材。

实施例1-4所制得的一种超耐久高散热高聚物改性沥青防水卷材各项性能:

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