本发明属于建筑防水材料领域，涉及一种用于以水泥混凝土为面层的道路和桥梁表面的防水材料，具体提供了一种道桥用沥青防水涂料及其制备方法。
背景技术：
水乳型沥青涂料是建筑防水行业常用的一种环保型沥青基防水涂料，广泛应用于屋面、地下室、隧道、路桥涵洞、车库顶板、工程地基等防水部位。其优点是：无需热熔即可冷施工，施工工艺简单方便，成膜过程靠水分挥发和乳液颗粒融合完成，可常温施工，节省能源，施工时无有机溶剂逸出，环境污染小，工程造价相对低廉，防水性能优异等。
现今，全世界能源、资源紧缺、环境污染形势日趋严峻，水乳型沥青涂料是与沥青卷材配套施工的首选建筑防水涂料，其应用前景越来越广阔。目前市场生产的水乳型沥青涂料产品，普遍存在粘结强度低(≤1.2mpa)、难以一遍施工成膜(一遍施工厚度≤0.5mm)、干燥慢(2～4h)、储存稳定性差(5d储存稳定性为2％～5％)、低温耐候性差(低温柔性仅为-25℃)等缺陷，从而导致贮存期内容易产生沉淀、施工需3～5遍、干燥时间长等问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种道桥用沥青防水涂料及其制备方法。本发明的道桥用沥青防水涂料，具有粘结强度高、储存稳定性好、低温耐候性优等特点，且可一次厚涂成膜，并实现快速干燥。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种道桥用沥青防水涂料，所述道桥用沥青防水涂料由以下重量份的原料组成：沥青28～36份，阳离子乳化剂0.2～0.5份，高分子胶乳4～5份，增稠剂1～3份，超细硅灰石粉2～4份和水；水20～35份；所述增稠剂为羟乙基纤维素与聚氧乙烯聚合而成的缔合型增稠剂。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种上述道桥用沥青防水涂料的制备方法，该制备方法包括：
1)将沥青熔融，得到熔融态沥青；
2)将所述阳离子乳化剂与部分水混合均匀，再与所述高分子胶乳混合均匀，得到皂液；
3)将所述皂液与熔融态沥青通过胶体磨处理，得到改性乳液沥青；
4)将所述超细硅灰石粉、增稠剂和剩余的水混合均匀，得到混合浆液；
5)将所述改性乳液沥青与所述混合浆液混合均匀，得到所述道桥用沥青防水涂料。
本发明的道桥用沥青防水涂料具有如下优点：
1)粘结强度高：与水泥混凝土的粘结强度可达1.6mpa，实现与混凝土基层的强力粘结，拉伸强度高(可达1.65mpa)，断裂伸长率大(900％)，对基层伸缩或开裂变形的适应性强，能够保护防水层不受破坏，而且防水涂料本身为沥青基，与沥青卷材配套施工时，能够有效粘结，进一步提高防水层的防水效果；
2)可一次厚涂成膜，快速干燥：防水涂料中含有超细硅灰石粉浆料，增大了体系粘度，一遍施工厚度可达1～1.5mm，无需多次施工，1h即可干燥成膜，大大简化了施工工艺，缩短了施工周期，节省了时间成本；
3)储存稳定性好，耐寒性强：本发明干燥后防水涂料的平均粒径在1～2μm，5d储存稳定性仅为0.2％，在5℃～35℃的贮存条件下，贮存期限可达18个月，极大延长了防水涂料的使用寿命；另外，涂料成膜后在-40℃的低温环境中不断裂，可有效适应寒冷施工环境；
4)冷施工，环保：防水涂料在常温下为液态，无需加热即可施工，冷施工的方式可节约大量的能源损耗；另外，防水涂料的分散介质是水，施工过程中水分的挥发不会造成环境污染，也不会危害施工人员的身体健康，具有突出的环保安全性。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施方式来详细说明本发明，这些实施方式仅起说明性作用，并不用于限制本发明。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种道桥用沥青防水涂料，所述道桥用沥青防水涂料由以下重量份的原料组成：沥青28～36份，阳离子乳化剂0.2～0.5份，高分子胶乳4～5份，增稠剂1～3份，超细硅灰石粉2～4份和水20～35份；所述增稠剂为羟乙基纤维素与聚氧乙烯聚合而成的缔合型增稠剂。
本发明中，所述增稠剂在20℃的表观粘度为800～1200mpa·s，粘均分子量为550万～700万。
具体地，所述增稠剂可按照以下方法制备得到：以聚乙烯醇和羧乙基纤维素为原材料，在抗氧化催化剂和真空条件下制得的高分子增稠剂。
相比于其它增稠剂，该增稠剂的特点如下：分子量高，在500万以上；具有较宽的ph值使用范围，在ph为3～8的范围内均可发挥作用；具有触变性，即搅动变稀，静置状态下为粘稠状，掺入乳化沥青并搅拌后，粘度变小，以利于施工。
根据本发明，所述沥青可选自70号、90号、110号和130号道路石油沥青中的至少一种。
优选地，所述沥青为70号和/或90号道路石油沥青。
本发明中，所述阳离子乳化剂可以为中裂型季铵盐类阳离子乳化剂。具体地，所述中裂型季铵盐类阳离子乳化剂的实例包括但不限于：十二烷基苄基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、十八烷基双氮季铵盐、十八烷基三甲基氯化胺、十六烷基三甲基溴化铵。
根据本发明，所述高分子胶乳可以为sbs胶乳和/或sbr胶乳。优选情况下，所述高分子胶乳为sbs胶乳。
本发明防水涂料中，所述超细硅灰石粉的加入能够实现厚涂施工，一遍施工厚度可达1～1.5mm，施工后，超细硅灰石粉浆料迅速失水，沥青微粒从乳液中析出，在基层表面聚结并铺展，短时间内(如1h)即可形成一层连续的黑色沥青薄膜，实干后，可立即铺贴卷材，加快了施工防水进度。
所述超细硅灰石粉的平均粒径可以为0.5～1μm。
另外，本发明中，若超细硅灰石粉的含量小于2份，则无法达到厚涂施工的效果；若超细硅灰石粉的含量大于4份，则影响产品的储存稳定性、产生沉淀，从而缩短贮存期。
本发明中，所述水可采用无污染、不含重金属离子的工业级用水。
本发明的道桥用沥青防水涂料具有高粘结强度，且储存稳定性好，低温耐候性优，究其原因主要在于：本发明中的高分子胶乳具有双重作用，其首先作为改性剂对乳化沥青进行改性，随后再与增稠剂发生二次交联，形成沥青-高分子胶乳-增稠剂-硅灰石粉的四面体结构，增强了沥青微粒之间的双电层效应，提高了涂料的粘结强度、储存稳定性和低温耐候性等性能。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种上述道桥用沥青防水涂料的制备方法，该制备方法包括：
1)将沥青熔融，得到熔融态沥青；
2)将所述阳离子乳化剂与部分水混合均匀，再与所述高分子胶乳混合均匀，得到皂液；
3)将所述皂液与熔融态沥青通过胶体磨处理，得到改性乳液沥青；
4)将所述超细硅灰石粉、增稠剂和剩余的水混合均匀，得到混合浆液；
5)将所述改性乳液沥青与所述混合浆液混合均匀，得到所述道桥用沥青防水涂料。
优选地，步骤3)中，所述皂液与熔融态沥青按照5︰4～5︰7的体积比通入胶体磨中进行处理。
按照一种优选的具体实施方式，本发明的道桥用沥青防水涂料的制备方法包括：
1)将沥青升温至130～140℃，得到熔融态沥青；
2)将占总用量50～86重量％的水升温至55～60℃，加入阳离子乳化剂，搅拌0.5～2h，再加入高分子胶乳，高速搅拌0.5～2h，制得皂液；
3)将皂液与熔融态沥青按照5︰4～5︰7的体积比通过胶体磨处理，制得改性乳化沥青；
4)将所述超细硅灰石粉、增稠剂和剩余的水混合，高速搅拌2～3h，得到混合浆液；
5)将混合浆液与改性乳化沥青混合，中速搅拌1～2h，得到所述道桥用沥青防水涂料。
如以上所述，本发明的道桥用沥青防水涂料具有高粘结强度，能够厚涂施工、快速干燥，低温耐候性优等特点，因此特别适用于道桥上。
以下通过实施例对本发明进行详细说明。
在以下实施例中：
沥青为90号道路石油沥青。
阳离子乳化剂为十八烷基三甲基氯化胺。
高分子胶乳为sbs胶乳，大山路桥。
增稠剂为羟乙基纤维素与聚氧乙烯聚合而成的缔合型增稠剂，其在20℃的表观粘度为1000mpa·s，粘均分子量为650万。
超细硅灰石粉的平均粒径为0.5～1μm。
实施例1
本实施用于说明本发明的道桥用沥青防水涂料及其制备方法。
原料组成：沥青30份，阳离子乳化剂0.2份，高分子乳胶4份，增稠剂1份，超细硅灰石粉2份，水32份。
制备工艺如下：
1)在反应容器1中加入沥青，加热升温到135℃；
2)在反应容器2中加入20份的水，升温至55℃；在水中加入阳离子乳化剂，搅拌1小时至溶解，再加入高分子胶乳，高速搅拌1小时形成皂液；
3)将反应容器2中的皂液与反应容器1中的熔融态沥青，按照5︰4的体积比通过胶体磨进行剪切、乳化，制得改性乳化沥青，降温冷却至室温，转入反应容器3备用。
4)向反应容器4中依次加入12份的水、超细硅灰石粉、增稠剂，高速搅拌2小时。
5)从反应容器3中抽取改性乳化沥青，加入反应容器4，中速搅拌1小时，出料，即得道桥用沥青防水涂料。
实施例2
本实施用于说明本发明的道桥用沥青防水涂料及其制备方法。
原料组成：沥青34份，阳离子乳化剂0.4份，高分子乳胶4.5份，增稠剂2份，超细硅灰石粉3份，水28份。
制备工艺如下：
1)在反应容器1中加入沥青，加热升温到135℃；
2)在反应容器2中加入15份的水，升温至55℃；在水中加入阳离子乳化剂，搅拌1小时至溶解，再加入高分子胶乳，高速搅拌1小时形成皂液；
3)将反应容器2中的皂液与反应容器1中的熔融态沥青，按照5︰5的体积比通过胶体磨进行剪切、乳化，制得改性乳化沥青，降温冷却至室温，转入反应容器3备用。
4)向反应容器4中依次加入13份的水、超细硅灰石粉、增稠剂，高速搅拌2小时。
5)从反应容器3中抽取改性乳化沥青，加入反应容器4，中速搅拌1小时，出料，即得道桥用沥青防水涂料。
实施例3
本实施用于说明本发明的道桥用沥青防水涂料及其制备方法。
原料组成：沥青36份，阳离子乳化剂0.5份，高分子乳胶5份，增稠剂3份，超细硅灰石粉4份，水20份。
制备工艺如下：
1)在反应容器1中加入沥青，加热升温到135℃；
2)在反应容器2中加入10份的水，升温至55℃；在水中加入阳离子乳化剂，搅拌1小时至溶解，再加入高分子胶乳，高速搅拌1小时形成皂液；
3)将反应容器2中的皂液与反应容器1中的熔融态沥青，按照5︰7的体积比通过胶体磨进行剪切、乳化，制得改性乳化沥青，降温冷却至室温，转入反应容器3备用。
4)向反应容器4中依次加入10份的水、超细硅灰石粉、增稠剂，高速搅拌3小时。
5)从反应容器3中抽取改性乳化沥青，加入反应容器4，中速搅拌2小时，出料，即得道桥用沥青防水涂料。
将实施例1～3制得的道桥用沥青防水涂料按照jc/t975-2005道桥用防水涂料标准进行性能测定，结果如表1所示。
表1
由表1的数据可知，实施例1～3的道桥用沥青防水涂料，较目前市场上的水乳型沥青涂料产品，具有更高的粘结强度和较好的低温耐候性，可实现快速干燥，本发明的道桥用沥青防水涂料完全满足jc/t975-2005道桥用防水涂料标准。另外，实施例1～3的道桥用沥青防水涂料均能够实现厚涂施工，一次涂膜厚度可达1.5mm。
另外，测定实施例1～3的道桥用沥青防水涂料的储存稳定性，5d储存稳定性仅为0.2％，在5℃～35℃的贮存条件下，贮存期限可达18个月。
以上已经描述了本发明的实施例，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实施例。在不偏离所说明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。