本发明涉及防水建筑材料，具体涉及一种防水卷材用耐老化改性沥青及其制备方法。
背景技术：
建筑防水是为防止雨水对建筑物某些部位的渗透而从建筑材料或构造上所采取的措施，其多使用于屋面、地下建筑、建筑物的地下部分和需防水的内室和储水的建筑物等。按照采取的措施和手段，分为材料防水和构造防水两大类，材料防水是靠建筑材料阻断水的通路，以达到防水的目的或增加抗渗漏的能力，如卷材防水、涂膜防水、混凝土及水泥砂浆刚性防水以及粘土、灰土类防水等；构造防水则是采取合适的构造形式，阻断水的通路，以达到防水的目的，如止水带和空腔构造等。
防水材料种类很多，主要有沥青类、塑料与橡胶类及防水混凝土类，其中，沥青质防水卷材在地下、水工、工业及其他建筑中应用非常普遍。传统的沥青防水卷材虽然具有成本低的优势，但是拉升强度、延伸率低以及温度稳定性差，现已被改性沥青防水卷材所取代，然而，由改性沥青混合料制备的防水卷材在外界环境中的热、氧、光和水等环境因素作用下会发生挥发、氧化、分解等物理和化学变化，从而改性沥青变得干涩、表层硬化及龟裂、粘结强度下降，造成防水工程渗漏。例如，采用聚合物改性剂sbs、sbr改性的沥青分子结构均含有碳碳c=c双键，在光、氧作用下易降解老化，而关于改善聚合物sbs、sbr二者本身耐老化性尚无有效办法。
现有技术主要通过在改性沥青中加入无机抗紫外类填料，如中国专利cn2006101246752公开了一种耐老化沥青及其制备方法，通过在聚合物改性沥青中加入有机胺插层助剂与沥青形成剥离型纳米复合，以达到提高改性沥青的耐老化性能，延长起使用寿命的目的，但是，这只能在一定程度上提升改性沥青耐紫外老化的性能，实际效果并不理想。
技术实现要素：
为克服现有技术缺陷，本发明提供了一种防水卷材用耐老化改性沥青，所述防水卷材用耐老化改性沥青，能抑制改性沥青中的小分子量轻组分挥发或氧化而导致的沥青老化，也能有效提高改性沥青的抗紫外老化性能。
本发明的另一个目的在于提供一种防水卷材用耐老化改性沥青的制备方法，采用该制备的防水卷材用耐老化改性沥青，不仅可以抑制改性沥青中的小分子量轻组分的挥发或氧化，而且可以提高改性沥青的抗紫外老化性能同时，还具有较好低温性能以及粘结性能。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：
一种防水卷材用耐老化改性沥青，包括如下重量百分数的各原料组分：
沥青60%~70%
聚合物改性剂5%~15%
吸油类改性剂0.1%~2%
抗紫外改性剂1%~10%
填料10%~25%。
本发明通过在基质沥青中同时加入吸油类改性剂和抗紫外改性剂，所述抗紫外改性剂使得改性沥青具有抗紫外老化性能，所述吸油类改性剂吸收沥青中的轻质油分，有效缓解和阻碍轻质组分的挥发或氧化。因此，本发明提供的所述防水卷材用耐老化改性沥青，能抑制改性沥青中的小分子量轻组分挥发或氧化而导致的沥青老化，同时，也能有效提高改性沥青的抗紫外老化性能。
进一步的，所述抗紫外改性剂为水杨酸酯类、纳米二氧化钛以及水滑石的混合物。本发明中，采用无机与有机抗紫外改性剂的多重协同作用，防止基质沥青因紫外光照射或氧化反应发生老化，这种有机与无机改性剂协同作用大大高于单一无机抗紫外改性剂。具体的，水杨酸酯类、纳米二氧化钛和水滑石按1:（0.9~1.1）:（6~10）的质量比范围内混合，综合效果最佳。
进一步的，所述吸油类改性剂为聚丙烯纤维和/或改性木棉纤维。本发明中，采用具有吸油特性的聚丙烯纤维和/或改性木棉纤维作为吸油改性剂，可有效吸收改性沥青中的轻质油分，延缓其轻质组分的挥发和氧化。
进一步的，所述吸油类改性剂为聚丙烯纤维和改性木棉纤维按重量比（1.5~2.5）:1的混合物。本发明中，当所述吸油类改性剂为聚丙烯纤维和改性木棉纤维的混合物时，其按照此重量比范围内混合，综合效果最佳。
进一步的，所述填料为云母粉和/或白炭黑。云母粉和白炭黑具有高于常规填料碳酸钙的吸油率，本发明中采用云母粉和/或白炭黑作为填料，可在作为填料的同时有效吸收改性沥青中的轻质油分，延缓或阻碍轻质组分的挥发和氧化，提升基质沥青的高温性，耐老化性能，降低成本。
进一步的，所述填料为云母粉和白炭黑按重量比（0.8~1.2）:1的混合物。本发明中，当所述填料为云母粉和白炭黑的混合物时，其在此重量比范围内混合，综合效果最佳。
进一步的，所述聚合物改性剂为氢化热塑性弹性体、顺丁烯橡胶、天然胶乳和再生粉末丁基橡胶中的一种或多于一种的混合物。具体的，当所述聚合物改性剂为氢化热塑性弹性体、顺丁烯橡胶、天然胶乳以及再生粉末丁基橡胶中的混合物时，其最佳质量混合比为（2.6~3.4）:1:（1.7~2.3）:（1.7~2.3），这样获得的聚合物改性剂具有最佳综合效果。本发明中，所述氢化热塑性弹性体具体可以是sebs，作为主要改性聚合物的氢化后的热塑性弹性体sebs能有效提升基质沥青高低温性能，加入顺丁烯橡胶和天然胶乳，不需加入轻组分助剂油，大大改性沥青低温性和粘结性能。
进一步的，所述天然胶乳中的胶的含量为45%~55wt%。
进一步的，所述再生粉末丁基胶粉的目数为50~70目。
进一步的，所述沥青为70#沥青和/或90#沥青。
一种防水卷材用耐老化改性沥青的制备方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量百分比计算各组分所需量，加入沥青原料，升温至150~170℃并排除水汽；
步骤2：加入聚合物改性剂，升温至180~200℃，高速搅拌分散2.5~3.5h；
步骤3：加入吸油类改性剂，保持温度180~200℃，低速搅拌0.4~0.6h；
步骤4：加入抗紫外改性剂，保持温度180~200℃，低速搅拌0.4~0.6h；
步骤5：加入填料，保持温度180~200℃，低速搅拌0.8~1.2h。
具体的，本发明中所提到的高速搅拌是指搅拌速度超过1000r/min，但实际操作过程中搅拌速度也不宜太高，最好不超过2000r/min，所提到的低速搅拌是指搅拌速度低于1000r/min。
进一步的，所述步骤2具体为：先加入氢化热塑性弹性体、顺丁烯橡胶和再生粉末丁基胶粉，升温至180~200℃并高速搅拌分散2h，后缓慢加入天然胶乳，保持恒温且高速搅拌1h。需要说明的是，本发明中，未强调添加顺序的混合物是将其按照对应质量百分比混合均匀后再加入。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明提供的一种防水卷材用耐老化改性沥青同时加入吸油类改性剂和抗紫外改性剂，能抑制改性沥青中的小分子量轻组分挥发或氧化而导致的沥青老化，还能有效提高改性沥青的抗紫外老化性能；采用具有无机与有机协同功能的抗紫外改性剂，其抗紫外改性能力远高于单一无机抗紫外改性剂；采用吸油率较高的云母粉和/或白炭黑作为填料，降低成本的同时，提升基质沥青的高温性和耐老化性能。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种防水卷材用耐老化改性沥青，包括如下重量百分数的各原料组分：
沥青65%
聚合物改性剂10%
吸油类改性剂1.2%
抗紫外改性剂6.8%
填料17%
进一步的，所述抗紫外改性剂为水杨酸酯类、纳米二氧化钛以及水滑石按照重量比1:1:8的混合物。
进一步的，所述吸油类改性剂为聚丙烯纤维和改性木棉纤维按重量比2:1的混合物。
进一步的，所述填料为云母粉和白炭黑按重量比1:1的混合物。
进一步的，所述聚合物改性剂为sebs、顺丁烯橡胶、天然胶乳和再生粉末丁基橡胶按照质量比为3:1:2:2的混合物。
进一步的，所述天然胶乳的胶的含量为50wt%。
进一步的，所述再生粉末丁基胶粉的目数为60目。
进一步的，所述沥青为70#沥青和90#沥青按照质量比1:1得混合物。
一种防水卷材用耐老化改性沥青的制备方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量百分比计算各组分所需量，加入沥青原料，升温至170℃并排除水汽；
步骤2：先加入sebs、顺丁烯橡胶和再生粉末丁基胶粉，升温至190℃并高速搅拌分散2h，后缓慢加入天然胶乳，保持恒温且高速搅拌1h；
步骤3：将聚丙烯纤维和改性木棉纤维按重量比2:1混合后加入步骤2中，保持温度190℃，低速搅拌0.5h；
步骤4：将水杨酸酯类、纳米二氧化钛和水滑石按照重量比1:1:8混合后加入步骤3中，保持温度190℃，低速搅拌0.5h；
步骤5：将云母粉和白炭黑按重量比1:1混合后加入步骤4，保持温度190℃，低速搅拌1h。
实施例2
本实施例提供了一种防水卷材用耐老化改性沥青，包括如下重量百分数的各原料组分：
沥青61%
聚合物改性剂14%
吸油类改性剂1%
抗紫外改性剂2%
填料22%
进一步的，所述抗紫外改性剂为水杨酸酯类、纳米二氧化钛以及水滑石按照重量比1:1:7的混合物。
进一步的，所述吸油类改性剂为聚丙烯纤维和改性木棉纤维按重量比2:1的混合物。
进一步的，所述填料为云母粉。
进一步的，所述聚合物改性剂为sebs、顺丁烯橡胶、天然胶乳和再生粉末丁基橡胶按照质量比为2.6:1:1.7:1.7的混合物。
进一步的，所述天然胶乳的胶的含量为46wt%。
进一步的，所述再生粉末丁基胶粉的目数为70目。
进一步的，所述沥青为70#沥青。
一种防水卷材用耐老化改性沥青的制备方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量百分比计算各组分所需量，加入沥青原料，升温至170℃并排除水汽；
步骤2：先加入氢化热塑性弹性体、顺丁烯橡胶和再生粉末丁基胶粉，升温至200℃并高速搅拌分散2h，后缓慢加入天然胶乳，保持恒温且高速搅拌1h；
步骤3：将聚丙烯纤维和改性木棉纤维按重量比2:1混合后加入步骤2中，保持温度200℃，低速搅拌0.5h；
步骤4：将水杨酸酯类、纳米二氧化钛和水滑石按照重量比1:1:7混合后加入步骤3中，保持温度200℃，低速搅拌0.5h；
步骤5：将云母粉加入步骤4，保持温度200℃，低速搅拌0.8h。
实施例3
本实施例提供了一种防水卷材用耐老化改性沥青，包括如下重量百分数的各原料组分：
沥青70%
聚合物改性剂6%
吸油类改性剂2.2%
抗紫外改性剂9.8%
填料12%
进一步的，所述抗紫外改性剂为水杨酸酯类、纳米二氧化钛以及水滑石按照重量比1:1:9的混合物。
进一步的，所述吸油类改性剂为聚丙烯纤维和改性木棉纤维按重量比1.6:1的混合物。
进一步的，所述填料为白炭黑。
进一步的，所述聚合物改性剂为sebs、顺丁烯橡胶、天然胶乳和再生粉末丁基橡胶按照质量比为3.4:1:2.2:2.2的混合物。
进一步的，所述天然胶乳的胶的质量含量为55wt%。
进一步的，所述再生粉末丁基胶粉的目数为50目。
进一步的，所述沥青90#沥青。
一种防水卷材用耐老化改性沥青的制备方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量百分比计算各组分所需量，加入沥青原料，升温至160℃并排除水汽；
步骤2：先加入氢化热塑性弹性体、顺丁烯橡胶和再生粉末丁基胶粉，升温至180℃并高速搅拌分散2h，后缓慢加入天然胶乳，保持恒温且高速搅拌1h；
步骤3：将聚丙烯纤维和改性木棉纤维按重量比1.6:1混合后加入步骤2中，保持温度180℃，低速搅拌0.6h；
步骤4：将水杨酸酯类、纳米二氧化钛和水滑石按照重量比1:1:9混合后加入步骤3中，保持温度180℃，低速搅拌0.6h；
步骤5：将白炭黑后加入步骤4，保持温度180℃，低速搅拌1.2h。
表一：实施例1~3中所述防水卷材用耐老化改性沥青的性能如下所示
表1数据是对实施例1~3所提供的防水卷材用耐老化改性沥青的测试结果，其中，根粘度和软化点测试方法分别按《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》（jtge20-2011）中t0661-2011和t0606-2011的规定进行，低温柔性测试方法按gb/t328.14-2007建筑防水卷材试验方法进行。如表1数据显示，本发明提供的一种防水卷材用耐老化改性沥青再进行老化后的粘度和软化点增加量、低温柔性降低量均明显低于普通样，因而，本发明提供的改性沥青具有更为优良的耐紫外老化性能和耐热老化性能。