一种防水卷材用耐老化型沥青及其制备方法与流程

本发明属于石油沥青领域，具体涉及一种防水卷材用耐老化型沥青及其制备方法。

背景技术：

1、防水卷材包括聚合物改性沥青防水卷材和高分子防水卷材等，其中sbs改性沥青防水卷材以其优良的高低温性能已在防水领域占据重要地位。然而在热、氧、紫外线等环境因素作用下，聚合物改性沥青的性能会发生一定程度的劣化，从而导致防水材料的耐久性大大缩短。

2、更重要的是，目前国内外建筑防水行业所使用的防水材料中，超过70％的防水材料是基于沥青所制备出来的，而且沥青在防水材料配方中占据非常重要的占比，重量百分比均超过了50％。同时，大量研究数据表明，沥青性能的好坏对所制得防水材料的性能有着决定性的影响。换而言之，所用的沥青耐老化性能越好，所制得防水材料的耐老化性能也越好。一般70#或90#牌号沥青是制作沥青基防水卷材最常用的两种基质沥青，而70#沥青的生产成本要低于90#沥青。因此，如果想提升防水材料的耐老化性能，改善沥青的耐老化性能是最优的方案。本发明选择更具有成本优势的70#沥青作为主要的改性研究对象，所使用的70#，其软化点为45-50℃，针入度为60-80(1/10mm)，25℃延度≥100cm。

3、现有技术中“一种耐老化改性沥青及其制备方法”(专利号为200610124675.2)中所公开的制备方法，通过使用多层状的无机材料，在聚合物改性剂溶胀沥青的前提下，与层状无机材料形成稳定的网络结构，从而提升沥青的耐老化性能。众所周知，该方法使用的化学改性剂(有机胺插层助剂)和物理改性剂(聚合物改性剂和层状硅酸盐粘土)等几种改性剂都比较贵，成本价均超过1万元/吨，而沥青的成本在0.3万元/吨左右。由此制备的耐老化型沥青的成本居高不下，实现产业化的可能性几乎为零，不具备推广应用的可能性。

4、现有技术中专利“一种复配耐老化改性沥青及其制备方法”(专利号为201510003505.8)中公开的制备方法，使用了沥青、相容剂、纳米材料、改性剂、橡胶粉、化学助剂和稳定剂，通过使用多功效的抗氧和阻隔氧添加剂，使所制得的沥青具有抗氧化效果，从而具有耐老化的特质。然而植酸、纳米材料、聚合物改性剂、化学助剂等均是价格比较昂贵的改性剂，如植酸成本价格在10万元/吨左右，因此该方法制备的耐老化型沥青的推广应用仍然受成本因素制约。

5、综上，现有的技术虽然可以制备得到具有耐老化性质的沥青，但其昂贵的助剂价格，使这种耐老化的沥青几乎不可能实现产业化。同时，现有公开技术制备的沥青，都应用于道路行业，并不适合应用于防水行业。

6、其它现有技术中专利“一种沥青基防水系统用胶料”(专利号为202010360515.8)中公开的制备方法，使用了沥青、改性剂、矿物粉、交联剂、热稳定剂、粘度调节剂等为原料得到一种耐热性好、粘结性能强和耐老化的沥青基防水胶料，该技术克服了前述两个现有技术中存在的助剂价格昂贵，产业化前景可能性较小和不适合于防水行业应用的现状，改进了沥青基防水胶料的配方，添加交联剂和功能助剂，从而提高抗老化性和粘结性能，同时改进了重复熔融后的使用性能，该过程必须同时复合硫交联剂和三盐基硫酸铅热稳定剂，对二者比例有严格要求，硫太多有沥青凝胶风险，铅盐太多会降低体系的流动性，同时由于使用硫作为交联剂，温度过高会产生有毒烟雾，严重污染环境，并对操作工人的健康影响很大。

7、依据以上现有技术存在的成本高、工业化前景小、对助剂的使用要求高、应用条件苛刻、以及在实现过程中可能会造成环境污染的现状和存在的不足，本发明专利所设计的“一种防水卷材用耐老化型沥青的制备方法”，涉及的耐老化沥青在经过特殊使用低成本的改性剂进行改性和调整后，使其具备了超高的耐久使用特质，应用于自粘防水卷材中时能显著改善自粘防水卷材老化后的低温柔性，从而提高了自粘卷材的耐老化性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提升防水材料的耐老化性能，提供一种防水卷材用耐老化型沥青及其制备方法。涉及的耐老化沥青在经过特殊使用低成本的改性剂进行改性和调整后，其具备了超高的耐久使用特质，将其应用于自粘防水卷材中时能显著改善自粘防水卷材老化后的低温柔性。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种防水卷材用耐老化型沥青，所述的耐老化型沥青包括由以下原材料：基质70#沥青100phr，沥青交联剂0.05-2.0phr，沥青降粘剂3-8phr。

3、所述的一种防水卷材用耐老化型沥青，所述沥青交联剂为硼氢化钠、二环己基碳二亚胺(dcc)、钛酸四丁酯、四聚乙醛中的一种。

4、所述的一种防水卷材用耐老化型沥青，所述沥青降粘剂为减三线油、减四线油、导热油、橡胶软化油中的一种。

5、优选的，所述的减三线油为原油减压蒸馏塔出来的产品，其闪点为200-250℃，灰分≤0.1％；减四线油为原油减压蒸馏塔出来的产品，其闪点为250-300℃，灰分≤0.1％。

6、优选的，所述的导热油闪点≥250℃，比重0.85，倾点-15℃，40℃运动粘度为320。

7、优选的，所述的橡胶软化油闪点≥210℃，比重1.03，倾点-10℃，芳烃含量≥80％。

8、所述的一种防水卷材用耐老化型沥青的制备方法，其包括如下制备步骤：往反应容器中按照比例加入100phr的70#基质沥青，缓慢升温至一定温度加入0.05-2.0phr的沥青交联剂，并保持在一定条件下搅拌，保持一定温度下加入3-8phr的沥青降粘剂，并保持在一定条件下搅拌，即制得防水卷材用耐老化型沥青。

9、优选的，其反应容器为金属储料罐，例如可以为5l的金属储料罐。

10、优选的，其加入沥青交联剂前需缓慢升温至130-150℃。

11、优选的，其加入沥青交联剂后，保持在1000rpm下搅拌3h，保持温度在130-150℃下加入沥青降粘剂。

12、优选的，其加入沥青降粘剂后，并保持在1000rpm下搅拌1-1.5h，即制得防水卷材用耐老化型沥青。

13、例如，所述的一种防水卷材用耐老化型沥青，制备方法包括如下制备步骤：往5l的金属储料罐中按照比例加入100phr的70#基质沥青，缓慢升温至130-150℃后加入0.05-2.0phr的沥青交联剂，并保持在1000rpm下搅拌3h，保持温度在130-150℃下加入3-8phr的沥青降粘剂，并保持在1000rpm下搅拌1-1.5h，即制得防水卷材用耐老化型沥青。

14、本发明还涉及一种自粘防水卷材，其使用上述防水卷材用耐老化型沥青或上述制备方法制备的防水卷材用耐老化型沥青得到。

15、所述自粘防水卷材，通过以下方法制得：称取改性后的沥青100phr和200#沥青150phr，边搅拌边升温至200℃，加入sbs25phr、sbr30phr和75phr废胶粉，保持发育溶胀200min后加入重钙填充料120phr，保持搅拌80min后成型制得自粘防水卷材。

16、本发明的有益效果：

17、(1)本发明涉及的耐老化沥青在经过特殊使用低成本的改性剂进行改性和调整后，使其具备了超高的耐久使用特质，将其应用于自粘防水卷材中时能显著改善自粘防水卷材老化后的低温柔性。如使用耐老化型沥青制得的自粘防水卷材，在经历长达7d的80℃热氧老化后，低温柔性由-27℃衰减至-23℃，仅衰减了4℃。而未经改性的常规沥青，经过7d的80℃热氧老化后，低温柔性由-29℃锐减至-18℃，衰减了11℃。这是因为经过改性的沥青自身形成网络结构，在与sbs等改性剂溶胀过程中，相互之间的网络结构发生进一步的贯穿，使其制备的涂盖料在老化过程中能持续保持结构的稳定性，不容易发生相分离，最终经过老化后的卷材依然可以保持比较好的性能。而未经改性的沥青，一方面由于与高分子改性剂相容性不好，经过热氧老化之后极易从涂盖料中离析，使卷材产品性能快速衰减。

18、本发明在成本方面，未使用成本昂贵的聚合物改性剂。使用了成本较低的化学交联剂，少量添加即可实现有效的化学改性，复配沥青降粘剂同时使用时，能满足防水卷材用沥青的使用标准。

19、综上所述，本专利发明的一种防水卷材用耐老化型沥青应用于自粘防水卷材生产时，显著提高了卷材的耐老化性能，同时在成本上具有明显的竞争优势，具有较好的推广应用前景。