一种非固化沥青涂料的生产方法与流程

文档序号:16892974发布日期:2019-02-15 23:14阅读:397来源:国知局

本发明属于防水涂料领域,具体涉及一种非固化沥青涂料的生产方法。



背景技术:

非固化沥青防水涂料一般用反应釜进行生产,将沥青或基础油加入到反应釜中,升温到一定的温度下,加入改性剂,然后用高速分散机或普通框式或螺带式搅拌进行分散。但由于改性剂多为橡胶类材料,在沥青中容易结团,不易分散开,改性效果不能达到最佳,若在施工过程中用机械设备进行喷涂施工,容易堵喷枪。

特别是近年来市场上开发的低温喷涂非固化沥青防水涂料,所用的主改性剂为粉末状的丁苯橡胶sbr,贮存期短,在空气中易吸水结团,当投入到沥青中时,很难分散开来。现有的非固化沥青涂料生产方法很难从根本上解决改性剂结团问题,同时为了熔化结团的sbr等橡胶改性剂,在生产时往往将熔化温度升高到190℃以上,不仅能耗高,且烟气大,不环保,对环境危害大,同时还对操作人员具有伤害。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的一个或多个不足,提供一种新的非固化沥青涂料的生产方法,其一方面可以将生产温度从190℃降低到170℃以下,降低烟气的产出量,同时还能将较难均匀分散即易结团的sbr等橡胶改性剂均匀分散,提升最终涂料的各方面综合性能。

为解决以上技术问题,本发明采取的一种技术方案如下:

一种非固化沥青涂料的生产方法,所述非固化沥青涂料的原料包括沥青、基础油、橡胶改性剂、耐温助剂、填充料,所述生产方法包括如下步骤:按配方称取各原料,将所述沥青、所述基础油、所述耐温助剂和所述橡胶改性剂混合,得沥青混合料,再将所述沥青混合料通过主喂料口加入同向双螺杆挤出机中进行分散,然后将所述填充料通过其中一个侧喂料口加入所述同向双螺杆挤出机中,混合挤出,即得所述非固化沥青涂料;

其中,所述同向双螺杆挤出机包括前段筒体、中段筒体和末段筒体,所述沥青混合料沿所述前段筒体的喂料口加入,所述填充料通过所述中段筒体的侧喂料口加入;

所述前段筒体的温度为140-160℃,所述中段筒体的温度为160-170℃,所述末段筒体的温度为150-160℃;

所述同向双螺杆挤出机还包括两个螺杆,两个所述螺杆的转速不同,且完全啮合,其中,两个所述螺杆设置为积木式,两个所述螺杆的直径分别为75-135mm,两个所述螺杆的长径比分别为44-128,两个所述螺杆之间的间隙0.5-2.5mm。

根据本发明的一些优选方面,控制两个所述螺杆的转速分别为90-600rpm,且控制两个所述螺杆的转速相差100-300rpm。

根据本发明的一些具体且优选的方面,所述同向双螺杆挤出机还包括至少两个脱气口且分别设置在所述前段筒体和所述末段筒体上。

根据本发明,所述同向双螺杆挤出机采用现有技术中常用的结构,但是区别在于本发明中的同向双螺杆挤出机的具体参数为特殊设计,通过本发明的特定参数范围内进行混合挤出的非固化沥青涂料可以将生产温度从190℃降低到170℃以下,降低烟气的产出量,同时还能将较难均匀分散即易结团的sbr等橡胶改性剂均匀分散,提升最终涂料的各方面综合性能。

根据本发明的一些优选方面,所述耐温助剂由改性纳米气相二氧化硅和乙撑双硬脂酸酰胺构成,所述改性纳米气相二氧化硅和所述乙撑双硬脂酸酰胺的投料质量比为1︰0.25-0.80。

根据本发明的一些具体方面,所述改性纳米气相二氧化硅通过钛酸酯偶联剂与纳米气相二氧化硅反应制成。其中所述钛酸酯偶联剂为常用的一些改性剂,例如包括但不限于三异硬脂酰基钛酸异丙酯(tts)等。

根据本发明的一些优选方面,所述改性纳米气相二氧化硅的平均粒径为10-50nm。

根据本发明的一些优选方面,所述非固化沥青涂料的原料还包括含有端羧基的分散剂,所述分散剂与所述填充料一起从所述中段筒体的喂料口加入所述同向双螺杆挤出机中。

根据本发明的一些具体且优选的方面,所述分散剂为帝斯博的端羧基流动剂,所述端羧基流动剂的酸值为220-260mgkoh/g。

根据本发明的一些优选方面,以质量份数计,所述原料中,所述分散剂占1-10份。

根据本发明的一些优选方面,以质量份数计,所述原料中,所述沥青占20-60份,所述基础油占5-30份,所述橡胶改性剂占5-15份,所述耐温助剂占1-8份,所述填充料占10-40份。

根据本发明的一个具体方面,所述原料由沥青、基础油、橡胶改性剂、改性纳米气相二氧化硅、乙撑双硬脂酸酰胺、帝斯博的端羧基流动剂和填充料构成。上述组合方式可以实现相较于现有技术中常规沥青防水涂料更低的粘度,即可以降低喷涂温度,同时还能具有较好的耐热性,且还能降低施工时烟气产生的量。

根据本发明的一些具体方面,所述沥青为选自大于10号的石油沥青中的一种或多种的组合。根据本发明的一个具体方面,所述沥青为70号沥青和/或90号沥青。

根据本发明的一些具体方面,所述基础油为环烷油和/或芳烃油。

根据本发明的一些具体方面,所述橡胶改性剂为选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些具体方面,所述填充料为选自重钙、滑石粉、膨润土、高岭土和炭黑中的一种或多种的组合。

由于以上技术方案的采用,本发明与现有技术相比具有如下优点:

本发明的生产方法可以避免传统生产方法为熔化结团的sbr等橡胶改性剂需要190℃及以上生产温度(但温度太高会在生产过程中产生大量的烟气,且能耗高)和易结团(分散不均匀会致使挤出或产出的非固化沥青涂料性能下降严重)的弊端,本发明能够实现生产温度170℃以下即可较好地熔化原料,且原料分散更均匀,同时本发明制备的非固化沥青涂料具有更低的粘度,易于实施机械喷涂而极少甚至不会堵塞喷枪。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明;应理解,这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点,而本发明不受以下实施例的范围限制;实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整,未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

在以下实施例中,如无特别说明,所有原料均来自于商购或者通过本领域的常规方法制备而得。下述中,沥青为90号沥青,基础油为购自无锡永真工业油品的沥青专用环烷油;橡胶改性剂为山东高氏50%胶含量的sbr丁苯橡胶;改性纳米气相二氧化硅通过投料质量比为1︰90的三异硬脂酰基钛酸异丙酯与纳米气相二氧化硅(平均粒径约为12nm)反应而制成,平均粒径约为12nm;乙撑双硬脂酸酰胺购自青岛中塑ebs-30p;分散剂为帝斯博的端羧基流动剂,酸值约为240mgkoh/g;填充料为200目滑石粉,水分含量≤0.2%。

实施例1

本实施例提供一种非固化沥青涂料的生产方法,以质量份数计,所述非固化沥青涂料的原料包括沥青35份、基础油20份、橡胶改性剂5份、改性纳米气相二氧化硅4份、乙撑双硬脂酸酰胺2份、分散剂5份、填充料29份;

所述生产方法包括如下步骤:按配方称取各原料,将所述沥青、所述基础油、所述改性纳米气相二氧化硅、所述乙撑双硬脂酸酰胺和所述橡胶改性剂混合,得沥青混合料,再将所述沥青混合料通过主喂料口加入同向双螺杆挤出机中进行分散剪切,然后将所述填充料和所述分散剂通过其中一个侧喂料口一起加入所述同向双螺杆挤出机中,混合挤出,即得所述非固化沥青涂料;

其中,所述同向双螺杆挤出机包括前段筒体、中段筒体和末段筒体,所述沥青混合料沿所述前段筒体的喂料口加入,并通过设置在所述前段筒体上的脱气口进行预脱气,所述填充料和所述分散剂一起通过所述中段筒体的侧喂料口加入;所述末段筒体上设置有一个脱气口,当将所述填料和所述分散剂加入之后,混匀并进行脱气,进而可以消除涂料中混入的空气及小分子低沸点混合物;

所述前段筒体的温度为158±2℃,所述中段筒体的温度为168±2℃,所述末段筒体的温度为155±2℃;

所述同向双螺杆挤出机还包括两个螺杆,两个所述螺杆的转速不同,且完全啮合,其中,两个所述螺杆设置为积木式,两个所述螺杆的直径均为75mm,两个所述螺杆的长径比均为64,两个所述螺杆之间的间隙0.5mm;

控制两个所述螺杆的转速分别为100rpm、400rpm。

性能测试:130℃粘度为803mpa·s(测试标准为gb/t9751-1988);粘结性(100%内聚破坏):砂浆块表面无裸露部分,认为100%内聚破坏(jc/t2428-2017);耐热性85℃(jc/t2428-2017)。

实施例2

本实施例提供一种非固化沥青涂料的生产方法,以质量份数计,所述非固化沥青涂料的原料包括沥青50份、基础油15份、橡胶改性剂6份、改性纳米气相二氧化硅6份、乙撑双硬脂酸酰胺2份、分散剂6份、填充料15份;

所述生产方法包括如下步骤:按配方称取各原料,将所述沥青、所述基础油、所述改性纳米气相二氧化硅、所述乙撑双硬脂酸酰胺和所述橡胶改性剂混合,得沥青混合料,再将所述沥青混合料通过主喂料口加入同向双螺杆挤出机中进行分散剪切,然后将所述填充料和所述分散剂通过其中一个侧喂料口一起加入所述同向双螺杆挤出机中,混合挤出,即得所述非固化沥青涂料;

其中,所述同向双螺杆挤出机包括前段筒体、中段筒体和末段筒体,所述沥青混合料沿所述前段筒体的喂料口加入,并通过设置在所述前段筒体上的脱气口进行预脱气,所述填充料和所述分散剂一起通过所述中段筒体的侧喂料口加入;所述末段筒体上设置有一个脱气口,当将所述填料和所述分散剂加入之后,混匀并进行脱气,进而可以消除涂料中混入的空气及小分子低沸点混合物;

所述前段筒体的温度为155±2℃,所述中段筒体的温度为165±2℃,所述末段筒体的温度为152±2℃;

所述同向双螺杆挤出机还包括两个螺杆,两个所述螺杆的转速不同,且完全啮合,其中,两个所述螺杆设置为积木式,两个所述螺杆的直径均为95mm,两个所述螺杆的长径比均为96,两个所述螺杆之间的间隙1mm;

控制两个所述螺杆的转速分别为100rpm、300rpm。

性能测试:130℃粘度为769mpa·s(gb/t9751-1988);粘结性(100%内聚破坏):砂浆块表面无裸露部分,认为100%内聚破坏(jc/t2428-2017);耐热性88℃(jc/t2428-2017)。

实施例3

本实施例提供一种非固化沥青涂料的生产方法,以质量份数计,所述非固化沥青涂料的原料包括沥青40份、基础油20份、橡胶改性剂8份、改性纳米气相二氧化硅5份、乙撑双硬脂酸酰胺2份、分散剂8份、填充料17份;

所述生产方法包括如下步骤:按配方称取各原料,将所述沥青、所述基础油、所述改性纳米气相二氧化硅、所述乙撑双硬脂酸酰胺和所述橡胶改性剂混合,得沥青混合料,再将所述沥青混合料通过主喂料口加入同向双螺杆挤出机中进行分散剪切,然后将所述填充料和所述分散剂通过其中一个侧喂料口一起加入所述同向双螺杆挤出机中,混合挤出,即得所述非固化沥青涂料;

其中,所述同向双螺杆挤出机包括前段筒体、中段筒体和末段筒体,所述沥青混合料沿所述前段筒体的喂料口加入,并通过设置在所述前段筒体上的脱气口进行预脱气,所述填充料和所述分散剂一起通过所述中段筒体的侧喂料口加入;所述末段筒体上设置有一个脱气口,当将所述填料和所述分散剂加入之后,混匀并进行脱气,进而可以消除涂料中混入的空气及小分子低沸点混合物;

所述前段筒体的温度为150±2℃,所述中段筒体的温度为168±2℃,所述末段筒体的温度为158±2℃;

所述同向双螺杆挤出机还包括两个螺杆,两个所述螺杆的转速不同,且完全啮合,其中,两个所述螺杆设置为积木式,两个所述螺杆的直径均为115mm,两个所述螺杆的长径比均为128,两个所述螺杆之间的间隙1.5mm;

控制两个所述螺杆的转速分别为100rpm、500rpm。

性能测试:130℃粘度为785mpa·s(gb/t9751-1988);粘结性(100%内聚破坏):砂浆块表面无裸露部分,认为100%内聚破坏(jc/t2428-2017);耐热性85℃(jc/t2428-2017)。

对比例1

基本同实施例1,其区别仅在于将特定参数的同向双螺杆挤出机替换为常规的反应釜进行涂料的混合制备。性能测试:130℃粘度为952mpa·s(gb/t9751-1988);粘结性(100%内聚破坏):砂浆块表面无裸露部分,认为100%内聚破坏(jc/t2428-2017);耐热性83℃(jc/t2428-2017);实际中生产温度为195℃左右。

对比例2

基本同实施例1,其区别仅在于将特定参数的同向双螺杆挤出机替换为常规的双螺杆挤出机,其两根螺杆的长径比为40,两个螺杆直径均为70mm,两根螺杆的转速均为300rpm,螺杆间隙1mm。性能测试:130℃粘度为1080mpa·s(gb/t9751-1988);粘结性(100%内聚破坏):砂浆块表面无裸露部分,认为100%内聚破坏(jc/t2428-2017);耐热性86℃(jc/t2428-2017);实际中生产温度各区段为170-180℃之间。

对比例3

基本同实施例1,其区别仅在于将耐温助剂替换为单一的乙撑双硬脂酸酰胺,且不加帝斯博的端羧基流动剂。性能测试:130℃粘度为1120mpa·s(gb/t9751-1988);粘结性(100%内聚破坏):砂浆块表面无裸露部分,认为100%内聚破坏(jc/t2428-2017);耐热性75℃(jc/t2428-2017)。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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