双组分橡胶改性沥青防水涂料及其制备方法和用途与流程

本发明涉及沥青加工技术领域，尤其是一种双组分橡胶改性沥青防水涂料，及其制备方法和用途。

背景技术：

防水涂料主要应用于建筑大面积和细部节点的密封防水处理。防水涂料经涂刷或喷涂于基面，固化后形成整体性好、无接缝的防水涂膜层，与基面有较好的粘结性和密封性。但应用防水涂料往往需要薄涂多道才能达到所需的防水层厚度，由于防水涂料干燥速度慢，例如乳液型防水涂料施工时需要等上一层防水涂料干燥后才可以进行下一层防水涂料施工涂刷，不仅施工效率低下，且多道涂覆之间时间间隔较长，容易引起涂层之间分层，导致无法修复的防水失效，特别是如遇下雨的天气，涂料在未干燥时遇雨水浸泡容易造成返乳现象，导致涂料质量的毁坏，失去防水效果。

又如美国亨利公司的-wetpatch^tm牌子的屋面渗漏维修产品，该类密封产品运用了低挥发性的有机溶剂，干燥速度极慢，干燥时间非常长，往往需要两个星期以上的时间才能干燥，并且在基面潮湿的情况下无法施工，该产品主要成分为沥青和纤维物组成，干燥之后密封层弹性较差，不够持久耐用。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出一种改性沥青防水涂料，具有高橡胶含量、高弹性、高固含、耐疲劳老化、粘结性能优异等优点，在异形屋面防水、旧屋面维修补漏领域效果突出，耐水性优异，具有广泛的应用前景。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种橡胶改性沥青防水涂料，其特征在于，所述防水涂料的原料组成为：由质量百分比为1∶(0.1～1.0)的第一组份和第二组份构成；

所述第一组份由如下质量百分数的组分混合制备而成：

沥青25.8～56％

橡胶6～15.4％

沥青再生剂6～24.5％

乳化剂0.8～4.0％

稳定剂0.03～5.0％；

其他助剂0～5.0％

水余量

其中，沥青和沥青再生剂的质量百分比之和为46％～63％；

所述第二组份为活性填料或惰性填料中的一种或多种。

进一步地，所述活性填料为水泥、石膏、氧化钙、腻子粉中的一种或多种；所述惰性填料为石英粉、钛白粉、硫酸钡、碳酸钙粉、滑石粉、高岭土、橡胶颗粒中的一种或多种。

进一步地，该第一组份的橡胶占沥青、橡胶和沥青再生剂总量的10％～22％，优选12％～20％。

进一步地，该橡胶改性沥青防水涂料干固后，低温柔度≤-20℃，2h无裂纹，粘结强度≥0.5mpa，48h吸水率≤7.0％，耐热性≥90℃，应力松弛≤35％，且与粘合面不脱离，桥接裂缝能力≥0.25mm,接缝变形能力≥5000次循环无破坏。

进一步地，所述橡胶为星型sbs、线型sbs、sbr、sis、sebs、丁基橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶或者天然橡胶中的一种或多种混合物。

进一步地，所述沥青再生剂为以优质环烷基重油作为原料，经常压和减压蒸馏而成。

进一步地，所述沥青再生剂在60℃旋转粘度为1600～2300mpa·s，0℃100g，沥青再生剂的针入度(5s)为190～230mm，闪点≥210℃，加热质量损失(190℃，30min)0～3.0％。

进一步地，所述稳定剂为cacl2、酸、聚乙烯醇、乙二醇或丙二醇中的一种或多种。

进一步地，所述酸为硝酸、硫酸或盐酸。

进一步地，所述其他助剂为羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、碱溶胀缔合型增稠剂、缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或多种混合物。

一种如上所述的改性沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

⑴将沥青加热至100℃～160℃，加入沥青再生剂、橡胶，升温至180℃～200℃，恒温维持2～5小时，得橡胶改性沥青；

⑵将水、乳化剂和其他助剂混合搅拌均匀，升温至40℃～80℃，得皂液，调节ph值9～13；

⑶将步骤⑴橡胶改性沥青和步骤⑵皂液混合，搅拌均匀，乳化处理；

⑷向步骤⑶乳化后产物中加入稳定剂，调节ph值3～7,搅拌均匀；

⑸向步骤⑷搅匀产物中加入第二组份，分散均匀。

进一步地，步骤⑶乳化后产物的固含量为60％～70％。

一种橡胶改性沥青防水涂料用于室内防水、水池防水、屋面防水、地下工程防水、桥梁防水、隧道防水、路面防水及其他建筑防水工程。

进一步地，还包括活性添加剂，所述活性添加剂为水泥、石膏、氧化钙、腻子粉中的一种或多种。

上述橡胶的简称分别为：sbs为属于苯乙烯类热塑性弹性体材料，是苯乙烯-丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物。sbr为丁苯橡胶材料，由丁二烯和苯乙烯共聚制得。app为热塑性树脂，无规聚丙烯。sis为热塑性弹性体材料，是苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。sebs为热塑性弹性体材料，由sbs加氢制得。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明橡胶改性沥青防水涂料中，采用了沥青再生剂，使得添加的橡胶能与沥青进行融合，不会出现离析现象，且沥青再生剂可以大幅降低改性沥青高温粘度，使高橡胶占比的改性沥青乳化难度降低,确保改性沥青中橡胶含量高。另外采用高性能的乳化体系：乳化剂的选型(乳化剂复配)+乳化机械的选择(入口处的预混和装置)+乳化工艺的控制(控制出口压力，磨头的间隙及转速等)，保证在较少乳化剂添加量的情况下，能制备出高固含量的乳化产品。向本发明产品中添加稳定剂，避免了破乳现象发生，保证产品后期的储存稳定性。

橡胶成分中，尤其是星型sbs，因自身结构的原因，内聚力较别的橡胶改性剂大。因此，在传统的乳化体系中极难乳化；即使暂时乳化成功，产品的储存稳定性也不好，极易破乳，因此，几乎不做选择。星型sbs因自身内交联的结构，制备得到的改性沥青不论是强度、耐老化性能，还是低温性能、耐高温性能，均比添加同等比例其他改性剂的成品要好。因此，基于星型sbs改性的本发明产品，具有更好的橡胶特性——强度、耐老化性能、低温性能、耐高温性能。具有更长的使用寿命，和防水有效性。同时，还能降低成本。

本发明中的双组分橡胶改性沥青防水涂料，可在工厂制备第一组分橡胶改性防水涂料，现场施工时，添加第二组分。也可在工厂内就将第一组分和第二组分混合制备橡胶改性防水涂料。

附图说明

图1为本发明改性沥青防水涂料的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。

一种乳化改性沥青防水涂料，所述防水涂料的原料组成为：由质量百分比为1∶(0.1～1.0)的第一组份和第二组份构成；

所述第一组份由如下质量百分数的组分混合制备而成：

沥青25.8～56％

橡胶6～15.4％

沥青再生剂6～24.5％

乳化剂0.8～4.0％

稳定剂0.03～5.0％；

其他助剂0～5.0％

水余量

其中，沥青和沥青再生剂的质量百分比之和为46％～63％；

所述第二组份为活性填料或惰性填料中的一种或多种。

所述活性填料为水泥、石膏、氧化钙、腻子粉中的一种或多种；所述惰性填料为石英粉、钛白粉、硫酸钡、碳酸钙粉、滑石粉、高岭土、橡胶颗粒中的一种或多种。

该第一组份的橡胶占沥青、橡胶和沥青再生剂总量的10％～22％，优选12％～20％。

橡胶为星型sbs、线型sbs、sbr、sis、sebs、丁基橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶或者天然橡胶中的一种或多种混合物。

图1为橡胶改性沥青防水涂料制备方法的工艺流程图，具体描述如下：

一：高橡胶含量改性沥青的制备；

先将沥青加热至100℃～160℃，再加入橡胶、沥青再生剂，升温，180℃～200℃范围内，恒温改性2～3小时，制得橡胶改性沥青；其中橡胶占比为10％～22％；

二：皂液制备；

将水、乳化剂和其他助剂混合搅拌均匀，升温至40℃～80℃，制得皂液，调节ph值9～13；

三：乳化改性沥青的制备；

将制得的橡胶改性沥青、皂液同时泵送至乳化设备，经乳化设备乳化后制得乳化改性沥青，固含量为60％～70％；

四：添加稳定剂；

在制得的乳化改性沥青中添加稳定剂，调节ph值3～7,搅拌均匀，制得乳化改性沥青防水涂料粗品；

五：添加填料；

在制得的乳化改性沥青防水涂料粗品中添加填料，分散均匀，制得橡胶改性沥青防水涂料。

其中，上述产品及其制备方法中，沥青再生剂采用环烷基重油作为原料，先在300～320℃温度条件下常压蒸馏，再在440～460℃温度条件下减压蒸馏，将气味大、分子量小的轻组分馏出后制得沥青再生剂；所述的沥青再生剂60℃旋转粘度为1600～2300mpa·s；0℃，100g，沥青再生剂的针入度(5s)为190～230mm，闪点≥210℃，加热质量损失(190℃，30min)0～3.0％。

上述产品的制备方法中，步骤一制得的改性沥青中橡胶含量为10％～22％。

上述产品及其制备方法中，其他助剂为羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、碱溶胀缔合型增稠剂、缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或多种，添加比例为0％～5.0％。

上述产品及其制备方法中，稳定剂为cacl2、酸、碱、醇中的一种或多种；酸优选硝酸、硫酸、盐酸；碱优选氨水、氢氧化钠、碳酸钠；醇优选聚乙烯醇、乙二醇、丙二醇。

其中，稳定剂采用cacl2、酸中的一种或两种；而聚乙烯醇、乙二醇、丙二醇为通用稳定剂。

本发明乳化改性沥青防水涂料，具有以下技术特点：

1.高橡胶含量、高弹性、高固含、耐疲劳老化

水性高固含、高橡胶含量乳化改性沥青防水涂料以橡胶作为功能原材料，具有弹性高、耐疲劳老化能力强的橡胶特性。即使在混凝土动态开裂产生应力的反复拉伸和挤压作用下，该防水涂层仍能保证结构完整。水性高固含、高橡胶含量乳化改性沥青防水涂料做的涂层在潮湿、甚至浸水的环境下，仍具有较高的机械性能保持率。

2.粘结性能优异

水性高固含、高橡胶含量乳化改性沥青防水涂料与常见建筑材料(如混凝土、金属、塑料等)均有较好的粘结效果，具备多界面粘结功能。用于不同建筑材料结合处的连接密封防水效果明显，如落水口、穿墙管、出屋面管根、桩头等节点部位的防水。

3.在异形屋面防水、旧屋面维修补漏领域效果突出

水性高固含、高橡胶含量乳化改性沥青防水涂料对防水基层条件要求不苛刻，潮湿，不平整基面均可施工，且施工时可根据工程特征选择人工刷涂或机械喷涂。对基层条件、基层材质具有较强的适应能力，能够在风化后的老旧基层上有效粘结，在旧屋面维修补漏工程中，解决了传统材料与老旧基面粘附效果不理想而防水效果无法发挥的材料难题，填补了我国旧屋面维修补漏专用防水材料的空白。

4.耐水性优异

水性高固含、高橡胶含量乳化改性沥青防水涂料干固后耐水性小于8％，小于传统水性材料，且浸水后材料的机械性能、粘附性能保持率高。有效地解决了传统材料在潮湿或者浸水环境(尤其卫生间)下容易返乳，导致涂层机械强度降低、延伸率大幅的难题。水性高固含、高橡胶含量乳化改性沥青防水涂料在生产施工时绿色环保，应用过程无毒害、耐候性好，与混凝土、塑料、金属、陶瓷均能密封粘结，防水效果优异，因此具有广泛的应用前景。

实施例1

一种橡胶改性沥青防水涂料，包括a组分和b组分，a组分为防水精化素，b组分为填料；

a组分中各原料的质量百分数为：

110#沥青：28.3％

星型sbs橡胶：15.1％

沥青再生剂：13.5％

十二烷基苯磺酸钠：3.9％

聚乙烯醇：0.2％

羟乙基纤维素：4.6％

水：余量。

b组分：所述填料为氧化钙，占31％。

上述产品的制备方法，具体描述如下：

一：高橡胶含量改性沥青的制备；

先将110#沥青加热至100℃～160℃，再加入星型sbs橡胶、沥青再生剂，升温，180℃～200℃范围内恒温改性2～3小时，制得高橡胶含量改性沥青；

二：皂液制备；

将水、十二烷基苯磺酸钠、羟乙基纤维素混合搅拌均匀，升温至40℃～80℃，制得皂液；

三：乳化改性沥青的制备；

将制得的高橡胶含量改性沥青、皂液同时泵送至乳化设备，经乳化设备乳化后制得高固含、高橡胶含量的乳化改性沥青；

四：添加稳定剂；

在制得的高固含、高橡胶含量的乳化改性沥青中添加cacl2，搅拌均匀，制得水性高固含、高橡胶含量乳化改性沥青防水精华素；

五：添加填料；

在制得的水性高固含、高橡胶含量乳化改性沥青防水精华素中添加氧化钙，分散均匀，制得橡胶改性沥青防水涂料。

根据gb/t16777-2008《建筑防水涂料实验方法》的方法要求：防水涂料干固后，低温柔度：-25℃(2h无裂纹)，吸水率(48h)：5.3％，耐热性：100℃，粘结强度：0.73mpa，应力松弛：25％(且与粘合面不脱离)，桥接裂缝能力：1.1mm，接缝变形能力6000次循环无破坏。

各项指标检验方法

1.低温柔性

制样：在温度为23±2℃，湿度为(50±10)％环境下，涂膜制成1.5±0.2mm的薄片，干固4天后转移至40℃的恒温烘箱中养护2天，取出后冷却至23±2℃；

裁样：裁取(50×50)mm的试件3块；

测试：将试件放入低温冰箱中，指定温度(如-20℃)下恒温1小时后，将试件沿直径为20mm的弯板3s内弯曲180°，观察试件表面是否有裂纹、断裂。

2.粘结强度

制样：在水泥砂浆板上涂刷待测材料，干固后厚度为1.5±0.2mm，先在温度为23±2℃，湿度为(50±10)％环境下干固4天，再转移至40℃的恒温烘箱中养护2天，取出后冷却至23±2℃。

测试：用环氧树脂在涂层表面粘贴面积为(40×40)mm的金属拉拔头，待环氧树脂固化后用拉伸试验机在垂直方向上以(5±1)mm/min的速度拉金属拉拔头直至试件破坏，记录最大拉力f，粘结强度(mpa)＝f/(40×40)。

3.吸水率

制样：在温度为23±2℃，湿度为(50±10)％环境下，涂膜制成1.5±0.2mm的薄片，干固4天后转移至40℃的恒温烘箱中养护2天，取出后冷却至23±2℃；

养护：裁取(50×50)mm的试件，称量试件m1,放入23±2℃的水中浸泡48h；

测试：取出试件用滤纸吸干表面水渍，称量m2。吸水率＝100％×(m2-m1)/m1

4.耐热性

制样：在铝板板上涂刷待测材料，干固后厚度为1.5±0.2mm，先在温度为23±2℃，湿度为(50±10)％环境下干固4天，再转移至40℃的恒温烘箱中养护2天，取出后冷却至23±2℃。

测试：将样品置于高温烘箱中，设置温度(如90℃)，恒温2h，观察涂层是否流淌、滑动、滴落。

5.应力松弛

制样：分别在两块铝板板上涂刷待测材料，刷涂面积为(100×50)mm，干固后厚度为1.5±0.2mm，先在温度为23±2℃，湿度为(50±10)％环境下干固4天，再转移至40℃的恒温烘箱中养护2天，取出后将试件放入高温烘箱内，加热至胶料层软化，将两块试件粘合紧密，冷却至23±2℃待测。

测试：将试件放入拉力机及夹具内夹紧，以10mm/min的速度拉伸，当拉伸至最大拉力fmax后继续拉伸至拉力将为最大拉力的95％停止并保持拉伸状态，5min后记录力值f5min。取下试件观察，要求试件未分离。

计算：应力松弛＝100％×f5min/fmax

6.桥接裂缝能力

制样：在水泥砂浆板上涂刷待测材料，干固后厚度为1.5±0.2mm，先在温度为23±2℃，湿度为(50±10)％环境下干固4天，再转移至40℃的恒温烘箱中养护2天，取出后冷却至23±2℃，在砂浆板中部用变形试验机压出一条裂缝，裂缝产生过程不可破坏涂层完整性。

测试：将砂浆板放入拉力试验机夹具内夹紧，以0.15mm/min的速度拉伸，涂膜出现裂缝或针眼时停止拉伸，记录伸长值。

7.接缝变形能力

制样：在水泥砂浆板上涂刷待测材料，干固后厚度为1.5±0.2mm，先在温度为23±2℃，湿度为(50±10)％环境下干固4天，再转移至40℃的恒温烘箱中养护2天，取出后冷却至23±2℃，在砂浆板中部用变形试验机压出一条裂缝，裂缝产生过程不可破坏涂层完整性。

测试：将砂浆板放入疲劳伸缩实验机夹具内夹紧，设定循环速度为1hz,裂缝平均宽度为0.5mm，反复伸缩直至涂层出现裂口、孔洞，记录循环次数。

实施例2

一种乳化改性沥青防水涂料，包括a组分和b组分，a组分为防水精化素，b组分为填料；

a组分中各原料的质量百分数为：

90#沥青：56％

丁苯橡胶：6.2％

沥青再生剂：6.5％

双十二烷基溴化铵：1.0％

稀硫酸：4.5％

水：余量。

b组分：为碳酸钙粉，占27％。

其制备方法与实施例1产品相同。

根据gb/t16777-2008《建筑防水涂料实验方法》的方法要求，对上述制备得到的产品进行检测，防水涂料干固后低温柔度：-25℃(2h无裂纹)，吸水率(48h)：5.9％，耐热性：110℃，粘结强度：0.80mpa，应力松弛：29％(且与粘合面不脱离)，桥接裂缝能力：1.7mm,接缝变形能力7200次循环无破坏。

实施例3

一种乳化改性沥青防水涂料，包括a组分和b组分，a组分为防水精化素，b组分为填料；

a组分：

煤焦沥青：38.3％

sebs橡胶：11.4％

沥青再生剂：15％

十八烷基三甲基氯化铵：2.3％

cacl2：2.2％

羧甲基纤维素：2.6％

水：余量。

b组分：所述填料为钛白粉，占36％。

其制备方法与实施例1产品相同。

根据gb/t16777-2008《建筑防水涂料实验方法》的方法要求，对上述制备得到的产品进行检测，防水涂料干固后低温柔度：-21℃(2h无裂纹)，吸水率(48h)：4.7％，耐热性：105℃，粘结强度：0.64mpa，应力松弛：30％(且与粘合面不脱离)，桥接裂缝能力：0.9mm,接缝变形能力5300次循环无破坏。

对比例1

市售改性沥青防水涂料，根据gb/t16777-2008《建筑防水涂料实验方法》的方法要求，对产品进行检测。干固后的检测结果为：

制得的防水涂料的固含量为58％；

吸水率:该产品不做要求，实测值9.1％；

耐热性：80℃；

低温-11℃，2h有裂纹；

粘结强度0.51mpa；

应力松弛：该产品不做要求，实测值：33％；

桥接裂缝能力：该产品不做要求，实测值：0.41mm；

接缝变形能力：该产品不做要求，实测值：4100次循环无破坏。

对比例2

市售聚合物乳液建筑防水涂料，根据gb/t16777-2008《建筑防水涂料实验方法》的方法要求，对产品进行检测。干固后的检测结果为：

制得的防水涂料的固含量为65％；

吸水率：该产品不做要求，实测值12.5％；

耐热性：90℃，

低温-12℃，2h有裂纹，

粘结强度0.52mpa。

应力松弛：该产品不做要求，实测值：粘合面脱离；

桥接裂缝能力：该产品不做要求，实测值：0.51mm；

接缝变形能力：该产品不做要求，实测值：2900次循环无破坏。

上述实施例所制得的乳化改性沥青防水精华素或乳化改性沥青防水涂料，均能用于室内防水、水池防水、屋面防水、地下工程防水、桥梁防水、隧道防水、路面防水及其他建筑防水工程。

在使用过程，需要添加适量活性添加剂，如水泥、石膏、氧化钙、腻子粉中的一种或多种。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。