一种改性沥青胶料及其制备的低热蓄积型防水卷材

摘要

本发明涉及建筑防水工程材料技术领域，具体涉及一种改性沥青胶料，并进一步公开其制备方法，以及其制备的低热蓄积型防水卷材。本发明制备的改性沥青胶料，以50#沥青、微藻油、SBS、废胶粉、纳米远红外粉料和碳纳米管为原料进行加工，具有强度高、耐水性好和低热蓄积性能优的优势；由所述改性沥青胶料制得的低热蓄积型防水卷材，不仅防水性能好、环保及拉伸强度高、延伸性能好，并具有优良的低温柔性、耐热性能和低热蓄积性能。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑防水工程材料技术领域，具体涉及一种改性沥青胶料，并进一步公开其制备方法，以及其制备的低热蓄积型防水卷材。

背景技术

防水卷材是一种可卷曲的片状防水材料，是通过将沥青类或高分子类防水材料浸渍在胎体上，制作成的防水材料产品，以卷材形式提供，具有良好的防水性和较好的柔韧性，在建筑防水工程中起着极其重要的作用，广泛应用于建筑屋面、地下及其他特殊构筑物的防水，是建筑工程防水材料中的重要品种之一。防水卷材根据主要组成材料不同，可分为沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材；根据胎体的不同，可分为无胎体卷材、纸胎卷材、玻璃纤维胎卷材、玻璃布胎卷材和聚乙烯胎卷材。目前，弹性体(SBS)改性沥青防水卷材仍是国内建筑行业的主流产品，尤其是在屋面外露使用时，其优越的耐高温性能是其它材料难以代替的。

但是，传统施工过程中为保证施工质量，施工温度一般都在200℃以上，一般的改性沥青防水卷材在施工过程中会伴有挥发性气体溢出，严重影响着空气质量和施工人员的健康；而且，现有的弹性体(SBS)改性沥青防水卷材在使用时蓄积热量较高，容易将外界温度透过防水卷材传递至室内，并且容易受到外界温度的影响，造成防水卷材本身的融化流淌和脆裂，使用寿命较低，造成不必要的经济损失。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种改性沥青胶料，所述改性沥青胶料具有强度高、耐水性好和低热蓄积性能优的优势，可以减少将外界的温度传递至室内，并且可以减少外界温度的影响造成的融化流淌和脆裂，延长使用寿命，且环保性能较佳；

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供上述改性沥青胶料制备的低热蓄积型防水卷材。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种改性沥青胶料，其制备原料包括：沥青50-60重量份、SBS 8-12重量份、微藻油15-30重量份、废胶粉10-20重量份、纳米远红外粉料8-15份、碳纳米管8-10重量份。

具体的，所述的改性沥青胶料：

所述沥青为50#沥青；

所述SBS的熔融指数为0.03-0.10g/min；

所述微藻油含有60％-70％的石沥青。

具体的，所述的改性沥青胶料：

所述废胶粉的粒径为60-80目；

所述碳纳米管的外径为50-100nm、长度为20-80μm。

具体的，所述纳米远红外粉料包括纳米远红外辐射粉和纳米远红外负离子粉。

纳米远红外辐射粉的主要成分为纳米级陶瓷粉，粒径为0.2微米，常温波长为2-18μm。纳米远红外负离子粉主要成分为天然矿物稀土材料，平均粒径为20nm，比表面积为55m

具体的，所述纳米远红外辐射粉和所述纳米远红外负离子粉的质量比为2：1。

具体的，所述纳米远红外粉料是由纳米远红外辐射粉和纳米远红外负离子粉经气流粉碎而成的。

本发明还公开了一种制备所述改性沥青胶料的方法，包括如下步骤：

(1)取选定量的所述沥青和微藻油加热，加入选定量的所述SBS混合，并进行高速剪切处理；

(2)趁热继续加入选定量的所述废胶粉、纳米远红外粉料和碳纳米管，并在超声条件下进行高速剪切处理，即得所需改性沥青胶料。

具体的，所述高速剪切步骤的转速为3000-3500r/min，各步骤剪切时间控制为0.5-1.5h。

具体的，所述沥青和微藻油的加热温度为180-190℃。

具体的，所述步骤(2)中，所述高速剪切步骤在超声条件下进行，优选超声条件为在4-8W的功率下超声0.5-1h。

本发明还公开了所述改性沥青胶料用于制备防水卷材的用途。

本发明还公开了一种低热蓄积型防水卷材，包括：

增强体；

涂覆于所述增强体至少一侧的权利要求1-5任一项所述改性沥青胶料；

覆盖于所述改性沥青胶料表面的保护膜。

具体的，所述改性沥青胶料的涂覆厚度为2-6mm。

具体的，所述的低热蓄积型防水卷材：

所述增强体包括聚酯毡；

所述保护膜包括聚乙烯膜。

本发明制备的改性沥青胶料，以50#沥青、微藻油、SBS、废胶粉、纳米远红外粉料和碳纳米管为原料进行加工；其中：

所述微藻油中含有的石沥青成分可以显著提升橡胶沥青的高温性能，并且其低黏成分可以改善橡胶沥青的柔性，且微藻油是由微藻制得的，微藻繁殖速度快，具有可再生性，故制备微藻油的成本低；

所述废胶粉作为沥青胶料的原料，不仅使得废旧资源得以合理利用，大大降低了生产成本，而且提高了产品的附加值；

所述纳米远红外粉料由纳米远红外辐射粉和纳米远红外负离子粉经气流粉碎而成，其中，纳米远红外负离子粉在大气窗口波段的高发射性质，将热能转化为大气窗口波段的辐射能并发射到宇宙空间，从而降低卷材温度达到低热蓄积的目的；且纳米远红外负离子粉的红外线辐射功能可加剧沥青有机分子的运动，提高沥青内部结构稳定性，从而改善卷材的使用性能，负离子粉可以吸收加热过程中的有毒气体，具有除臭净化的效果。

本发明所述改性沥青胶料基于上述原料的协同作用，具有强度高、耐水性好和低热蓄积性能优的优势，可以减少将外界的温度传递至室内，并且可以减少外界温度的影响造成的融化流淌和脆裂，延长使用寿命，且环保性能较佳。

本发明所述改性沥青胶料的制备工艺简单易行，尤其是在剪切过程中采用超声处理，可以有效避免碳纳米管的缠绕和团聚，将碳纳米管有效的富集到SBS颗粒表面，对SBS与沥青的界面进行增强，而且碳纳米管作为力学强度最高的纤维材料，与沥青的良好复合可以实现多组分的优势互补，能大幅提高沥青的抗冲击、拉伸强度等力学性能。

本发明所述低热蓄积型防水卷材，由所述改性沥青胶料制得，不仅防水性能好、环保及拉伸强度高、延伸性能好，并具有优良的低温柔性、耐热性能和低热蓄积性能，可适用于工业及民用建筑屋面、墙体、厨卫间、地下室、游泳池以及道桥、地铁、水库等工程的防水防渗，也适用于金属容器和管道防腐保护。

具体实施方式

本发明下述实施例中：

所述沥青为50#沥青，其软化点较高，适宜于制备高温性能优异的防水卷材；

所述SBS的熔融指数为0.03-0.10g/min；

所述微藻油含有60-70wt％的石沥青；

所述废胶粉的粒径为60-80目；

所述碳纳米管的外径为50-100nm、长度为20-80μm。

所述纳米远红外粉料包括质量比为2：1的纳米远红外辐射粉和纳米远红外负离子粉，经气流粉碎而成。其中，所述纳米远红外辐射粉的主要成分为纳米级陶瓷粉，粒径为0.2微米，常温波长为2-18μm；所述纳米远红外负离子粉主要成分为天然矿物稀土材料，平均粒径为20nm，比表面积为55m

实施例1

本实施例所述改性沥青胶料的制备原料包括：

取选定量的所述50#沥青和微藻油加热升温至185℃，并加入选定量的所述SBS，在3000r/min的转速下进行高速剪切1h；随后趁热加入选定量的所述废胶粉继续在该温度和转速下进行剪切0.5h；继续加入选定量的所述纳米远红外粉料和碳纳米管在超声的条件下(功率6w)继续剪切0.5h，即得所需改性沥青胶料。

实施例2

本实施例所述改性沥青胶料的制备原料包括：

取选定量的所述50#沥青和微藻油加热升温至180℃，并加入选定量的所述SBS，在3200r/min的转速下进行高速剪切1h；随后趁热加入选定量的所述废胶粉继续在该温度和转速下进行剪切0.5h；继续加入选定量的所述纳米远红外粉料和碳纳米管在超声的条件下(功率4w)继续剪切1h，即得所需改性沥青胶料。

实施例3

本实施例所述改性沥青胶料的制备原料包括：

取选定量的所述50#沥青和微藻油加热升温至185℃，并加入选定量的所述SBS，在3000r/min的转速下进行高速剪切1h；随后趁热加入选定量的所述废胶粉继续在该温度和转速下进行剪切0.5h；继续加入选定量的所述纳米远红外粉料和碳纳米管在超声的条件下(功率8w)继续剪切0.5h，即得所需改性沥青胶料。

实施例4

本实施例所述改性沥青胶料的制备原料包括：

取选定量的所述50#沥青和微藻油加热升温至190℃，并加入选定量的所述SBS，在3500r/min的转速下进行高速剪切1.5h；随后趁热加入选定量的所述废胶粉继续在该温度和转速下进行剪切0.5h；继续加入选定量的所述纳米远红外粉料和碳纳米管在超声的条件下(功率6w)继续剪切0.8h，即得所需改性沥青胶料。

实施例5

本实施例所述改性沥青胶料的制备原料包括：

取选定量的所述50#沥青和微藻油加热升温至190℃，并加入选定量的所述SBS，在3500r/min的转速下进行高速剪切1.5h；随后趁热加入选定量的所述废胶粉继续在该温度和转速下进行剪切0.5h；继续加入选定量的所述纳米远红外粉料和碳纳米管在超声的条件下(功率6w)继续剪切1h，即得所需改性沥青胶料。

对比例1

本对比例所述改性沥青的制备原料和制备方法同实施例1，其区别仅在于，以等量的滑石粉代替所述纳米远红外粉料和碳纳米管。

对比例2

本对比例所述改性沥青的制备原料和制备方法同实施例1，其区别仅在于，所述剪切步骤在非超声条件下进行。

对比例3

本对比例所述改性沥青的制备原料和制备方法同实施例1，其区别仅在于，不加入所述纳米远红外粉料，而加入16重量份的碳纳米管。

对比例4

本对比例所述改性沥青的制备原料和制备方法同实施例1，其区别仅在于，不加入所述碳纳米管，而加入16重量份的纳米远红外粉料。

对比例5

本对比例所述改性沥青的制备原料和制备方法同实施例1，其区别仅在于，不加入所述微藻油，而加入等量的废机油。

实验例

以聚酯毡为增强体，并分别在所述增强体的上、下两面均匀涂覆实施例1-5及对比例1-5中制备的改性沥青胶料(涂覆厚度3mm)，随后在所述改性沥青层上、下表面覆上聚乙烯膜，即得所需防水卷材。

分别对上述各防水卷材测定相应的性能参数，其中，表1为日本的恶臭强度六级分级表，参照日本的恶臭强度六级分级法对实施例1-5和对比例1-5沥青胶料制得防水卷材进行各项性能的评测。

表1日本恶臭强度等级

测试结果分别见表2和表3。

表2各实施例中防水卷材的性能

表3各对比例中防水卷材的性能

从上表2-3中数据可以看出，本发明所述改性沥青胶料制备的防水卷材，不仅防水性能好、环保及拉伸强度高、延伸性能好，并具有优良的低温柔性和耐热性能；本发明所述改性沥青胶料制备的卷材在环境温度为25℃时太阳光直射1h后，卷材表面的温度比常规卷材的表面温度低，说明该卷材具有低热蓄积性能，能适用于工业及民用建筑屋面、墙体、厨卫间、地下室、游泳池以及道桥、地铁、水库等工程的防水防渗，也适用于金属容器和管道防腐保护。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。