[发明专利]一种聚合物改性沥青胶料及其制备方法、防水卷材

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别是涉及一种聚合物改性沥青胶料及其制备方法、防水卷材。

背景技术

石油沥青是原油在加工过程中最后的残渣，价格便宜易得，沥青属于憎水材料，它不透水，也几乎不溶于水，防水性能优越，且沥青的粘接性、自愈合性和耐老化性能也非常突出，因此其在防水领域应用广泛。但基质沥青在高温时易软化流淌、低温时易脆裂让其难以直接应用到防水卷材中。

近年来，科研人员逐渐在石油沥青中添加高聚合物改性基质沥青，在很大程度上改善了沥青的高温性能和低温性能，但如应用较为广泛的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与沥青在相对分子质量、化学结构上的差异，属于热力学不相容体系，在沥青中分散不够均匀，分散粒径偏大，且苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青作为防水层长时间与周围环境接触，易受氧气的侵蚀氧化或日光紫外线的照射而出现分解老化，从而影响防水卷材的综合性能，使得改性沥青在个别极端环境或要求下的应用不尽人意。

往改性沥青中添加轮胎橡胶粉料和无机填料在防水卷材领域是通用的做法，其在增加改性沥青硬挺度、提高其高温性能、增强其抗老化性能可起到一定的作用，但改性沥青浆料是一个非常复杂的胶体系统，且轮胎橡胶粉料和无机填料在沥青中也难以分散均匀且也容易聚集，难以起到良好的改性效果。

一件中国专利申请公开了中一种改性沥青胶料，该改性沥青胶料的原料配方包括：石油沥青、软化油、弹性体改性剂和/或塑性体改性剂、增粘剂、增韧剂、防老化剂、高温改性剂、无机填料，高温改性剂为大于六个碳烷基的硬脂酰胺类。该改性沥青胶料能够改善产品的高温性能，但是其低温性能还是不好，同时需要在胶料中加入防老化剂才能进一步改善产品的抗老化能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有的改性沥青胶料的高温性能、低温性能、抗老化性能较差的技术问题，提供一种聚合物改性沥青胶料及其制备方法、防水卷材。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种聚合物改性沥青胶料，其原料配方包括：石油沥青、聚合物改性剂、软化油、增粘剂、轮胎橡胶粉料、有机助剂和无机纳米材料。

所述聚合物改性沥青胶料原料配方包括以下质量分数的组分：

优选地，所述石油沥青包括200号沥青、90号沥青或70号沥青中的一种或几种。

优选地，所述聚合物改性剂包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶、无规聚丙烯、非晶态α-烯烃共聚物或聚乙烯中的一种或几种。

优选地，所述软化油包括减线油、芳烃油或环烷油中的一种或几种。

优选地，所述增粘剂包括C5石油树脂、C9石油树脂、古马隆树脂、松香树脂或苯乙烯系树脂中的一种或几种。

优选地，所述轮胎橡胶粉料包括目数为60～80目之间的轮胎橡胶粉料。

优选地，所述有机助剂包括酰胺或磺酰胺类有机物。

优选地，所述酰胺或磺酰胺类有机物的熔点小于190℃，分解温度大于300℃。

优选地，所述酰胺或磺酰胺类有机物包含至少两个酰胺或磺酰胺基团。

优选地，所述酰胺或磺酰胺类有机物包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、N,N’-(亚氨基-2,1-乙二基)双十八酰胺、N,N’-乙撑双硬脂酰胺、N,N’-二甲基磺酰胺或丙二酰胺中的一种或几种。

优选地，所述无机纳米材料包括纳米有机蒙脱土、纳米ZnO或纳米TiO₂中的一种或几种。

本发明还提供一种防水卷材，包括由上而下设置的防粘隔离层、侵渍覆盖层和胎基，所述侵渍覆盖层包含所述的聚合物改性沥青胶料。

一种聚合物改性沥青胶料的制备方法，包括以下步骤：

a.将石油沥青和软化油进行复配，加热到170℃～180℃；

b.依此加入聚合物改性剂和增粘剂并维持温度175℃～185℃，持续进行剪切搅拌反应，搅拌时间为1.5h～2h；

c.待聚合物改性剂与增粘剂熔融之后，将反应温度升至190℃～195℃，再添加轮胎橡胶粉料，持续搅拌，搅拌时间为40min～60min；

d.依次添加有机助剂和无机纳米材料搅拌形成聚合物改性沥青胶料，持续搅拌，搅拌时间为40min～60min，待反应温度降至165℃～175℃时便可出料。

优选地，所述步骤a、b、c和d的搅拌速度为100r/min～300r/min。

优选地，所述步骤a、b、c和d的反应总时长为4h～5h。