專利名稱：星型sbs改性瀝青的制備及防水卷材生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浙青防水卷材，特別是SBS改性浙青的制備及其防水卷材的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
浙青防水卷材指用原紙、塑料薄膜、纖維氈等胎體材料浸涂浙青，表面撒布粉狀、 粒狀或片狀材料制成可卷曲的片狀防水材料，浙青防水卷材有胎卷材和無胎卷材，用厚紙或塑料薄膜、玻璃絲布、石棉布、棉麻織品等胎料浸漬石油浙青制成的卷狀材料，稱為有胎卷材；將石棉、橡膠粉等摻入浙青材料中，經(jīng)碾壓制成的卷狀材料稱為無胎卷材，傳統(tǒng)的浙青材料容易老化和不耐熱，于是人們對(duì)浙青進(jìn)行改性，目前所見的改性浙青有聚稀烴改性浙青、丁苯橡膠改性浙青、EVA改性浙青、PE改性浙青以及SBS改性浙青等，SBS改性浙青是目前世界上使用最普遍的一種聚合物改性浙青，SBS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)(Styrene Butadiene styrene block polymer)，屬苯乙烯類熱塑性彈性體，是由苯乙烯和丁二烯為單體，SBS改性浙青的研究最廣泛、最深入，大多數(shù)研究者都認(rèn)為SBS改性浙青對(duì)路用性能改善作用最好，具有與浙青相容好、穩(wěn)定、耐高低溫、價(jià)格合理，并與浙青有良好的相容性，還可以起到抗疲勞和耐水損害作用，所以這種浙青使用比例也最大。浙江省建筑科學(xué)研究所的胥瑞芳、楊林江，紹興固達(dá)防水材料廠的楊林江、楊國林在1992年第8期的 《新型建筑材料》發(fā)表的“SBS改性浙青防水卷材”的文章，指出在較高的溫度下，SBS能分散在浙青中，構(gòu)成彈性橡膠網(wǎng)，賦予浙青以彈性；在低溫下，聚合物的聚丁二烯鏈段賦予浙青柔性。經(jīng)SBS改性過的浙青與原始浙青相比，其溫度性能、拉伸性能、內(nèi)聚附著性能、混合料的穩(wěn)定性能、抗老化性能等方面，都有明顯的改進(jìn)和提高，因此被廣泛應(yīng)用于浙青改性行業(yè)。近年來，隨著我國建筑行業(yè)、高速公路、城市道路改造等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快，改性浙青的需求迅速增長。2008年我國改性浙青所需SBS用量為10. 8萬t，占2008年SBS總消費(fèi)量的26. 5%。但是由于SBS分為星型和線性兩種結(jié)構(gòu)，SBS改性浙青主要是通過機(jī)械剪切等方式在高溫條件下進(jìn)行加工的，一旦溫度降低，浙青與改性劑可能由于相容性不好，而發(fā)生相分離，這對(duì)改性浙青質(zhì)量穩(wěn)定性不利。眾多試驗(yàn)表明，星型SBS改性浙青效果優(yōu)于線性SBS， 但在加工性能方面，線性要容易得多，星型就稍有難度，對(duì)設(shè)備的剪切力以及研磨力要求相對(duì)較高。星型SBS分子量越大，改性效果越明顯，但加工也越困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服星型SBS改性浙青難加工，難與浙青融合的問題，提供一種比現(xiàn)有星型SBS改性浙青具有的與浙青相容更好、耐高低溫性能更優(yōu)異、更穩(wěn)定的星型SBS 改性浙青及其防水卷材的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的星型SBS改性浙青是由浙青、溶脹星型SBS、填充劑和助劑制成的組合物，在助劑組合物中，浙青重量含量為30-50%;溶脹星型SBS的重量含量為1-15%;助劑的重量含量為1-20% ；其余是填充劑；所述的溶脹星型SBS是星型SBS采用非極性溶劑在常溫至80°C和常壓下浸泡 1-60小時(shí)得到；SBS與非極性溶劑的重量比是1 1-4;所述的星型SBS是分子量為10萬 30萬，嵌段比為30/70 40/60的星型SBS。所述的非極性溶劑是C3-C15的非極性烷烴、環(huán)烷烴、芳烴等，例如各種標(biāo)號(hào)的汽油、煤油、柴油、溶劑油、植物油、苯、甲苯、乙苯等；烷烴包括各種正鏈烷烴和異鏈烷烴，如己燒。6氏4、庚燒C7H16、十二燒C12H26、異丁燒、甲基丁燒等。所述的浙青是型號(hào)為70 130#的重交浙青。所述的助劑包括抗氧化劑、增塑劑、增粘劑或功能性助劑；抗氧化劑、增塑劑、增粘劑成分和用量與現(xiàn)有的改性浙青防水卷材使用的抗氧化劑、增塑劑、增粘劑相同，例如環(huán)烷酸丁酯、無規(guī)則聚丙烯(APP)、普通橡膠粉或合成橡膠粉、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基) 酯；所述的功能性助劑是具有羥基、氨基或羧基的偶聯(lián)劑，特別是有羥基、氨基或羧基反應(yīng)性官能團(tuán)的聚硅氧烷偶聯(lián)劑、聚萘甲醛磺酸鈉鹽或者它們的混合物，聚硅氧烷偶聯(lián)劑包括羥烴基聚硅氧烷、羧基聚硅氧烷、二甲基硅氧烷或環(huán)甲基硅氧烷的衍生物，如聚甲基乙氧基硅烷、脂肪酰胺烷基硅烷、羧基聚硅氧烷或3-氨基丙三甲氧基硅烷或者它們兩種、 兩種以上的混合物，它們中的羥基、氨基或羧基能夠與水泥或混凝土起化學(xué)交聯(lián)-物理卯 _白勺 1^1^] ! (Chemical Bonding and Physical Crosslinking Synergism, CPS)白勺添加劑(本發(fā)明人申請(qǐng)的中國專利申請(qǐng)(專利)號(hào)CN200910114456.X，名稱與混凝土進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)和物理卯榫協(xié)同粘結(jié)的防水卷材；公開(公告)號(hào)CN101694114A申請(qǐng)(專利權(quán))人廣西金雨傘防水裝飾有限公司地址廣西壯族自治區(qū)南寧市望州路沈7-1號(hào)發(fā)明人盧桂才；伍盛江；朱方伍；郭文雄)就公開了其中的兩種聚甲基乙氧基硅烷和聚萘甲醛磺酸鈉鹽。經(jīng)過試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)除了這兩種化合物以外，具有羥基、氨基或羧基的偶聯(lián)劑，特別是有反應(yīng)性官能團(tuán)的聚硅氧烷偶聯(lián)劑都具有或部分具有能夠與水泥和混凝土進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)和物理卯榫協(xié)同粘結(jié)作用。所述的填充劑包括重鈣粉、滑石粉或石棉粉、細(xì)砂和礦物粉(粒、片)。所述的胎基是塑料薄膜、化學(xué)纖維織品、天然植物織品或復(fù)合纖維。以上所述的星型SBS改性浙青的制備方法，是先將星型SBS與非極性溶劑在常溫至80°C和常壓下浸泡1-60小時(shí)，然后加到軟化的浙青中，在180 210°C的條件下通過膠體磨或強(qiáng)力高速剪切攪拌器下改性50 150min，然后加入填充劑和助劑攪拌均勻，得到均勻穩(wěn)定的星型SBS改性浙青。所述的膠體磨是指由不銹鋼、半不銹鋼膠體磨組成，膠體磨的基本原理是流體或半流體物料通過高速相對(duì)連動(dòng)的定齒與動(dòng)齒之間，使物料受到強(qiáng)大的剪切力、摩擦力及高頻振動(dòng)等作用，有效地被粉碎、均質(zhì)、混合。所述強(qiáng)力高速剪切攪拌器為大功率普通攪拌器，線速度大于1米/秒。本發(fā)明所述的星型SBS改性浙青可以制成高性能的防水卷材，生產(chǎn)方法可以按照普通防水卷材的工藝，將星型SBS改性浙青組合物覆蓋在胎基上得到單面或雙面的防水卷材。本發(fā)明所述的星型SBS改性浙青，可以應(yīng)用于建筑物樓頂、地下室、高速公路、隧道或水利設(shè)施防水防漏方面。
本發(fā)明與現(xiàn)有浙青卷材相比，其突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步是1、比現(xiàn)有SBS改性浙青具有與浙青相容更好、耐高低溫性能更優(yōu)異、更穩(wěn)定的星型SBS改性浙青防水卷材及其生產(chǎn)方法，克服了星型SBS改性浙青難加工，難與浙青融合的難題。2、改性劑使得改性浙青具有較好的穩(wěn)定性和耐久性，不容易開裂，延長使用壽命， 成本較低，改性劑內(nèi)的SBS苯乙烯類熱塑性彈性體是成本最低、應(yīng)用較廣的一個(gè)品種，具有優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度，表面摩擦系數(shù)大，低溫性能好，電性能優(yōu)良，加工性能好等特性，成為目前消費(fèi)量最大的熱塑性彈性體。3、功能性助劑采用抗氧化劑亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯以及功能性助劑 具有羥基、氨基或羧基的偶聯(lián)劑，特別是有反應(yīng)性官能團(tuán)的聚硅氧烷偶聯(lián)劑，能夠與現(xiàn)澆混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，兩者之間在催化體系作用下形成化學(xué)鍵，使卷材牢固地與混凝土或水泥界面結(jié)合；同時(shí)水泥在固化過程中，消耗大量的水，導(dǎo)致在水泥與自粘卷材間形成局部封閉的體系中產(chǎn)生負(fù)壓，以及水泥的固化放熱，促進(jìn)自粘膠的蠕變，使其深入到混凝土的毛細(xì)管或孔隙中，形成物理卯榫作用，達(dá)到可靠的粘結(jié)效果；自粘膠層滲透到混凝土的毛細(xì)管或孔隙中的同時(shí)，增大了自粘膠與混凝土接觸的面積，促進(jìn)自粘膠層與混凝土形成更多的離子鍵，而起到“化學(xué)交聯(lián)-物理卯榫的協(xié)同效應(yīng)”，使基面與自粘層形成“互穿網(wǎng)絡(luò)式”界面結(jié)構(gòu)，從而使粘接更為牢靠，使它能徹底解決與基層粘結(jié)的問題和濕面施工的難題。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1選擇分子量為10萬，嵌段比為30 40的星型SBS和200號(hào)汽油，質(zhì)量比例1 2 先把200號(hào)汽油放到混合溶脹罐中，升溫至30 80°C，再投入星型SBS，攪拌浸泡10 36h，使星型SBS得到充分溶脹；在浙青混合灌中，加入70 130號(hào)的重交浙青，浙青重量為 45% ；溶脹星型SBS的重量為5，攪拌加熱至150 200°C，再加入溶脹的星型SBS、抗環(huán)烷酸丁酯3%、普通橡膠粉10%、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯3%;碳酸鈣粉34%，改性 30min 150min，即得到均勻穩(wěn)定的改性浙青，單面覆蓋在高密度聚乙烯胎基上制成卷材。實(shí)施例2選擇分子量為20萬，嵌段比為40 60的星型SBS和0號(hào)柴油，質(zhì)量比例1 3 先把0號(hào)柴油放到混合溶脹罐中，升溫至40 80°C，再投入星型SBS，攪拌浸泡20 40h， 使星型SBS得到充分溶脹；在浙青混合灌中，加入70 130#的重交浙青，浙青重量為52% ； 溶脹星型SBS的重量為8，攪拌加熱至150 200°C，再加入溶脹的星型SBS、抗環(huán)烷酸丁酯 3 %、合成橡膠粉12 %、功能性助劑羧基聚硅氧烷2 %、聚甲基乙氧基硅烷3 %，亞磷酸三(2， 4- 二叔丁基苯基)酯3% ；滑石粉17%，改性30min 150min，即得到均勻穩(wěn)定的改性浙青，雙面覆蓋在聚乙烯胎基上，制成卷材。實(shí)施例3選擇分子量為25萬，嵌段比為40 60的星型SBS和煤油，質(zhì)量比例1 4先把煤油放到混合溶脹罐中，升溫至40 80°C，再投入星型SBS，攪拌浸泡50h，使星型SBS得到充分溶脹；在浙青混合灌中，加入70 130#的重交浙青，浙青重量為38% ；溶脹星型SBS 的重量為12%，攪拌加熱至150 200°C，再加入溶脹的星型SBS、抗環(huán)烷酸丁酯2%、合成橡膠粉15 %、功能性助劑環(huán)甲基硅氧烷和聚萘甲醛磺酸鈉鹽混合物6 %，亞磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯5% ；石棉粉22%，改性30min 150min，即得到均勻穩(wěn)定的改性浙青，該改性浙青用于地下室的防水墻。實(shí)施例4選擇分子量為30萬，嵌段比為30/70 40/60的星型SBS和甲苯，質(zhì)量比例1 3 先把甲苯放到混合溶脹罐中，升溫至30 80°C，再投入星型SBS，攪拌浸泡10 36h，使星型SBS得到充分溶脹；在浙青混合灌中，加入70 130#的重交浙青，浙青重量為40% ；溶脹星型SBS的重量為5，攪拌加熱至150 200°C，再加入溶脹的星型SBS、抗環(huán)烷酸丁酯3%、 普通橡膠粉12%、亞磷酸三0，4_ 二叔丁基苯基)酯3% ;1 1的3-氨基丙三甲氧基硅烷或聚萘甲醛磺酸鈉鹽的混合物7%，碳酸鈣粉30%，改性30min 150min，即得到均勻穩(wěn)定的改性浙青，單面覆蓋在聚乙烯胎基上，制成卷材。實(shí)施例5選擇分子量為20萬，嵌段比為40 60的星型SBS和100號(hào)汽油和甲基丁烷的混合物(1 1)，星型SBS樹脂與溶劑質(zhì)量比例1 4，先把溶劑放到混合溶脹罐中，升溫至 40 80°C，再投入星型SBS，攪拌浸泡20 40h，使星型SBS得到充分溶脹；在浙青混合灌中，加入70 130#的重交浙青，浙青重量為30% ；溶脹星型SBS的重量為10，攪拌加熱至 150 20(TC，再加入溶脹的星型SBS、抗環(huán)烷酸丁酯4%、合成橡膠粉18%、功能性助劑聚甲基乙氧基硅烷5%，亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯3% ；滑石粉30%，改性30min 150min，即得到均勻穩(wěn)定的改性浙青，用于隧道內(nèi)壁的防水涂層。實(shí)施例6選擇分子量為15萬，嵌段比為30 60的星型SBS和異丁烷，質(zhì)量比例1 4先把異丁烷放到混合溶脹罐中，升溫至40 80°C，再投入星型SBS，攪拌浸泡60h，使星型SBS 得到充分溶脹；在浙青混合灌中，加入70 130#的重交浙青，浙青重量為40% ；溶脹星型 SBS的重量為10%，攪拌加熱至150 200°C，再加入溶脹的星型SBS、抗環(huán)烷酸丁酯2%、合成橡膠粉15%、功能性助劑脂肪酰胺烷基硅烷6%，亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯5%; 石棉粉22%，改性30min 150min，即得到均勻穩(wěn)定的改性浙青，該改性浙青用于建筑物樓頂?shù)姆浪?。本發(fā)明改性浙青性能及強(qiáng)度試驗(yàn)情況(見表1、表2)表1、一定量的改性劑對(duì)不同浙青的改性效果
權(quán)利要求
1.一種星型SBS改性浙青，是由浙青、溶脹星型SBS、填充劑和助劑制成的組合物，在該助劑組合物中，浙青重量含量為30-50% ；溶脹星型SBS的重量含量為1-15% ；助劑的重量含量為1-20% ；其余是填充劑；所述的溶脹星型SBS是星型SBS采用非極性溶劑在常溫至80°C和常壓下浸泡1-60小時(shí)得到；SBS與非極性溶劑的重量比是1 1-4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星型SBS改性浙青，其特征在于所述的星型SBS的分子量為10萬 30萬，嵌段比為30/70 40/60。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星型SBS改性浙青，其特征在于非極性溶劑是C3-C15的非極性烷烴、環(huán)烷烴或芳烴。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星型SBS改性浙青，其特征在于所述的浙青是型號(hào)為70 130#的重交浙青。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星型SBS改性浙青，其特征在于所述的助劑包括抗氧化劑、 增塑劑、填充劑、增粘劑或功能性助劑；所述的功能性助劑是有羥基、氨基或羧基反應(yīng)性官能團(tuán)的聚硅氧烷偶聯(lián)劑、聚萘甲醛磺酸鈉鹽或者它們的混合物；所述的填充劑包括重鈣粉、滑石粉或石棉粉、細(xì)砂和礦物粉；所述的胎基是塑料薄膜、化學(xué)纖維織品、天然植物織品或復(fù)合纖維。
6.如權(quán)利要求1所述的星型SBS改性浙青的制備方法，其特征在于先將星型SBS與非極性溶劑在常溫至80°C和常壓下浸泡1-60小時(shí)，然后加到軟化的浙青中，在180 210°C 的條件下通過膠體磨或強(qiáng)力高速剪切攪拌器下改性1-3小時(shí)，然后加入填充劑和助劑攪拌均勻，得到均勻穩(wěn)定的星型SBS改性浙青。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5其中一項(xiàng)所述的星型SBS改性浙青，其特征在于將星型SBS改性浙青組合物覆蓋在胎基上生產(chǎn)單面或雙面的防水卷材。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5其中一項(xiàng)所述的星型SBS改性浙青，在建筑物樓頂、地下室、高速公路、密封膏、隧道或水利設(shè)施防水防漏方面的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的星型SBS改性浙青，其特征在于非極性溶劑包括各種標(biāo)號(hào)的汽油、煤油、柴油、溶劑油、植物油、苯、甲苯、乙苯、己烷、庚烷、十二烷、異丁烷或甲基丁焼。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種星型SBS改性瀝青，是由瀝青、溶脹星型SBS、填充劑和助劑制成的組合物，可以解決星型SBS作為瀝青改性劑加工難的問題，生產(chǎn)方法是將用非極性溶劑溶脹的星型SBS加入到瀝青、填充劑和助劑中，在180～210℃的條件下通過膠體磨或強(qiáng)力高速剪切攪拌器下改性50～150min，然后加入填充劑和助劑攪拌均勻，得到均勻穩(wěn)定的改性瀝青，該改性瀝青可以做成性能優(yōu)異的防水卷材，也可以制成建筑物樓頂、地下室、高速公路、密封膏、隧道或水利設(shè)施防水防漏膠，它比現(xiàn)有SBS改性瀝青具有與瀝青相容更好、耐高低溫性能更優(yōu)異。
文檔編號(hào)C08L95/00GK102220023SQ20111012279
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者盧桂才 申請(qǐng)人:廣西金雨傘防水裝飾有限公司