Sbs/橡膠復(fù)合改性瀝青的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種SBS/橡膠復(fù)合改性瀝青的制備方法，還涉及一種應(yīng)用該方法來(lái) 制備一種PCR(PhysicalandChemicalReaction,物理化學(xué)反應(yīng)）反應(yīng)粘防水卷材的方法， 屬于建材技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的改性瀝青主要采用單一的改性劑配以適量的軟化劑來(lái)對(duì)瀝青基質(zhì)進(jìn)行改 性，常用的改性劑有橡膠、熱塑性彈性體、塑料、合成樹(shù)脂、高分子聚合物，其中橡膠（如 SBR:丁苯橡膠，CR:氯丁橡膠）和熱塑性彈性體（如SBS:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段 共聚物）應(yīng)用最為廣泛。改性瀝青主要用于道路鋪設(shè)等對(duì)防水工程質(zhì)量要求較高的領(lǐng)域， 但是單一改性劑對(duì)瀝青的改性效果不夠顯著，主要體現(xiàn)在施工麻煩、使用壽命短等方面。
[0003] SBS和橡膠是常用的兩類瀝青改性劑，由于兩者的改性機(jī)理不同，因此，人們想到 同時(shí)將SBS和橡膠用于瀝青的改性。例如，中國(guó)發(fā)明專利CN101555355A公開(kāi)了一種廢橡膠 改性瀝青，采用的改性劑為SBS和橡膠粉。中國(guó)發(fā)明專利CN102181163A也公開(kāi)了一種廢膠 粉/SBS復(fù)合改性瀝青及其生產(chǎn)工藝。上述兩份文件所使用的改性方法是將SBS與橡膠同時(shí) 加入瀝青基質(zhì)，在一定溫度下，采用高速剪切法使各組分均勻分散。本發(fā)明的發(fā)明人想到， 由于改性機(jī)理以及改性條件的不同，改性劑的用量以及加入順序?qū)Ω男詾r青的影響較大， 同時(shí)加入勢(shì)必會(huì)使兩者的改性效果相互影響，改性不僅難以充分，浪費(fèi)改性劑，還可能導(dǎo)致 一些副產(chǎn)物產(chǎn)生，影響改性瀝青的性能。同時(shí)，高速剪切法屬于物理共混加工法，需要較高 的溫度，但是，瀝青在高溫時(shí)容易老化和分解，而且，制備得到的改性瀝青中，各個(gè)組分之間 的結(jié)合力弱，因此，在受到日曬和冷凍時(shí)，改性瀝青的體系容易被破壞，容易發(fā)生變形和斷 裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是改進(jìn)傳統(tǒng)的SBS/橡膠復(fù)合改性瀝青的制備工藝， 使兩種改性劑能充分發(fā)揮改性作用，以進(jìn)一步提升改性瀝青的綜合力學(xué)性能。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種SBS/橡膠復(fù)合改性瀝青的制 備方法，通過(guò)調(diào)節(jié)SBS、橡膠、軟化劑之間的比例以及加入順序，充分發(fā)揮改性劑的作用并合 理降低能耗，得到性能優(yōu)異的SBS/橡膠復(fù)合改性瀝青。此外，本發(fā)明還要提供應(yīng)用該制備 方法來(lái)制備PCR反應(yīng)粘防水卷材的方法。
[0006] SBS/橡膠復(fù)合改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：1)在重量份數(shù)為100份的瀝 青基質(zhì)中加入5-10份的SBS，并在180-190°C下攪拌l_3h，然后降溫至160-170°C;2)繼續(xù) 加入橡膠并在160-170°C下攪拌l_3h，其中，SBS與橡膠的質(zhì)量比為1:1-3 ;3)然后加入1-2 份塑化劑、軟化劑，在160-170°C下研磨4-8h，即得SBS/橡膠復(fù)合改性瀝青，其中，SBS和橡 膠的總質(zhì)量與軟化劑的質(zhì)量比為1:1-1. 5 ;所述瀝青基質(zhì)中蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 2%，瀝青基質(zhì) 在三氯乙烯中的溶解度多99.9%。
[0007] 瀝青基質(zhì)中含有大量的雙鍵，在一定溫度下，這些雙鍵與橡膠之間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián) 和/或化學(xué)加成作用，各個(gè)組分之間的結(jié)合力強(qiáng)，改性瀝青的穩(wěn)定性增強(qiáng)。由于在價(jià)格方 面，SBS的價(jià)格較高，從成本上考慮，希望能夠在保證最優(yōu)改性效果的前提下，盡可能地減少 SBS的用量。經(jīng)過(guò)多次正交試驗(yàn)得出，當(dāng)SBS與橡膠的質(zhì)量比為1:1-3時(shí)，兩種改性劑能夠 被充分利用，相互協(xié)同地對(duì)瀝青基質(zhì)進(jìn)行改性，優(yōu)選地，SBS與橡膠的質(zhì)量比為1:1. 3-1. 5。 軟化劑的作用是提高改性劑與瀝青基質(zhì)的相容性，加快改性劑在瀝青基質(zhì)中的溶脹速度， 優(yōu)選地，SBS和橡膠的總質(zhì)量與軟化劑的質(zhì)量比為1:1. 2-1. 4。采用研磨法替換傳統(tǒng)的物理 共混方式，不僅降低了體系的反應(yīng)溫度，而且可以促進(jìn)瀝青基質(zhì)與橡膠之間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián) 和/或化學(xué)加成，增強(qiáng)各個(gè)組分之間的結(jié)合力，提升改性瀝青的穩(wěn)定性。
[0008] 進(jìn)一步，所述軟化劑為萜烯樹(shù)脂、聚異戊二烯、環(huán)烷油中的一種或任意幾種；所述 塑化劑為DEHP(鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯）、D0P(鄰苯二甲酸二辛酯）、DBP(鄰苯二甲 酸二丁酯）中的一種或任意幾種。
[0009] 應(yīng)用上述制備SBS/橡膠復(fù)合改性瀝青的方法來(lái)制備PCR反應(yīng)粘防水卷材的方法 包括以下步驟：1)首先制備SBS/橡膠復(fù)合改性瀝青，然后加入填料，制備由SBS/橡膠復(fù)合 改性瀝青和填料組成的均勻防水混合物，其中，填料的重量份數(shù)為10-20份；2)然后將防水 混合物涂布到胎基上形成防水層，防水層的厚度為l_2mm;3)在防水層的表面覆上隔離膜， 即得到安裝便捷、粘接效果好、防水性能優(yōu)異的PCR反應(yīng)粘防水卷材。
[0010] 由于本發(fā)明的SBS/橡膠復(fù)合改性瀝青中各個(gè)組分之間通過(guò)化學(xué)交聯(lián)和/或化學(xué) 加成作用結(jié)合，因此所得PCR反應(yīng)粘防水卷材的防水性能好且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，當(dāng)壓力為0. 6MPa 時(shí)，能夠保持至少2h的有效防水性能，延伸率為600-720%，低溫彎折性在-25°C合格。助劑 和改性劑會(huì)引入可與水泥發(fā)生離子鍵和和交聯(lián)反應(yīng)的基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)性粘接，因此，在物理 卯榫與化學(xué)反應(yīng)的協(xié)同作用下，改性瀝青可與水泥粘接為一體并且相互之間的結(jié)合力強(qiáng)， 避免了使用明火和冷底油，安裝方便快捷，在25°C下將制備得到的PCR反應(yīng)粘防水卷材鋪 設(shè)于水泥表面，鋪設(shè)后24h時(shí)的180°剝離強(qiáng)度彡3N/mm。
[0011] 進(jìn)一步，所述隔離膜為PET隔離膜、彩砂、頁(yè)巖片、細(xì)砂、礦物料中的任意一種；所 述胎基為HDPE膜（高密度聚乙烯膜）、聚酯氈、玻纖氈、玻纖增強(qiáng)聚酯氈、黃麻布中的任意一 種；所述填料為CaC0#P/或CaSiO3。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 一、原料的組成
[0013]實(shí)施例1-12中所用原料的成分和含量見(jiàn)表1，所述含量為按重量份數(shù)計(jì)，實(shí)施例 1-12的制備工藝參數(shù)相同，其中，所用瀝青基質(zhì)為100份，瀝青基質(zhì)中蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 2%， 瀝青基質(zhì)在三氯乙烯中的溶解度多99. 9 %。此外，還進(jìn)行了工藝參數(shù)不相同的4組實(shí)施例， 即實(shí)施例13-18,其中，實(shí)施例13-18中所用原料的成分和含量與實(shí)施例4相同。
[0014] 表1 :原料的成分以及含量
[0015]
[0016] 二、制備方法
[0017] 實(shí)施例1-12的制備過(guò)程為：1)在瀝青基質(zhì)中加入SBS，并在180-190°C下攪拌2h， 然后降溫至160-170°C;2)加入橡膠并在160-170°C下攪拌2h;3)加入DEHP和軟化劑，在 160-170°C下研磨 6h。
[0018] 實(shí)施例13-16的制備過(guò)程與實(shí)施例1-12的制備過(guò)程的區(qū)別在于：實(shí)施例13中的 研磨時(shí)間為2h，實(shí)施例14中的研磨時(shí)間為4h，實(shí)施例15中的研磨時(shí)間為8h，實(shí)施例16中 的研磨時(shí)間為l〇h。
[0019] 實(shí)施例17的制備過(guò)程為：1)在瀝青基質(zhì)中同時(shí)加入SBS和橡膠，并在180-190°C 下攪拌2h，然后在160-170°C下繼續(xù)攪拌2h;2)加入DEHP和軟化劑，在160-170°C下研磨 6h〇
[0020] 實(shí)施例18的制備過(guò)程為：1)在瀝青基質(zhì)中同時(shí)加入SBS和橡膠，并在160-170°C