一种高粘度改性沥青防水卷材及其制备方法
阅读说明：本技术 一种高粘度改性沥青防水卷材及其制备方法 (High-viscosity modified asphalt waterproof coiled material and preparation method thereof ) 是由 梁海益 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高粘度改性沥青防水卷材,所述防水卷材中采用的高粘度改性沥青是通过添加热塑性丁苯橡胶、聚醚型热塑性聚氨酯和特制的支化聚合物进行改性,最终能够提高防水卷材的力学性能,使其具有优异的抗异物入侵能力。(The invention provides a high-viscosity modified asphalt waterproof coiled material, wherein high-viscosity modified asphalt adopted in the waterproof coiled material is modified by adding thermoplastic styrene-butadiene rubber, polyether type thermoplastic polyurethane and a special branched polymer, and finally the mechanical property of the waterproof coiled material can be improved, so that the waterproof coiled material has excellent foreign matter invasion resistance.)
技术领域
本发明涉及一种高粘度改性沥青防水卷材及其制备方法，以及所述防水卷材的制备方法。
背景技术
我国的建筑防水材料近年来发展较快，产品结构的升级，推动了具备优良聚合物改性的沥青防水卷材的发展。聚合物改性沥青所拥有的性能决定其所制造出的防水卷材的质量，其特征表现在，有助于提升沥青耐热性，同时降低它的低温脆性，同时还能有效改善其弹性、低温变形性以及塑性。目前，用于沥青基防水卷材的聚合物通常为SBS树脂、EVA树脂等，这类树脂改性沥青防水卷材所带来的性能提升，依然不足以满足人们的需求。
因此，需要提供一种各方面性能优异的改性沥青防水卷材，以解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明提供了一种高粘度改性沥青防水卷材，所述防水卷材中采用的高粘度改性沥青是通过添加热塑性丁苯橡胶、聚醚型热塑性聚氨酯和特制的支化聚合物进行改性，最终能够提高防水卷材的力学性能，使其具有优异的抗异物入侵能力。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种高粘度改性沥青防水卷材，其特征在于，包括胎基和涂覆于胎基表面的高粘度改性沥青；
所述高粘度改性沥青的制备方法为：将基础沥青加入到反应器中，控制反应器温度在190～210℃，开启搅拌，加入软化油，搅拌0.5～1小时，加入热塑性丁苯橡胶和热塑性聚氨酯树脂，搅拌0.5～1小时，加入支化聚合物，搅拌0.5～1小时，出料；
所述支化聚合物的制备方法为：氮气气氛下，在反应器中加入偏苯三酸酐、N,N-二甲基乙酰胺，开启搅拌，控制反应器在30～35℃，缓慢滴加加入二乙醇胺，反应4～5小时，加入三异丙醇胺、甲苯、对甲苯磺酸，在反应器上加入分水器进行反应，控制反应器温度为125～130℃，反应2～4小时后减压蒸馏除去溶剂，出料。
本发明采用热塑性丁苯橡胶(SBS)、聚醚型热塑性聚氨酯和特制的支化聚合物对沥青进行改性。其中，热塑性丁苯橡胶是本领域常用的沥青改性剂，但是单纯采用热塑性丁苯橡胶对沥青改性，对于防水卷材的力学性能提升有限。本发明添加的聚醚型热塑性聚氨酯与其他组分相容性较好，且能够进一步提高防水卷材的弹性。所添加的特制支化聚合物的支化程度适宜，既确保与其他组分相容性良好，又进一步提高防水卷材的力学性能，与其他各组分共同使用，能够增加防水卷材的抗异物入侵能力。
所述支化聚合物的制备方法中，选择偏苯三酸酐与二乙醇胺预先反应，再加入三异丙醇胺进一步进行支化反应，限定原料的种类，确保原料分子具有合适的空间位阻和反应性，目的是保证支化聚合物合成过程稳定，生成的支化聚合物对于沥青的改性作用较好，最终提高防水卷材的各方面性能。
所述基础沥青为90#沥青；所述热塑性丁苯橡胶为星型聚合物，苯乙烯和丁二烯的质量比为1：1.5～2.3，优选质量比为1：1.5，熔融指数(g/10min，200℃，5kg)为0.05～0.1，优选熔融指数为0.1。所述热塑性丁苯橡胶选择星型聚合物，即聚合物分子具有一定的支化程度，并且限定苯乙烯和丁二烯的质量比、熔融指数在优选的范围，一方面能够促进热塑性丁苯橡胶与其他组分相容性良好，另一方面能够保证其对于防水卷材各方面性能具有足够的促进作用。
所述高粘度改性沥青的制备方法中，以下列各组分之间的相对质量份计：
所述基础沥青的用量为100质量份；
所述软化油的用量为10～15质量份；
所述热塑性丁苯橡胶的用量为5～10质量份；
所述热塑性聚氨酯的用量为5～10质量份；
所述支化聚合物的用量为10～15质量份。
所述支化聚合物的制备方法中，以下列各组分之间的相对质量份计：
所述偏苯三酸酐的用量为20质量份；
所述N,N-二甲基乙酰胺的用量为80～100质量份；
所述二乙醇胺的用量为10～12质量份；
所述三异丙醇胺的用量为0.8～1质量份；
所述甲苯的用量为80～100质量份；
所述对甲苯磺酸的用量为0.1～0.2质量份。
所述聚醚型热塑性聚氨酯的制备方法为：将聚四氢呋喃醚二醇、扩链剂、催化剂、抗氧剂、聚乙烯蜡加入反应器，控制反应器温度在100～120℃，开启搅拌，混合均匀后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀后将混合物注入双螺杆挤出机，控制挤出机温度在160～180℃，挤出造粒，得到所述聚醚型热塑性聚氨酯；
优选地，所述聚四氢呋喃醚二醇的数均分子量为2000，所述扩链剂为1,4-丁二醇，所述催化剂为二丁基锡二月桂酸酯。
所述聚醚型热塑性聚氨酯选择以聚四氢呋喃醚二醇为主要原料，配合其他组分合成热塑性聚氨酯，一方面能够确保其与其他聚合物具有适合的相容性，另一方面，本申请合成的聚醚型聚氨酯对于防水卷材的防水性能有更好的提升。
所述聚醚型热塑性聚氨酯的制备方法中，以下列各组分之间的相对质量份计：
所述聚四氢呋喃醚二醇的用量为70～90质量份；
所述扩链剂的用量为3～8质量份；
所述催化剂的用量为0.1～0.3质量份；
所述抗氧剂的用量为3～5质量份；
所述聚乙烯蜡的用量为3～5质量份；
所述二苯基甲烷二异氰酸酯的用量为10～30质量份。
一种所述防水卷材的制备方法，将所述高粘度改性沥青加入反应器，控制反应器温度在190～210℃，开启搅拌，待所述高粘度改性沥青融化后，将其均匀、平整涂覆于所述胎基表面，得到所述防水卷材。
需要说明的是，本发明未做说明的内容，均可参考本领域常用的技术方案进行，不影响本发明的实施。
本发明的有益效果在于：采用热塑性丁苯橡胶(SBS)、热塑性聚氨酯树脂和特制的支化聚合物对沥青进行改性，各组分之间相容性较好，具有适合的加工条件；所述三种聚合物相互配合，使得所制备防水卷材的力学性能、抗异物入侵能力进一步提高。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例和对比例所用原料如下：
胎基层，玻纤胎，厚度为0.85mm，单位面积质量为120g/m2，博纳高性能材料(常州)有限公司；
基础沥青，90#沥青，茂名民浩商贸有限公司；
软化油，减三线软化油，阿尔法(江阴)沥青公司；
热塑性丁苯橡胶1，牌号4402-1，星型聚合物，苯乙烯和丁二烯的质量比为1：1.5，熔融指数(g/10min，200℃，5kg)0.1，巴陵石化公司；
热塑性丁苯橡胶2，牌号4303-2，星型聚合物，苯乙烯和丁二烯的质量比为1：2.3，熔融指数(g/10min，200℃，5kg)0.05，巴陵石化公司；
二苯基甲烷二异氰酸酯，巴斯夫公司；
聚四氢呋喃醚二醇，数均分子量2000，巴斯夫公司；
聚己二酸丁二醇酯二醇，数均分子量2000，巴斯夫公司；
抗氧剂1010，上海凯茵化工有限公司；
聚乙烯蜡，数均分子量2000，霍尼韦尔公司。
支化聚合物1、2、对比支化聚合物1～3的制备方法为：氮气气氛下，在反应器中加入偏苯三酸酐、N,N-二甲基乙酰胺，开启搅拌，控制反应器在35℃，缓慢滴加加入二乙醇胺(对比支化聚合物2、3中替换为二异丙醇胺)，反应4小时，加入三异丙醇胺(对比支化聚合物1、3中替换为三乙醇胺)、甲苯、对甲苯磺酸，在反应器上加入分水器进行反应，控制反应器温度为125℃，反应3小时后减压蒸馏除去溶剂，出料。
制备支化聚合物的各原料用量列于表1，以各组分之间的相对质量份计。
表1制备支化聚合物各原料用量(质量份)
聚醚型热塑性聚氨酯1、2、聚酯型热塑性聚氨酯的制备方法为：将聚四氢呋喃醚二醇(聚酯型热塑性聚氨酯中替换为聚己二酸丁二醇酯二醇)、1,4-丁二醇、二丁基锡二月桂酸酯、抗氧剂1010、聚乙烯蜡加入反应器，控制反应器温度在110℃，开启搅拌，混合均匀后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀后将混合物注入双螺杆挤出机，控制挤出机温度在165℃，挤出造粒，得到热塑性聚氨酯。
制备热塑性聚氨酯的各原料列于表2，以各组分之间的相对质量份计。
表2制备热塑性聚氨酯各原料用量(质量份)
实施例和对比例中所用高粘度改性沥青的制备方法为：将基础沥青加入到反应器中，控制反应器温度在210℃，开启搅拌，加入软化油，搅拌1小时，加入热塑性丁苯橡胶和聚醚型热塑性聚氨酯(对比例1中替换为聚酯型热塑性聚氨酯)，搅拌1小时，加入支化聚合物(对比例2～4中替换为对比支化聚合物；对比例5中不加支化聚合物，直接出料)，搅拌1小时，出料。
实施例和对比例中防水卷材的制备方法为：将高粘度改性沥青加入反应器，控制反应器温度在210℃，开启搅拌，待所述高粘度改性沥青融化后，将其均匀、平整涂覆于胎基表面，使沥青层的厚度为3mm，压实，得到防水卷材。
实施例和对比例所用原料列于表3，以各组分之间的相对质量份计。
表3实施例和对比例原料用量(质量份)
对实施例和对比例中的改性沥青样品进行针入度测试，测试标准为GB/T 4509-2010。
对实施例和对比例的防水卷材样品进行性能测试，测试标准为GB/T328.1～27-2007。
实施例和对比例测试结果列于表4。
表4实施例和对比例测试结果
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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