热熔型改性沥青防水涂料及其制备方法和包装方式
阅读说明：本技术 热熔型改性沥青防水涂料及其制备方法和包装方式 (Hot-melt modified asphalt waterproof coating and preparation method and packaging mode thereof ) 是由 景肖波 于 2021-07-14 设计创作，主要内容包括：本申请涉及防水涂料领域,具体公开了一种热熔型改性沥青防水涂料及其制备方法和包装方式。一种热熔型改性沥青防水涂料由包括如下重量份的原料制得：基质沥青100～200份、SEBS 14～32份、胶粉6～12份、SIS 1～4份、聚磷酸铵0.5～0.7份；所述聚磷酸铵的聚合度不高于20。本申请制得的热熔型改性沥青防水涂料具有综合使用性能佳,其单独使用时能够满足防水层外露使用检测的耐候性指标；另外,本申请制得的热熔型改性沥青防水涂料在常温常压下为具有一定硬度的固体,可使用隔离纸进行包覆,包装简单,节约环保。(The application relates to the field of waterproof coatings, and particularly discloses a hot-melt modified asphalt waterproof coating, a preparation method and a packaging mode thereof. The hot-melt modified asphalt waterproof coating is prepared from the following raw materials in parts by weight: 100-200 parts of matrix asphalt, 14-32 parts of SEBS, 6-12 parts of rubber powder, 1-4 parts of SIS and 0.5-0.7 part of ammonium polyphosphate; the polymerization degree of the ammonium polyphosphate is not higher than 20. The hot-melt modified asphalt waterproof coating prepared by the application has good comprehensive use performance, and can meet the weather resistance index of exposed use detection of a waterproof layer when used alone; in addition, the hot-melt modified asphalt waterproof coating prepared by the method is a solid with certain hardness at normal temperature and normal pressure, can be coated by using isolation paper, is simple to package, saves and is environment-friendly.)
技术领域
本申请涉及防水涂料领域，更具体地说，它涉及一种热熔型改性沥青防水涂料及其制备方法和包装方式。
背景技术
热熔型改性沥青防水涂料一般是指使用改性剂对沥青进行改性而成的防水涂料。改性剂以高分子聚合物为主，在高聚物中加入其它辅助材料，对沥青的冷脆硬以及热流淌性能进行改进。
目前市场上常见的热熔型改性沥青防水涂料分为两种：一种是非固化型，其内聚力较低；另一种是固化型，其内聚力相较于非固化型而言，有所增长。但两种涂料都均无人工气候加速老化相关要求，无法作为单独防水层使用，即无法达到防水层外露使用检测的耐候性指标。
针对上述相关技术，本申请人认为需要开发出一种新型热熔型改性沥青防水涂料，使其解决热熔型改性沥青防水涂料无法满足外露使用要求的耐老化性能的问题。
发明内容
为了使热熔型改性沥青防水涂料能够达到外露使用要求的耐老化性能，本申请提供一种热熔型改性沥青防水涂料及其制备方法和包装方式。
第一方面，本申请提供的一种热熔型改性沥青防水涂料，采用如下的技术方案：一种热熔型改性沥青防水涂料，由包括如下重量份的原料制得：
所述聚磷酸铵的聚合度不高于20。
通过采用上述技术方案，本申请以高分子聚合物SEBS作为主要改性剂，以胶粉、SIS和聚磷酸铵作为辅助改性剂，对基质沥青进行改性，改善基质沥青的综合使用性能，其原理如下：SEBS中不同链段能够与沥青中不同组分进行相容，且SEBS中不含有不饱和双键，能够改善基质沥青的抗紫外老化性能；
胶粉为表面多孔结构的固体粉末，胶粉能够吸收基质沥青中易挥发的轻质油分，提高基质沥青的耐热氧老化性能，但由于胶粉吸收轻质油分后发生溶胀，与基质沥青之间的相容性不佳，而胶粉与SEBS复配使用，能够改善胶粉与基质沥青之间的相容性，使基质沥青的热稳定性和耐老化性能得到改善；
SIS中间嵌段的异戊二烯上具有甲基侧链，SIS与沥青之间的相容性较好，能够辅助SEBS促进其他辅助改性剂与基质沥青之间进行相容，虽然SIS的异戊二烯上具有不饱和双键，但SIS在一定的掺加量范围内对改性沥青防水涂料的抗紫外老化性能几乎无影响，因此控制SIS的掺量能够使改性沥青防水涂料具有较好的低温柔韧性以及粘附性；
聚磷酸铵的聚合度不高于20时为低聚合度聚磷酸铵，低聚合度聚磷酸铵分解温度低，其加入基质沥青中不影响后续改性沥青防水涂料在高温下熔融进行使用，并且在改性沥青防水涂料的制备过程中使得基质沥青部分凝胶化，使改性沥青防水涂料在常温下为具有一定硬度的固态物质，同时，聚磷酸铵具有阻燃性能，能够保证改性沥青防水涂料在运输过程中的安全性。因此，改性沥青防水涂料具备较好的柔韧性、防水性、耐候性以及粘附性，满足作为单独防水层的外露使用条件。
除此之外，本申请使用的胶粉为废弃橡胶胶粉，对废弃橡胶胶粉进行回收利用，绿色环保，节约成本。
优选的，所述基质沥青与SEBS之间的重量比为100:15。
通过采用上述技术方案，本申请的基质沥青包括但不限于70#沥青、50#沥青、30#沥青和90#沥青，在此重量比下，改性沥青防水涂料的抗紫外老化性能达到最佳。
优选的，所述SEBS与胶粉之间的重量比为2:1。
通过采用上述技术方案，在此重量比下，胶粉在基质沥青中的相容性达到最佳，胶粉不易浮于改性沥青防水涂料表面，改性沥青防水涂料具有较好的粘接性能和耐老化性能。
优选的，所述胶粉为脱硫胶粉。
通过采用上述技术方案，胶粉经过脱硫改性，其表面具有大量的活性基团如羧基、羟基等，脱硫胶粉与基质沥青之间的相容性得到进一步改善。
优选的，所述SEBS与SIS之间的重量比为10:1。
通过采用上述技术方案，在此重量比下，改性沥青防水涂料的高/低温柔韧性以及粘附性达到最佳，同时改性沥青防水涂料的耐老化性能几乎无影响。
优选的，所述SEBS和聚磷酸铵之间的重量比为30:1。
通过采用上述技术方案，在此重量比范围内，聚磷酸铵能够充分分散于改性沥青中，进一步改善改性沥青防水涂料的阻燃性能。
优选的，所述原料中还包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂与SEBS之间的重量比为1:2。
通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂中的硅氧烷链段能够起到较好地促分散作用，能够使胶粉、高分子聚合物与基质沥青之间具有较好的相容性，在基质沥青中形成均匀且连续的海岛结构，同时硅烷偶联剂、SEBS和胶粉在提高基质沥青的高温稳定性和耐老化性能方面起到协同作用；除此之外，硅烷偶联剂能够改善改性沥青防水涂料的防水性能。
优选的，所述SEBS中苯乙烯含量为33wt％。
通过采用上述技术方案，SEBS中苯乙烯链段降低SEBS的低温韧性，使其耐低温性能不佳，因此，当SEBS中苯乙烯含量为33wt％时，其低温韧性得到进一步改善。
第二方面，本申请提供一种热熔型改性沥青防水涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种热熔型改性沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
称取配方量的基质沥青加热至熔融状态，称取配方量的SEBS、胶粉、SIS和硅烷偶联剂加入至熔融状态下的基质沥青中，采用高速剪切法搅拌混匀，继续称取配方量的聚磷酸铵，基质沥青冷却至120～130℃时加入聚磷酸铵，采用高速剪切法搅拌混匀，得到改性沥青防水涂料；将改性沥青防水填充至模具中，冷却成型，得到成品改性沥青防水涂料。
通过采用上述技术方案，沥青体系的稠度较大，采用高速剪切法能够使得SEBS等改性剂充分分散在基质沥青中，当基质沥青冷却至120～130℃时，沥青仍然有一定的流动性，同时聚磷酸铵在此温度下不易分解，增加沥青的稠度，趁热将改性沥青防水涂料转移至模具中，改性沥青防水涂料在冷却过程中体系中的凝胶程度增大，改性沥青防水涂料在常温常压状态下呈固体，受热融化，聚磷酸铵分解，改性沥青防水涂料具有较好的流动性，不影响其施工性能。
第三方面，本申请提供一种热熔型改性沥青防水涂料的包装方法，采用如下的技术方案：
一种热熔型改性沥青防水涂料的包装方法，采用隔离纸包装对前述热熔型改性沥青防水涂料进行包装。
通过采用上述技术方案制得的改性沥青防水涂料在常温常压下呈固体，可以使用隔离纸(隔离纸包括但不限于硅油隔离纸)进行包装，相较于传统的金属桶装液态改性沥青防水涂料，本申请的改性沥青防水涂料便于包装运输，单趟次的运输量大；且硅油隔离纸的成本远低于金属桶，节约生产成本；除此之外，硅油隔离纸还可重复利用，绿色环保。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用SEBS、SIS、胶粉和聚磷酸铵作为改性剂对基质沥青进行改性，使改性沥青防水涂料具备较好的柔韧性、防水性、耐候性以及粘附性，满足作为单独防水层的外露使用条件。
2、本申请中优选在原料中加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂促进改性剂在基质沥青中进行分散，硅烷偶联剂、SEBS和胶粉在提高基质沥青的高温稳定性和耐老化性能方面起到协同作用，硅烷偶联剂还能够进一步改善改性沥青防水涂料的防水性能。
3、由于基质沥青中使用胶粉吸收轻质油分，同时使用低聚磷酸铵使改性沥青防水涂料部分凝胶化，使改性沥青防水涂料在常温常压下为具有一定硬度的固态物质，可直接使用硅油隔离纸进行包装运输，低聚磷酸铵具有一定的阻燃性能，保证改性沥青防水涂料在运输过程中的安全性。
具体实施方式
若无特殊说明，以下实施例和对比例的原料来源均如下表1所示。
实施例
实施例1
一种热熔型改性沥青防水涂料，按照如下步骤制得：
称取1000g70#沥青，将70#沥青放入至150℃的烘箱内熔化，将70#沥青转移至搅拌器中，加热至180℃保温备用；
称取140gSEBS(牌号为YH-502T)、60g胶粉(货号为hg-006)和10gSIS，趁热加入至熔融态的70#沥青中，以60rpm的转速搅拌溶胀3min，溶胀结束后，转移至剪切设备中(剪切设备型号AF25型，购买自上海启双机电有限公司)，先以600rpm的转速剪切10min，保持温度在180℃，逐渐增加转速至4000rpm，剪切1h；
第一次剪切完成后，降温至120～130℃，称取5g聚磷酸铵(聚合度n＝2)，加入至剪切设备中，以600rpm的转速剪切10min，保持温度在120～130℃，逐渐增加转速至4000rpm，剪切10min，第二次剪切完成后，得到热熔型改性沥青防水涂料。
将130℃的热熔型改性沥青防水涂料转移至注模机中，冷却至室温(25±5℃)，得到成品。
实施例2-12
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例1的区别点在于组成成分不同，具体组成如下表2所示。
表2.热熔型改性沥青防水涂料的组成
实施例
70#沥青/g
YH-502T/g
hg-006/g
SIS/g
聚磷酸铵(聚合度n＝2)/g
KH-550/g
实施例1
1000
140
60
10
5
/
实施例2
1200
140
60
10
5
/
实施例3
2000
140
60
10
5
/
实施例4
1200
180
60
10
5
/
实施例5
1200
320
60
10
5
/
实施例6
1200
180
90
10
5
/
实施例7
1200
180
120
10
5
/
实施例8
1200
180
90
18
5
/
实施例9
1200
180
90
40
5
/
实施例10
1200
180
90
18
6
/
实施例11
1200
180
90
18
7
/
实施例12
1200
180
90
18
6
90
实施例13
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例12的区别点在于，使用牌号为YH-601的SEBS等质量替换牌号为YH-502T的SEBS。
实施例14
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例12的区别点在于，使用牌号为YH-602T的SEBS等质量替换牌号为YH-502T的SEBS。
实施例15
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例12的区别点在于，使用脱硫胶粉等质量替换货号为hg-006的废弃橡胶胶粉。
实施例16
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例12的区别点在于，使用聚合度n＝20的聚磷酸铵等质量替换聚合度n＝2的聚磷酸铵。
对比例
对比例1
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例1的区别点在于，使用牌号为YH-796的SBS等质量替换牌号为YH-502T的SEBS。
对比例2
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例1的区别点在于，使用牌号为YH-502T的SEBS等质量替换胶粉。
对比例3
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例1的区别点在于，使用牌号为YH-502T的SEBS等质量替换SIS。
对比例4
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例1的区别点在于，SIS的掺加量为50g。
对比例5
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例1的区别点在于，聚合度n＝2的聚磷酸铵掺加量为1g。
对比例6
一种热熔型改性沥青防水涂料，与实施例1的区别点在于，使用聚合度n＝30的聚磷酸铵等质量替换聚合度n＝2的聚磷酸铵。
性能检测试验
检测方法
一、基础性能：
粘结强度指标：粘接强度反映热熔型改性沥青防水涂料与基层的粘接能力。热熔型改性沥青防水涂料本身有一定的内聚力，同时为保证良好的粘接性能，热熔型改性沥青防水涂料与界面的粘接力应大于其的内聚力，根据JC/T2428-2017对热熔型改性沥青防水涂料与潮湿基面之间的粘接强度进行检测，指标设置为≥0.2Mpa；
低温柔性指标：低温柔性反映了热熔型改性沥青防水涂料低温施工和抗低温脆变的能力，根据JC/T2428-2017对热熔型改性沥青防水涂料的低温柔性进行检测，指标设置为-20℃下无裂纹；
拉伸性能：热熔型改性沥青防水涂料应为具有一定强度和优良延伸性能的一道弹性体的防水涂层，根据JC/T2428-2017对热熔型改性沥青防水涂料的断裂伸长率进行检测，指标设置为断裂伸长率≥800％；
防水性能：根据GB/T 16777-2008中第15章进行试验，试验压力为0.2Mpa，持续时间为120min。试件采用中性定性滤纸做隔离，金属网孔径(0.2±0.1)mm，指标设置为不透水。
二、施工性能检测：黏度指标(130℃)：指标设置为130℃下黏度≤10000mPa·s，该指标代表热熔型改性沥青防水涂料可在130℃时即具有较好的施工性，无需更高温度。
三、耐老化性能
1、热老化：使用老化试验箱对实施例1-16以及对比例1-6进行老化试验检测，热老化温度采用80℃，240h；同基础性能中记载的方法测定热老化后的粘结强度、断裂伸长率、低温柔性和不透水性；指标设置为断裂伸长率≥800％、低温柔性-18℃，无裂纹。
2、氙灯老化：对实施例1-16以及对比例1-6进行氙灯老化试验检测，辐射强度为60W/m2，持续辐射时间为1600h，试验温度为35℃，相对湿度为60％。同基础性能中记载的方法测定热老化后的粘结强度、断裂伸长率、低温柔性和不透水性；指标设置为断裂伸长率≥800％；低温柔性-18℃，无裂纹。
四、外观
实施例1-16以及对比例1-6均为黑色坚硬固体。
检测结果
表3.热熔型改性沥青防水涂料施工性能检测
检测对象
黏度(130℃)/mPa·s
检测对象
黏度(130℃)/mPa·s
实施例1
7633
实施例12
7057
实施例2
7951
实施例13
7561
实施例3
9173
实施例14
7689
实施例4
7906
实施例15
7033
实施例5
7865
实施例16
8123
实施例6
8012
对比例1
6463
实施例7
8264
对比例2
7456
实施例8
7992
对比例3
7534
实施例9
7890
对比例4
7364
实施例10
8172
对比例5
13256
实施例11
7830
对比例6
19167
表4.热熔型改性沥青防水涂料基础性能检测
检测对象
粘结强度/MPa
低温柔性
断裂伸长率/％
不透水性(0.2Mpa，120min)
实施例1
2.35
-20℃不开裂
1393
不透水
实施例2
2.46
-20℃不开裂
1333
不透水
实施例3
2.13
-20℃不开裂
1102
不透水
实施例4
2.48
-20℃不开裂
1341
不透水
实施例5
2.47
-20℃不开裂
1349
不透水
实施例6
2.51
-20℃不开裂
1321
不透水
实施例7
2.46
-20℃不开裂
1274
不透水
实施例8
2.56
-20℃不开裂
1338
不透水
实施例9
2.57
-20℃不开裂
1401
不透水
实施例10
2.52
-20℃不开裂
1291
不透水
实施例11
2.49
-20℃不开裂
1356
不透水
实施例12
2.65
-20℃不开裂
1501
不透水
实施例13
2.58
-20℃不开裂
1406
不透水
实施例14
2.54
-20℃不开裂
1382
不透水
实施例15
2.66
-20℃不开裂
1506
不透水
实施例16
2.69
-20℃不开裂
1300
不透水
对比例1
2.85
-20℃不开裂
1614
不透水
对比例2
2.51
-20℃不开裂
1426
不透水
对比例3
2.09
-20℃开裂
1411
不透水
对比例4
2.37
-20℃不开裂
1444
不透水
对比例5
1.91
-20℃开裂
873
不透水
对比例6
1.94
-20℃开裂
763
不透水
表5.热熔型改性沥青防水涂料耐热老化性能检测
表6.热熔型改性沥青防水涂料耐紫外老化性能检测
数据分析
结合实施例1-12并结合表3可以看出，当SEBS与SIS之间的重量比为10:1，其对热熔型改性沥青防水涂料施工性能得到一定的改善，当实施例12中加入硅烷偶联剂时，实施例12的黏度显著降低，因此可以证明改性剂与基质沥青的相容性越好，其施工性能越佳。
结合实施例1、16和对比例5-6并结合表3可以看出，聚磷酸铵过量或是聚磷酸铵的聚合度较高，均对热熔型改性沥青防水涂料施的黏度产生较大的影响，其原因可能在于，当聚磷酸铵的掺加量过大时，其难以分解，从而导致热熔型改性沥青防水涂料黏度增大，当聚磷酸铵的聚合度过大时，其分解温度较高，黏度远高于10000mPa·s。
结合实施例1和对比例1并结合表4、6可以看出，经过热老化试验后，实施例1的粘接强度由2.35MPa降低至2.30Mpa，但仍然满足热熔型改性沥青防水涂料作为粘接层的粘接性能标准，断裂伸长率由1393％降低至923％。而对比例2的粘接强度由2.81MPa降低至0.94Mpa，其粘接性能降低明显，断裂伸长率由1614％降低至762％，证明使用SEBS能够使改性沥青防水涂料的抗紫外老化性能得到显著改善。
结合实施例1和对比例2并结合表4-5可以看出，经过热老化试验后，实施例1的粘接强度由2.35MPa降低至2.30Mpa，但仍然满足热熔型改性沥青防水涂料作为粘接层的粘接性能标准，断裂伸长率由1393％降低至923％。而对比例2的粘接强度由2.51MPa降低至1.31Mpa，其粘接性能降低明显，断裂伸长率由1426％降低至935％，证明使用胶粉能够使改性沥青防水涂料的热稳定性和耐老化性能得到改善。
同理结合实施例1和对比例3-4并结合表4-6可以看出，对比例3中不含有SIS，其在基础性能检测时，粘接强度低；而对比例4中SIS过量使用时，导致改性沥青防水涂料的抗紫外老化性能显著降低。
结合实施例1-12并结合表4-6可以看出，SEBS、胶粉、SIS、聚磷酸铵和硅烷偶联剂对基质沥青进行改性，能够显著改善其粘接性能、防水性能和耐老化性能，其各项指标均满足热熔型改性沥青防水涂料外露使用要求的综合使用性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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