一种弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法与流程

本发明属于防水卷材及其制备方法，具体地，涉及一种弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法。

背景技术：

1、建筑防水材料就像建筑物的外衣，保护着建筑物免受阳光和雨水的侵蚀，是保护建筑安全和使用寿命的必不可少的一类建筑材料，其中，热塑性弹性体同时兼具塑料特性的硬段和橡胶特性的软段性能，使得弹性体改性沥青防水卷材的性能具有力学性能良好、耐高低温性能良好、抗渗透能力良好和易于施工等优点，在改性沥青防水卷材使用最为普遍。

2、发明专利cn114213854a公布了一种弹性体改性沥青防水卷材及其制备方法，该本发明的弹性体改性沥青防水卷材包括石油沥青、基础油、改性胶粉、塑化剂和苯乙烯-丁二烯一苯乙烯(sbs弹性体)，制备得到的沥青卷材具有中置增强胎体、外覆盖多种表面材料的结构，具有优异的耐低温性能，耐候性、抗拉性，延伸性、耐磨性能、施工性能优异，但由于sbs弹性体与沥青存在密度、极性、熔融粘度等的差别，导致聚烯烃改性沥青(poa)在长时间静置下容易发生相分离，在改性沥青表面析出，从而严重影响聚烯烃改性剂的改性效果，所以其对沥青防水卷材的耐热、黏性和拉伸性能改善不佳。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供以解决以下技术问题：

2、如何改善sbs弹性体与沥青相容性差，增强沥青防水卷材的耐热、黏性和拉伸性能。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种弹性体改性沥青防水卷材，包括以下重量份原料：改性沥青层615-723份、胎基40-50份和pet膜0.1-5份；以改性沥青层总重计，改性沥青层包括以下重量份的原料：90#沥青230-248份、200#沥青50-70份、改性弹性体70-90份、填充料150-170份、基础油15-25份和软化剂100-120份；

5、该弹性体改性沥青防水卷材的制备方法，包括以下步骤：

6、步骤a1、将90#沥青和200#沥青搅拌15-20min，升温至175℃，加入改性弹性体，在转速为80-100r/min下搅拌20-30min，再加入软化剂和基础油，升温至185℃，在剪切速度为4000r/min下剪切50min，得到改性物，对改性物研磨充分，随后加入填充料，搅拌均匀，得到改性沥青；

7、步骤a2、胎基开卷、干燥除去水分，放入改性沥青中，在185-200℃预浸1-2h，在180-190℃下浸油2-3h，在胎基两面形成改性沥青层，50-70℃下,在改性沥青层两侧分别覆pet膜，得到改性沥青防水卷材。

8、进一步地，改性弹性体的制备方法，包括以下步骤：

9、步骤b1、将氧化石墨烯和去离子水加入三口烧瓶中，超声分散5-6h，滴加氨水调节ph至7-9，升温至70-90℃，搅拌反应3-5h，加入三羟甲基氨基甲烷，控制温度在50-70℃，继续搅拌反应5-6h，再加入马来酸酐接枝聚乙烯，反应结束后，离心过滤,真空干燥得到改性氧化石墨烯；

10、其中，氧化石墨烯、去离子水、三羟甲基氨基甲烷和马来酸酐接枝聚乙烯的用量比为0.2-0.4g：80-90ml:2-4g：3-4g；通过三羟甲基氨基甲烷上的氨基与氧化石墨烯表面的环氧基发生酰化反应，反应产物中的氨基继续与马来酸酐接枝聚乙烯发生反应得到改性氧化石墨烯。

11、步骤b2、将纳米二氧化钛、去离子水、无水乙醇和kh-560超声混合30min后，室温搅拌反应6-8h，离心，沉淀洗涤干燥，得到环氧基基二氧化钛，将环氧基二氧化钛和n,n-二甲基甲酰胺超声分散，滴加四丁基溴化铵、4-二丁氨基酮酸和n,n-二甲基甲酰胺混合液a，滴加结束后，升温至80-90℃搅拌2-3h，反应结束后，离心，沉淀用质量分数40％乙醇溶液洗涤3-5次，干燥，得到改性纳米二氧化钛；

12、其中，纳米二氧化钛、去离子水、无水乙醇和kh-560的用量比为5g：10ml：25-30ml：0.3-0.5ml，环氧基二氧化钛、n,n-二甲基甲酰胺和混合液a的用量比为5g：50-60ml：10ml，混合液a中四丁基溴化铵、4-二丁氨基酮酸和n,n-二甲基甲酰胺用量比为0.1g：2.4-3.6g：10ml，先利用kh-560处理，得到环氧基二氧化钛，再于四丁基溴化铵作用下，使4-二丁氨基酮酸的羧基与环氧基发生开环反应；

13、步骤b3、将改性石墨烯、改性二氧化钛、对甲苯磺酸和n,n-二甲基甲酰胺加入反应瓶中，通入氮气，升温至50-60℃，搅拌反应5-6h反应结束后，洗涤过滤干燥得到改性弹性体；

14、其中，改性石墨烯、改性二氧化钛、对甲苯磺酸和n,n-二甲基甲酰胺的用量比为3-4g:4-5g:0.1-0.2g：60-70ml，以n,n-二甲基甲酰胺为溶剂，对甲苯磺酸为催化剂，改性石墨烯中的羟基和改性二氧化钛中的羧基发生酯化反应，得到改性弹性体。

15、进一步地，软化剂为芳烃油或石蜡油中的一种或多种按照任意比例混合；进一步优选，软化剂中烷烃或芳香烃的重量≥92％。

16、进一步地，填充料选自滑石粉和硅岭土中的一种或多种按照任意比例混合。

17、进一步地，填充料平均粒度为1200-1500目，水分含量≤0.3％。

18、进一步地，步骤a2中，胎基为玻璃纤维、聚酯纤维(pet)中的一种或多种按照任意比例混合。

19、通过采用上述技术方案，选取适宜的预浸温度可保证胎基浸透。

20、进一步地，步骤a2中，胎基为聚酯纤维(pet)时干燥温度为160-180℃，胎基为玻璃纤维时干燥温度为110-160℃。

21、通过采用上述技术方案，不同材质的胎基选用不同干燥温度进行干燥，防止胎基温度过高内部结构被破坏或者温度过低干燥不到位，水分过多，都会导致胎基开裂。

22、本发明的有益效果：

23、(1)本发明中加入了改性弹性体，改性弹性体中含有氧化石墨烯、纳米二氧化钛结构，氧化石墨烯和纳米二氧化肽作为弹性体的硬端部分，氧化石墨烯与沥青中的沥青质组分有着类似的石墨结构且与沥青有着相同的官能团，这促进了均匀分散在沥青中，提高体系的黏度，使得高温下沥青材料不易变形、软化和流动，有利于沥青高温性能的提高，同时，氧化石墨烯片层消耗应力应变能，改善了沥青的低温性能，另外，氧化石墨烯的加入阻碍了沥青中某些组分的热氧反应、转化，有利于改善沥青防水卷材的抗老化性能，纳米二氧化钛具有较大的表面积、刚性和紫外吸收性能，通过硅烷偶联剂对其进性改性，改性增强了他在沥青中的相容性和分散性能，同时，它能与沥青形成更稳定的改性体系,微观结构分布更均匀,表面更崎岖,粗糙度更高，进一步提高了沥青防水卷材的热稳定性,提高其抗热氧老化的能力。

24、(2)改性弹性体中还含有三羟甲基氨基甲烷、马来酸酐接枝聚乙烯和4-二丁氨基酮酸结构，三羟甲基氨基甲烷、马来酸酐接枝聚乙烯和4-二丁氨基酮酸作为弹性体的软端部分，三羟甲基氨基甲烷中的羟基、马来酸酐接枝聚乙烯中的羧基、4-二丁氨基酮酸中的羟基和羧基均能与沥青中的羟基和羧基形成氢键，不仅增强了改性弹性体与沥青质间的相容性和分散性，而且，进一步提高了沥青防水卷材的热稳定性和拉伸性能，同时，聚乙烯和4-二丁氨基酮酸中的长链烷烃还与沥青中长链分子纠缠结形成互相缠绕的分子互穿网络结构，进一步提高了沥青防水卷材的热稳定性。