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SBR在非固化橡胶沥青防水涂料中的应用
[2016/7/1]
徐 立,王 涛
(山东显元化工科技有限公司,山东 淄博 255400)
摘要:SBR是非固化橡胶沥青防水涂料的主要改性剂之一,本文介绍了SBR用于其制备方法,探讨了SBR改性剂添加量对非固化橡胶沥青防水涂料耐热性、低温柔性、延伸性能、粘度的影响。
关键词:SBR;非固化橡胶沥青防水涂料
    非固化橡化沥青防水涂料是住建部《建筑业10项新技术(2010)》重点推广应用产品之一,该涂料因具有环保型、固含量高达99%、永久非固化、神奇的自愈性、极强的蠕变性、卓越的粘接性、与各种卷材有很好的相容性,而得到业界的推崇。
    非固化橡胶沥青防水涂料解决了因基层开裂应力传递给防水层而造成的防水层断裂、扰曲疲劳破坏或使防水层处于高应力状态提前老化等问题;同时,由于该涂料的粘滞性,使其能够很好地封闭基层的毛细孔和裂缝,能适应复杂的施工作业面,并可自动找寻漏水部位修复已损坏的防水层,解决了防水层的窜水难题,使防水可靠性得到大幅度的提高。
SBR在非固化橡胶沥青防水涂料中起到改善其低温性能、高温性能、蠕变性能的作用。是非固化橡胶沥青防水涂料的重要改性剂之一。本文介绍了SBR用于非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法,探讨了SBR改性剂添加量对非固化橡胶沥青防水涂料性能的影响。
1、实验部分
1.1主要原材料
    基质沥青:中海沥青(泰州)有限公司AH-90﹟沥青,基本性能指标如表1所示。
    胶粉:上海路久橡塑新材料有限公司斜交胎活化胶粉(80目)。
    SBR:山东显元化工科技有限公司GSQ-1XY-5,基本性能指标如表2所示。
    软化剂:宁波博汇化工科技股份有限公司。
    专用改性剂:徐州智博防水科技有限公司。
    特殊添加剂:徐州智博防水科技有限公司。
表1:中海沥青(泰州)有限公司AH-90﹟沥青性能指标
 
 
 

序号 项目 指标
1 针入度(25℃,5s,100g),0.1mm 92
2 软化点(环球法),℃ 45.2
3 10℃延度,cm >150
4 60℃动力粘度,Pa.s 178

 

表2:山东显元化工科技有限公司SBR性能指标

 

序号 项目 范围
1 外观 白色粉末
2 粒度(目) 20
3 水分,% <2.5
4 分子量 20万~30万
5 结合苯乙烯 % 21.5~35
6 生胶门尼粘度  ML+4 38~68
7 300%定伸应力 Mpa 10~15
8 拉伸强度  Mpa >21
9 扯断伸长率 % >320

 

1.2试验设备和仪器

    实验室用高剪切混合乳化器, MODEL L4RT,英国Silverson机械公司。

    增力电力搅拌器,JJ-1,金坛市医疗仪器厂。

    低温冰柜,DB-255LT,青岛海尔特种电器有限公司。 

    电热鼓风干燥箱,101A-2,上海申光仪器表有限公司。

    电子万能拉力机,CMT6104,深圳新三思材料检测有限公司。

    数显粘度计,NDJ-5S,上海衡平仪器仪表厂。

1.3非固化橡胶沥青防水涂料的制备

    将沥青加热到140℃打入搅拌罐,加入软化剂、胶粉,搅拌30分钟,温度升到160℃,用高剪切混合乳化器进行研磨,温度升到190℃,加入专用改性剂和特殊添加剂,继续用高剪切混合乳化器进行研磨1小时,降温至160~170℃时加入SBR,继续用高剪切混合乳化器进行研磨1小时,加入填料搅拌1小时,即成橡化沥青非固化防水涂料。[1]

2结果与讨论

    非固化橡胶沥青防水涂料的主要原材料为SBR、废轮胎粉、沥青、专用改性剂和特殊添加剂。专用改性剂通过特殊添加剂与SBR、废轮胎胶粉中的碳黑、天然橡胶、SBS、抗氧化剂相互作用,能使沥青与其分子间形成稳定的化学结合,这种化学结合的高分子与沥青能在最稳定的状态下将各自的性能发挥到最大程度,从而提高了涂料的固化物含量、稳定性及产品性能。SBR的添加量直接影响着非固化橡胶沥青防水涂料的低温性能、延伸性能、粘度。

2.1 SBR对非固化橡胶沥青防水涂料高温性能的影响

    在其他原材料用量不变的情况下,只改变SBR用量,SBR的添加量对非固化橡胶沥青防水涂料高温性能的影响见图1。

图1

    非固化橡胶沥青防水涂料耐热性能试样制备和检测:将试样热熔刮涂到120mm×50mm×(2~4)mm的铝板上,涂覆面积为100mm×50mm,厚度为(2±0.2)mm,在标准试验条件下放置24h。将试件50mm短边与支架下部接触,并与水平面成45°角放入已恒温至规定温度的电热鼓风干燥箱内,试件与干燥箱壁间的距离不小于50mm,试件的中心宜与温度计的探头在同一水平位置。试件处理2h±15min后取出,观察表面。共试验3个试件。试验后记录试件有无产生滑动、流淌、滴落。

    从图1可以看出,随着SBR加入量的增加,非固化橡胶沥青防水涂料高温性能基本持平,可能是因为该涂料的耐热性主要由专用改性剂在特殊添加剂作用下高温时吸附沥青中与它结构相近似的饱和组分,当温度降低后,因专用改性剂的熔点高,它与部分被它吸附又溶解它的饱和组分一起逐渐结晶析出,进而锁定了这些饱和的油类、蜡类组分,呈现出晶格结构,从而提高了材料的耐热度,使其具有更好的耐热稳定性。而SBR对耐热度的影响不大。

2.2 SBR对非固化橡胶沥青防水涂料低温性能的影响

    在其他原材料用量不变的情况下,只改变SBR用量,SBR的添加量对非固化橡胶沥青防水涂料低温性能的影响见表3。

表3:SBR的添加量对非固化橡胶沥青防水涂料低温性能的影响

 

 

 

项目 SBR的加入量/%
0 1 2 3 4 5
低温性能/℃ -12 -16 -20 -23 -26 -30

 

    非固化橡胶沥青防水涂料低温性能试样制备和检测:在(100×100)mm的(70~90)g/m2的白纸上热熔试样,厚度为(2±0.2)mm,裁取(100×25)mm试件3块,养护24h后。将试件和直径为Φ20mm圆棒放入已调节到规定温度下的低温冰柜中,然后按GB/T 16777-2008中13章规定进行,试验时涂料面朝外。在规定温度下放置1小时,然后在冷冻液中将试件绕圆棒在3秒内弯曲180°,立即取出试件用肉眼观察试件表面有无裂纹、断裂。

    在SBR添加量为0时,非固化橡胶沥青防水涂料低温性能为-12℃,主要是由于橡胶粉和专用改性剂在起作用;在SBR添加量为6%时,低温性能达到了-30℃。随着SBR用量的增加非固化橡胶沥青防水涂料低温性能改善效果明显。

2.3 SBR对非固化橡胶沥青防水涂料延伸性能的影响

    在其他原材料用量不变的情况下,只改变SBR用量,SBR的添加量对非固化橡胶沥青防水涂料延伸性能(标准温度下)的影响见图4。

图4

 

    非固化橡胶沥青防水涂料延伸性能试样制备和检测:将两块120mm×50mm×(2~4)mm的铝板沿短边对接成一整体,两块铝板之间的缝隙不得大于0.05mm,然后按生产商要求将试样热熔到铝板上,两块铝板中间涂覆面积为150mm×50mm,厚度为(2±0.2)mm,共制备3个试件,并在标准试验条件下养护24h。将试件夹持在拉力机的夹具中心,并不得歪扭变形,记录此时延伸尺指针所示数值L0,开动拉力机,拉伸速度为10mm/min,使试件受拉至裂口从试件边缘开裂或收缩至10mm时为止,记录此时延伸尺指针所示值L1,精确到1mm。

    在SBR改性的非固化橡胶沥青承受荷载时,配方中所用的SBR粉末是由苯乙烯和丁二烯经低温乳液聚合而成的无规共聚物,1,2-聚丁二烯含量高,易发生分子链的“滑移”,可随非固化涂料中的沥青一起发生较大变形,因此随着SBR用量的增加非固化橡胶沥青防水涂料延伸性能增大。

2.4 SBR对非固化橡胶沥青防水涂料粘度的影响

    在其他原材料用量不变的情况下,只改变SBR用量,SBR的添加量对非固化橡胶沥青防水涂料165℃时粘度的影响见图5。

图5(165℃时粘度单位:cps)

    由图5可以看出:非固化橡胶沥青防水涂料165℃时粘度随SBR添加量增大而逐渐增大。其原因一方面是SBR分子分散在沥青混合料中的物理缠结使改性沥青粘度增大,另一方面,SBR吸收沥青混合料中的油分使沥青质相互之间的距离缩小,从而改变了沥青混合料的粘度。SBR用量较大时,粘度随添加量的变化更加明显。SBR加入量达到5%时喷涂施工变得比较困难。

3结语

    随着SBR加入量的增加,非固化橡胶沥青防水涂料低温性能大幅提升;高温性能基本持平;延伸性能增强;165℃时粘度逐渐增大,流动性变差,SBR加入量达到5%时喷涂施工变得非常困难。总的说来,SBR的加入对非固化橡胶沥青防水涂料改性效果比较明显,加入量达到2.5%,各项性能指标达到甚至超过《非固化橡胶沥青防水涂料》行业标准报批稿的要求。但是加入量增加到一定程度后,涂料粘度变大,不利于施工。综合实际生产、施工及成本方面的考虑,SBR的加入量应适中,最佳量为2.5-3.5%。

参考文献:

[1] 徐立.橡化沥青非固化防水涂料介绍[J].中国建筑防水,2010(8)4-6.

作者简介:徐立,男,1974年生,高级工程师,主要从事防水材料技术研究与生产工作。电话:13573337828,E-mail:xuli5853155@126.com

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