[发明专利]一种高聚物改性沥青和防水卷材及其制备方法和应用

说明书

本发明属于材料领域，具体了涉及一种高聚物改性沥青和防水卷材及其制备方法和应用。本发明选用的石油沥青与天然岩沥青进行复配使用，并以共混SBS为改性剂使得制备的改性沥青具备高抗拉强度和高延伸率，对基层收缩、变形、开裂的适应能力强的特性。将上述改性沥青与玻纤加筋聚酯胎、涤纶复合聚酯胎、钢丝加筋聚酯胎复配制备防水卷材，可使防水卷材具有良好的耐硌破性、抗碾压性、热尺寸稳定性，并且在高温重载运行过程中抗永久变形能力强，特别适用于铁路建设相关项目桥面工程，施工简单快捷。

技术领域

本发明属于材料领域，更具体地，涉及一种高聚物改性沥青和防水卷材及其制备方法和应用。

背景技术

作为国家重点项目建设防水材料之一，铁路桥涵专用改性沥青防水卷材在铁路防水建设中均发挥着重要作用。

目前,市场使用的防水卷材大部分为普通铁路桥涵专用改性沥青防水卷材，一方面材料强度，不能满足铁路桥面高温重载运行过程中的反复碾压力；另一方面材料耐撕裂性能差，不能抵御材料受环境或其它因素所产生的硌破力；第三方面选用聚酯胎生产的材料尺寸稳定性差，热熔施工完后短边易出现收缩；第四方面，材料耐久性能欠佳，不能确保满足铁路建设的防水使用年限要求。因此，亟待研发一种在保证防水卷材有一定的抗碾压力和耐硌破力，还能确保材料具有优异的耐老化性，同时还具有良好的尺寸稳定性，能确保材料热熔施工完成后，不会随着时间的推移或环境温差的变化而出现短边收缩。

发明内容

本发明的目的是提供一种高聚物改性沥青和防水卷材及其制备方法和应用，该防水卷材不仅具有良好的耐硌破性、抗碾压性、热尺寸稳定性，并且在高温重载运行过程中抗永久变形能力强，适用于铁路建设相关项目桥面工程，施工简单快捷。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种高聚物改性沥青，所述高聚物改性沥青包括：石油沥青40～50重量份，天然岩沥青10～15重量份，共混SBS 18～20重量份，聚乙烯蜡5～8重量份，补强剂3～5重量份，降粘剂3～5重量份，抗老化剂3～5重量份，无机填料5～15重量份；

其中，所述共混SBS包括0.8～1.2重量份分子量为10～13w星型SBS、0.8～1.2重量份分子量为14～16w星型SBS、0.8～1.2重量份分子量为17～19w星型SBS、0.8～1.2重量份分子量为20～22w星型SBS以及0.8～1.2重量份分子量为23～25w星型SBS。

本发明中，选用石油沥青与天然岩沥青复配使用，且为了进一步提升改性沥青的耐高温性能，同时充分利用天然岩沥青含氮量高，能使沥青本身具有对自由氧化基的高抵抗性，有效提高改性沥青的抗老化性能，优选地，所述石油沥青为AH-90石油沥青；所述天然岩沥青为布敦岩沥青；

为了提高改性剂在改性沥青中的相容性及热稳定性，将不同分子量的星型SBS混合并二次造粒后制得共混的SBS，优选地，所述星型SBS中苯乙烯的含量为40～50wt％，挥发份≤0.4％，溶体流动速率不高于0.5g/10min，300％定伸拉力≥3.5MPa，拉伸强度≥24Mpa，扯断伸长率≥750％，扯断永久变形≤40％，硬度≥85；所述星型SBS为SBS4402。

根据本发明，优选地，所述补强剂为炭黑；所述降粘剂为木质素磺酸盐；所述抗老化剂为纳米CeO₂；所述无机填料为煤矸石粉。其中，煤矸石粉为采煤或选煤过程中排放的固体废物，将其加工成粉，即可作为改性沥青填料，优选地，所述煤矸石粉的粒径为160～300目，将煤矸石粉应用于本申请中，可实现废物再利用，具有环保性。

本发明第二方面提供一种上述高聚物改性沥青的制备方法，所述制备方法包括：

1)将分子量为10～13w、14～16w、17～19w、20～22w以及23～25w的星型SBS混合剪切并挤出造粒后，制得共混SBS；

2)在175～185℃下，将共混SBS、聚乙烯蜡、石油沥青以及天然岩沥青混合溶胀后，得到第一混合物；