改性沥青涂料范文（精选11篇）
改性沥青涂料 第1篇
改性沥青防水涂料运用高分子合成技术, 加入了环氧树脂和树脂基团使本产品更具多功能与环保合一体, 赋予新产品更具防水、防腐、防潮、防霉等功效。选用进口材料和国内优质辅料, 按照国家行业标准最高等级指示生产的优质产品, 列为国家住建部重点推广产品, 寿命长, 施工方便, 长期浸泡在水里寿命在50年以上。
改性沥青防水涂料优点:改性沥青防水涂料具有适应范围广、耐候性、抗酸性、抗变形、使用寿命长、拉伸强度高、延伸率大。对基层收缩和开裂变形适应性强, 使用温度范围宽《-40度---100度》等优点。防水防腐性能优越。防水防腐寿命达50年, 被喻为“防水防腐之王”。产品固化后成橡胶状高弹性无接缝, 无接头的防水防腐层, 为连续封闭体系。在顶面、平面、立面、斜面等各种干燥基面上粘接牢固。对任何形状复杂, 管道纵横的部位都容易施工。解决了传统防水防腐材料、卷材、涂料可能出现的卷材接缝、接头、平面空鼓、立面下滑、复杂部位操作困难等难题。完全取代于传统防水防腐材料、卷材SBS、APP、油毡、沥青。防水防腐涂料等一般性防水防腐材料有着比之更好的方式, 防腐和绝缘性能, 属于1级防水防腐材料。
(来源:中国保温网)
喷洒改性乳化沥青合同 第2篇
甲方：包头市公路工程股份有限公司（青乌线一级公路项目部）
乙方：
乙方承揽甲方青乌线一级公路透层油、粘层油工程，改性乳化沥青的供应与喷洒，根据《中华人民共和国合同法》及公路工程相关规定、规范及图纸说明等，经甲乙双方协商达成如下协议：
一、供应及喷洒范围
青乌线一级公路K0+000～K50+666.7
二、期限
2013年5月1日至2013年10月20日
三、产品及喷洒要求
1、乙方必须是巴彦淖尔市内稳定的、具有多年生产经验的、定型的生产企业。
2、乙方必须提供该产品生产的资质证书（复印件），提供原材剂、乳化剂的产品合格证和材质单，并符合青乌线一级公路施工要求：
①基质沥青为：②改性剂为：③乳化剂为：
3、生产工艺为快裂型：
透层油：①蒸发残留物不小于50%±3；②喷洒量为大于0.8kg/㎡；
粘层油：①蒸发残留物不小于50%±3；②喷洒量为0.3kg/㎡；
4、乙方必须使用全自动智能型沥青洒布机进行洒布；
5、喷洒程序：
洒布机到达→取样化验→过磅→含油率合格→到达现场预热，通管→按洒喷量喷洒→收车回程装乳化沥青。
有机硅氟改性丙烯酸酯涂料的制备 第3篇
丙烯酸酯涂料可用其它树脂进行改性，发展高性能丙烯酸酯涂料也成为一种发展趋势，即大大拓宽了丙烯酸酯涂料的应用领域。有机硅单体及其聚合物具有优异的耐水性、耐高低温性、保光性、透气性等特点。利用有机硅的优点改进丙烯酸树脂的不足，以获得兼备丙烯酸树脂和聚硅氧烷优点的新型丙烯酸酯涂料，已成为当今研究的热点和难点。
2、有机硅改性丙烯酸酯的发展
有机硅树脂中Si-O键能（450kJ/mol）远大于C-C键能（345kJ/mo1）和C-O键能（351kJ/mol），具有优良的耐高温性、耐紫外光和红外辐射性、耐氧化降解性及化学品性；有机硅树脂表面能低，涂层不易积尘，具有抗沾污性。有机硅丙烯酸树脂是采用物理混拼法或化学共聚法对丙烯酸树脂进行改性，改性后的树脂兼具有机硅树脂高耐候、高抗水、高耐沾污、高防腐，以及丙烯酸树脂的柔韧性、高附着性等优点，且成本大大降低，在户外及苛刻条件下的工业和军事设施中已得到广泛使用。
3、有机硅改性丙烯酸酯聚合物的方法
3.1物理共混法
物理共混法是材料改性的常用方法之一。将有机硅聚合物直接加入到丙烯酸树脂中，或者在有机硅聚合物存在下进行丙烯酸酯的聚合。共混法是制备聚合物“合金”的重要方法，聚合物合金通过已有的聚合物进行共混改性，不仅可以获得各组分性能相补的，性能优异的新材料，而且和复合材料一样通过复合效应可得到原组分不具有的性能。聚硅氧烷与丙烯酸酯的结构和极性相差较大，表面自由能相差较大，聚硅氧烷容易向表面迁移，二者的相容性差，因而采用共混方法制备的聚硅氧烷改性丙烯酸酯聚合物的稳定性不高，常常发生相分离，很难制得性能稳定均一的硅丙树脂。
3.2化学改性法
由于分子结构自身的特点，丙烯酸树脂与有机硅的相容性差，而物理的混合方法达不到预想的改性效果。只有通过化学的方法才能达到很好的改性目的。通过化学反应，可以将有机硅分子链引入丙烯酸酯分子中，借助化学键使这两种极性相差较大的聚合物结合在一起。化学改性法将有机硅引入到有机聚合物中而达到改性的目的。
3.2.1缩（聚）合法
缩（聚）合反应是有机硅改性聚丙烯酸酯的常用途径之一，其工艺是首先制备带羟基、氨基、烷氧基或环氧基的有机硅树脂，通过缩合或缩聚反应使其与带有羟基或异氰酸酯基的聚丙烯酸酯反应，将聚硅氧烷键合到丙烯酸树脂上。例如，Mazurek等用端氨烃基取代的聚二甲基硅氧烷（PDMS）与异氰酸酯基的丙烯酸酯单体进行缩合，然后利用紫外光引发其与丙烯酸类单体共聚，合成了新型硅丙树脂。据报道该树脂在温度高于玻璃化转变温度条件下被拉长时，表现出良好的热收缩性能。
3.2.2硅氨加成法
将含有Si-H键的聚硅氧烷或聚硅氧烷低聚体与含不饱和烯键的（甲基）丙烯酸酯及其共聚物进行硅氢加成，也可将硅氧烷引入（聚）丙烯酸酯分子中。硅氢加成法的特点是反应条件温和，宜通过分子设计合成所需要的目标产物刻和耐久性。Kevin D Belfield对丙烯酸高碳醇酯（LCAA）与聚甲基氢硅氧烷（PHMS）硅氢加成反應的研究表明，丙烯酸酯发生硅氢加成主要以β-1，2加成为主，其次还有a-1，2加成和1，4-加成产物（顺式+反式），如图3.2所示。
3.2.3自由基共聚法
含双键（乙烯基或甲基丙烯酰氧基等）有机硅单体与丙烯酸酯共聚，再与D4等进行自由基共聚，或者将含乙烯基有机硅单体先与有机硅低聚体（D4）在酸性条件下开环预聚，再使之与丙烯酸酯进行自由基聚合，这两种方法均可把有机硅链段引入丙烯酸主链上，实现有机硅对丙烯酸酯的改性。常用的烯基硅单体有：乙烯基三甲氧基（乙氧基）硅烷、甲基丙烯酰氧丙基二乙氧基甲基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基（乙氧基）硅烷等。用含有r-甲基丙烯酰氧基丙基封端的甲基硅油与乙基二甲基硅烷进行1，4-硅氢加成反应，获得产物在与丙烯酸酯类单体自由基嵌段共聚，也可实现对丙烯酸酯的改性，其制备过程如图3.3所示。
4、有机硅改性丙烯酸酯的原理
4.1成膜原理
水性涂料膜的形成有三个阶段，如图4.1所示，第一阶段水分挥发，粒子紧密有序排列；第二阶段粒子发生变形；第三阶段聚合物连相互扩散和聚并形成致密膜。在树枝的设计方面，一般要求其玻璃化温度高于室温，以具备较好的力学性能。因而在水性涂料的配方中，必须使用有机成膜助剂来促进聚合物链的扩散。考虑到环保问题，这类成膜剂的用量要求尽可能减少甚至不用。解决此矛盾的方法之一是采用成膜时的后交联技术。
实现后交联技术的途径之一是通过乳液聚合将硅氧烷基团加入到聚合物主链上去，在成膜时这些硅氧烷基团再水解缩合实现后交联，反应机理如图4.2：
4.3改性原理
有机硅聚合物是一种新的强功能性高分子材料。其中硅氧烷以硅氧键Si-O-Si为骨架，并在硅原子上结合着有机基团，兼有无机和有机化合物的特点，其键能高达425kJ/mol，远大于C-C键能（345kJ/mo1）和C-O键能（351kJ/mol），Si-O-Si键角为143°而且Si-O键间存在着d-π和p-π键，这些特殊结构使其具有抗热分解和抗氧化等性能。应用于涂料工业的有机硅聚合物多为有机聚硅氧烷，是以重复的Si-O键为主链，侧基为不同的有机基团。
其反应路线如图4.3，（以-3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为例，单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯）
5、前景展望
随着经济的发展及科技的进步，发展绿色环保型涂料必将是今后的主流方向，而含硅树脂涂料则是此方向的一个重点。虽然有机硅改性涂料在诸多方面进展很大，但也有某些问题亟待解决，如有机硅氧烷单体的添加量较低，乳液粒子的结构形态还不能够准确控制；如何有效解决有机、无机两种材料的界面亲和性问题等。未来的研究方向主要是硅丙乳液的功能化，按性能需要设计核壳结构或者互穿聚合物网络结构的乳胶粒子。
总之，随着新型材料的不断开发和现有试验方法的不断改进，有机硅树脂涂料的性能也将越来越优异，以满足不同行业领域的需求。
（作者单位：吉林工业职业技术学院）
作者简介
改性沥青涂料 第4篇
1.1 技术特点
改性沥青防水涂料采用的主要原料是石油沥青, 使用胶体磨、高速剪切机等设备对石油沥青进行操作, 并且在其中添加了一些具有高弹性的防水材料, 这些材料是通过对废旧轮胎进行打磨而形成橡胶粉, 对于沥青的改性具有较好改善, 所以形成的改性沥青防水涂料粘结力非常强, 具有良好的伸展性, 在低温状态下也可以很好的自愈和粘结, 并且蠕变性也非常好。所以, 改性沥青防水涂料以其安全、方便、经济实惠、环保无污染而受到建筑工程的青睐, 是当前较好的防水涂料。
另外, 改性沥青防水涂料具有良好的压敏性, 所以在使用年限内可以保证它的粘性和自愈水平。它独有的自我修复还可以使得建筑工程的防水期限更长, 避免建筑工程因漏水而进行的多次修复。
1.2 研发意义
首先, 改性沥青防水涂料可以有效的解决建筑工程的渗透问题, 大大提高工程的使用期限。其次改性沥青防水涂料对于常见的地基变形造成的过程渗透现象可以有效解决, 提高防水层的耐久性, 加强建筑工程的质量水平, 减少防水层出现问题而引起的后期维修。最后, 改性沥青防水涂料符合当前我国的环保标准, 在节能方面具有相当的优势。改性沥青防水涂料和传统的防水涂料相比, 它要求的施工温度比较低, 所需的热量很少, 也没有太多的有害气体, 并且基本上没有VOC的排放, 所以在使用过程中是安全可靠的, 操作上也较其他材料更为简单快捷。
2 改性沥青防水涂料的发展过程
纵观沥青防水材料的发展, 最早可以追溯到上世纪八十年代。溶剂型改性沥青防水材料和水乳型氯丁橡胶改性沥青防水涂料的出现, 带动了防水涂料的大发展, 后来出现了溶剂型和水乳型SBS改性沥青防水涂料, 水乳型丁苯橡胶改性沥青防水涂料等品种。
第一, 沥青基防水涂料。沥青基防水涂料一般是水乳型的, 它是通过乳化剂在搅拌机中搅拌制作而成。沥青被搅拌机分割为微小的分立, 经过乳化剂的作用漂浮在水上。而沥青基防水涂料通常是厚重的材料, 这些沥青在没有改性的时候, 没有良好的抗开裂性, 所以在现实的情况下使用的不多, 并且逐渐在被淘汰。
第二, 聚合物改性沥青基防水涂料。聚合物改性沥青防水涂料在性能上表现为优异, 在市场竞争中也占据着较大的优势。当前聚合物改性沥青防水涂料在产品上主要有以下几种:水乳型丁苯橡胶沥青防水涂料、溶剂型和水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料、溶剂型和水乳型SBS改性沥青涂料等。
3 改性沥青的发展前景与展望
3.1 改性沥青防水涂料的发展前景
改性沥青防水涂料可以解决多种问题, 例如由于基层开裂导致防水层的断裂、让防水层位于高应力状态下提前老化、挠曲疲劳破坏等。因为蠕变型材料具有粘滞性, 所以可以堵塞基层的毛细孔和裂缝, 能够解决防水层的窜水难题, 大范围的提升防水层的可靠性能。
建筑防水材料在很多地方都被使用, 如今在房屋建筑的室内、外墙、地下、屋面等领域应用较为广泛, 另外地下铁道、隧道、高速公路和铁路的桥梁、城市道路桥梁和地下空间都在使用, 还应用在水利发电、水库、引水渠等水利工程。如今, 建筑技术得到了日新月异的发展, 社会也在不断进步当中, 建筑防水材料也向多种地方发展应用。
据相关数据表明, 在连续6年的发展过程中, 沥青表观消费量持续提高, 究其原因, 主要由于中国公路建设规模不断变大, 尤其是2009-2010年大量项目通车直接加大了了沥青用量。在2012年, 焦化、调油等衍生需求不断加大, 直接导致消费量宽幅变大。制约消费量波动的关键因素就是产量, 也是促进消费量不断加大的原动力。2007年, 中国沥青市场的对外依存度达到了25%, 到2012年数字降到了13%。百川资讯的数据资料表示, 2006年的国内沥青表观消费量为1352万吨, 到2012年数字达到了2126万吨, 增幅为57%。表观消费量大面积加大的原因为国内公路建设规模持续上涨。2011年的表观消费为1898万吨, 到2012年同比相比增幅为12%。如今, 市场需求量不断加大, 市场前景一片看好。
3.2 改性沥青防水涂料的未来展望
1) 强化管理力度, 加大研发程度。现在, 国外防水涂料逐渐转向水性环保型, 例如水性聚氨酯防水涂料、高性能水性聚合物改性沥青防水涂料等。所以说, 不仅仅要强化市场管理水平, 坚决执行检验制度, 还要下大力气研发水性聚氨酯防水涂料、高性能水性聚合物改性沥青防水涂料, 以此改进和增加品种。
2) 研究开发多功能防水涂料。不仅仅兼具防水功能, 还能保护到防水层, 而且对太阳光和紫外线起到反射作用。室内温度大大降低, 不仅可以减少空调使用费, 还能加大防水层的使用年限。同时, 隔热型、阻燃型等建筑防水涂料也在大力的研发中。
4 结语
与其它的防水涂料相比, 高聚物改性沥青防水涂料的防水性能比较好, 同时, 价格比较实惠, 在我国防水材料市场具有较高的影响力。国内市场呈现一片红火的状态, 改性沥青防水涂料技术也可到了空前的进步, 在技术的助力下, 改性沥青防水涂料的应用范围更加广阔。在今后的数十年里, 技术更是发展迅速, 也会改进现有的缺陷, 使得改性沥青防水涂料的性能更加良好, 在防水材料市场中占据一席之地。
摘要：对于建筑工程而言, 防水问题是影响着工程整体质量安全的重要问题, 不管是在工业建筑还是在民用建筑上, 防水是必须解决的重要课题。但是当前在我国的相关建筑工程中, 防水问题一直是难以解决的重大难题。本文从我国建筑工程的防水实际情况出发, 讨论了改性沥青防水涂料的产生和发展, 对于它的特性和意义进行了总结, 并且就其在防水方面的功能和发展前景进行了展望。
关键词：改性沥青防水涂料,技术特点,发展前景
参考文献
[1]闵楠;浅谈建筑防水工程技术的发展[J];科技致富向导;2014 (01)
[2]孔宪明;我国改性沥青技术的发展[J];中国建筑防水;2014 (09)
沥青阻燃改性技术的研究 第5篇
关键词：沥青阻燃改性技术；阻燃机理；SBS阻燃改性沥青
1、引言
近几十年来，随着我国科学技术的不断进步，沥青作为基础的建设原材料，其应用技术以及应用领域也在不断的发展当中。但是，沥青自身的易燃性使得在高温情况下容易被引燃，且燃烧时会伴随大量的浓烟和热量，危险性极大，因此，对于沥青阻燃技术的研究显得非常有必要。一些研究人员利用阻燃技术在高聚物领域的实践经验来应用到沥青阻燃过程当中，取得了一定的进展。
2、沥青阻燃机理
沥青的阻燃机理主要有吸热、不燃气体窒息、覆盖以及抑制链反应等几种作用。
2.1 吸热作用
阻燃剂可在高温条件下发生很强的吸热反应，并吸收燃烧放出的一些热量，从而将可燃物表面的温度降低，抑制可燃性气体生成的，最终达到阻燃的目的，阻止了燃烧的蔓延。
2.2 不然气体窒息作用
当阻燃剂受热时会分解出如CO2、CI、NH2、HBr等不然气体，这些气体可以有效地稀释可燃物分解出来的可燃气体，将可燃气体的浓度降低到燃烧以下。与此同时，也可以有效地稀释燃烧区内的氧气的浓度，阻止了燃烧的继续进行，进而达到阻燃的目的。
2.3 覆盖作用
在高温情况下，阻燃剂能形成稳定泡沫覆盖层或玻璃状，隔绝了与空气的接触，达到隔氧、隔热的目的、阻止可燃气体向外溢出的目的，进而起到阻燃的作用。
2.4 抑制链反应
从燃烧链反应理论进行分析，维持燃烧所需要的是自由基。引入卤素的阻燃剂可有效地捕捉到燃烧反应中的自由基，并且能作用在气相燃烧区。使燃烧区的火焰密度下降，阻止了火焰的传播，最终降低燃烧反应的速度直至燃烧的终止，达到阻燃的目的。
3、沥青阻燃剂
目前常用的阻燃剂有硼酸锌、镁铝阻燃剂、消烟剂、卤系阻燃剂及其协效剂。
3.1 卤系阻燃剂及其协效剂
卤系阻燃剂是通过气象机理实现阻燃效应的。卤系阻燃剂的主要特点是用量少、阻燃的效率高、基本不影响材料的性能等，但是也有不足之处，在燃烧及热裂过程中会产生大量的腐蚀性气体和烟尘。所以卤系阻燃剂通常与协效剂混合使用，较为常用的协效剂为硼酸锌。
研究表明十澳二苯醚会对沥青中的含氧指数有很大的影响，十澳二苯醚在初始受热时会发生热分解反应释放出一定量的不燃气体，同时吸收部分热量，起到气象屏蔽阻燃效果的。HBr还有一定的捕获沥青燃烧及裂解反应中的自由基，切断了自由基的连锁反应，大大降低了沥青的燃烧速度。
3.2 硼酸锌
硼酸锌具有无毒、无刺激、价格低廉等优点，常用作协效剂。在300℃左右时会释放出一定量的结晶水，形成固相覆盖层，隔绝燃烧表面空气，阻止火焰的继续燃烧。在卤素化合物的存在下会生成、卤化锌、卤化硼，捕获并抑制游离的羟基，阻止燃烧的继续进行。
3.3 铝镁阻燃剂
铝镁阻燃剂通常指氢氧化镁和氢氧化铝。此类阻燃剂的阻燃机理是覆盖和释水吸热作用。铝镁阻燃剂不仅价格低廉，而且具有抑烟或低烟、低毒、低腐蚀等优点，但是在实际应用中，所需添加的量较大，又是甚至达到基材的60％以上，所以，此类阻燃剂通常不是单独使用，而是和红磷、卤系阻燃剂等共同使用。
3.4 消烟剂
沥青在燃烧过程中会释放大量的黑烟，大大降低了火灾现场的能见度，这样就会贻误对现场生命财产的抢救和灭火的时机。因此，对沥青的“阻燃”比“抑烟”更加重要，尤其是锑化合物和含卤素的阻燃剂是主要的发烟源。通常用硼酸锌、二茂铁、三氧化钥和无机氢氧化物等。
4、SBS阻燃改性沥青技术指标的研究与确定
SBS阻燃改性沥青是目前应用较多、技术相对成熟的阻燃改性沥青。阻燃改性剂采取了直接添加到沥青混合料拌合的方式，不仅方法简便，而且混合料现场取样测试结果良好。经试验表明(表1为某试验SBS改性沥青和SBS阻燃改性沥青各性能参数)，阻燃沥青不仅在沥青改性过程中不会降低SBS改性沥青的性能，且生产工艺简单，有望实现SBS阻燃改性沥青的工业化生产。
5、沥青阻燃性能的评价方法
目前对于沥青材料的阻燃性能测试标准尚未成熟，沥青阻燃性能的测试主要还是参照以往的评价塑料材料阻燃性能的测试方法，例如水平及垂直燃烧测定法、氧指数测定法、锥形量热仪法。
5.1 水平及垂直燃烧测定法
UL94可燃性测试属于美国安全保险材料研究室开发的方法，可用来初步评价被测塑料是否适用于某一特定应用场所，时目前较为广泛的引用和使用的塑料可燃性测试方法之一。ANSIUL94、IS012992(1995)、GB4608－1996都有测定塑料可燃性的标准方法的规定。
属于94HB的阻燃材料通常使用水平燃烧测定方法；属于UL94－O、V－1或V－2的阻燃材料通常使用垂直燃烧测定方法。适用于UL94方法的塑料的垂直燃烧实验可根据熔滴是否引燃脱脂棉和试样燃烧时间等结果将阻燃分为V－2、V－1、V－0、5－V四个等级，其中5－V是阻燃阻燃级，V－2是最低阻燃级。对阻燃油毡采用处置燃烧法对其性能进行分析可得，随着阻燃剂的剂量增加，沥青的垂直燃烧速度也将变大，阻燃性能相对的也有所改善。
5.2 氧指数测定法
氧指数测定法即指极限氧指数法。氧指数是衡量材料的火灾危险性的指标，可以通过测定被点燃的难易程度来判断。IS04589(1996)、ASTMD2863、GB2406－1980都有标准测试方法的规定。极限氧指数法指在规定的试验条件下，试样在氮氧混合气体中保持有焰燃烧所需的最低氧气浓度。材料在空气中与火焰接触是燃烧的难易程度以氧气所占的百分比来表示。通常易燃材料的氧指数小于7％，可燃材料的氧指数大于等于7％而小于32％，难燃材料的氧指数为32％。在日常生活中，通常对材料阻燃性能的评价就依据氧指数来判断。目前国内很多专家正对沥青中的氧指数的影响因素进行研究，并重点对试样量、试样温度以及燃烧时的气流进行测试和分析。并考察了三氧化二锑、十嗅联苯醚、氢氧化镁和硼酸锌阻燃剂对基质沥青的阻燃效果以及其中的一些协同效应。通过对几种阻燃剂的沥青氧指数分析，发现单一阻燃剂可有效提高沥青的氧指数，但是没有协同阻燃剂的效果明显。
5.3 锥形量热仪法
锥形量热仪法的试验比极限氧指数法的试验更接近材料的实际燃烧情况，IS05660－1(1993)及ASTMEl354(1990)明确规定了锥形量热仪法是目前应用较为广泛的对塑料燃烧速度进行测定的方法。该方法可用于测定材料的有效燃烧热、质量损失速率、引燃时间、烟密度等有关材料阻燃性能的参数。该方法在阻燃塑料应用中效果较为明显，也在阻燃塑料中有广泛应用，但是还未使用在阻燃沥青中。
6、结语
改性沥青涂料 第6篇
近年来,我国道路建设发展迅速,道路等级不断提高,桥梁构造物所占比例越来越大。桥梁作为道路的重要环节,其正常使用对道路的运行起着非常关键的作用。国内上世纪90年代初建设的道桥桥面铺装基本上不设防水层,投入使用不久,桥面沥青混凝土铺装层就出现严重的破损、开裂、坑槽、涌包等早期破坏现象,严重影响桥梁使用寿命和行车的舒适性、安全性[1]。因此,做好桥面防水处理是保证和提高桥梁的耐久性,预防冻融破坏、钢筋腐蚀、碱集料反应,使桥面免遭破坏、延长使用寿命的必要措施。随着道桥防水技术研究的不断深入,我国颁布实施了道桥用防水材料的行业标准,对推动我国道桥用防水材料的技术升级、更新换代和健康发展发挥了重要作用,并为确保道桥工程质量提供了技术支持。
为满足道桥防水市场的需求,我公司根据JT/T5352004“路桥用水性沥青基防水涂料”和JC/T9752005“道桥用防水涂料”标准的要求,研发了WFT-306道桥用聚合物改性沥青防水涂料(以下简称WFT-306防水涂料),该涂料是以优质石油沥青为基料,采用多种高分子聚合物为改性剂,添加特别助剂经科学生产工艺制成的新型水性环保防水材料。该涂料无毒、无味、不污染环境,可在常温下进行冷施工,同时具有较好的耐热性、低温柔性、粘结性和抗剪切性,可防止渗水造成的结构破坏,延长公路桥梁的使用寿命。下面就该涂料的研究作一介绍。
2 配方、生产工艺与性能指标
2.1 主要原料及基本配方(见表1)
2.2 生产工艺
阳离子氯丁胶乳改性乳化沥青的生产采用二次热混合法,即阳离子氯丁胶乳经过两次热混合分散过程,其特点是分散性好、有较好的改性效果[2]。
2.2.1 工艺流程图(见图1)
2.2.2 生产操作过程
1)将石油沥青加入到搅拌罐A中,慢慢升温到180℃,然后降温到160~170℃,加改性树脂,使其搅拌熔化,降温到120~130℃待用。
2)将改性胶乳、水、乳化剂、稳定剂、消泡剂,加入搅拌罐B中加热,充分搅拌均匀,调p H值达到工艺要求,于70~80℃保温待用。
3)将70~80℃的乳化液和120~130℃的沥青树脂液打入乳化罐C中进行搅拌乳化,得到初步改性沥青乳液。再经过胶体磨便得到微粒均细化、性能稳定的改性沥青乳液。
4)按配方计量要求,称取定量水注入分散罐D中,开动搅拌,加入各种助剂搅拌均匀,调p H值达到工艺要求;在高速分散状态下,加入硫化剂、复合增强剂、填料,加完后高速分散20~30 min;再将该浆料通过砂磨机,研磨到要求的细度(一遍或多遍)。该料称为复合增强浆料。
5)将制备好的改性沥青乳液加入涂料调配罐中,在搅拌状态下加入复合增强浆料,搅拌均匀后,加入消泡剂,低速搅拌均匀即为成品,最后过滤、包装。
2.3 物理力学性能(见表2)
3 涂料性能的影响因素
3.1 生产工艺对涂料性能的影响
改性乳化沥青的制备工艺有三种:二次热混合法、一次热混合法、一次冷混合法[3]。试验证明,三种制备工艺中二次热混合法效果最好。在同等原材料的条件下,一次冷混合法制备的改性乳化沥青涂料不稳定、易分层,其性能指标也较差;二次热混合法制备的改性乳化沥青涂料稳定性最好,其性能指标也最好。
3.2 胶乳的加入量对涂料性能的影响
胶乳是该涂料的主要成膜物质,其用量对涂膜的性能起决定性的作用。通过试验表明,在同等条件下,随着胶乳用量的增加,其低温性能、不透水性均得到提高;其加入量在30%~40%时,能满足标准要求。胶乳添加量对涂膜性能的影响见表3。
3.3 增塑剂对涂料性能的影响(见表4)
从表4中可以看出,增塑剂对改性沥青的乳化、涂膜的低温性能、拉伸强度有很大的影响。试验表明,增塑剂用量为沥青量的5%~10%(质量分数)时,改性沥青的乳化性、涂膜的低温性能、拉伸强度均较好。
3.4 硫化剂对涂料性能的影响
硫化剂的加入量虽少,但作用很大,能使涂膜的交联密度增加,提高涂膜的拉伸强度和耐热性,使涂膜的不透水性得到加强,但对涂膜的延伸率影响不大。硫化剂的加入量和加入工艺应特别注意,否则会造成涂料生产过程中发生交联而破乳。
3.5 复合增强剂对涂料性能的影响
4 结论
以氯丁胶乳改性沥青乳液为基料,添加优质助剂和复合增强剂,可以制备涂料体系稳定、符合JC/T9752005行业标准的道桥防水涂料。
试验证明,氯丁胶乳改性沥青采用二次热混合法制备工艺,改性效果最好;氯丁胶乳在涂料中的含量只有达到30%~40%时,涂料及涂膜性能才有理想的结果;硫化剂和复合增强剂的使用,使防水涂料的成膜效果更好,拉伸强度提高,不透水性好,延伸率高,适应桥梁结构变形的需要。
复合增强剂可明显增强涂膜的拉伸强度和粘结强度。对比试验表明,不加复合增强剂涂膜拉伸强度为0.81 MPa,断裂伸长率为1968%;加了复合增强剂涂膜拉伸强度为1.68 MPa,断裂伸长率为1632%。由此说明,复合增强剂的加入可明显提高涂料的力学性能。同时,该复合增强剂具有透气性,可避免高温天气涂膜起鼓、起泡引起剥离而影响防水效果。
参考文献
[1]朱志远.道桥用防水卷材、防水涂料技术标准的研究.中国建筑防水,2004增刊:118-124
[2]沈春林.路桥专用防水涂料的研制.中国建筑防水,2004(7):24-26
改性沥青涂料 第7篇
1 实验部分
1.1 原材料
乳化沥青:Tg=-20℃,固含量65%,淄博天为能源科技开发有限公司;丙烯酸酯乳液(953M):Tg=-16℃,固含量54%,上海保立佳化工有限公司;CRL:Tg=-42℃,固含量35%,pH>7,上海成凯丰化工有限公司。
1.2 测试方法
拉伸强度按GB/T 234452009《聚合物水泥防水涂料》检测,其他指标按JC/T 4082005《水乳型沥青防水涂料》检测。
2 结果与讨论
2.1 单一高分子乳液改性
分别考察CRL和953M乳液对乳化沥青的改性效果,主要评价指标为拉伸强度、断裂延伸率、粘结强度和低温柔性。结果见图14。
从图1、图2可以看出,改性沥青的拉伸强度、断裂延伸率随高分子乳液添加量的增加而增大,基本呈线性关系,CRL对拉伸强度与断裂延伸率的改善尤为明显。图3表明,953M乳液对改性沥青粘结强度的改善较为明显,而CRL对粘结性能的改善效果不大,这可能与CRL干固后的憎水性及较强的内聚力有关。从图4可以看出,在低温柔性方面,CRL的优势非常明显,而953M乳液则相对较弱。
2.2 复合高分子乳液改性
CRL对乳化沥青的改性优势在拉伸强度、断裂延伸率、低温柔性等方面,而对粘结强度的改善不明显,单一采用CRL改性的沥青防水涂料容易起鼓、脱落;而953M乳液对乳化沥青的改性比较平衡,对粘结强度的改善尤其突出。本课题研究了采用953M乳液与CRL复配作为改性剂对乳化沥青的改性效果,主要考察改性沥青的粘结强度,结果见图5。其中n1、n2、n3分别表示乳化沥青与复合高分子乳液的质量比5∶5、6∶4、4∶6,考察在两者不同比例的情况下,复合高分子乳液改性剂对改性沥青粘结强度的影响。从图5可以看出,在CRL与953M乳液的质量比接近4∶6时,改性沥青的粘结强度开始急剧下降,表明CRL对改性沥青粘结力影响开始渐渐加大,特别是在复合高分子乳液改性剂占乳化沥青比例增大的情况下,这种趋势更为明显。综合考虑,将CRL与953M乳液的质量比确定为2∶8,此时n1、n2、n3对应的粘结强度分别为0.79 MPa、0.65 MPa、0.94 MPa。
3 高分子乳液改性沥青防水涂料的研制
根据上述试验结果,拟定复合高分子乳液改性沥青防水涂料的配方,见表1,复合高分子乳液改性剂与乳化沥青的质量比为1∶1。
根据表1配方制得复合高分子乳液改性沥青防水涂料,并对其进行性能测试,将测试结果与JC/T4082005《水乳型沥青防水涂料》和JC/T 8642008《聚合物乳液建筑防水涂料》标准对比,结果见表2。
从表2可以看出,复合高分子乳液改性沥青防水涂料性能优良,粘结强度、拉伸强度远超JC/T 4082005标准的要求,并且碱处理、水处理、热处理后的性能保持率优异。究其原因,与涂料本身的构成有关:1)不含增塑剂,无挥发溶剂成分。本研究制得的复合高分子乳液改性沥青防水涂料不含易挥发有机溶剂,也不含DBP、DOP等增塑剂,完全靠涂料中的丙烯酸酯、氯丁胶乳等高分子聚合物内增塑,故产品热稳定性和低温柔性较好。2)沥青的憎水效果。涂膜干固后,水分挥发,乳化沥青即破乳,均匀填充于涂膜中。由于沥青具有憎水、斥水效果,水分很难进入涂膜内部,因此涂膜耐水、耐碱性好,这一点是纯乳液型聚合物乳液建筑防水涂料不能比拟的。
复合高分子乳液改性沥青防水涂料为水性环保涂料,适用于屋面、地下室、厨卫间、水池、隧道、桥梁等,只要涂膜厚度达到标准要求,完全可以作为一道防水。该涂料施工工艺简单,防水工程有设计要求时按要求施工;无设计要求时,建议其用量不低于2.5kg/m2。施工时,上道涂膜实干后方可涂刷下一道,一次涂刷不能太厚,一般以3次涂刷为宜;若工程或构筑物防水部位需要加强时,可用聚酯类无纺布进行增强;施工过程中,严禁踩踏未干的涂膜层,不得在雨天、气温低于5℃的情况下施工。
4 结论
1)分别对氯丁胶乳和丙烯酸酯高分子乳液改性乳化沥青的性能进行了研究,试验表明,氯丁胶乳对乳化沥青的改性优势主要体现在拉伸强度、延伸率、低温柔性上,而粘结强度改性效果差;丙烯酸酯乳液改性的优势主要体现在粘结强度上。
2)采用氯丁胶乳和丙烯酸酯乳液复配作为改性剂可有效改善乳化沥青的综合性能,通过试验确定氯丁胶乳和丙烯酸酯乳液的质量比为2∶8,乳化沥青与复合高分子乳液改性剂的质量比为1∶1时制得的复合高分子乳液改性沥青防水涂料的综合性能较优。
摘要：分别采用丙烯酸酯乳液和氯丁胶乳对普通乳化沥青进行改性,试验表明,采用单一的高分子乳液改性的乳化沥青性能不全面,复合高分子乳液改性的乳化沥青拉伸强度高、延伸率大、粘结强度大,并且低温柔性较好。本研究通过试验确定了丙烯酸酯乳液和氯丁胶乳的配比,以及复合高分子乳液与乳化沥青的配比,制得的改性沥青防水涂料综合性能较优。
关键词：高分子乳液,改性沥青涂料,丙烯酸酯乳液,氯丁胶乳
参考文献
[1]于年旭,杨继海.水乳型沥青防水涂料及其在防水工程中的应用前景[J].中国建筑防水,2006(9):13-16.
[2]韩丙勇,雷大章,王华年,等.丁苯橡胶改性阳离子乳化沥青的研制[J].山东建材学院学报,1997(11):53-54.
改性沥青涂料 第8篇
1 改性原理及实验方法
1.1 改性原理
在铺路的热熔沥青中加入纤维对其进行改性, 纤维的加入可使沥青用量增加、沥青膜增厚, 较厚的沥青膜减慢了沥青的老化速率, 提高了沥青混合料的耐久度;纵横交错的纤维会吸附沥青, 增大了结构沥青的比例, 减少了自由沥青的比例, 使沥青膜处于比较稳定的状态;纤维使沥青矿粉胶浆的黏滞性增强, 软化点提高, 从而提高了沥青混合料的高温稳定性;纤维还可以提高沥青矿粉胶浆的粘结力, 增加沥青与矿料的粘附性和握裹力, 提高集料之间的粘结力, 改善沥青混合料的力学性能。铺路沥青中加入纤维后, 纤维均匀分布于沥青胶浆中, 跨越沥青混合料中的空隙与裂纹, 形成“桥接作用”, 对沥青基体裂纹扩展起到阻滞作用, 大大提高沥青胶浆的裂纹自愈能力, 大幅度推迟其老化、破坏时间, 增强弹性恢复性能, 提高混合料的抗裂性能和抗疲劳开裂能力[1]。在工程塑料改性中, 可通过适当地添加玻璃纤维使材料的强度指标迅速上升, 满足使用要求。由此得到启发, 在水性乳化沥青防水涂料中加入一定量的纤维 (木质纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维或玻璃纤维等) , 纤维在体系中不规则分布, 纵横交织地形成纤维骨架结构, 具有相互咬合效应及“加筋”作用[2], 也可看成是一种“胎体”, 在涂料干固成膜后起到增强作用。
1.2 实验方法
本研究采用以下配方作为纤维改性水性乳化沥青防水涂料的基础配方:乳化沥青95% (质量分数, 下同) , 橡胶乳液4%, 其他助剂1%。通过考察纤维种类、长度和添加量对水性乳化沥青防水涂料性能的影响, 寻找最适合水性乳化沥青改性的纤维种类、长度和具体掺量。
2 结果及分析
2.1 纤维种类对水性乳化沥青防水涂料性能的影响
不同纤维有着不同的特点, 聚酯纤维 (聚对苯二甲基乙二酯) 具有细度大、强度高、易分散的特点;聚丙烯纤维较柔软, 易于在水中润湿;玻璃纤维抗腐蚀性好, 机械强度高, 但缺点是脆、无延伸, 耐磨性较差。本文选取聚酯纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维和木质纤维进行对比实验, 主要考察了改性水性乳化沥青防水涂膜的拉伸强度、断裂延伸率、耐热度和低温柔性, 结果见表1 (纤维添加量为1%) 。
从表1可以看出, 在改性水性乳化沥青防水涂料中, 玻璃纤维的添加虽然大大提升了涂膜的拉伸强度, 但断裂延伸率下降明显;木质纤维可保持涂膜原有的延伸性能, 但强度增加甚小, 这是因为木质纤维相对较细小, 添加后起到的骨料和“加筋”作用不明显, 且木质纤维相对较轻, 还具有一定吸水性, 在涂料中不易搅拌分散;聚酯纤维和聚丙烯纤维对水性乳化沥青防水涂料的改性效果明显, 改性后涂膜的拉伸强度分别为1.6 MPa与1.3 MPa, 提升明显, 虽然断裂延伸率分别下降到了356%与464%, 但是仍完全满足一般防水涂料的延伸率要求, 并且两种纤维改性后水性乳化沥青防水涂膜的综合性能相当。从表1还可以看出, 1%的纤维添加量对水性乳化沥青防水涂膜的低温柔性无明显影响, 但可改善其耐热性能, 这也是因为纤维的添加起到了“加筋”和“桥接”作用, 并通过沥青把纤维有机地结合在一起, 很好地分散了涂膜在高温时的自重下垂应力。依据表1的实验数据, 选用了聚酯纤维和聚丙烯纤维同时进行下一步研究。
2.2 纤维添加量对水性乳化沥青防水涂料性能的影响
为了找到纤维的最优掺量, 考察了聚酯纤维和聚丙烯纤维不同掺量下改性水性乳化沥青防水涂料的拉伸强度和断裂延伸率, 结果见图1、图2。从图1可以看出, 改性水性乳化沥青防水涂膜的拉伸强度随纤维添加量的增加而增大, 当纤维添加量为0.8%时, 涂膜的拉伸强度达到最大值, 后续再添加纤维, 涂膜的拉伸强度反而减小。这主要是因为当乳化沥青防水涂料体系中, 纤维添加适量时, 沥青乳液能很好地对纤维进行包裹, 增大内应力, 从而增大拉伸强度;当纤维添加过量后, 沥青乳液不能很好地对纤维进行包裹, 导致干固后的涂膜拉伸强度下降。图2表明改性水性乳化沥青防水涂膜的断裂延伸率随纤维添加量的增加而减小, 其原因是随着纤维添加量的增加, 体系中大量的沥青乳液对纤维进行包覆, 提供延伸性能的沥青组分相对减少, 从而导致涂膜的延伸性能急剧下降。实验中还发现, 添加纤维的水性乳化沥青防水涂膜都存在着局部不平整现象, 纤维添加量越大, 涂膜的局部不平整程度越明显, 这也导致了拉伸时涂膜会先从较薄的地方断裂, 同时也说明了过量添加纤维会使涂膜的拉伸强度减小。
2.3 纤维长度对水性乳化沥青防水涂料性能的影响
聚酯纤维和聚丙烯纤维的添加量定为0.8%, 进一步研究纤维长度对改性水性乳化沥青防水涂料性能的影响, 结果见图3、图4。
由图3可知, 改性水性乳化沥青防水涂膜的拉伸强度随纤维长度的增加而增大, 这主要是纤维越长, 纤维之间的搭接和贯穿交织越充分, “加筋”效果越明显, 被沥青包裹的纤维之间的应力就越大, 其宏观表现即为涂膜的拉伸强度大。从图4可以看出, 改性水性乳化沥青防水涂膜的断裂延伸率随纤维长度的增加而急剧降低, 这是因为涂膜中纤维之间的应力一旦被外力破坏, 涂膜就会出现受力不均的现象, 就会从最薄弱的地方开始断裂, 而纤维添加量越大, 涂膜的局部不平整程度越明显, 越容易断裂, 从而使得延伸性能迅速下降。综合图3和图4, 聚酯纤维和聚丙烯纤维的长度为3 mm时, 改性水性乳化沥青防水涂料具有良好的综合性能。
通过上述实验结果可知, 聚酯纤维和聚丙烯纤维对水性乳化沥青防水涂料的改性效果较优异, 纤维长度应选择3 mm, 添加量在0.5%~0.8%。参照JC/T4082005《水乳型沥青防水涂料》标准对改性前后的水性乳化沥青防水涂料进行检测, 其性能对比结果见表2。从表2可以看出, 聚酯纤维和聚丙烯纤维改性的水性乳化沥青防水涂料的拉伸强度得到了明显改善, 不透水性的耐水压明显提高, 高温性能和粘结强度有所改善, 还具有良好的延伸性能。
3 结论
实验表明, 纤维添加到水性乳化沥青防水涂料中, 确实起到了“加筋”和“桥接”作用, 能明显提高涂膜的拉伸强度;但由于被沥青包裹的纤维之间存在着应力, 以及加入纤维后涂膜的平整度受到影响, 改性后涂膜的延伸性能也会受到较大的影响。聚酯纤维和聚丙烯纤维对水性乳化沥青防水涂料的改性效果较为明显, 能大大提高涂膜的拉伸强度和不透水性, 一定程度上改善涂膜的高温性能和粘结强度, 对涂膜的低温柔性无不良影响, 虽会降低涂膜的延伸性能, 但仍能满足标准要求。研究结果表明, 合适的纤维长度为3 mm, 添加量为0.5%~0.8%。
参考文献
[1]王成平, 王争.掺聚酯纤维沥青混合料性能评价及施工工艺研究[J].公路交通技术, 2006 (6) :50-53.
稀土改性水性氟碳涂料的研究 第9篇
关键词：稀土,二氧化铈,水性氟碳涂料
0前言
镧、铈、镨、钕等17种稀土元素由于原子结构特殊,电子能级异常丰富,具有许多优异的光、电、磁、核等特性,加之化学性质十分活泼,能与其它元素组成品类繁多、功能千变万化、用途各异的新型材料,被称为“现代工业的维生素”和神奇的“新材料宝库”,已广泛应用于冶金、机械、石油、化工、玻璃、陶瓷等传统产业领域[1,2]。其中二氧化铈具有丰富的4F电子层能级结构,使得它可以通过电子跃迁吸收紫外线能量,然后以低能级的光(可见光和红外线)和热能的方式放出,可以有助于防止材料老化。特别是纳米二氧化铈具备紫外线吸收和反射双重效应,防止高分子材料老化的功能将更强,同时纳米二氧化铈还具有高表面活性,可以赋予材料一些特殊的功能,如杀菌、防霉等。
水性氟碳涂料除了具有传统氟涂料超强的耐候性、耐化学腐蚀性、耐沾污性等优良性能外,还具有环保的优点,符合涂料的发展趋势,成为国内外学者研究的热点[3,4]。本试验利用稀土二氧化铈的特殊性能对水性氟碳涂料进行改性,进一步提高涂料的耐人工老化性的同时,还赋予水性氟碳涂料杀菌、防霉的功能。
1 实验
1.1 主要原料
水性氟碳乳液,大连振邦氟涂料股份有限公司;微米二氧化铈(Ce O2)、纳米二氧化铈(Nano-Ce O2)、纳米二氧化铈水分散液,惠州瑞尔新材料科技有限公司;涂料助剂、颜填料,均为市售。
1.2 涂料参考配方(见表1)
1.3 性能测试
涂料的常规性能按GB/T 97552001《合成树脂乳液外墙涂料》的规定进行测试,防霉性能按GB/T 174189《漆膜耐霉菌测定方法》进行测试,抗菌性能参照GB 159792002《产品抑菌和杀菌性能与稳定性测试方法》附录C、中华人民共和国卫生部《消毒技术规范-抑菌试验》(2002年)中的奎因试验方法和日本食品分析中心制定的抗菌材料(制品)膜复盖法进行测试。
2 结果与讨论
2.1 二氧化铈对涂料老化性能的影响
2.1.1 二氧化铈状态对涂料老化性能的影响
目前市售二氧化铈主要有微米二氧化铈、纳米二氧化铈、纳米二氧化铈水分散液3种。通过试验表明,纳米二氧化铈特别是纳米二氧化铈水分散液对涂料耐老化性的提高较为明显,添加1%可提高涂料的耐人工加速老化超过600 h,这与它的纳米效应及良好的分散性有直接关系。而微米二氧化铈的加入对提高耐老化性没有明显效果。试验结果见表2。
注:涂料颜料体积浓度(PVC)为38.5%;未添加二氧化铈的涂料耐人工老化3000 h出现轻微粉化;二氧化铈在研磨阶段加入,添加量为配方总量的1%(以固体分计,下同)。
2.1.2 纳米二氧化铈添加方式对涂料耐老化性的影响(见表3)
注:涂料PVC为38.5%;未添加二氧化铈的涂料耐人工老化3048 h时出现轻微粉化;二氧化铈添加量为配方总量的1%。
由表3可见,纳米二氧化铈粉末在研磨阶段加入效果明显,而在调漆阶段加入几乎起不到应有作用,这是由于调漆阶段的剪切力小,分散不佳所致;而纳米二氧化铈水分散液具有较好的分散性,在2个阶段加入均能起到良好的效果。
2.1.3 纳米二氧化铈用量对涂料耐老化性的影响(见表4)
注:涂料PVC为38.5%;使用纳米二氧化铈水分散液,在研磨阶段加入。
由表4可见,随着纳米二氧化铈用量的增加,涂料的耐人工加速老化性能增强,当用量达到1%时,涂料的耐人工加速老化时间为3658 h,比未添加的多658 h。此后随着用量增加,涂料的耐人工加速老化性能虽有增加,但增加幅度不大。
2.2 纳米二氧化铈用量对涂料防霉抗菌性能的影响(见表5)
由表5可见,当纳米二氧化铈的加入量为1%时,涂料具有优异的防霉性,同时对大肠埃希氏菌的抗菌率达到99.99%以上。纳米二氧化铈对金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌有一定的抗菌作用,但效果不明显。
注:涂料PVC为38.5%;使用纳米二氧化铈水分散液,在研磨阶段加入。
2.3 涂料PVC对防霉抗菌性能的影响
通过调节乳液用量制备不同PVC的涂料,涂料PVC对防霉抗菌性能的影响见表6。
注:使用纳米二氧化铈水分散液,用量为1%,在研磨阶段加入。
由表6可见,涂料PVC对防霉抗菌性有一定的影响,涂料PVC过低会使防霉抗菌性都有所降低,这可能是由于PVC降低,涂膜过于致密导致的。
3 结论
(1)纳米二氧化铈对提高涂料的耐人工老化性有良好的效果。特别是纳米二氧化铈水分散液具有良好的分散性,使用方便,效果更理想。
(2)纳米二氧化铈可以提高涂料的防霉抗菌性,当用量为1%时,涂料具有优异的防霉性,对大肠埃希氏菌的抗菌率达到99.99%以上。
(3)涂料PVC对防霉抗菌性有一定的影响,过低的PVC会导致涂料防霉抗菌性的降低。
参考文献
[1]陈丽娟.稀土元素的化学性质与稀土应用[J].科技资讯,2006,32:30.
[2]李振宏,伍虹.我国稀土应用的现状与前景[J].稀土,1996(6):48-53.
[3]赵兴顺,高达,刘洪珠,等.水性氟涂料的发展现状[J].中国涂料,2006,21(6):50-52.
浅析橡胶改性对沥青指标的影响 第10篇
摘 要：基质沥青加入橡胶颗粒后性质发生变化，在指标方面发生明显的趋向性。通过改性前改变橡胶颗粒掺量，获得改性后的沥青针入度、软化点、延度实测值，加入基质沥青指标作为对比，推断出加入量对指标影响情况，有效地说明橡胶颗粒掺加量的改性效果。
关键词：橡胶颗粒；指标；沥青；试验
中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0162-02
橡胶改性沥青的主材橡胶颗粒来源于各种废旧橡胶制品，其中主要来自废旧轮胎。废旧轮胎的使用减少了其处置及闲置给环境带来污染。
我国废旧轮胎资源有 70%没有被回收利用，对橡胶改性沥青的发展还有很大空间。把废旧轮胎作为资源回收利用，可以在解决环境压力的同时创造经济效益。通过机械的方式，将废旧轮胎加工成一定粗细的颗粒状胶粉而用于沥青改性或者沥青混合料改性是普遍认为废旧轮胎无害化处理最佳方式。
通过大量的研究和工程实践证明，利用橡胶改性沥青铺筑的路面，在路用性能上优于一般路面。
改变橡胶改性沥青混合料级配类型，路面同时可以达到降低路面噪音的效果。在冬冷和冬寒地区，由于橡胶改性沥青混合料路面具有较好的弹性，使用路面有一定程度上的除冰雪效果。
橡胶粉成分十分复杂，所以胶粉和沥青在高温下混合制成橡胶改性沥青的过程中，相互间作用难以确定，可能存在物理共混、网络填充和化学共混三种作用方式，只是各种作用程度存在一定差异。
其中物理共混占据主要部分，因此橡胶粉在热沥青中的理想状态是细分散。通过溶胀反应和脱硫反应，达到对基质沥青的改性作用。
1 原 材
1.1 基质沥青
采用国产克拉玛依90#基质沥青，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011），对沥青针入度、软化点和延度进行试验，得到基本性能三大指标，见表1。
1.2 橡胶颗粒
本次采用上海生产的橡胶颗粒，其颗粒大小不均，采用筛分的方法对颗粒的组成进行分析，得到筛分结果，见表2。
通过筛分结果可以得出，橡胶颗粒中占比最高的是40目，达到了33.8%，其余总共占比66.2%。
2 制备方法
在统一设定好参数的基础上，利用掺加不同掺量橡胶颗粒，展开橡胶改性沥青性能影响研究。橡胶改性方式采用固定条件，剪切加热温度180 ℃，剪切时长取45 min，剪切速率采用5 000 r/min，橡胶溶胀时间取60 min（180 ℃）。评价指标选用针入度、软化点和5 ℃延度，分别确定15%、17%、19%和21%四个掺量进行比较，对比指标确定较优橡胶颗粒掺量。
3 指标影响
利用基质沥青指标作为基准，对不同橡胶颗粒掺量的改性沥青的针入度、软化点和5 ℃延度分别比较。说明不同掺量对指标的影响情况。
3.1 橡胶颗粒掺量对针入度影响
根据现行沥青与沥青混合料试验规程规定方法，测试得到橡胶颗粒掺量对针入度值影响，见表3。从数据推断，针入度随橡胶颗粒掺量的增加而逐渐减小，这表明橡胶颗粒的掺入改变了沥青原有结构形式，使沥青高温稳定性有所增强。
3.2 橡胶颗粒掺量对软化点影响
根据现行沥青与沥青混合料试验规程规定方法，测试得到橡胶颗粒掺量对软化点影响，见表4。
从数据推断，改性沥青软化点随橡胶颗粒掺量的增加而升高，影响逐渐变小。说明橡胶颗粒的加入，沥青的高温性变好。
3.3 橡胶颗粒掺量对5 ℃延度影响
根据现行沥青与沥青混合料试验规程规定方法，测试得到橡胶掺量对5 ℃延度影响，见表5。
从数据推断，沥青5 ℃延度随着橡胶掺量的增加而逐渐增大。15%掺量影响显著，到达21%时影响很小，原因可能是沥青与橡胶颗粒的结合趋于饱和状态。
4 结 语
通过以上对橡胶改性沥青三大指标影响分析，可以得出，胶粉颗粒加入基质沥青对改善沥青的高温性能有很大作用。使改性后沥青软化点较基质沥青有较大提高，并随橡胶颗粒掺量的增加而升高，变化速率逐渐降低。同时橡胶颗粒的掺加也影响沥青的低温脆性，使得沥青有了较好的粘韧性，并随橡胶颗粒掺量的增加使其低温延度不断增大。所以，橡胶改性沥青在高低温性能上都较基质沥青有明显的提高。
参考文献：
[1] 李美江，王旭东.第四届亚太可持续发展交通与环境技术大会论文集[C].2011.
[2] 张文武.废胎胶粉改性沥青机理研究[D].重庆：重庆交通大学， 2009.
纳米粒子包覆杂化改性室内涂料 第11篇
本课题采用在外场诱导下原位复合与物理掺合相结合法, 先配置出3种纳米粒子的复合溶胶体系, 再以一定的比例加入到成膜物质中通过搅拌过滤等制成一系列的样品, 对各种性能进行测定, 并通过透射电子显微镜观察纳米粒子在复合涂料中的分散程度, 并分析纳米粒子杂化的机理。该3种粒子原位复合方法在国内外文献中罕见报道, 望对丰富和发展材料学学科具有促进作用, 同时对开拓内墙涂料的新功能, 提高产品的质量有一定的指导意义。
1实验部分
1.1主要试剂与仪器
正钛酸丁酯、醋酸锌、正硅酸乙酯均为分析纯, 内墙涂料、琼脂营养液等均为工业品, 市售。
TU1900紫外分光光度计 (北京普析通用公司) ;气相色谱仪-GC9800型系列 (北京科普生分析科技有限公司) ;MDS-6微波消解系统 (上海新仪微波公司) ;TAS-990AFG原子吸收分光光度计 (北京普析通用公司) 。
1.2复合涂料的制备
将正钛酸丁酯、醋酸锌和正硅酸乙酯复合醇溶胶作为前驱体配置出稳定的纳米TiO2/ZnO/SiO2复合体系, 在紫外光的照射下添加到成膜物质中, 与底漆、适量助剂、分散剂、填料等成分常温下剧烈搅拌3h, 使纳米粒子充分混合, 不起颗粒, 通过过滤得到涂料样品, 备用。
1.3甲醛标准曲线的绘制
于10mL比色管中, 加入2g/L品红-亚硫酸钠溶液0.8mL, 6mol/L硫酸1.0mL, 然后加入标准甲醛溶液2mL, 显色40min, 以水为参比, 用1cm比色皿在580nm波长处, 测定吸光度。以甲醛标准溶液中甲醛的含量为横坐标, 其相应的吸光度为纵坐标, 绘制甲醛标准工作曲线。得到其回归线方程y=0.1803x+0.0344。
2结果与讨论
2.1涂料黏度的测定
涂料的黏度对于涂料的贮存稳定性、施工性能及厚度等都产生重要影响。通过测定黏度, 可以观察涂料贮存一段时间后的聚合度。涂料在贮存期间黏度提高, 防止沉降和分离, 呈现良好的开罐效果, 涂料在中高剪切速率下的粘度越低, 涂料的施工性越好。因此应同时考虑涂料的黏度变化和涂料触变指数 (TI) 的大小。将样品至于25℃的恒温槽中, 在10r/min和100r/min下迅速测定其黏度η, 得到如下数据。
一般来说, 水性涂料属于“非牛顿流体”, 在低剪切速率下黏度越高, 涂料中可挥发成分越少, 固含量越高。如果黏度过低不仅影响干膜的厚度, 降低产品的附着力, 并且也会造成涂料的抗磨损性能下降等。从表1可知, 加入纳米粒子后, 能够改变涂料的流体形态, 提高触变性, 加入纳米TiO2/ZnO/SiO2稳定体系后, 复合涂料的触变指数TI由1.15上升到2.12。这可能是因为纳米粒子包覆后分子间氢键增多, 凝胶化作用增强, 所以剪切力才可以破坏立体网状结构使黏度下降, 静止时键合恢复, 黏度再度上升, 使得TiO2/ZnO/SiO2的粘度性能比加入单一纳米粒子的要好, 因此具有良好的开罐性和施工性。
2.2涂料甲醛含量和抗菌性能的测定
将涂料蒸馏收集其游离甲醛定容后用紫外分光光度计测其吸光度, 根据甲醛标准曲线的方程求出相应甲醛的浓度。将灭菌后的琼脂培养基倒入培养皿中制成平板 , 然后用接种环将混合菌液涂于平板上, 把样品涂在平板中央, 两天后测定样品周围抑菌圈的大小 , 以抑菌圈半径的大小作为评价样品抗菌性能的主要依据, 得到数据见表2。
目前大量用于室内装饰的各类内墙涂料为了增加其性能有可能加入极少量的含醛助剂, 因此在内墙涂料标准中要求游离甲醛含量的限量值为0.1g/kg。根据甲醛标准曲线的方程y=0.1803x+0.0344和公式 (1) 求出相应甲醛的含量, 结果见表2。
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式中, C甲醛光度法测定移取蒸馏液的甲醛浓度 (mg/L) ;m样样品称量的质量 (kg) ;V样品蒸馏定容体积 (mL) 。
由以上数据表明涂料中由于加入了纳米粒子后, 有效地降解其中的游离甲醛含量, 降解率一般都达到了50%以上, 尤其是加入纳米TiO2/ZnO/SiO2稳定体系后, 甲醛含量从原来的0.159mg/kg降到0.047mg/kg, 降解率达到70%。这说明纳米粒子包覆共同杂化后能充分发挥了其光催化能力、表面效应和小尺寸效应等作用, 对有机物有很强的降解能力, 能与甲醛等有害气体发生反应, 将其转化成无毒化合物, 避免二次污染。
由表2还可以看出, 当加入TiO2/ZnO/SiO2后, 抗菌圈半径由原来的0.75cm扩大到了2.3cm, 抗菌性能提高了3倍。其原因可能是由于原位复合后纳米粒子微粒子表面能高, 具有很强的表面活性与超强吸附能力, 使得这种介于微观和宏观之间的介观系统无论是对于促使物质腐败的氧原子、氧自由基, 还是其他异味的烷烃类分子等, 均具有极强的抓俘能力, 从而有效地抑制细菌等微生物的大量繁殖, 使抗菌能力大大增强。
2.3TVOC含量的测定
气相色谱条件:汽化室温度250℃;分流比40∶1;进样体积0.5μL, 程序升温初始温度为70℃, 持续3min, 以10℃/min速率加热, 最终温度为200℃, 持续15min;检测器温度为260℃;载气为氮气 (纯度不小于99.99%) , 柱前压为1OOkPa;
称取1～3g样品和相同数量级的内标物 (精确到0.000lg) , 置于样品瓶中, 用一定体积的稀释剂稀释样品, 定容。对杂质及不溶物用离心机去除, 注射0.1～1.0μL测试样品进入气相色谱仪, 记录色谱峰面积, 成分以保留时间定性, 峰面积定量, 未定性的峰以甲苯计, 如图1所示。
家庭装饰装修过程中使用的涂料是室内TVOC的主要来源之一, 材料中所含的TVOC越少, 对人体的危害就越轻, 我国涂料卫生标准和国家环保总局在水溶性涂料环境标志产品技术要求中对TVOC的含量有严格限制。按公式 (2) 计算涂料样品中TVOC含量 (g/L) :
TVOC=∑miρs1000 (2)
TVOC为样品中含量 (g/L) ;mi为每克样品中化合物的质量 (g) ;ρs为样品密度 (g/mL) ;
通过计算未添加的涂料TVOC总量为1.262mg/m3, 而加入纳米粒子后复合涂料TVOC总量均有所降低, 其中加入纳米SiO2后为0.748mg/m3, 加入纳米TiO2后为0.726mg/m3, 加入纳米ZnO后为0.733mg/m3, 加入TiO2/ZnO/SiO2后TVOC总量为0.605mg/m3。加入纳米TiO2/ZnO/SiO2稳定体系后TVOC总量最低, 为0.605mg/m3。
2.4纳米粒子的X-衍射分析
分别将TiO2、ZnO、SiO2、TiO2/ZnO/SiO2研磨30min以上, 置于XD-2型粉末衍射仪中进行衍射分析 (见图2) , 衍射仪参数为Cu靶, 管电压30kv, 管电流20mA, λ=1.5406, 2θ范围是20°～80°, 步宽0.01。分析4种不同纳米粒子粉末的XRD图可知, 原位复合的TiO2/ZnO/SiO2晶型和晶粒都有所变化, 衍射峰的最高峰I=3343, 2θ=26.21, (晶面间距d=3.397) , 根据XRD谱图最强衍射峰的半高宽β, 运用Scherre公式, 可计算出包覆的TiO2复合粉体晶粒尺寸在10～15nm左右。由于分子晶格发生位移, 内能增大, 在机械应力的作用下, 活性的粉末表面与其他物质发生反应, 附着, 达到表面改性的目的。
2.5涂料的TEM图
涂料样品的TEM图见图3。由图3可知, 纳米TiO2粒子包覆在ZnO和SiO2中, 均匀地分散于无定形高分子基质中, 没有大量的团聚现象, 采用原位复合法在外场诱导下提高TiO2在复合涂料的分散性, 与基质涂层互相交错分布, 形成空穴, 以便与更多的空气接触, 降解涂料和空气中更多的有害气体, 纳米TiO2/ZnO/SiO2复合体系起到的协同作用充分, 从而使得杂化改性后的复合涂料的甲醛降解率和抗菌性能也比单一纳米粒子改性后的更好, 这与前面的分析结论一致。
3结论
采用原位复合法将正钛酸丁酯、醋酸锌和正硅酸乙酯复合醇溶胶作为前驱体配置出稳定的纳米TiO2/ZnO/SiO2复合体系改性内墙涂料, 得到了具有降解甲醛和抗菌等功能型纳米复合涂料。经过实验测定, 加入TiO2/ZnO/SiO2纳米粒子后可以达到协同作用, 比加入单一纳米粒子更能有效的降解涂料中的甲醛, 降低室内有害气体的总量, 增强其抗菌能力, 从而提高涂料的性能。同时这种制备过程, 可节约原材料, 并减少各种废弃物的排放, 从而降低生产成本, 提高经济效益。
摘要：将正钛酸丁酯、醋酸锌和正硅酸乙酯复合醇溶胶作为前驱体配置出稳定的纳米TiO2/ZnO/SiO2复合体系, 在紫外光的照射下添加到成膜物质中充分搅拌, 制备纳米复合涂料。测定其黏度、甲醛含量、抗菌性能、TVOC含量等, 通过透射电子显微镜观察微观形态, 分析纳米粒子在涂料中的分散性和杂化机理;结果表明, 杂化后的纳米粒子改变了原来的结晶形态和粒径, 在涂层中的分散性得到改善, 改性后的纳米复合涂料能够降低室内的TVOC含量, 甲醛降解率为70%, 抗菌圈半径由原来0.75cm提高到2.3cm, 比加入单一纳米粒子具有更优越的性能。
关键词：纳米TiO2,纳米ZnO,纳米SiO2,包覆杂化,室内涂料
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