建筑上使用的沥青要求具有一定的物理性质和黏附性,即在低温下有弹性和塑性;在高温下有足够的强度和稳定性;在加工和使用条件下有抗“老化”能力;对各种矿料和结构表面有较强的黏附力;具有对构件变形的适应性和耐疲劳性。通常石油加工厂制备的沥青不能满足这些要求,为此,常采用以下方法对石油沥青进行改性。
橡胶是沥青的重要改性材料,它和沥青有较好的混溶性,并能使沥青具有橡胶的很多优点,如高温变形小、低温柔性好。由于橡胶的品种不同,掺入的方法也有所不同,因而各种橡胶沥青的性能也有差异。常用的品种有以下几种:
(1)氯丁橡胶沥青。沥青中掺入氯丁橡胶后,可使其气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光性、耐臭氧性、耐候性和耐燃烧性得到极大的改善。
氯丁橡胶掺入沥青中的方法有溶剂法和水乳法。先将氯丁橡胶溶于一定的溶剂(如甲苯)中形成溶液,然后掺入沥青(液体状态)中,混合均匀即成为氯丁橡胶沥青,或者分别将橡胶和沥青制成乳液,再混合均匀即可使用。
(2)丁基橡胶沥青。丁基橡胶沥青具有优异的耐分解性,并有较好的低温抗裂性能和耐热性能。配制的方法为:将丁基橡胶碾切成小片,在搅拌条件下把小片加到100℃的溶剂中(不得超过100℃)制成浓溶液。同时,将沥青加热脱水熔化成液体状沥青。通常在100℃左右把两种液体按比例混合搅拌均匀,进行浓缩15~20 min,即可达到要求的性能指标。同样也可以分别将丁基橡胶和沥青制备成乳液,然后按比例把两种乳液混合即可。丁基橡胶在混合物中的含量一般为2%~4%。
(3)再生橡胶沥青。再生橡胶掺入沥青后,可大大提高沥青的气密性、低温柔性、耐光性、耐热性、耐臭氧性、耐候性。
再生橡胶沥青材料的制备方法为:先将废旧橡胶加工成粒径在1.5 mm以下的颗粒,然后与沥青混合,经加热搅拌脱硫,就能得到具有一定弹性、塑性和粘结力良好的再生胶沥青材料。废旧橡胶的掺量视需要而定,一般为3%~15%。
2.树脂改性沥青
用树脂对石油沥青进行改性,可以使沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性提高,如石油沥青加入聚乙烯树脂改性后可制成冷粘贴防水卷材等。常用的品种有环氧树脂改性沥青、聚乙烯树脂改性沥青、古马隆树脂改性沥青、聚丙烯树脂改性沥青、酚醛树脂改性沥青等。
(1)聚乙烯树脂改性沥青。沥青中聚乙烯树脂的掺量一般为7%~10%,将沥青加热熔化脱水,加入聚乙烯,不断搅拌30 min,温度保持在140℃左右,即可得到聚乙烯树脂改性沥青。(www.xing528.com)
(2)环氧树脂改性沥青。环氧树脂具有热固性材料性质。加入沥青后,可使石油沥青的强度和粘结力大大提高,但对延伸性改变不大,其可用于屋面和厕所、浴室的修补。
(3)古马隆树脂改性沥青。将沥青加热使其熔化脱水,在150℃~160℃时,把古马隆树脂放入熔化的沥青中,将温度升到185℃~190℃,保持一定的时间,使之充分混合,即为古马隆树脂改性沥青。此沥青黏性大,可和SBS一起用于粘结油毡。
3.沥青玛脂(矿质填充料改性沥青)
沥青玛脂是在沥青中掺入适量粉状或纤维状矿质填充料经均匀混合而制成的。它与沥青相比,具有较好的黏性、耐热性和柔韧性,主要用于粘贴卷材、嵌缝、接头、补漏以及做防水层的底层。在沥青中掺入填充料,不仅可以节省沥青,更主要的是可以提高沥青的粘结性、耐热性和大气稳定性。填充料主要有粉状的,如滑石粉、石灰石粉、普通水泥和白云石粉等,还有纤维状的,如石棉粉、木屑粉等。填充料加入量一般为10%~30%,由试验决定。
沥青玛脂有热用和冷用两种。在配制热沥青玛脂时,应待沥青完全熔化脱水后,再慢慢加入填充料,同时,应不停地搅拌至均匀为止,要防止粉状填充料沉入锅底。填充料在掺入沥青前应干燥并宜加热。冷用沥青玛脂是将沥青熔化脱水后,缓慢地加入稀释剂,再加入填充料搅拌而成。它可在常温下施工,不仅可以改善劳动条件,而且可以减少沥青用量,但成本较高。
4.橡胶和树脂共混改性沥青
橡胶和树脂同时用于改善石油沥青的性质时,能使石油沥青同时具有橡胶和树脂的特性,且树脂比橡胶便宜,橡胶和树脂又有较好的混溶性,故效果很好,也较为经济。
橡胶、树脂和沥青在加热熔融状态下,沥青与高分子聚合物之间发生相互侵入和扩散,沥青分子填充在聚合物大分子的间隙内,同时聚合物分子的某些链节扩散进入沥青分子中,形成凝聚的网状混合结构,故可以得到较优良的性能。
配制时,采用的原材料的品种、配合比、制作工艺不同,可以得到很多性能各异的产品,主要有卷、片材,密封材料,防水材料等。
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