1 概述 防水材料用于建筑物防止水的渗漏、渗透,其品种繁多,共分为高、中、低三档,建筑工程一般常用的是低档的沥青防水卷材,量大面广,纯沥青防水卷材耐高温和低温性能很差,高温60℃流淌,低温0℃脆裂、折断。故二十世纪八十年代初我国研发成功SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物)改性沥青生产防水卷材,因此,可以提高沥青防水卷材的耐高温和低温性能,SBS改性的沥青防水卷材具有低温屈挠性能好、耐久性能好、抗高温流动、耐老化、热稳定性能好,以及耐冲击等特点,可以大大提高沥青防水卷材的性能,延长其使用寿命,可满足建筑物和地下铁道及隧道工程的需要,在防水工程领域里应用广泛。但由于生产SBS的生产原料是石油,而石油是世界上的紧缺原料,因此,SBS价格高昂,目前未经活化处理的60目废橡胶粉已经基本可以替代SBS生产国家标准(GB 18242-2008)Ⅰ型(耐热90℃,低温柔性-20℃)的防水卷材,但低温柔性达不到Ⅱ型(耐热105℃,低温柔性-25℃)防水卷材的标准-25℃,我国寒冷地区,需要用Ⅱ型的防水卷材。防水卷材厂为降低成本,减少依赖SBS原料,要求某胶粉公司供应能替代SBS价廉的Ⅱ型防水卷材沥青改性剂,因此,该公司聘请了国内知名专家到公司指导开发研制活化胶粉替代SBS的Ⅱ型防水卷材沥青改性剂,该专家根据理论并结合实践经验,2010年底用了不到一个月的时间,研制成功了活化80目废轮胎胶粉添加20%的废SBS替代SBS的Ⅱ型沥青改性剂,达到了耐热125℃,低温柔性-27℃,但由于成功较高,今年5月开始研究低成本的改性剂,完全不用废SBS(价18000元/吨),而且少用废轮胎胶粉(3400元/吨),多用废鞋边胶粉(2000元/吨),达到了国家标准中SBSⅡ型防水卷材的各项技术指标。其实验情况简介如下。 实验 活化剂筛选 我们选用了3种国内生产的活化剂,作了对比试验,经多次实验,确定活化剂850是最适宜生产活化胶粉的活化剂,活化时间短、质优价廉、生产的沥青改性剂可达到Ⅱ型防水卷材的各项技术指标。 活化胶粉配方 配方-1 80目废轮胎胶粉 100 废SBS 20 活化剂850 适量 耐寒剂A 适量 配方-2(不用废SBS) 60目废鞋边胶粉 70 80目废轮胎胶粉 30 活化剂850 适量 耐寒剂A 适量 胶粉活化工艺 (1)、实验室活化搅拌机 自制高速搅拌机的特点: 电机(750W)安装在搅拌罐外的底部 搅拌浆叶安装在搅拌罐内的底部 在搅拌罐外的顶部安装可移动的远红外灯 底边部开口安装阀门 (2)、胶粉活化工艺 A、 将轮胎胶粉、850活化剂和耐寒剂按配方比例称量物料,投入高速搅拌机内,开动机搅拌,搅拌5分钟后,再开远红外灯照射。 B、搅拌一定时间,等轮胎胶粉活化达到一定程度后,关闭远红外灯。 C、加入补強增粘剂,搅拌20分钟,搅拌均匀,等物料冷却至常温,打开底边部阀门排料,活化处理完成。 改性沥青的性能检测结果 (1)、配方 配方-A (生产配方) 未经活化处理的80目轮胎胶粉 配方-B (试验配方) 经过活化处理的80目轮胎胶粉,配方-1 配方-C (生产配方) 未经活化处理的60目鞋边胶粉 配方-D (试验配方) 经过活化处理的60目鞋边胶粉,配方-2(不用废SBS) (2)、检测结果 改性沥青的工艺 将配方A、配方B、配方C、配方D的胶粉分别加入到特制的基质沥青配方中经过高温(180℃}搅拌一定时间后,改性沥青在160℃以上倒进特制的模具中,在玻璃纤维布上拉片,厚度为2mm,冷却后按照国家标准(GB 18242-2008 弹性体改性沥青防水卷材)进行检测。 未经活化与经过活化处理的胶粉生产改性沥青防水卷材的性能对比。 注:配方A和B用的是同一个基质沥青配方,配方C和D用的是另一个基质沥青的配方。 由以上数据可以看出: 试验配方B的软化点和表面光洁度比生产配方A有较大的提高,尤其是低温柔性的温度降低了12℃,达到了-27℃,超过了Ⅱ型防水卷材的-25℃指标。试验配方D的软化点和表面光洁度比生产配方C有所提高,尤其是低温柔性的温度降低了5℃,达到了-25℃,因此,达到了Ⅱ型防水卷材的-25℃指标。原鞋边胶粉生产配方的低温柔性是-20℃,达到了防水卷材GB 18242-2008 Ⅰ型的指标,现在使用活化剂850在远红外灯辐射作用下,鞋边胶粉经活化处理,达到了国家标准(GB 18242-2008 ) Ⅱ型防水卷材的指标。在防水卷材行业的关键性的技术指标是耐热性(105℃)和的低温(-25℃)柔性指标。配方D不添加废SBS分耐热性能达到了125℃,低温柔性达到了-25℃。滿足了使用要求。可以大大降低成本。 三 、 结语 活化60目鞋边胶粉和轮胎胶粉混合替代SBS生产改性沥青防水卷材,各项指标达到Ⅱ型防水卷材的国家标准,这是一项技术上的突破。 扩大了胶粉的应用领域,防水卷材领域胶粉用量大,可大量处理废橡胶;因此,有利于环境保护,符合国家的产业政策。 可减少SBS 的消耗,有利于节约有限的石油资源。 防水卷材厂家可以降低生产成本,胶粉厂家可以增加新的活化胶粉品种,两个行业都有利可图,实现了双盈。 活化鞋边胶粉的成本大大低于活化轮胎胶粉,60目鞋边胶粉价2000元/吨,80目轮胎胶粉价3400元/吨,废SBS价18000元/吨,故配方D的成本,大大低于配方B。 实验证明活化剂850是一种强力活化剂,无毒、无污染,活化效果优良,而且价廉质优,值得推广应用。 活化废鞋边胶粉替代SBS生产耐寒型沥青防水卷材,既可满足使用要求,又可降低成本,经济效益明显,值得推广应用。 |