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坡缕石乳化沥青防水涂料的制备

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坡缕石乳化沥青防水涂料的制备
王有朋,何小荣,周锦,程志刚,王焕梅,罗资琴
(兰州石化职业技术学院石油化学工程系,甘肃兰州730060)

0 前言
石油沥青具有良好的粘结性、抗老化性和防水防腐能力,长期以来被广泛的用作筑路、防腐和密封材料。用于防水防腐工程具有原料易得、价格低廉等优点,是国内外防水防腐工程中应用最为广泛的材料之一。然而沥青高温流淌、低温冷脆开裂、耐候性不佳等缺点制约着它的发展。沥青的乳化改性和新型防水涂料的开发成为人们关注的热点。氟碳涂料是以氟树脂为基料加工而成的一种新型涂层材料,由于其基料氟树脂所含氟碳键键长短,使得水性氟碳涂料有很好的耐候性、耐化学品性、耐沾污性及保光保色性等。但氟碳涂料存在着丰满度差,对颜、填料润湿性能不佳、附着力不好、硬度低等缺点。
坡缕石乳化沥青防水涂料的研究未见有关文献报道。本研究以氟碳乳液对坡缕石乳化沥青进行改性,结果表明,坡缕石提高了沥青涂料的硬度和软化点,克服了单纯采用氟碳涂料成本较高的缺点。
 
1 试验
1.1 原料
乳化剂R-A(反应性阴离子型乳化剂)、乳化剂R-B(非离子型乳化剂):工业级,上海忠诚精细化工有限公司;甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、过硫酸铵(APS):AR,天津市化学试剂研究所;(甲基)丙烯酸六氟丁酯:聚合级,哈尔滨雪佳集团;碳酸氢钠(NaHCO3):AR,北京北化精细化学品有限公司;叔丁基过氧化氢:化学纯,中国医药集团上海化学试剂公司;甲醛合次硫酸氢钠:工业级,国产;去离子水:自制;增稠剂(丙烯酸碱溶胀型):自制;坡缕石:甘肃临泽;双季铵盐阳离子乳化剂(SXK-1):工业级,盘锦三鑫路用材料有限公司;90# 沥青:辽河油田石化总厂。
1.2 坡缕石的提纯
将坡缕石样品用自来水按固液比1∶10 浸泡24 h,再用高速搅拌机在4000 r/min 搅拌10 min,静置24 h,取上层悬浮液,经离心脱水,并在105 ℃干燥后,研磨至325 目待用。
1.3 坡缕石乳化沥青(PU)的制备
(1)将325 目坡缕石在140~160 ℃的沥青中,以5000 r/min 的速度在高速剪切机上剪切40 min,自然冷却。
(2)将沥青乳化剂溶于55~65 ℃的水中,调节pH 值至碱性。
(3)将上述改性沥青加热至120~130 ℃,按油水质量比为6∶4 加入到上述乳化剂溶液中经胶体磨高速剪切4~6 min,得到固体含量为60%的坡缕石乳化沥青。
1.4 氟碳乳液(FC)的制备
1.4.1 预乳化液的制备
准确称量配方要求量的乳化剂使其完全溶解在水中,然后将单体加入到溶解有乳化剂的水溶液中,在超声波中超声处理3~5 min 得到单体预乳化液。
1.4.2 氟碳乳液的制备
在装有电动搅拌机、冷凝器、滴液漏斗、温度计的250 mL四口烧瓶中加入部分混合乳化剂、碳酸氢钠和水,升温至80℃后滴加引发剂溶液和混合单体预乳化液,3~4 h 滴完,保温1 h 后,加入叔丁基过氧化氢,滴加完30 min 后,滴加甲醛合次硫酸氢钠的水溶液,继续于70 ℃保温1 h,降温冷却至40℃以下,用氨水中和至pH 值为7~9,出料。
1.5 坡缕石乳化沥青防水涂料的配制
将上述PU 和FC 按照一定配比混合,加入相应的颜填料、助剂,高速剪切混合即得防水涂料。注意避免混合过程中乳液的破乳。
1.6 测试表征
1.6.1 凝聚物量的测试
(1)将产品乳液通过100 目筛网过滤,滤出的凝聚物与瓶壁上、搅拌杆上及温度计上刮下来的凝聚物用蒸馏水洗涤多次,在烘箱中烘至恒重,即为凝聚物量。
(2)乳液固含量:按GB/T 1725—93 进行测试。
(3)化学稳定性的测试:在试管中加入5 mL 乳液,然后加入5 mL 0.5%的CaCl2,搅拌均匀,静置24 h,观察有无凝聚、分层现象。
(4)拉伸强度、断裂伸长率:参照JC 500—92 进行测试,拉伸速率为500 mm/min。
(5)粘结强度:采用8 字模进行测试。
(6)不透水性:动水压0.3 MPa,0.5 h。
(7)耐酸碱性:25 ℃下分别在饱和Ca(OH)2 溶液中浸20d;在1%H2SO4 溶液中浸15 d。
(8)吸水率:取适量乳液均匀涂覆于玻璃板上,室温干燥成膜,剪成2 cm×2 cm 的方形,称量(W1),浸泡于蒸馏水中,每隔一定时间取出并快速拭干,称量(W2),计算室温下在水中的吸水率。氟碳乳液性能指标见表1。
氟碳乳液的性能
1.6.2 氟碳乳液改性乳化沥青涂料的性能(见表2)
氟碳乳液改性坡缕石乳化沥青涂料的性能
 
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