一種廢渣耐油防水板材及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢渣耐油防水板材及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瀝青是一種重要的建筑防水材料，因其防水性能優(yōu)良、價格便宜而被廣泛使用。聚合物改性瀝青防水卷材因其具備優(yōu)良的高低溫性能而成為備受關(guān)注的建筑防水材料。但聚合物改性瀝青防水卷材同普通有機(jī)材料一樣，容易受紫外光、熱、氧等因素的作用而會發(fā)生老化，致使防水卷材變硬變脆，低溫柔韌性快速降低，在冬季低溫下難以適應(yīng)屋面基層的冷縮而出現(xiàn)開裂，從而導(dǎo)致防水層破壞，致使屋面滲漏，大大縮短了屋面防水材料的使用壽命。因此，改善屋面瀝青的耐老化性能，對提高建筑屋面的耐久性具有重要意義。
[0003]用熱塑性彈性體對瀝青進(jìn)行改性，在國內(nèi)外已有多年的歷史，使用最多的是苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段熱塑性彈性體(SBS)。SBS改性瀝青具有優(yōu)良的耐高、低溫性能和彈性恢復(fù)性能，是目前聚合物改性瀝青中用量最大的品種。但瀝青及彈性體改性劑主要含C一H、C一C和C=C，在使用過程中受紫外光、氧、熱等因素的作用引起化學(xué)鍵斷裂，成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致性能劣化，使用壽命縮短。
[0004]關(guān)于提高彈性體改性瀝青屋面防水材料耐老化性能已有一些研究報道。中國專利CN102190957A提出在瀝青中加入鎂鋁基層狀雙氫氧化物，利用鎂鋁基層狀雙氫氧化物對紫外線的物理屏蔽作用，提高彈性體改性體瀝青的抗紫外老化能力，但瀝青在使用過程中除受到紫外光作用而發(fā)生老化外，還會受到熱、氧的作用發(fā)生熱氧老化，而鎂鋁基層狀雙氫氧化物在改善瀝青耐熱氧老化性能的效果并不明顯。將抗氧劑加入到瀝青中，可在一定程度上提高瀝青的抗熱氧老化能力，但由于抗氧劑為低分子量有機(jī)化合物，其與熱瀝青在高溫條件下混合時易受熱揮發(fā)，且其本身也會因老化而降低抗熱氧老化能力，造成抗氧劑對瀝青的抗老化作用不能長久有效。
[0005]彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材因具有良好的高溫抗流淌、低溫抗裂性能已在防水工程中得到廣泛的應(yīng)用。然而，瀝青基防水卷材在使用過程中會受到光、熱、氧等因素的影響而發(fā)生老化，導(dǎo)致防水卷材變硬變脆，低溫柔性顯著降低。對于SBS改性瀝青防水卷材，老化不僅包括瀝青的老化，還包括SBS的老化。為延長彈性體改性瀝青防水卷材的使用壽命，極有必要提高彈性體改性瀝青的耐老化性能。層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物(LDHs)是一類超分子層狀結(jié)構(gòu)材料。LDHs由層狀雙氫氧化物層板和層間陰離子構(gòu)成多級疊加的層狀結(jié)構(gòu)，其無機(jī)層板可以對紫外線起到物理屏蔽作用；如果將有機(jī)紫外吸收劑插入層間，將會使LDHs對紫外線同時具有物理屏蔽和吸收的雙重作用。此外，紫外線在通過LDHs多級層板時，會在層板界面上發(fā)生多級反射和折射，能量也會減弱。
[0006]本發(fā)明是利用鋼渣、粉煤灰及脫硫石膏等工業(yè)廢渣來制備一種硅酸鈣砂板板，充分發(fā)揮不同固體廢物之間的協(xié)同作用，生產(chǎn)得到符合國家標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料，不僅可實現(xiàn)工業(yè)固體廢物的綜合利用，還能減少固廢排放對環(huán)境的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種能夠，有效提高耐油改性瀝青的改性耐火防水板材，從而可延長彈性體改性瀝青防水材料的使用壽命的防水材料及制備方法。
[0008]—種廢渣耐油防水板材，其特征是其原料由以下重量份的成分組成:電廠廢渣30-35份、瀝青20-30份、彈性體改性劑10-12份、層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物10_12份、穩(wěn)定劑5-10份和外加劑5-10份、聚氨酯彈性體15-20份、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物20-30份、異戊橡膠4-6。
[0009]其特征是它由以下重量份的成分組成:
所述的電廠廢渣為粉煤灰和脫硫石膏重量比為5?10:10,其粒子直徑為0.04?20 μπι ；
所述瀝青為重交道路石油瀝青或環(huán)烷基石油瀝青，針入度為55?100 ;
所述外加劑為火山灰或硅粉或粉煤灰，外加劑與瀝青的重量比為8?15:90 ；
所述穩(wěn)定劑為松香或松香樹脂，穩(wěn)定劑與瀝青的重量比為5?10:90ο
[0010]所述瀝青為石油瀝青或煤焦油瀝青，其針入度范圍為50?1101/10mm，軟化點是40?100°C;所述的彈性體改性劑是線型苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段熱塑性彈性體、星型苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段熱塑性彈性體中的一種或二種的混合物，混合時為任意配比，所述的增容劑橡膠油為芳烴含量大于65%且閃點多200°C的橡膠油。
[0011]所述的層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物的制備:將Mg(NO3)2.6H20、Al (NO3)3.9H20配成Mg2+/Al3+的摩爾比為2:1的混合鹽水溶液，其中[Mg 2+]=lmol/L,并用2mol/L的NaOH溶液將混合鹽水溶液pH值調(diào)節(jié)為10 ;取該混合鹽溶液400mL，加入三口燒瓶內(nèi)，在80°C恒溫水浴中冷凝回流并攪拌反應(yīng)24小時，沉淀靜置老化后，通過真空抽濾分離得到濾餅和濾液，棄去濾液，用400mL去離子水洗滌濾餅，再將洗滌后的濾餅在80°C下干燥12小時，最后研磨干燥后的濾餅即制得硝酸根型鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物；取10質(zhì)量份硝酸根型鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物加入到預(yù)盛300質(zhì)量份去離子水的三口燒瓶內(nèi)，在70°C恒溫水浴中冷凝回流并攪拌2小時得到均勻分散的漿液；再將5質(zhì)量份的抗氧劑3- (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸溶解于300質(zhì)量份去離子水中，得到抗氧劑溶液；將抗氧劑溶液加入到前述漿液中，然后用鹽酸將混合液的PH調(diào)節(jié)為3，繼續(xù)在70°C恒溫水浴中冷凝回流并攪拌3小時，反應(yīng)結(jié)束后真空抽濾分離得到濾餅和濾液，棄去濾液，用400質(zhì)量份去離子水洗滌濾餅，再將洗滌后的濾餅在60°C下干燥12小時，研磨干燥后的濾餅即得層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物，所述的穩(wěn)定劑為多聚磷酸，所述的填料為粉煤灰，細(xì)度為100 ?200 目。
[0012]所述的廢渣耐油防水板材，其特征是按如下步驟進(jìn)行:
A:混勻原料:按配比稱取原料投入到錐形雙螺旋攪拌機(jī)中攪拌均勻，攪拌時間為8-15分鐘，得到攪拌后的混合物；
B:料漿的制備:將原料混合放在40-50°C罐中進(jìn)行攪拌混合成均勻的料漿，再加水進(jìn)行打漿，再將放出的混合料加入錐形雙螺旋攪拌機(jī)中，再攪拌5-40分鐘；混合料與水按重量百分比計的比例為:混合料:10%冰:90% ；
C:坯板的制備:待料漿進(jìn)行放漿后，料漿經(jīng)流漿槽均勻分布在毛布上，由真空栗吸附脫水并形成致密的毛板坯料，再經(jīng)成型輥筒模壓成型，經(jīng)由脫模機(jī)真空脫模； D:蒸養(yǎng):脫模后還板經(jīng)150°C、1.5-2Mpa高壓下蒸養(yǎng)；
E:烘干:將蒸養(yǎng)后坯板在50-100°C的烘干機(jī)中進(jìn)行烘干，使坯板含水量小于7% ;
F:打磨:由砂光機(jī)打磨光滑制品入庫。
[0013]蒸養(yǎng)步驟中升溫時間為3小時，升到160°C后恒溫保持3小時，然后降溫4小時，蒸養(yǎng)后的板材含水量為5wt%。
[0014]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明以高爐鋼渣、粉煤灰及脫硫石膏等工業(yè)固廢和水泥為主要原料，并配入硅灰石粉和消石灰粉，生產(chǎn)制作出耐水防火硅酸鈣板產(chǎn)品，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的各項指標(biāo)要求，產(chǎn)品具不僅能減小工業(yè)固廢排放對環(huán)境的污染，還能起到變廢為寶的經(jīng)濟(jì)和社會效益。SBS彈性體與瀝青分子在紫外光、熱的作用下容易發(fā)生斷鏈生成活性自由基，活性自由基與氧反應(yīng)形成過氧化自由基后再與SBS及瀝青分子反應(yīng)，形成氧化產(chǎn)物和新的自由基，維持自由基鏈反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行而發(fā)生老化。層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物由層狀主體雙金屬氫氧化物層板和層間客體陰離子構(gòu)成多級疊加的層狀結(jié)構(gòu)，對紫外線具有優(yōu)良的物理屏蔽作用，可有效提高瀝青的抗紫外老化性能，抗氧劑3-(3，5- 二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸可以終止自由基鏈反應(yīng)，在提高SBS與瀝青抗熱氧老化能力方面具有明顯的效果。然而，抗氧劑為低分子量有機(jī)化合物，與SBS改性瀝青在高溫條件下混合時易受熱揮發(fā)，且其本身也會因老化而喪失終止自由基鏈反應(yīng)能力，造成抗氧劑對SBS改性瀝青的抗老化作用不能長久有效。本發(fā)明通過離子交換法將抗氧劑3- (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸插入層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物層間，從而獲得抗氧劑3-(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸插層層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物。將其添加到彈性體改性瀝青涂蓋料中，利用層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物對紫外光顯著的物理屏蔽作用而減少SBS改性瀝青發(fā)生斷鏈反應(yīng)，同時借助其層間抗氧劑可捕捉SBS與瀝青在光、熱作用下生成的活性自由基而終止自由基鏈反應(yīng)，從而顯著改善彈性體改性瀝青涂蓋料的抗老化性能。本發(fā)明添加的聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的耐磨、耐油性能，且屬于極性聚合物能和聚丙烯有機(jī)結(jié)合為一體，可有效提高聚丙烯的力學(xué)性能；加入的氟橡膠具有耐高溫、耐油等特性，加入的其他填料可以其他物理性能和加工性會K。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發(fā)明專利保護(hù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]實施例1
一種廢渣耐油防水板材，其特征是其原料由以下重量份的成分組成:電廠廢渣30份、瀝青20份、彈性體改性劑10份、層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物10份、穩(wěn)定劑5份和外加劑5份、聚氨酯彈性體15份、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物20份、異戊橡膠4份。
[0017]其特征是它由以下重量份的成分組成:
所述的電廠廢渣為粉煤灰和脫硫石膏重量比為5:10，其粒子直徑為0.04 μπι; 所述瀝青為重交道路石油瀝青或環(huán)烷基石油瀝青，針入度為55 ;
所述外加劑為火山灰或硅粉或粉煤灰，外加劑與瀝青的重量比為8:90 ；
所述穩(wěn)定劑為松香或松香樹脂，穩(wěn)定劑與瀝青的重量比為5:90ο
[0018]所述瀝青為石油瀝青或煤焦油瀝青，其針入度范圍為50 /10mm，軟化點是40 °C ;所述的彈性體改性劑是線型苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段熱塑性彈性體、星型苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段熱塑性彈性體中的一種或二種的混合物，混合時為任意配比，所述的層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物的制備:將Mg (NO3)2.6H20、Al(NO3)3.9H20配成Mg2+/Al3+的摩爾比為2:1的混合鹽水溶液，其中[Mg2+] =ImoI/L，并用2mol/L的NaOH溶液將混合鹽水溶液PH值調(diào)節(jié)為10 ;取該混合鹽溶液400mL，加入三口燒瓶內(nèi)，在80°C恒溫水浴中冷凝回流并攪拌反應(yīng)24小時，沉淀靜置老化后，通過真空抽濾分離得到濾餅和濾液，棄去濾液，用400mL去離子水洗滌濾餅，再將洗滌后的濾餅在80°C下干燥12小時，最后研磨干燥后的濾餅