本發(fā)明涉及瀝青改性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種改性瀝青及其制備方法、及應(yīng)用該改性瀝青的納米反應(yīng)粘防水卷材。

背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)瀝青作為防水材料會(huì)經(jīng)常受到日光長時(shí)間的照射。其防水層經(jīng)常會(huì)因?yàn)槿諘穸a(chǎn)生滑動(dòng)、滴落、流淌，以致其防水層破損、破壞甚至失效，普遍存在耐高溫性能差的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是提供一種改性瀝青，旨在提高瀝青的耐高溫性能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的改性瀝青包括石油瀝青、納米粒子，所述納米粒子包括納米二氧化硅和納米沸石，所述納米粒子與所述石油瀝青的重量比為36～44:100。可選地，所述納米二氧化硅與所述納米沸石的重量比為2:1。可選地，所述納米二氧化硅的粒徑在20～60nm之間，所述納米沸石的粒徑在15～40nm之間。可選地，所述改性瀝青還包括熱塑性彈性體，所述熱塑性彈性體與所述石油瀝青的重量比為18～22:100?？蛇x地，所述熱塑性彈性體包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量比為13:5?？蛇x地，所述改性瀝青還包括軟化劑和增粘劑，所述軟化劑與所述石油瀝青的重量比為14～17:100，所述增粘劑與所述石油瀝青的重量比為6～10:100?？蛇x地，所述軟化劑包括芳烴油和/或環(huán)烷油，所述增粘劑包括石油樹脂C5、石油樹脂C9及松香甘油酯樹脂138，所述石油樹脂C5、石油樹脂C9、松香甘油脂樹脂的重量比為17:20:14。本發(fā)明還提出一種如上述的改性瀝青的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：將所述石油瀝青加入攪拌罐中，攪拌、加熱升溫至150℃；向所述攪拌罐中加入所述納米二氧化硅、所述納米沸石，于150～160℃下，攪拌1.5～2.5小時(shí)，得到混合料；混合料經(jīng)膠體磨，于150～160℃，轉(zhuǎn)速為2900～3600r/min的條件下，剪切研磨1～1.5小時(shí)?？蛇x地，將所述石油瀝青加入攪拌罐中的步驟還包括向所述攪拌罐中加入軟化劑和增粘劑；向所述攪拌罐中加入所述納米二氧化硅、所述納米沸石的步驟還包括向所述攪拌罐中加入熱塑性彈性體。本發(fā)明還提出一種納米反應(yīng)粘防水卷材，所述納米反應(yīng)粘防水卷材包括胎基層或高分子膜層，結(jié)合于胎基層或高分子膜層的改性瀝青層，及結(jié)合于改性瀝青層表面的離型材料層，所述改性瀝青層包含如上述的改性瀝青。本發(fā)明技術(shù)方案向所述石油瀝青中加入所述納米二氧化硅和所述納米沸石，該納米二氧化硅和納米沸石具有很高的表面能和活性，分散到所述石油瀝青中后，可以吸附石油瀝青中的輕組分，將所述石油瀝青中小分子聯(lián)合成大分子，以將所述石油瀝青中的輕組分鎖住，使得輕組分難以揮發(fā)和遷移，從而提高了所述石油瀝青的耐高溫性能。具體實(shí)施方式下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明提出一種改性瀝青，所述改性瀝青包括石油瀝青、納米粒子，所述納米粒子包括納米二氧化硅和納米沸石，所述納米粒子與所述石油瀝青的重量比為36～44:100。所述納米二氧化硅與所述納米沸石的重量比為2:1。所述納米二氧化硅的粒徑在20～60nm之間，所述納米沸石的粒徑在15～40nm之間。所述納米沸石的主要成分為含鈉的水合硅鋁酸鹽。所述石油瀝青選用70號或90號石油瀝青。所述納米二氧化硅和所述納米沸石具有很高的表面能和活性，分散到所述石油瀝青中后，可以吸附石油瀝青中的輕組分，將石油瀝青中的小分子聯(lián)合成大分子，以達(dá)到將所述石油瀝青中的輕組分鎖住，使得輕組分難以揮發(fā)和遷移的目的，從而提高所述石油瀝青的耐高溫性能。此外，所述納米二氧化硅對紫外光、紅外光、及可見光具有極強(qiáng)的反射特性，可進(jìn)一步提高所述石油瀝青的耐高溫性能?？梢岳斫獾?，將所述改性瀝青應(yīng)用于防水卷材領(lǐng)域時(shí)，由于所述改性瀝青中有納米二氧化硅和納米沸石的存在，可使卷材表面帶有活性，當(dāng)卷材濕鋪于水泥砂漿或混凝土?xí)r，卷材參與水泥的水化反應(yīng)，與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣和水化硅酸鈣發(fā)生化學(xué)作用而形成粘結(jié)，使得卷材的粘結(jié)高度密封，牢固，粘結(jié)不可逆，不竄水。此外，所述納米二氧化硅對波長490nm以內(nèi)的紫外線反射率高達(dá)70％～80％，可使應(yīng)用所述改性瀝青的防水卷材的耐熱老化，抗紫外老化性能明顯提高，卷材長時(shí)間儲(chǔ)存，其初粘性和持粘性亦不會(huì)輕易下降。所述改性瀝青還包括熱塑性彈性體，所述熱塑性彈性體與所述石油瀝青的重量比為18～22:1。所述熱塑性彈性體包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量比為13:5。所述苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，兼具橡膠和塑料性質(zhì)，粘著力強(qiáng)，可提高所述改性瀝青的粘著力。所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，拉伸強(qiáng)度高，彈性大，與所述石油瀝青相溶性好，能夠改善所述改性瀝青的綜合性能。所述納米二氧化硅和所述納米沸石還可起到一種橋聯(lián)作用，橋聯(lián)在所述石油瀝青與所述熱塑性彈性體之間，可促進(jìn)改性劑與改性劑及改性劑與基質(zhì)瀝青的相互作用形成致密的網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而改善瀝青的穩(wěn)定性，提高所述石油瀝青的延伸性能。所述改性瀝青還包括軟化劑，所述軟化劑與所述石油瀝青的重量比為14～17:100。所述軟化劑包括芳烴油和/或環(huán)烷油，所述芳烴油的閃點(diǎn)在190～200℃之間，苯胺點(diǎn)約36℃，芳香烴含量70％～87％，飽和烴含量20％～35％，極性物含量小于25％，瀝青烯烴含量小于0.5％。所述環(huán)烷油的相對密度在0.89～0.95之間，酸值小于0.15mgKOH/g(酸值，指中和脂肪、脂肪油或其他類似物質(zhì)1克中含有的游離脂肪酸所需氫氧化鉀的重量，常用單位為：毫克氫氧化鉀每克)，流動(dòng)點(diǎn)在-40～-12℃之間，飽和烴含量87.55％～93.86％，芳烴含量6.14％～11.96％，瀝青質(zhì)含量0～0.49％。所述軟化劑能夠改善所述石油瀝青的耐低溫性能，增加初粘性，有助于所述熱塑性彈性體在所述石油瀝青中的溶脹，起到增容作用。所述改性瀝青還包括增粘劑，所述增粘劑與所述石油瀝青的重量比為6～10:100。所述增粘劑包括石油樹脂C5、石油樹脂C9、及松香甘油酯樹脂138，石油樹脂C5、石油樹脂C9、松香甘油脂樹脂的重量比為17:20:14。所述增粘劑與所述軟化劑共同作用于所述熱塑性彈性體，促進(jìn)所述熱塑性彈性體溶脹于所述石油瀝青中，使所述石油瀝青改性溫度降低。從而使得所述石油瀝青在改性過程中更加容易控制質(zhì)量，進(jìn)一步提高所述石油瀝青的各項(xiàng)性能。此外，所述石油瀝青改性溫度的降低，亦可降低所述石油瀝青在改性過程中尾氣的排放量，降低尾氣處理費(fèi)用，使得其生產(chǎn)更加安全、環(huán)保。此外，將所述改性瀝青應(yīng)用于防水卷材領(lǐng)域時(shí)，所述增粘劑賦予所述改性瀝青優(yōu)異的壓敏性，使得卷材可在水中搭接，與不同材質(zhì)粘結(jié)能力增強(qiáng)，剝離強(qiáng)度高，在零度以下，仍具有良好的初粘性。本發(fā)明所述改性瀝青的制備方法，包括如下步驟：將所述石油瀝青加入攪拌罐中，攪拌、加熱升溫至150℃；向所述攪拌罐中加入所述納米二氧化硅、所述納米沸石，于150～160℃下，攪拌1.5～2.5小時(shí)，得到混合料；混合料經(jīng)膠體磨，于150～160℃，轉(zhuǎn)速為2900～3600r/min的條件下，剪切研磨1～1.5小時(shí)。優(yōu)選地，將所述石油瀝青加入攪拌罐中的步驟還包括向所述攪拌罐中加入軟化劑和增粘劑；向所述攪拌罐中加入所述納米二氧化硅、所述納米沸石的步驟還包括向所述攪拌罐中加入熱塑性彈性體。所述熱塑性彈性體、軟化劑、增粘劑的加入，可以提高所述改性瀝青的綜合性能。本發(fā)明還提供一種納米反應(yīng)粘防水卷材，所述納米反應(yīng)粘防水卷材包括胎基層或高分子膜層，結(jié)合于胎基層或高分子膜層的改性瀝青層，及結(jié)合于改性瀝青層表面的離型材料層，所述改性瀝青層包含如前述的改性瀝青。所述納米反應(yīng)粘防水卷材的成型工藝如下：在130-150℃下，將上述改性瀝青，輸送至卷材成型生產(chǎn)線，與胎基(聚酯氈、或玻纖氈)或高分子膜(聚乙烯膜、或聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、或聚氯乙烯膜)進(jìn)行復(fù)合，經(jīng)過對輥定厚，并在改性瀝青表面貼上離型材料(硅油膜或硅油紙)，水冷卻成型，即得到納米反應(yīng)粘防水卷材。相較于現(xiàn)有技術(shù)而言，由于所述納米反應(yīng)粘防水卷材采用了本發(fā)明所述的改性瀝青，因此提高了所述納米反應(yīng)粘防水卷材的耐高溫性能、耐低溫性能、抗老化性能以及延伸性能，增加了所述納米反應(yīng)粘防水卷材的適用性。此外，本發(fā)明所述納米反應(yīng)粘防水卷材的改性瀝青層通過離子鍵合和化學(xué)交聯(lián)作用使所述納米反應(yīng)粘防水卷材與混凝土形成致密、高密封的粘結(jié)，粘結(jié)不可逆，可使所述納米反應(yīng)粘防水卷材獲得優(yōu)良的粘結(jié)性能。優(yōu)選地，所述納米反應(yīng)粘防水卷材采用高分子薄膜(聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)作為所述改性瀝青的載體，可增強(qiáng)所述納米反應(yīng)粘防水卷材的耐水壓性能，拉力及延伸性能。以下通過具體實(shí)施例對本發(fā)明改性瀝青及其制備方法、納米反應(yīng)粘防水卷材進(jìn)行具體說明。實(shí)施例1：各原料按重量份數(shù)配制如下：石油瀝青：100份，納米粒子：36份，熱塑性彈性體：18份，軟化劑：14份，增粘劑：6份。所述石油瀝青為70號石油瀝青，所述納米粒子為納米二氧化硅和納米沸石，所述熱塑性彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，所述軟化劑為芳烴油，所述增粘劑為石油樹脂C5、石油樹脂C9及松香甘油脂樹脂。其中，納米二氧化硅與納米沸石的重量比為2:1；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量比為13:5；石油樹脂C5、石油樹脂C9、松香甘油脂樹脂的重量比為17:20:14。將所述石油瀝青、軟化劑和增粘劑加入攪拌罐中，攪拌、加熱升溫至150℃；向所述攪拌罐中加入所述納米二氧化硅、納米沸石和熱塑性彈性體，于150℃下，攪拌1.5小時(shí)得到混合料。然后混合料經(jīng)過膠體磨，在150℃，轉(zhuǎn)速為2900r/min的條件下，剪切研磨1小時(shí)，即得到改性瀝青。再在130℃下，將上述改性瀝青，輸送至卷材成型生產(chǎn)線，與胎基進(jìn)行復(fù)合，經(jīng)過對輥定厚，并在改性瀝青表面貼上離型材料(硅油膜或硅油紙)，水冷卻成型，即得到納米反應(yīng)粘防水卷材。實(shí)施例2：各原料按重量份數(shù)配制如下：石油瀝青：100份，納米粒子：40份，熱塑性彈性體：20份，軟化劑：15份，增粘劑：8份。所述石油瀝青為90號石油瀝青，所述納米粒子為納米二氧化硅和納米沸石，所述熱塑性彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，所述軟化劑為環(huán)烷油，所述增粘劑為石油樹脂C5、石油樹脂C9及松香甘油脂樹脂。其中，納米二氧化硅與納米沸石的重量比為2:1；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量比為13:5；石油樹脂C5、石油樹脂C9、松香甘油脂樹脂的重量比為17:20:14。將所述石油瀝青、軟化劑和增粘劑加入攪拌罐中，攪拌、加熱升溫至150℃；向所述攪拌罐中加入所述納米二氧化硅、納米沸石和熱塑性彈性體，于155℃下，攪拌2小時(shí)得到混合料。然后混合料經(jīng)過膠體磨，在155℃，轉(zhuǎn)速為3250r/min的條件下，剪切研磨1.5小時(shí)，即得到改性瀝青。再在140℃下，將上述改性瀝青，輸送至卷材成型生產(chǎn)線，與胎基進(jìn)行復(fù)合，經(jīng)過對輥定厚，并在改性瀝青表面貼上離型材料(硅油膜或硅油紙)，水冷卻成型，即得到納米反應(yīng)粘防水卷材。實(shí)施例3：各原料按重量份數(shù)配制如下：石油瀝青：100份，納米粒子：44份，熱塑性彈性體：22份，軟化劑：17份，增粘劑：10份。所述石油瀝青為70號石油瀝青，所述納米粒子為納米二氧化硅和納米沸石，所述熱塑性彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，所述軟化劑為芳烴油和環(huán)烷油，所述增粘劑為石油樹脂C5、石油樹脂C9及松香甘油脂樹脂。其中，納米二氧化硅與納米沸石的重量比為2:1；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量比為13:5；石油樹脂C5、石油樹脂C9、松香甘油脂樹脂的重量比為17:20:14。將所述石油瀝青、軟化劑和增粘劑加入攪拌罐中，攪拌、加熱升溫至150℃；向所述攪拌罐中加入所述納米二氧化硅、納米沸石和熱塑性彈性體，于160℃下，攪拌2.5小時(shí)得到混合料。然后混合料經(jīng)過膠體磨，在160℃，轉(zhuǎn)速為3600r/min的條件下，剪切研磨1.5小時(shí)，即得到改性瀝青。再在150℃下，將上述改性瀝青，輸送至卷材成型生產(chǎn)線，與高分子薄膜(聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)進(jìn)行復(fù)合，經(jīng)過對輥定厚，并在改性瀝青表面貼上離型材料(硅油膜或硅油紙)，水冷卻成型，即得到納米反應(yīng)粘防水卷材。實(shí)施例1～3所得的納米反應(yīng)粘防水卷材，性能均可滿足GB/T23457-2009的指標(biāo)要求，如下表：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。