一种废渣耐油防水板材及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废渣耐油防水板材及制备方法。
【背景技术】
[0002]沥青是一种重要的建筑防水材料，因其防水性能优良、价格便宜而被广泛使用。聚合物改性沥青防水卷材因其具备优良的高低温性能而成为备受关注的建筑防水材料。但聚合物改性沥青防水卷材同普通有机材料一样，容易受紫外光、热、氧等因素的作用而会发生老化，致使防水卷材变硬变脆，低温柔韧性快速降低，在冬季低温下难以适应屋面基层的冷缩而出现开裂，从而导致防水层破坏，致使屋面渗漏，大大缩短了屋面防水材料的使用寿命。因此，改善屋面沥青的耐老化性能，对提高建筑屋面的耐久性具有重要意义。
[0003]用热塑性弹性体对沥青进行改性，在国内外已有多年的历史，使用最多的是苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段热塑性弹性体(SBS)。SBS改性沥青具有优良的耐高、低温性能和弹性恢复性能，是目前聚合物改性沥青中用量最大的品种。但沥青及弹性体改性剂主要含C一H、C一C和C=C，在使用过程中受紫外光、氧、热等因素的作用引起化学键断裂，成分和结构发生变化，导致性能劣化，使用寿命缩短。
[0004]关于提高弹性体改性沥青屋面防水材料耐老化性能已有一些研究报道。中国专利CN102190957A提出在沥青中加入镁铝基层状双氢氧化物，利用镁铝基层状双氢氧化物对紫外线的物理屏蔽作用，提高弹性体改性体沥青的抗紫外老化能力，但沥青在使用过程中除受到紫外光作用而发生老化外，还会受到热、氧的作用发生热氧老化，而镁铝基层状双氢氧化物在改善沥青耐热氧老化性能的效果并不明显。将抗氧剂加入到沥青中，可在一定程度上提高沥青的抗热氧老化能力，但由于抗氧剂为低分子量有机化合物，其与热沥青在高温条件下混合时易受热挥发，且其本身也会因老化而降低抗热氧老化能力，造成抗氧剂对沥青的抗老化作用不能长久有效。
[0005]弹性体(SBS)改性沥青防水卷材因具有良好的高温抗流淌、低温抗裂性能已在防水工程中得到广泛的应用。然而，沥青基防水卷材在使用过程中会受到光、热、氧等因素的影响而发生老化，导致防水卷材变硬变脆，低温柔性显著降低。对于SBS改性沥青防水卷材，老化不仅包括沥青的老化，还包括SBS的老化。为延长弹性体改性沥青防水卷材的使用寿命，极有必要提高弹性体改性沥青的耐老化性能。层状双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)是一类超分子层状结构材料。LDHs由层状双氢氧化物层板和层间阴离子构成多级叠加的层状结构，其无机层板可以对紫外线起到物理屏蔽作用；如果将有机紫外吸收剂插入层间，将会使LDHs对紫外线同时具有物理屏蔽和吸收的双重作用。此外，紫外线在通过LDHs多级层板时，会在层板界面上发生多级反射和折射，能量也会减弱。
[0006]本发明是利用钢渣、粉煤灰及脱硫石膏等工业废渣来制备一种硅酸钙砂板板，充分发挥不同固体废物之间的协同作用，生产得到符合国家标准的建筑材料，不仅可实现工业固体废物的综合利用，还能减少固废排放对环境的污染。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种能够，有效提高耐油改性沥青的改性耐火防水板材，从而可延长弹性体改性沥青防水材料的使用寿命的防水材料及制备方法。
[0008]—种废渣耐油防水板材，其特征是其原料由以下重量份的成分组成:电厂废渣30-35份、沥青20-30份、弹性体改性剂10-12份、层状双羟基复合金属氢氧化物10_12份、稳定剂5-10份和外加剂5-10份、聚氨酯弹性体15-20份、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物20-30份、异戊橡胶4-6。
[0009]其特征是它由以下重量份的成分组成:
所述的电厂废渣为粉煤灰和脱硫石膏重量比为5?10:10,其粒子直径为0.04?20 μπι ；
所述沥青为重交道路石油沥青或环烷基石油沥青，针入度为55?100 ;
所述外加剂为火山灰或硅粉或粉煤灰，外加剂与沥青的重量比为8?15:90 ；
所述稳定剂为松香或松香树脂，稳定剂与沥青的重量比为5?10:90ο
[0010]所述沥青为石油沥青或煤焦油沥青，其针入度范围为50?1101/10mm，软化点是40?100°C;所述的弹性体改性剂是线型苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段热塑性弹性体、星型苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段热塑性弹性体中的一种或二种的混合物，混合时为任意配比，所述的增容剂橡胶油为芳烃含量大于65%且闪点多200°C的橡胶油。
[0011]所述的层状双羟基复合金属氢氧化物的制备:将Mg(NO3)2.6H20、Al (NO3)3.9H20配成Mg2+/Al3+的摩尔比为2:1的混合盐水溶液，其中[Mg 2+]=lmol/L,并用2mol/L的NaOH溶液将混合盐水溶液pH值调节为10 ;取该混合盐溶液400mL，加入三口烧瓶内，在80°C恒温水浴中冷凝回流并搅拌反应24小时，沉淀静置老化后，通过真空抽滤分离得到滤饼和滤液，弃去滤液，用400mL去离子水洗涤滤饼，再将洗涤后的滤饼在80°C下干燥12小时，最后研磨干燥后的滤饼即制得硝酸根型镁铝基层状双羟基复合金属氢氧化物；取10质量份硝酸根型镁铝基层状双羟基复合金属氢氧化物加入到预盛300质量份去离子水的三口烧瓶内，在70°C恒温水浴中冷凝回流并搅拌2小时得到均匀分散的浆液；再将5质量份的抗氧剂3- (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸溶解于300质量份去离子水中，得到抗氧剂溶液；将抗氧剂溶液加入到前述浆液中，然后用盐酸将混合液的PH调节为3，继续在70°C恒温水浴中冷凝回流并搅拌3小时，反应结束后真空抽滤分离得到滤饼和滤液，弃去滤液，用400质量份去离子水洗涤滤饼，再将洗涤后的滤饼在60°C下干燥12小时，研磨干燥后的滤饼即得层状双羟基复合金属氢氧化物，所述的稳定剂为多聚磷酸，所述的填料为粉煤灰，细度为100 ?200 目。
[0012]所述的废渣耐油防水板材，其特征是按如下步骤进行:
A:混匀原料:按配比称取原料投入到锥形双螺旋搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间为8-15分钟，得到搅拌后的混合物；
B:料浆的制备:将原料混合放在40-50°C罐中进行搅拌混合成均匀的料浆，再加水进行打浆，再将放出的混合料加入锥形双螺旋搅拌机中，再搅拌5-40分钟；混合料与水按重量百分比计的比例为:混合料:10%冰:90% ；
C:坯板的制备:待料浆进行放浆后，料浆经流浆槽均匀分布在毛布上，由真空栗吸附脱水并形成致密的毛板坯料，再经成型辊筒模压成型，经由脱模机真空脱模； D:蒸养:脱模后还板经150°C、1.5-2Mpa高压下蒸养；
E:烘干:将蒸养后坯板在50-100°C的烘干机中进行烘干，使坯板含水量小于7% ;
F:打磨:由砂光机打磨光滑制品入库。
[0013]蒸养步骤中升温时间为3小时，升到160°C后恒温保持3小时，然后降温4小时，蒸养后的板材含水量为5wt%。
[0014]本发明的有益效果如下:
本发明以高炉钢渣、粉煤灰及脱硫石膏等工业固废和水泥为主要原料，并配入硅灰石粉和消石灰粉，生产制作出耐水防火硅酸钙板产品，满足国家标准的各项指标要求，产品具不仅能减小工业固废排放对环境的污染，还能起到变废为宝的经济和社会效益。SBS弹性体与沥青分子在紫外光、热的作用下容易发生断链生成活性自由基，活性自由基与氧反应形成过氧化自由基后再与SBS及沥青分子反应，形成氧化产物和新的自由基，维持自由基链反应持续进行而发生老化。层状双羟基复合金属氢氧化物由层状主体双金属氢氧化物层板和层间客体阴离子构成多级叠加的层状结构，对紫外线具有优良的物理屏蔽作用，可有效提高沥青的抗紫外老化性能，抗氧剂3-(3，5- 二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸可以终止自由基链反应，在提高SBS与沥青抗热氧老化能力方面具有明显的效果。然而，抗氧剂为低分子量有机化合物，与SBS改性沥青在高温条件下混合时易受热挥发，且其本身也会因老化而丧失终止自由基链反应能力，造成抗氧剂对SBS改性沥青的抗老化作用不能长久有效。本发明通过离子交换法将抗氧剂3- (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸插入层状双羟基复合金属氢氧化物层间，从而获得抗氧剂3-(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸插层层状双羟基复合金属氢氧化物。将其添加到弹性体改性沥青涂盖料中，利用层状双羟基复合金属氢氧化物对紫外光显著的物理屏蔽作用而减少SBS改性沥青发生断链反应，同时借助其层间抗氧剂可捕捉SBS与沥青在光、热作用下生成的活性自由基而终止自由基链反应，从而显著改善弹性体改性沥青涂盖料的抗老化性能。本发明添加的聚氨酯弹性体具有优异的耐磨、耐油性能，且属于极性聚合物能和聚丙烯有机结合为一体，可有效提高聚丙烯的力学性能；加入的氟橡胶具有耐高温、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。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明专利保护的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。
[0016]实施例1
一种废渣耐油防水板材，其特征是其原料由以下重量份的成分组成:电厂废渣30份、沥青20份、弹性体改性剂10份、层状双羟基复合金属氢氧化物10份、稳定剂5份和外加剂5份、聚氨酯弹性体15份、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物20份、异戊橡胶4份。
[0017]其特征是它由以下重量份的成分组成:
所述的电厂废渣为粉煤灰和脱硫石膏重量比为5:10，其粒子直径为0.04 μπι; 所述沥青为重交道路石油沥青或环烷基石油沥青，针入度为55 ;
所述外加剂为火山灰或硅粉或粉煤灰，外加剂与沥青的重量比为8:90 ；
所述稳定剂为松香或松香树脂，稳定剂与沥青的重量比为5:90ο
[0018]所述沥青为石油沥青或煤焦油沥青，其针入度范围为50 /10mm，软化点是40 °C ;所述的弹性体改性剂是线型苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段热塑性弹性体、星型苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段热塑性弹性体中的一种或二种的混合物，混合时为任意配比，所述的层状双羟基复合金属氢氧化物的制备:将Mg (NO3)2.6H20、Al(NO3)3.9H20配成Mg2+/Al3+的摩尔比为2:1的混合盐水溶液，其中[Mg2+] =ImoI/L，并用2mol/L的NaOH溶液将混合盐水溶液PH值调节为10 ;取该混合盐溶液400mL，加入三口烧瓶内，在80°C恒温水浴中冷凝回流并搅拌反应24小时，沉淀静置老化后，通过真空抽滤分离得到滤饼和滤液，弃去滤液，用400mL去离子水洗涤滤饼，再将洗涤后的滤饼在80°C下干燥12小时，最后研磨干燥后的滤饼