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喷涂速凝彩色防水材料的 制备及工艺研究
刘开文，罗恒，田井速，张靖宇 （贵州省材料产业技术研究院，贵州 贵阳 550014)
喷涂速凝乳化沥青防水材料因其施工简便、综合性能优 异、节能减耗等优点在许多领域得到了广泛的应用。这类 防水材料以沥青为主材，这就使得最终的防水涂膜呈深黑 色，不能调配成为其他色彩。对于需要具有一定装饰效果的 防水层来说影响其美观性。一定程度上限制了喷涂速凝乳化 沥青防水材料的应用。为了适应市场需求，可调色的喷涂速 凝防水材料的研究就显得很有必要。
1 实 验
1.1 主要原材料
芳烃油：市售，工业级；萜烯树脂：市售，工业级；SBS：线 型 791-H，巴陵石化；增塑剂：邻苯二甲酸丁二酯 DBP；橡胶
胶乳：阴离子氯丁胶乳，固含量 50%，工业品；氯化钙：工业 级；乳化剂：慢裂快凝型阴离子乳化剂；颜料：三氧化二铁。
1.2 主要仪器设备 针入度仪、软化点仪、延度仪、集热式恒温加热磁力搅拌 器、精密定时定速搅拌器、高速搅拌机、粘度仪、微机控制电子 万能试验机、冲片机、分析天平、实验室高剪切分散乳化机、双 组份喷涂设备等。
1.3 制备工艺
1.3.1 彩色胶结料的配制 彩色胶结料原材料预选质量配比为：23%芳烃油，67%萜 烯树脂，10%邻苯二甲酸丁二酯（DBP）。根据配比称取一定质 量的芳烃油、萜烯树脂和 DBP。将芳烃油加热到 160~170 ℃ 后，加入萜烯树脂和 DBP，充分剪切 20 min 至萜烯树脂完全 溶解后加入颜料三氧化二铁得到彩色胶结料。
1.3.2 SBS 改性彩色沥青 将彩色胶结料加热到 170~175 ℃后，再把 SBS 加入到彩 色胶结料中。经过溶胀、剪切、发育这 3 个阶段后得到 SBS 改 性彩色沥青，改性过程中伴随着充分的剪切。
1.3.3 乳化和二次改性 将改性彩色沥青和皂液加入到高剪切分散乳化机中进行 乳化，然后向乳化好的彩色沥青中加入氯丁胶乳，搅拌得到均 匀的改性彩色乳化沥青。 1.3.4 固化剂的制备 按照需要的氯化钙浓度称取好相应质量的氯化钙，然后 将氯化钙溶于水中得到所需固化剂。
1.4 试样的制备和测试
将改性彩色沥青乳液和氯化钙溶液通过双组份喷涂设备 喷涂到 400 mm×400 mm 的玻璃板上，保持 7 d，待试样干燥后 再将试样从玻璃板上取下制成所需样条，按 JC/T 2215—2014 《喷涂速凝橡胶沥青防水涂料》测试了制备的喷涂速凝彩色防 水材料的性能。
2 试验结果与讨论
2.1 SBS 掺量对改性彩色乳化沥青性能的影响
国内外 SBS 改性沥青的生产实践表明，SBS 掺量在 3%～ 6%时效果显著，当 SBS 掺量达到 6%以上时，改性效果不明 显。故本研究选择 SBS 掺量为 3.0%～5.5%进行测试，结果见 表 1。
从表 1 可以看出，随着 SBS 掺量的增加，改性彩色沥青 的针入度逐渐减小，软化点和黏度逐渐增加，延度（5 ℃）先随 SBS 掺量增加而增大，但当掺量达到 4.5%之后，延度（5 ℃）随 SBS 掺量增加而减小。 SBS 掺量对改性彩色乳化沥青抗拉强度的影响见图 1。
从图 1 可以看出，改性彩色乳化沥青的抗拉强度随着 SBS 掺量的增加逐渐提高。这是由于随着 SBS 掺量的增加，在高速剪切作用下，SBS 从原来的分散相变成了连续相，形成了 聚合物相和彩色沥青相相互贯穿网络的双连续相结构，这种 结构使得改性彩色乳化沥青在一定程度上表现出 SBS 的橡 胶性质，从而增强其抗拉强度。
2.2 氯丁胶乳掺量对改性彩色乳化改性沥青性能的影响
目前，用 SBS 改性沥青时，SBS 的掺量一般在 3%~6%，当 继续增加 SBS 的掺量时，由于黏度太大而使得改性沥青不能 乳化。沥青在SBS 改性之后性能还不能满足防水要求。所以 还需对改性沥青进行二次改性，通过加入胶乳来改善防水材 料的性能。氯丁胶具有优良的耐刺穿性能，且耐候性好。在加 入氯丁胶乳时须对氯丁胶乳与乳化沥青的配伍性进行研究， 筛选出与乳化沥青配伍性较好的氯丁胶乳。因此，在掺入 4.5%SBS 的基础上，掺入一定量的氯丁胶乳对改性彩色乳化 沥青进行二次改性，试验结果见图 2、图 3。
由图 2、图 3 可见，随着氯丁胶乳掺量的增大，改性彩色 乳化沥青的耐热度增加、低温柔度改善、拉伸强度逐渐增大， 而且断裂伸长率稳定在 1100%~1250%。
2.3 钙离子浓度对改性彩色乳化沥青凝固性能的影响
使用的氯丁胶乳为阴离子型胶乳，使得改性彩色乳化沥 青表面带有负电荷，选用的固化剂氯化钙溶液中有带正电的Ca2+，正负电荷相互中和，改性彩色乳化沥青迅速脱水，彩色 乳化沥青与固化剂发生不可逆的吸附，诱发改性彩色乳化沥 青破乳。将改性彩色乳化沥青和不同 Ca2+浓度的固化剂进行 立面喷涂，观察不同 Ca2+浓度下的破乳现象。当不加固化剂 时，改性彩色乳化沥青不能固化。当 Ca2+浓度为 5%时，改性彩 色乳化沥青能够破乳，但是不能成膜，且有白色的胶乳析出； 继续增加 Ca2+的浓度到 10%，改性彩色乳化沥青能够破乳，而 且能够成膜，但是还有少量白色液滴析出；进一步增加 Ca2+的 浓度到 15%，改性彩色乳化沥青能够迅速破乳，成膜效果好， 且有水珠析出，达到了速凝的目的。
2.4 喷涂速凝彩色防水材料的性能
按 JC/T 2215—2014 测试了制备的喷涂速凝彩色防水材 料的性能，结果见表 2。从表 2 可以看出，所制备的喷涂速凝 彩色防水材料的各项性能符合JC/T 2215—2014 标准要求。
3 结 论
本研究采用合成彩色胶结料的工艺路线，通过研究各组 分掺量对防水材料性能的影响，成功制备出性能符合/JC/T 2215—2014 标准要求的喷涂速凝彩色防水材料。丰富了喷涂 速凝防水材料的种类，拓宽了喷涂速凝防水材料的应用范围。
