云母粉在聚合物改性瀝青涂蓋料中的研究應用

張愛宏

摘要：本文研究了云母粉作為填充料對聚合物改性瀝青涂蓋料中物理性能影響，評價其在自粘防水卷材中應用可能性。試驗表明，云母粉可提升基質瀝青涂蓋料軟化點，改善其耐熱性能;當云母粉用量為19%制備聚合物改性瀝青涂蓋料剝離強度最大，表現出優異粘結性能;經熱老化后，云母粉涂蓋料其軟化點增大量和低溫柔性降低量均小于碳酸鈣作為填充料對聚合物改性瀝青涂蓋料，表現出更好的耐熱老化性和耐低溫性能。

關鍵詞：云母粉;聚合物改性瀝青;熱老化

自粘聚合物改性瀝青防水卷材因具有優異抗基層變形能力和自愈性，與混凝土粘結能力強;而且冷施工，大大提高卷材鋪貼速度，加快施工進度，節能環保，已成為當今防水材料巾的“新寵”[1-2]。現生產自粘聚合物改性瀝青防水卷材用改性瀝青涂蓋料主要是由基質瀝青、助劑油、聚合物改性劑、增黏劑、填充料等組成。填充料廣泛使用是重質碳酸鈣或滑石粉，現有文獻報道將云母粉用于改性瀝青填充料。而云母粉與重質碳酸鈣等相比較，在液體瀝青和助劑油中懸浮性好，耐高溫，作為填料改性瀝青可增強材料韌性，且賦予材料優良的尺寸穩定性，耐高溫特性也大幅度提高。本文將云母粉作為填充料制備聚合物改性瀝青涂蓋料，分析其加入對改性瀝青涂蓋料各項物理性能影響，同時進行熱老化試驗，進而評價其在防水材料領域應用可能性。

1原材料性能

1.1原材料選擇

基質瀝青為中石油70號道路石油瀝青;SBS牌號為T16IB;膠粉為精細輪胎膠，細度為60目;增粘樹脂為C5石油樹脂;SBR為60同粉末狀。云母粉為灰門色粉末，細度為325同，含水量

1.2聚合物改性瀝青涂蓋料制備

首先稱取一定量的70號道路石油瀝青和助劑油，160℃下脫水1h，然后升溫至180℃，加入聚合物改性劑SBS、SBR和增粘樹脂等攪拌溶解3h，溶解完全后慢慢加入膠粉在180-190℃下攪拌分散溶脹3h，待其分敞均勻后加入填充料攪拌2h，即制備聚合物改性瀝青涂蓋料。

1.3熱老化試驗

制備聚合物改性瀝青涂蓋料，澆制成250×300×2mm的試件，放人到（70±2）℃烘箱中，老化時間為14d，每個2d測試聚合物改性瀝青涂蓋料軟化點和低溫柔性變化。

1.4物理性能測試

改性瀝青針人度參照（GB/T 4509-2010;軟化點按照（GB/T 4507-2014規定使用環球法測試;延度參照（GB/T4508-2010;耐熱性參照（GB/T 328.11-2007中 A法進行試驗;低溫柔性參照GB/T 328.14-2007進行試驗;剝離強度按照GBIT 328.20-2007進行試驗。

2結果與分析

2.1云母粉對基質瀝青性能影響

本文首先考察云母粉加入對基質瀝青三大基本性能指標影響（見表1）。從表中試驗數據可看出，加入云母粉，基質瀝青的軟化點有所提升，瀝青耐熱性能得到改善;基質瀝青針入度和延度都有所降低。同時，對比碳酸鈣改性瀝青，云母粉對基質瀝青耐熱性改善較好，針人度降低幅度較大。

2.2云母粉最佳用量

云母粉用量對改性瀝青涂蓋料各項物理性能指標影響見表2和圖1。從試驗結果可看出，隨著云母粉用量增加，改性瀝青涂蓋料軟化點逐漸增加，耐熱性能逐步提升;針入度指標逐漸降低，改性瀝青涂蓋料逐漸變稠;與鋁板剝離強度指標得到大幅提升后又逐漸降低，但低溫柔性指標卻略有所降低。分析原因主要是由于云母粉在改性瀝青涂蓋料體系中懸浮性好，作為填充材料分散均勻，降低了改性瀝青共混體系中液料（基質瀝青、助劑油）與改性聚合物之間密度差，整個體系更容易達到物理意義上共混平衡，聚合物充分發揮其物理特性，改性瀝青混合料各項物理性能得到提升。但云母粉因吸油量較大，隨著用量增多導致整個配方體系中助劑油組分降低，使其對改性瀝青低溫性能改進作用降低，故低溫柔性指標有所下降。同時，改性瀝青涂蓋料與鋁板剝離強度性能受混合料體系本身內聚強度和表面吸附力大小影響，內聚力大，但表面吸附力小，剝離強度指標小;內聚力小，表面吸附力大，剝離強度指標也小。故需要內聚力和吸附力達到一定平衡才能夠獲得最大剝離強度[3-4]。云母粉用量增加，吸油量也增加，改性瀝青混合料內聚強度會增大，表面粘附力雖有所下降，但剝離強度指標仍是不斷增加。云母粉用量達到一定程度，對改性瀝青混合料中油分吸收量過大，導致表面吸附力降低，即使內聚力大，但仍導致剝離強度降低。綜合改性瀝青涂蓋料各項性能指標確定云母粉在改性瀝青自粘混合料中最佳用量為19%左右。

2.3云母粉對聚合物改性瀝青涂蓋料熱老化性能影響

本文為了研究云母粉對聚合物改性瀝青涂蓋料熱老化前后物理性能的影響，參照GB23441-2009標準中自粘聚合物改性瀝青卷材熱老化試驗中物理性能指標規定，試驗測試云母粉作為填充料制備改性瀝青涂蓋料熱老化前后軟化點差值、低溫柔性差值隨熱老化時間變化如圖2和圖3。從圖中可看出，隨熱老化時間延長，改性瀝青涂蓋料軟化點增量增大，低溫柔性降低量也增大，說明改性瀝青涂蓋料對溫度敏感性變大，低溫耐熱指標受溫度變化影響較大。但對比相同加量下碳酸鈣，相同熱老化時間下，云母粉作為填料改性瀝青涂蓋料熱老化性能要優于碳酸鈣作為填料改性瀝青涂蓋料，表明云母粉作為填充料制備改性瀝青涂蓋料熱老化性能好于碳酸鈣作為填充料制備改性瀝青涂蓋料。分析可能原因為熱老化試驗高溫下改性瀝青涂蓋料中輕質油分會受熱揮發，而云母粉吸油量大于碳酸鈣，造成揮發油分少于碳酸鈣，軟化點和低溫柔性增降幅較小。

3結論

①云母粉改性瀝青后，瀝青的針入度和延度降低，軟化點升高，耐熱性能改善明顯;②云母粉作為填充料加入到白粘聚合物改性瀝青涂蓋料中，其最佳用量為19%，自粘聚合物改性瀝青涂蓋料各項性能最佳，剝離強度達到最大;③云母粉作為填充料加入到白粘聚合物改性瀝青涂蓋料中，其熱老化后軟化點增量和低溫柔性降低量均隨老化時間延長而增加。對比同加量下碳酸鈣填充料，云母粉熱老化后軟化點增大值和低溫柔性降低值都小于碳酸鈣，云母粉作為白粘聚合物改性瀝青涂蓋料的填充料具有更加優異耐老化性能。

參考文獻：

[1]徐茂震，劉金景，羅偉新，等，自粘聚合物改性瀝青防水卷材性能探究[J].新型建筑材料，2016（1）：57-60.

[2]任傳斌，周廣德，自粘丁基橡膠防水卷材生產與施工應用[J].化學建材，1995（5）：211-212.

[3]陳建華，張廣彬，尚華勝，自粘聚合物改性瀝青聚酯胎防水卷材的研制[J].石油瀝青，2007（2）：22-25.

[4]王志華，柴鳳琴，毛新菊，等，自粘聚合物改性瀝青防水卷材膠粘劑[J].粘接，2004（1）：25-27.