[发明专利]一种抑烟低异味改性沥青卷材涂盖料及其制备方法和改性沥青卷材

说明书

本发明公开了一种抑烟低异味改性沥青卷材涂盖料及其制备方法和改性沥青卷材。涂盖料包括：基质沥青、软化剂、自由基捕捉剂、金属有机框架化合物、无机吸附材料、反应型气味抑制剂、高分子改性剂、增粘树脂、橡胶粉、填料。本发明通过添加自由基捕捉剂，降低通过自由基反应生成的小分子易挥发气体；金属有机框架化合物高效选择吸附降低多环芳烃含硫噻吩类物质的排放；无机吸附材料加强易挥发有机物与沥青基体的相互作用，降低整体排放；反应型气味抑制剂与沥青中的硫醇反应，降低异味源之一的硫醇和硫化氢排放。测试结果表明通过添加抑烟除味活性成分，180℃时改性沥青涂盖料烟气挥发量降低80％以上，污染物排放和异味源排放显著减少。

技术领域

本发明属于建筑防水材料领域，更具体地，涉及一种抑烟低异味改性沥青卷材涂盖料及其制备方法和改性沥青卷材。

背景技术

沥青具有价格便宜、耐腐蚀、耐水性好、具有一定粘接力等优点，但也存在温度稳定性差、低温易脆裂、耐老化性差等缺点，通过添加高分子改性剂可以克服这些缺点并使沥青材料具有新的新能，一般利用高分子对沥青材料改性需要在较高温度下进行，以促进高分子在沥青中的溶胀进而提高溶胀速率。

中国专利申请CN106398244A、中国专利CN104553130B分别制备自粘沥青防水卷材、弹性体改性沥青防水卷材，沥青基防水卷材涂盖料组成一般包括基质沥青，软化油，高分子改性剂、橡胶粉改性剂、增粘材料、填料等，其制备工艺一般为：将沥青、软化油加热到150-160℃，加入高分子改性剂及其它改性剂，加热到175-190℃范围内，并开启胶体磨加速高分子材料的溶胀过程，一定时间后加入滑石粉、重钙等填料。在此制备过程中会挥发出大量的有机挥发物、一氧化碳、二氧化硫等气体，其来源为沥青、软化油中残留的轻质组分以及在高温下分解产生的易挥发物。

Yu等人利用紫外-可见光谱分析了沥青有机挥发物(VOC)，设定288纳米波长为检测波长，分析VOC挥发量与吸收强度间的线性关系。实验发现VOC挥发量与温度和沥青组分有关，温度越高挥发量越大(Evaluation of Volatile Organic Compounds from AsphaltUsing UV-Visible Spectrometer)。其中以苯并α芘为代表的多环芳烃是沥青烟气中的主要致癌物质，沥青烟气中的含硫物质还会刺激人体皮肤和呼吸系统，对肝、肾等系统也会造成损害。这些沥青烟气不论是对环境还是相关人员的身体健康都会产生巨大危害。此外，在高温加工和施工过程中，沥青产生的异味也会给工人和周围人员带来不适。沥青材料在高温加工和使用过程中的烟气排放问题已受到相当重视。针对降低沥青高温条件下的烟气排放和沥青使用过程中的异味产生已有一定专利公开。

现有针对降低沥青烟气的技术方案主要有三种，第一是添加阻燃剂，中国专利“CN106146882B”、“CN104194356B”通过添加水镁石粉、凹凸棒石、氢氧化铝等无机阻燃剂达到阻燃抑烟的目的。但要起到较好的抑烟效果需要较多的添加量，这会影响沥青材料的性能。第二是添加偶联剂和吸附材料，中国专利“CN105199409B”公开的抑烟剂的主要成分为沸石、硅藻土、浮石、石墨、碳纳米管、二氧化钛，通过硅烷偶联改性提高无机填料的相容性。但改性剂的添加量需达到2-10％，而添加过多改性剂会影响沥青材料的性能。第三是添加温拌剂(主要是聚乙烯蜡类产品)通过降低沥青改性、施工温度来降低烟气挥发。中国专利申请“CN101649122A”添加的抑烟改性剂为裂解聚乙烯蜡和硬酯酸，通过降低沥青混合料拌合、成型温度来降低沥青烟气排放。由于改性沥青卷材生产过程中还涉及到改性料的溶解过程，改性过程温度需维持在180℃左右，通过添加温拌剂不适于改性沥青卷材抑烟方案。以上三种方案均针对道路沥青的使用，并不适用于改性沥青卷材的抑烟方案。

针对净味、降低异味改性沥青方案中，主要是通过添加气味抑制剂来实现，其中CN108382039A一种净味改性沥青防水卷材及其制备方法这一专利申请通过加入抗氧剂与自由基反应，减少沥青烟气，通过醛类和羧酸酯类气味抑制剂降低异味。但其加入的羧酸酯类如乙酸甲酯、乙酸乙酯稳定剂乙烯基三氯硅烷沸点为90.6℃，沸点相对较低，沥青改性温度为170-200℃会有大量挥发，不利于应用于高温改性沥青过程。