一种可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂及其制备方法。该胶粘剂包括如下组分：基质沥青100份、苯基硅橡胶4~12份、超细可膨胀石墨10~30份、白碳黑3?12份、交联剂0.5?2份、偶联剂0.1?0.5份。将上述组分混合均匀即可得到本发明产品。本发明可回收使用的建筑贴面胶粘剂适用于室内外水泥混凝土等基础墙面的粘接，不需要对基础墙面进行任何处理，就可使天然及人造石材等建筑贴面材料快速粘贴牢固，产品性能稳定，粘接性能好，可重复使用，加工工艺过程简单，产品使用寿命长，有利于环保。

权利要求

1.一种可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂，其特征在于：按重量份计，包括以下组分及含量：基质沥青                   100份苯基硅橡胶                 4~12份超细可膨胀石墨             10~30份白碳黑                     3-12份偶联剂                     0.1-0.5份交联剂                     0.5-2份。

2.按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于：所述基质沥青的25℃针入度为15~60 1/

10mm，软化点为50~90℃。

3.按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于：所述苯基硅橡胶中苯基含量为5%~50%。

4.按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于：所述超细可膨胀石墨为天然鳞片石墨经化学处理制成，膨胀倍率5~200ml/g，固定碳90wt%~99.9wt%，硫含量<2.2wt%。

5.按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于：所述的白碳黑的比表面积100~400m2/g，SiO2含量以重量计为85wt%~98wt%。

6.按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂及木质素偶联剂中的一种或几种。

7.按照权利要求1或6所述的胶粘剂，其特征在于：所述的偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷的一种或几种。

8.按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于：所述的交联剂为多聚硫化物及秋兰姆类化合物中的一种或几种，其中所述的秋兰姆类化合物选自一硫化秋兰姆、二硫化秋兰姆和多硫化秋兰姆中的一种或几种的混合物。

9.一种权利要求1所述的可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂制备方法，其特征在于包括如下内容：（1）将基质沥青和苯基硅橡胶加入反应器中混合均匀（；2）向步骤（1）物料中加入超细可膨胀石墨、白碳黑、偶联剂及交联剂混合均匀，出料，冷却即制得可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂成品。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤（1）的混合条件为：混合温度为100~

220℃，混合时间为0.5~24小时。

11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤（2）的混合条件为：混合温度为100~

220℃，混合时间为0.5~10小时。

说明书

一种可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂。

背景技术

[0002] 天然及人造石材等贴面材料越来越广泛地应用于建筑物外墙裙等的装修，其粘贴质量和耐久性直接取决于所使用的粘接剂的性能。在我国，过去一直使用水泥砂浆或水泥浆对该类贴面材料进行粘贴施工，由于水泥不是黏合剂，加上石材的致密、吸水率低，以水泥为基材所配制的水泥浆或水泥砂浆对石材的粘接粘结力低、耐久性差，用于粘贴外墙裙石材砖容易脱落，造成不可预知的安全隐患。另外，该类粘结剂属于一次性用粘接剂，不能回收重复使用，会造成大量的建筑垃圾，浪费资源、污染环境。铺贴

[0003] 目前，通常的作法是在水泥浆或水泥砂浆中添加一定剂量的高分子聚合物来提高水泥浆或水泥砂浆与基层石材间的粘接强度，它属于一种聚合物改性的水泥基粘结剂。

[0004] CN101050341A公开了一种适用于大理石砖、花岗岩等密度大的石材黏结的水泥基胶粘剂。采用水泥、砂、碳酸钙、有机黏结剂、增稠剂等组成。是以水泥和有机黏结剂为主要胶凝材料，砂和碳酸钙为主要骨料等配制的水泥基砂浆黏结剂，黏结强度高。属于一次性用粘接剂，不能回收反复使用。

[0005] CN1052131A公开了一种用于水泥、石材等基础墙面的建筑装饰材料快速粘贴的胶粘剂。采用丙烯酸、聚醋酸乙烯为主体材料，与氨基氧基硅烷类偶联剂等混合而成。采用的主体材料不属于水泥类砂浆黏结剂，成本较高。

[0006] CN1318535C公开了一种用于墙地砖铺贴用超强胶粘剂，采用水泥、黄沙、石灰石粉为原料，添加硫铝酸盐膨胀剂、纤维素和聚醋酸乙烯酯胶乳粉等混合而成的水泥砂浆基改性胶粘剂。该黏结剂配方是属于以水泥为基材所配制的水泥砂浆黏结剂，属于一次性用粘接剂，不能回收反复使用。

[0007] CN101950796B公开了一种铅酸蓄电池沥青封口剂及其制备方法，采用沥青、SBS、增粘树脂及氧化硅为基料，与0.1~0.5份的升华硫、0.01~0.1份的卤系阻燃剂共混制得铅酸蓄电池沥青封口剂。所添加的少量卤系阻燃剂，无法发挥其阻燃作用，另外，由于环保问题，许多国家已经禁止或暂停使用卤系阻燃剂。所添加的升华硫与SBS交联反应程度过于剧烈，稍有不慎可引起SBS的过度交联，造成凝胶现象。

发明内容

[0008] 针对现有技术的不足，本发明提出一种可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂。该胶粘剂性能稳定，粘接性能好，可重复使用，加工工艺过程简单。

[0009] 本发明的可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂，按重量份计，包括以下组分及含量：

[0010] 基质沥青                   100份；

[0011] 苯基硅橡胶                 4~12份，优选6~10份；

[0012] 超细可膨胀石墨             10~30份，优选15~20份；

[0013] 白碳黑                     3-12份，优选5~10份；

[0014] 偶联剂                     0.1-0.5份，优选0.2~0.4份；

[0015] 交联剂                     0.5-2份，优选0.8~1.5份。

[0016] 所述基质沥青的针入度（25℃）为15~60 1/10mm，软化点为50~90℃。所述的基质沥青使用道路沥青、建筑沥青中的一种或几种，可采用常规的氧化及调合方法制成，例如可以由道路沥青与建筑沥青的调合而成，道路沥青重量含量为40%-60%、建筑沥青重量含量为40%-60%。优选道路石油沥青与空气直接氧化，如采用针入度（25℃）70~140 1/10mm、软化点不大于50℃的道路石油沥青，在100~260℃条件下，通入空气制成基质沥青。所述的道路沥青为直馏石油沥青、氧化石油沥青或溶剂脱油石油沥青中的一种或几种，所述建筑沥青是氧化沥青、溶剂脱油沥青或改性沥青中一种或几种。

[0017] 所述苯基硅橡胶是由在乙烯基硅橡胶的分子链中引入二苯基硅氧烷链节制成的，苯基含量（苯基与硅原子之比）5%~50%，优选5%~15%。可以采用市售产品，也可以按照现有方法制备。

[0018] 所述超细可膨胀石墨为天然鳞片石墨经化学处理制成，膨胀倍率5~200ml/g，优选10~120 ml/g，固定碳90wt%~99.9wt%，硫含量<2.2wt%。可以采用市售产品，也可以按照现有方法制备。

[0019] 所述的白碳黑的比表面积100~400m2/g，优选150~300m2/g，SiO2含量为85wt%~98wt%。

[0020] 所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂及木质素偶联剂中的一种或几种，优选硅烷偶联剂，所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷的一种或几种，优选为乙烯基硅烷。

[0021] 所述的交联剂为多聚硫化物及秋兰姆类化合物中的一种或一种以上的混合物，优选为二硫化烷基苯酚、二硫化二己内酰胺、一硫化秋兰姆、二硫化秋兰姆和多硫化秋兰姆中的一种或几种的混合物，更优选一硫化四甲基秋兰姆（TMTM）和二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）中的一种或两种的混合物。

[0022] 本发明的可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂中，还可以根据应用的要求加入其它添加剂，如阻燃剂、抗老化剂等。

[0023] 本发明的可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂制备方法，包括如下内容： （1）将基质沥青和苯基硅橡胶加入反应器中混合均匀；

[0024] （2）向步骤（1）物料中加入超细可膨胀石墨、白碳黑、偶联剂及交联剂混合均匀，出料，冷却即制得该可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂成品。

[0025] 其中，步骤（1）的混合条件为：混合温度为100~220℃，优选为120~180℃，混合时间为0.5~24小时，优选2~10小时。

[0026] 步骤（2）的混合条件为：混合温度为100~220℃，优选为120~200℃，混合时间为0.5~10小时，优选1~6小时。

[0027] 本发明方法中所述的混合过程采用常规的机械搅拌、高剪切或胶体磨等方式进行；步骤（1）的混合过程尽可能剧烈，使苯基硅橡胶在基质沥青中充分分散溶胀，步骤（2）的混合过程相对比步骤（1）要缓和一些，使反应物料之间充分反应。

[0028] 所述的基质沥青可以选择性质符合要求的道路沥青或建筑沥青，也可以采用下述方法制备：将道路石油沥青原料装入反应釜中，加热，一般为100~260℃条件下，通入氧气，反应0.5~24小时，制成氧化沥青；一般情况下，所通入的氧气量至少为0.1m3/t·h。所采用的道路石油沥青为针入度（25℃）70~140 1/10mm、软化点不大于50℃的道路石油沥青。

[0029] 本发明的可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂具有如下优点：本发明采用的白碳黑与石墨共混改性，在共混过程中，白碳黑可使石墨变细，使其在沥青中分布更加均匀。石墨表面存在少量羟基，仅能与沥青、苯基硅橡胶及EVA上的部分活性自由基发生吸附作用，共混白碳黑后，石墨表面羟基数量增加，使得石墨与沥青、苯基硅橡胶及EVA上的活性自由基的吸附作用增大，结合力增强，胶粘剂粘性增大，同时加入的苯基硅橡胶交联改性后，可使橡胶改性沥青的低温性能得到改善。采用的硅烷偶联剂具有α-官能团，与硅原子直接连接的烷氧基团比较活跃，容易发生化学反应，它在有机组分（沥青、苯基硅橡胶及EVA）与无机组分（超细可膨胀石墨及白碳黑）之间起着化学键桥作用，用量少，能改善超细可膨胀石墨及白碳黑在有机组分中的润湿性和分散性，增强粘合力。

[0030] 本发明的该可回收使用的建筑贴面胶粘剂适用于室内外水泥混凝土等基础墙面的粘接，不需要对基础墙面进行任何处理，就可使天然及人造石材等建筑贴面材料快速粘贴牢固，无损耗，可循环重复使用，有利于环保。采用传统的搅拌分散设备即可生产，不需特殊生产设备，生产工艺简单。

具体实施方式

[0031] 下面通过具体实施例进一步说明本发明的方案和效果，但并不因此限制本发明。本发明中针入度是根据ASTM D5方法进行测定，软化点是根据ASTM D36方法进行测定，粘度是根据ASTM D5方法进行测定。本发明中重复性粘度试验方法：趁热将胶粘剂与天然石材粘接，48小时后，再用刮刀将其剔除，测试其粘度。

[0032] 基质沥青：氧化处理的道路沥青，针入度（25℃）为24 1/10mm，软化点为68℃，制备方法见实施例1；道路石油沥青，针入度（25℃）为70 1/10mm，产地，中石化茂名石化分公司；丁烷脱油沥青，针入度（25℃）为3 1/10mm，产地，中石化洛阳石化分公司；

[0033] 苯基硅橡胶：苯基含量10%，脆化温度为-120℃；

[0034] SBS：市售，型号1301。

[0035] 白碳黑：比表面积200m2/g，SiO2含量以重量计96%；

[0036] 超细可膨胀石墨：粒径2μm，硫含量<2.2%；

[0037] 硫化剂：一硫化四甲基秋兰姆（TMTM），纯度＞98%；二硫化四甲基秋兰姆（TMTD），纯度＞97%；

[0038] 偶联剂：乙烯基硅烷，型号A-171；乙烯基三乙氧基硅烷，型号KH-151。

[0039] 实施例1

[0040] 基质沥青的制备方法：将道路石油沥青原料（针入度=70 1/10mm）装入反应釜中，加热，在245℃条件下，通入氧气，反应12小时，制成氧化沥青。所得基质沥青的性质如下：针入度为24 1/10mm，软化点为68℃。

[0041] 实施例2

[0042] 可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂组成：

[0043] 基质沥青                        100份

[0044] 苯基硅橡胶                      6份

[0045] 可膨胀石墨                      20份

[0046] 白碳黑                          8 份

[0047] 乙烯基硅烷                      0.3份

[0048] TMTD                           0.8份。

[0049] 其制备工艺过程如下：

[0050] 于反应釜中加入上述称量好的基质沥青、苯基硅橡胶，加热至175℃，搅拌器转速为4000转/分钟，搅拌2小时，然后在同样温度条件下，按配比量加入超细可膨胀石墨、白碳黑、偶联剂及交联剂，继续搅拌2小时，搅拌速度2000转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品粘稠度适中、稳定，其性能见表1。

[0051] 对比例1

[0052] 与实施例2所不同的是，不加白碳黑，产品性质见表1。

[0053] 可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂组成：

[0054] 基质沥青                        100份

[0055] 苯基硅橡胶                      6份

[0056] 可膨胀石墨                     30份

[0057] 乙烯基硅烷                      0.3份

[0058] TMTD                           0.8份。

[0059] 对比例2

[0060] 与实施例2所不同的是，不加苯基硅橡胶，改加同量的SBS，产品性质见表1。

[0061] 可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂组成：

[0062] 基质沥青                        100份

[0063] SBS                             6份

[0064] 可膨胀石墨                      20份

[0065] 白碳黑                          8 份

[0066] 乙烯基硅烷                      0.3份

[0067] TMTD                           0.8份。

[0068] 实施例3

[0069] 可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂组成：

[0070] 基质沥青                        100份

[0071] 苯基硅橡胶                      9份

[0072] 可膨胀石墨                      10份

[0073] 白碳黑                          12份

[0074] 乙烯基硅烷                      0.3 份

[0075] TMTD                           1.2份

[0076] 其制备工艺过程如下：

[0077] 于反应釜中加入上述称量好的基质沥青、苯基硅橡胶，加热至160℃，搅拌器转速为6000转/分钟，搅拌40分钟，然后在同样温度条件下，按配比量加入超细可膨胀石墨、白碳黑、偶联剂及交联剂，继续搅拌4小时，搅拌速度800转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品粘稠度适中、稳定，其性能见表1。

[0078] 实施例4

[0079] 可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂组成：

[0080] 基质沥青                        100份

[0081] 苯基硅橡胶                      5份

[0082] 可膨胀石墨                      30份

[0083] 白碳黑                          3份

[0084] 乙烯基硅烷                      0.3份

[0085] TMTD                          0.8份。

[0086] 其制备工艺过程如下：

[0087] 于反应釜中加入上述称量好的基质沥青、苯基硅橡胶，加热至160℃，搅拌器转速为6000转/分钟，搅拌40分钟，然后在同样温度条件下，按配比量加入超细可膨胀石墨、白碳黑、偶联剂及交联剂，继续搅拌4小时，搅拌速度800转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品粘稠度适中、稳定，其性能见表1。

[0088] 实施例5

[0089] 本发明实施例中所用的原料：

[0090] 可回收使用的沥青基建筑贴面胶粘剂组成：

[0091] 道路石油沥青                    75份

[0092] 丁烷脱油沥青                    25份

[0093] 苯基硅橡胶                      10份

[0094] 可膨胀石墨                      25份

[0095] 白碳黑                          8份

[0096] 乙烯基三乙氧基硅烷              0.3份

[0097] TMTM                          1.8份。

[0098] 其制备工艺过程如下：

[0099] 于反应釜中加入上述称量好的道路石油沥青、丁烷脱油沥青及苯基硅橡胶，加热至160℃，搅拌器转速为6000转/分钟，搅拌40分钟，然后在同样温度条件下，按配比量加入超细可膨胀石墨、白碳黑、偶联剂及交联剂，继续搅拌4小时，搅拌速度800转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品粘稠度适中、稳定，其性能见表1。

[0100] 表1 实施例及对比例产品性质。

[0101]项   目 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
软化点/℃ 97.5 113 98 103 91 96
针入度(25℃)/1/10 mm 14 11 17 14 19 15
粘度（200℃）/cp 4300 5800 3200 5400 2700 4000
脆点/℃ -5 -3 -8 -3 -3 1
48小时后重复粘度（200℃）/cp 4400 5800 3300 5400 2500 4000
粘度差（200℃）/cp 100 0 100 0 -200 100