CN102120889A - 一种sbs改性乳化沥青组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SBS改性乳化沥青组合物及其制备方法。该组合物由基质沥青、SBS改性剂、复合乳化剂、稳定剂、热水组成，其中基质沥青为道路石油沥青，改性剂为固态高分子聚合物热塑性橡胶，复合乳化剂为胺类阳离子乳化剂和非离子氟碳类乳化剂掺配复合而成，制备方法为：按照改性沥青的生产方法制得SBS改性沥青，按乳化剂、水、稳定剂及盐酸的比例调制乳化剂水溶液，将调配好的乳化剂水溶液和SBS改性沥青通过乳化机乳化，制得SBS改性乳化沥青。具有乳化效果好，储存稳定性优良，蒸发残留物含量高、软化点高、低温延度大，与矿料的粘附性好，路用性能优良等优点，可广泛应用于沥青路面养护工程。
Description
技术领域
本发明涉及沥青材料及其制备方法，主要涉及道路建设及养护用改性乳化沥青材料，具体涉及一种SBS改性乳化沥青组合物及其制备方法。
背景技术
改性乳化沥青应用与于公路建设和养护过程中，如路面养护维修微表处、稀浆封层，路面层间结合的粘层油，桥面的防水等。在当前及今后，我国公路建设将持续进行，同时大量已建成的公路进入维修养护期，因此，我国公路工程对改性乳化沥青的需求量将持续增长。SBS和SBR是两种比较常用的沥青改性剂，但目前规模生产的改性乳化沥青却只有使用SBR胶乳的改性乳化沥青。这是因为SBS改性沥青具有高粘度和难以乳化的特点，采用常规的沥青乳化工艺存在乳化效果较差，难以得到稳定的乳化SBS改性沥青乳液的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种乳化效果好，成分稳定，高低温性能显著的一种SBS改性乳化沥青组合物。
本发明的另一目的是提供一种改性乳化沥青的制备方法。
为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的：一种SBS改性乳化沥青组合物，该组合物由基质沥青、SBS改性剂、复合乳化剂、稳定剂、热水组成，本发明的特殊之处在于按质量比含有35份～65份基质沥青，1份～4份SBS改性剂，0.3份～3份复合乳化剂，0.05份～0.5 份稳定剂，30份～60份的50℃～70℃热水，其中所述基质沥青为道路石油沥青，所述SBS改性剂为固态高分子聚合物热塑性橡胶，所述复合乳化剂为胺类阳离子乳化剂和非离子氟碳类乳化剂掺配复合而成，其掺配复合质量比为胺类阳离子乳化剂:非离子氟碳类乳化剂=90～99:1～10，所述复合乳化剂还含有0.1份～0.25份盐酸。
所述复合乳化剂中的胺类阳离子乳化剂为烷基胺类或烷基多胺类中的一种以上的混合物。
所述烷基胺类阳离子乳化剂包括碳原子数≥12的伯胺、仲胺以及碳原子数≥12的叔胺，烷基单胺类阳离子乳化剂中的一种以上的混合物。
所述烷基多胺类阳离子乳化剂包括碳原子数≥12的二胺、三胺、四胺类多胺类阳离子乳化剂的一种以上的混合物。
所述复合乳化剂中的氟碳类非离子乳化剂包括：聚乙二醇型、多元醇型中的一种以上的混合物。
所述复合乳化剂中的氟碳类非离子聚乙二醇型、多元醇型乳化剂包括：含氟烷基聚乙二醇或含氟烷基多元醇中的一种以上的混合物。
所述复合乳化剂中的氟碳类非离子聚醚型乳化剂包括：含氟聚氧乙烯醚中的一种以上的混合物。
所述含氟聚氧乙烯醚型氟碳类非离子聚醚型乳化剂包括：Dupont的Zonyl®FSO-100、Dupont的Zonyl®FSO中的一种以上的混合物。
所述稳定剂包括氯化钾、氯化钙和聚乙烯醇中的一种以上的混合，混合物的比例为氯化钾∶氯化钙∶聚乙烯醇=0～5：0～5：0～2。
所述盐酸为0～0.3份 。
所述基质沥青为道路石油沥青；所述的SBS改性剂为固态高分子聚合物热塑性橡胶 (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)，属线型或星型结构或其二者的混合物；所述水为50℃～70℃的自来水。
一种改性乳化沥青的制备方法，依次按下述步骤进行：
1）、制备SBS改性沥青：
将35～65份基质沥青加热至融溶，升温至170℃～185℃,加入1～4份的SBS，恒温搅拌10min～30min进行溶胀，溶胀完成后剪切或研磨至SBS颗粒≤5微米，剪切或研磨完成后继续搅拌2h，制得SBS改性沥青备用；
2）、调制乳化剂水溶液：
将0.3～3份复合乳化剂、0.05～0.5份稳定剂添加到50℃～70℃的热水中，搅匀并加入0.2份盐酸，调整乳化剂水溶液pH值为1.8～2.2。
3）、通过乳化机进行SBS改性乳化沥青的生产：
将制备好的温度在50℃～70℃乳化剂水溶液和温度在160℃～185℃改性沥青（SBS）全部通过乳化机进行剪切、研磨，制得SBS改性乳化沥青。
本发明与现有技术相比，具有乳化效果好，储存稳定性优良，蒸发残留物含量高、软化点高、低温延度大，与矿料的粘附性好，路用性能优良等优点，可广泛应用于沥青路面养护工程。
具体实施方式
下面结合实施例对发明的内容作进一步说明：
实施例
1
一种改性乳化沥青（SBS）组合物，该组合物由基质沥青、SBS改性剂、复合乳化剂、稳定剂、热水组成，按质量比含有35份～65份基质沥青，1份～4份SBS改性剂，0.3份～3份复合乳化剂，0.05份～0.5 份稳定剂，30份～60份的50℃～70℃热水，其中所述基质沥青为道路石油沥青，所述SBS改性剂为固态高分子聚合物热塑性橡胶，所述复合乳化剂为胺类阳离子乳化剂和非离子氟碳类乳化剂掺配复合而成，其掺配复合质量比为胺类阳离子乳化剂:非离子氟碳类乳化剂=90～99:1～10，所述复合乳化剂还含有0.1份～0.25份盐酸。
一种改性乳化沥青的制备方法，依次按下述步骤进行：
1）、制备改性沥青（SBS）：
将35～65份基质沥青加热至融溶，升温至170℃～185℃,加入1～4份的SBS，恒温搅拌10min～30min进行溶胀，溶胀完成后剪切或研磨至SBS颗粒≤5微米，剪切或研磨完成后继续搅拌2h，制得SBS改性沥青备用；
2）、调制乳化剂水溶液：
将0.3～3份复合乳化剂、0.05～0.5份稳定剂添加到50℃～70℃的热水中，搅匀并加入0.2份盐酸，调整乳化剂水溶液pH值为1.8～2.2。
3）、通过乳化机进行改性乳化沥青（SBS）的生产：
将制备好的温度在50℃～70℃乳化剂水溶液和温度在160℃～185℃改性沥青（SBS）全部通过乳化机进行剪切、研磨，制得SBS改性乳化沥青。
实施例
2
本发明SBS改性乳化沥青的材料组成为：
基质沥青
60份
SBS改性剂
1.5份
复合乳化剂
1.5份
50℃～70℃的热水
36份
稳定剂
0.16份
盐 酸
0.2份
本发明SBS改性乳化沥青制备方法为：
第一步：制备SBS改性沥青
将60份的基质沥青加热至融溶，升温至170℃～185℃,加入1.5份的SBS，恒温搅拌10～30min进行溶胀，溶胀完成后剪切或研磨至SBS颗粒≤5微米，剪切或研磨完成后继续搅拌2h，制得SBS改性沥青备用。
第二步：调制乳化剂水溶液
将1.5份复合乳化剂、0.16份调配好的稳定剂及0.2份盐酸添加到36份50℃～70℃的热水中，制得pH值为1.8～2.2的乳化剂水溶液。
第三步：通过乳化机进行SBS改性乳化沥青的生产
将制备好的温度为50℃～70℃乳化剂水溶液和温度为160℃～185℃SBS改性沥青全部通过乳化机进行剪切、研磨，制得
SBS改性乳化沥青。其SBS改性乳化沥青产品性能见表1：
表1 实例2 SBS改性乳化沥青产品检测指标
实施例
3
本发明SBS改性乳化沥青的材料组成为：
基质沥青
52份
SBS改性剂
1.6份
复合乳化剂
1.0份
50℃～70℃的热水
45份
稳定剂
0.2份
盐 酸
0.2份
本发明SBS改性乳化沥青制备方法为：
第一步：制备SBS改性沥青
将52份的基质沥青加热至融溶，升温至170℃～185℃,加入1.6份的SBS，恒温搅拌10～30min进行溶胀，溶胀完成后剪切或研磨至SBS颗粒≤5微米，剪切或研磨完成后继续搅拌2h，制得SBS改性沥青备用。
第二步：调制乳化剂水溶液
将1份复合乳化剂、0.2份调配好的稳定剂及0.2份盐酸添加到45份50℃～70℃的热水中，制得pH值为1.8～2.2的乳化剂水溶液。
第三步：通过乳化机进行SBS改性乳化沥青的生产
将制备好的温度为50℃～70℃乳化剂水溶液和温度为160℃～185℃SBS改性沥青全部通过乳化机进行剪切、研磨，制得
SBS改性乳化沥青。其SBS改性乳化沥青产品性能见表2：
表2
实例3 SBS改性乳化沥青产品检测指标
实施例
4
本发明SBS改性乳化沥青的材料组成为：
基质沥青
50份
SBS改性剂
2 份
复合乳化剂
1.3份
50℃～70℃的热水
45份
稳定剂
0.22份
盐 酸
0.2份
本发明SBS改性乳化沥青制备方法为：
第一步：制备SBS改性沥青
将50份的基质沥青加热至融溶，升温至170℃～185℃,加入2份的SBS，恒温搅拌10～30min进行溶胀，溶胀完成后剪切或研磨至SBS颗粒≤5微米，剪切或研磨完成后继续搅拌2h，制得SBS改性沥青备用。
第二步：调制乳化剂水溶液
将1.3份复合乳化剂、0.22份调配好的稳定剂及0.2份盐酸添加到45份50℃～70℃的热水中，制得pH值为1.8～2.2的乳化剂水溶液。
第三步：通过乳化机进行SBS改性乳化沥青的生产
将制备好的温度为50℃～70℃乳化剂水溶液和温度为160℃～185℃SBS改性沥青全部通过乳化机进行剪切、研磨，制得
SBS改性乳化沥青。其SBS改性乳化沥青产品性能见表3：
表3
实例4 SBS改性乳化沥青产品检测指标
实施例
5
本发明SBS改性乳化沥青的材料组成为：
基质沥青
45份
SBS改性剂
2.4份
复合乳化剂
1.8份
50℃～70℃的热水
49份
稳定剂
0.37份
盐 酸
0.2份
本发明SBS改性乳化沥青制备方法为：
第一步：制备SBS改性沥青
将45份的基质沥青加热至融溶，升温至170℃～185℃,加入2.4的SBS，恒温搅拌10～30min进行溶胀，溶胀完成后剪切或研磨至SBS颗粒≤5微米，剪切或研磨完成后继续搅拌2h，制得SBS改性沥青备用。
第二步：调制乳化剂水溶液
将1.8份复合乳化剂、0.37份调配好的稳定剂及0.2份盐酸添加到49份50℃～70℃的热水中，制得pH值为1.8～2.2的乳化剂水溶液。
第三步：通过乳化机进行SBS改性乳化沥青的生产
将制备好的温度为50℃～70℃乳化剂水溶液和温度为160℃～185℃SBS改性沥青全部通过乳化机进行剪切、研磨，制得SBS改性乳化沥青。其SBS改性乳化沥青产品性能见表4：
表4
实例5 SBS改性乳化沥青产品检测指标
以上具体实施例只是本发明的一部分，本发明并不限于以上实施例范围。
所述复合乳化剂中的胺类阳离子乳化剂为烷基胺类或烷基多胺类中的一种以上的混合物。
所述烷基胺类阳离子乳化剂包括碳原子数≥12的伯胺、仲胺以及碳原子数≥12的叔胺，烷基单胺类阳离子乳化剂中的一种以上的混合物。
所述烷基多胺类阳离子乳化剂包括碳原子数≥12的二胺、三胺、四胺类多胺类阳离子乳化剂的一种以上的混合物。
所述复合乳化剂中的氟碳类非离子乳化剂包括：聚乙二醇型、多元醇型中的一种以上的混合物。
所述复合乳化剂中的氟碳类非离子聚乙二醇型、多元醇型乳化剂包括：含氟烷基聚乙二醇或含氟烷基多元醇中的一种以上的混合物。
所述复合乳化剂中的氟碳类非离子聚醚型乳化剂包括：含氟聚氧乙烯醚中的一种以上的混合物。
所述含氟聚氧乙烯醚型氟碳类非离子聚醚型乳化剂包括：Dupont的Zonyl®FSO-100、Dupont的Zonyl®FSO中的一种以上的混合物。
所述稳定剂包括氯化钾、氯化钙和聚乙烯醇中的一种以上的混合，混合物的比例为氯化钾∶氯化钙∶聚乙烯醇=0～5：0～5：0～2。
所述盐酸为0～0.3份
所述基质沥青为道路石油沥青；所述的SBS改性剂为固态高分子聚合物热塑性橡胶 (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)，属线型或星型结构或其二者的混合物；所述水为50℃～70℃的自来水。
Claims (10)
1.一种SBS改性乳化沥青组合物，该组合物由基质沥青、SBS改性剂、复合乳化剂、稳定剂、热水、组成，其特征在于按质量比含有35份～65份基质沥青，1份～4份SBS改性剂，0.3份～3份复合乳化剂， 0.05份～0.5 份稳定剂，30～60份的50℃～70℃热水，其中所述基质沥青为道路石油沥青，所述SBS改性剂为固态高分子聚合物热塑性橡胶，所述复合乳化剂为胺类阳离子乳化剂和非离子氟碳类乳化剂掺配复合而成，其掺配复合质量比为胺类阳离子乳化剂:非离子氟碳类乳化剂=90～99:1～10，所述复合乳化剂还含有0.1份～0.3份盐酸。
2.根据权利要求1所述的一种SBS改性乳化沥青组合物，其特征在于所述复合乳化剂中的胺类阳离子乳化剂为烷基胺类或烷基多胺类中的一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种SBS改性乳化沥青组合物，其特征在于所烷基胺类阳离子乳化剂包括碳原子数≥12的伯胺、仲胺以及碳原子数≥12的叔胺，或烷基单胺类阳离子乳化剂中的一种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种SBS改性乳化沥青组合物，其特征在于所述烷基多胺类阳离子乳化剂包括碳原子数≥12的二胺、三胺、四胺类或多胺类阳离子乳化剂的一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种SBS改性乳化沥青组合物，其特征在于所述复合乳化剂中的氟碳类非离子乳化剂包括：聚乙二醇型、多元醇型中的一种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种SBS改性乳化沥青组合物，其特征在于所述复合乳化剂中的氟碳类非离子聚乙二醇型、多元醇型乳化剂包括：含氟烷基聚乙二醇或含氟烷基多元醇中的一种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种SBS改性乳化沥青组合物，其特征在于所述复合乳化剂中的氟碳类非离子聚醚型乳化剂包括：含氟聚氧乙烯醚中的一种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种SBS改性乳化沥青组合物，其特征在于所述含氟聚氧乙烯醚型氟碳类非离子聚醚型乳化剂包括：Dupont的Zonyl®FSO-100、Dupont的Zonyl®FSO中的一种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种SBS改性乳化沥青组合物，其特征在于所述稳定剂包括氯化钾、氯化钙和聚乙烯醇中的一种以上的混合，混合物的比例为氯化钾∶氯化钙∶聚乙烯醇=0～5：0～5：0～2。
10.一种如权利要求1所述的改性乳化沥青的制备方法，其特征在于依次按下述步骤进行：
1）、制备SBS改性沥青：
将35～65份基质沥青加热至融溶，升温至170℃～185℃,加入1～4份的SBS，恒温搅拌10min～30min进行溶胀，溶胀完成后剪切或研磨至SBS颗粒≤5微米，剪切或研磨完成后继续搅拌2h，制得SBS改性沥青备用；
2）、调制乳化剂水溶液：
将0.3～3份复合乳化剂、0.05～0.5份稳定剂添加到50℃～70℃的热水中，搅匀并加入0.1份～0.25份盐酸，调整乳化剂水溶液pH值为1.8～2.2；
3）、通过乳化机进行SBS改性乳化沥青的生产：
将制备好的温度在50℃～70℃乳化剂水溶液和温度在160℃～185℃SBS改性沥青全部通过乳化机进行剪切、研磨，制得SBS改性乳化沥青。
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