CN102863804B

CN102863804B - Sbs聚合物改性乳化沥青及其制备方法

Info

Publication number: CN102863804B
Application number: CN201110185694.7A
Authority: CN
Inventors: 马鹏程; 高淑美; 许金山; 刘爱华; 贾丽凤
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2031-07-04
Also published as: CN102863804A

Abstract

本发明属于改性乳化沥青技术领域，具体涉及一种SBS聚合物改性乳化沥青及其制备方法，其特征在于由以下质量百分数的原料配制而成：SBS聚合物改性沥青40％～65％、水25％～50％、阳离子沥青乳化剂2％～10％、复合乳化稳定剂0.1％～2.0％和酸0.2％～2.0％，其中SBS聚合物改性沥青为SBS聚合物改性剂和基质沥青混合反应而成，SBS聚合物改性剂占SBS聚合物改性沥青质量的3.5％～5.5％。本发明的优点在于制备的SBS聚合物改性乳化沥青性质稳定，能够用于公路粘层、封层、表面处治、稀浆封层以及高速铁路板式无砟轨道的水泥沥青砂浆层等。

Description

SBS聚合物改性乳化沥青及其制备方法

技术领域

本发明属于改性乳化沥青技术领域，具体涉及一种SBS聚合物改性乳化沥青及其制备方法。

背景技术

现有技术制备改性乳化沥青的方法主要有SBR胶乳改性、SBS胶乳改性、SBS固体改性。SBR胶乳改性分为外掺法与内掺法，外掺法是先制备普通乳化沥青，再将SBR聚合物乳液掺入乳化沥青中进行改性；内掺法是在制备乳化沥青的过程中，将SBR聚合物乳液加入乳化剂皂液中再对沥青进行乳化。SBS胶乳改性是先将固体SBS溶入苯等有机溶剂中制成乳液再采用外掺或内掺法对乳化沥青进行改性，SBS固体改性是先用SBS固体聚合物对沥青改性，再对改性沥青进行乳化。SBR胶乳改性乳化沥青对路面高温性能改善不明显，且易出现乳液离析现象。SBS胶乳改性乳化沥青因采用苯等有机溶剂存在环境污染等问题，SBS固体改性乳化沥青对路面高、低温性能改善较好，与石料的粘结力强，非常适宜在气温变化较大地区应用。现有技术制备SBS聚合物改性乳化沥青时，当SBS聚合物改性剂占SBS聚合物改性沥青质量大于3％后乳化难度非常大，存在SBS聚合物不易与乳化剂相融，生产过程中体系粘度大影响加料及产品性质不稳定等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种SBS聚合物改性乳化沥青及其制备方法，能够满足SBS聚合物改性剂占SBS聚合物改性沥青质量大于3％，并且制备得到性质稳定的SBS聚合物改性乳化沥青。

本发明所述的一种SBS聚合物改性乳化沥青，由以下质量百分数的原料配制而成：SBS聚合物改性沥青40％～65％、水25％～50％、阳离子沥青乳化剂2％～10％、复合乳化稳定剂0.1％～2.0％和酸0.2％～2.0％，其中SBS聚合物改性沥青为SBS聚合物改性剂和基质沥青混合反应而成，SBS聚合物改性剂占SBS聚合物改性沥青质量的3.5％～5.5％。

其中，所述的SBS聚合物改性剂为线型结构，其分子量范围为10～12万。

所述的基质沥青为70号重交沥青、90号重交沥青、100号普通道路沥青、10号建筑沥青或煤基沥青中的一种，优选70号重交沥青或90号重交沥青。

所述的阳离子沥青乳化剂由十八烷基二甲基羟乙基氯化铵、十四烷基酰胺基多胺、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、烷基双季铵盐、硬脂酸酰胺基多胺、烷基羟基酰胺基多胺、N-烷基丙二胺或多乙烯多胺中的两种或两种以上任意比例复合而成，复合的目的是为了降低水的表面张力，有利于沥青的乳化和保持产品稳定性。优选十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基羟乙基氯化铵、烷基双季铵盐或硬脂酸酰胺基多胺中的两种或两种以上任意比例复合而成。

所述的复合乳化稳定剂为甲基纤维素、聚乙二醇、明胶、淀粉、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、氯化钙、氯化铵、氯化铁或氯化镁中的两种或两种以上任意比例混合的混合物。复合乳化稳定剂选用无机稳定剂时，可以减少季铵盐类乳化剂的用量，提高乳化能力，改善SBS与乳化剂的相融性，使SBS改性沥青的乳化难度降低；选用有机稳定剂时，可以帮助调节整个体系的粘度。优选聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、氯化钙或氯化铵中的两种或两种以上任意比例混合的混合物。

所述的酸为盐酸、醋酸或柠檬酸中的一种，酸的加入是为调节乳液PH值，降低阳离子沥青乳化剂用量。优选盐酸或醋酸。

本发明所述的SBS聚合物改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：

(1)将SBS聚合物改性剂与温度为160～175℃的基质沥青混合，加入胶体磨中研磨后搅拌2h得到SBS聚合物改性沥青；

(2)将阳离子沥青乳化剂加入35～45℃水中溶解，加入酸调节乳液PH值在3～5之间，然后加入复合乳化稳定剂得到皂液；

(3)将胶体磨温度设定在45～60℃，压力设定为0.1～0.2MPa，用多余皂液冲洗一遍胶体磨后，将温度为150～165℃的SBS聚合物改性沥青与温度为45～60℃的皂液加入胶体磨中经充分乳化分散3～8分钟得到SBS聚合物改性乳化沥青。

本发明的优点在于制备的SBS聚合物改性乳化沥青性质稳定，能够用于公路粘层、封层、表面处治、稀浆封层以及高速铁路板式无砟轨道的水泥沥青砂浆层等。与普通乳化沥青相比具有很好的高温抗车辙、低温抗冻裂性能，能够延长路面使用寿命，降低公路维修养护成本；与SBR胶乳改性乳化沥青相比具有优良的高温性能，能够避免改性剂离析现象的产生，性质更加稳定；与现有技术SBS聚合物改性乳化沥青相比具有体系乳化能力强，能够乳化高SBS聚合物含量的聚合物改性沥青，制备方法简便，设备简易，原料成本低，乳液粘度可调。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1：

本实施例中SBS聚合物改性乳化沥青由以下质量百分数的原料配制而成：SBS聚合物改性剂质量含量为3.5％的SBS聚合物改性沥青60％、阳离子沥青乳化剂为十八烷基三甲基氯化铵3％与十八烷基二甲基羟乙基氯化铵1％复合而成、复合乳化稳定剂为氯化铵0.5％与羧甲基纤维素钠0.25％的混合物、盐酸0.31％和水34.94％。

具体制备方法为：

(1)将SBS聚合物改性剂与温度为160℃的基质沥青混合，加入胶体磨中研磨后搅拌2h得到SBS聚合物改性沥青；

(2)将阳离子沥青乳化剂加入40℃水中溶解，加入酸调节乳液PH值为4，然后加入复合乳化稳定剂得到皂液；

(3)将胶体磨温度设定在45℃，压力设定为0.2MPa，用多余皂液冲洗一遍胶体磨后，将温度为155℃的SBS聚合物改性沥青与温度为55℃的皂液加入胶体磨中经充分乳化分散得到SBS聚合物改性乳化沥青。

实施例2：

本实施例中SBS聚合物改性乳化沥青由以下质量百分数的原料配制而成：SBS聚合物改性剂质量含量为5.5％的SBS聚合物改性沥青60％、阳离子沥青乳化剂为十八烷基三甲基氯化铵2％与十八烷基二甲基羟乙基氯化铵2％复合而成、复合乳化稳定剂为氯化钙0.25％与聚丙烯酰胺0.03％的混合物、盐酸0.31％和水35.41％。

具体制备方法为：

(1)将SBS聚合物改性剂与温度为168℃的基质沥青混合，加入胶体磨中研磨后搅拌2h得到SBS聚合物改性沥青；

(2)将阳离子沥青乳化剂加入45℃水中溶解，加入酸调节乳液PH值为3，然后加入复合乳化稳定剂得到皂液；

(3)将胶体磨温度设定在45℃，压力设定为0.2MPa，用多余皂液冲洗一遍胶体磨后，将温度为155℃的SBS聚合物改性沥青与温度为60℃的皂液加入胶体磨中经充分乳化分散得到SBS聚合物改性乳化沥青。

实施例3：

本实施例中SBS聚合物改性乳化沥青由以下质量百分数的原料配制而成：SBS聚合物改性剂质量含量为4.0％的SBS聚合物改性沥青45％、阳离子沥青乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵3.5％与烷基双季铵盐1％复合而成、复合乳化稳定剂为氯化铵0.2％与明胶0.25％的混合物、盐酸0.35％和水49.7％。

具体制备方法为：

(1)将SBS聚合物改性剂与温度为165℃的基质沥青混合，加入胶体磨中研磨后搅拌2h得到SBS聚合物改性沥青；

(2)将阳离子沥青乳化剂加入35℃水中溶解，加入酸调节乳液PH值为5，然后加入复合乳化稳定剂得到皂液；

(3)将胶体磨温度设定在45℃，压力设定为0.2MPa，用多余皂液冲洗一遍胶体磨后，将温度为160℃的SBS聚合物改性沥青与温度为45℃的皂液加入胶体磨中经充分乳化分散得到SBS聚合物改性乳化沥青。

实施例4：

本实施例中SBS聚合物改性乳化沥青由以下质量百分数的原料配制而成：SBS聚合物改性剂质量含量为4.5％的SBS聚合物改性沥青55％、阳离子沥青乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵2.5％与十八烷基三甲基氯化铵1.5％复合而成、复合乳化稳定剂为氯化镁0.5％与羧甲基纤维素钠0.25％的混合物、盐酸0.3％和水39.95％。

具体制备方法与实施例3相同。

实施例5：

本实施例中SBS聚合物改性乳化沥青由以下质量百分数的原料配制而成：SBS聚合物改性剂质量含量为4.5％的SBS聚合物改性沥青50％、阳离子沥青乳化剂为烷基双季铵盐1％与十六烷基三甲基氯化铵2％复合而成、复合乳化稳定剂为氯化铵0.15％、氯化钙0.25％与聚乙二醇0.15％的混合物、盐酸0.2％和水46.25％。

具体制备方法与实施例3相同。

实施例6：

本实施例中SBS聚合物改性乳化沥青由以下质量百分数的原料配制而成：SBS聚合物改性剂质量含量为5.5％的SBS聚合物改性沥青65％、阳离子沥青乳化剂为N-烷基丙二胺4.1％与多乙烯多胺2％复合而成、复合乳化稳定剂为氯化镁0.3％、氯化铁0.1％与羟丙基纤维素0.05％的混合物、盐酸1.1％和水27.35％。

具体制备方法为：

(1)将SBS聚合物改性剂与温度为175℃的基质沥青混合，加入胶体磨中研磨后搅拌2h得到SBS聚合物改性沥青；

(2)将阳离子沥青乳化剂加入45℃水中溶解，加入酸调节乳液PH值为4，然后加入复合乳化稳定剂得到皂液；

(3)将胶体磨温度设定在45℃，压力设定为0.2MPa，用多余皂液冲洗一遍胶体磨后，将温度为160℃的SBS聚合物改性沥青与温度为60℃的皂液加入胶体磨中经充分乳化分散得到SBS聚合物改性乳化沥青。

实施例7：

本实施例中SBS聚合物改性乳化沥青由以下质量百分数的原料配制而成：SBS聚合物改性剂质量含量为5.0％的SBS聚合物改性沥青40％、阳离子沥青乳化剂为十四烷基酰胺基多胺4.2％与硬脂酸酰胺基5％复合而成、复合乳化稳定剂为氯化镁0.3％、氯化铁0.2％与羟丙基纤维素0.1％的混合物、盐酸1.5％和水48.7％。

具体制备方法与实施例2相同。

表1为实施例1和实施例2制备的SBS聚合物改性乳化沥青性能分析结果。

表1：

从表1结果来看，在SBS聚合物改性剂占SBS聚合物改性沥青质量的3.5％～5.5％时对沥青的低温性能、高温性能改善较明显，且改性乳化沥青的恩格拉粘度、贮存稳定度等指标较好，说明本发明SBS聚合物改性乳化沥青具有SBS含量高、性质稳定的特点。

Claims

1.一种SBS聚合物改性乳化沥青，其特征在于由以下质量百分数的原料配制而成： SBS聚合物改性沥青40%～65%、水25%～50%、阳离子沥青乳化剂2%～10%、复合乳化稳定剂0.1%～2.0%和酸0.2%～2.0%，其中SBS聚合物改性沥青为SBS聚合物改性剂和基质沥青混合反应而成，SBS聚合物改性剂占SBS聚合物改性沥青质量的3.5%～5.5%；

SBS聚合物改性剂为线型结构，其分子量范围为10～12万；

阳离子沥青乳化剂采用十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基羟乙基氯化铵、烷基双季铵盐或硬脂酸酰胺基多胺中的两种或两种以上任意比例复合而成；

复合乳化稳定剂采用聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、氯化钙或氯化铵中的两种或两种以上任意比例混合的混合物。

2.根据权利要求1所述的SBS聚合物改性乳化沥青，其特征在于基质沥青为70号重交沥青、90号重交沥青、100号普通道路沥青、10号建筑沥青或煤基沥青中的一种。

3.根据权利要求1所述的SBS聚合物改性乳化沥青，其特征在于酸为盐酸、醋酸或柠檬酸中的一种。

4.一种权利要求1所述的SBS聚合物改性乳化沥青的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将SBS聚合物改性剂与温度为160～175℃的基质沥青混合，加入胶体磨中研磨后搅拌2h得到SBS聚合物改性沥青；

（2）将阳离子沥青乳化剂加入35～45℃水中溶解，加入酸调节乳液pH值在3～5之间，然后加入复合乳化稳定剂得到皂液；

（3）将胶体磨温度设定在45～60℃，压力设定为 0.1～0.2MPa，将温度为150～165℃的SBS聚合物改性沥青与温度为45～60℃的皂液加入胶体磨中经充分乳化分散3～8分钟得到SBS聚合物改性乳化沥青。