CN106751949A - 一种sbs改性沥青防水材料的制备方法 - Google Patents

一种sbs改性沥青防水材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种SBS改性沥青防水材料的制备方法，其包括如下步骤：步骤1）：称取基质沥青、高纯水、SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯、硬脂基三甲基氯化铵、聚氧乙烯壬基苯醚、硫磺、聚乙烯树脂、氧化钙和四氟化碳；步骤2）：将基质沥青投入设有搅拌器和温度计的反应釜中，升温至170～190℃，待熔化、脱水、过滤后加入SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯和硬脂基三甲基氯化铵，搅拌15～55min，搅拌速度为800～1200转/分钟；步骤3）：边搅拌边加入高纯水，升温至200～220℃，加入剩余原料，混合40～80min，再加入第二步搅拌后的组分，加入乳化机中进行乳化，乳化后冷却至30～40℃，消泡即得。本发明工艺简单、设备投资小、节能降耗。

Description

一种SBS改性沥青防水材料的制备方法
技术领域
本发明属于沥青材料技术领域，尤其涉及一种SBS改性沥青防水材料的制备方法。
背景技术
在普通沥青中加入SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）通过剪切、搅拌等形成沥青与SBS混合，改善沥青的路用性能，提高沥青混合料路面的强度、韧性、高低温性能、抗水损、抗滑、抗老化、抗疲劳能力，延长沥青路面寿命。
沥青改性剂是在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工合成的有机或无机材料,可熔融或分散在沥青中以改善或提高沥青的路用性能。如为了提高沥青的机械性能（强度和韧性等），就加入聚合物、树脂、塑料、炭黑、无机盐等增加强度和韧性的材料。
沥青与聚合物混合形成相容体系，改善了沥青的使用性能。根据沥青的改性原理，不论是聚合物吸附了沥青中的油分溶胀后分布在沥青中，还是聚合物吸附了沥青中的油分溶胀后形成连续相，沥青重组分分布在聚合物相中，都是因为聚合物的存在改善了沥青的高、低温性能，并且后者在更大程度上反映了聚合物的特性，因此，聚合物吸附沥青中的油分形成连续的网状结构，是最大限度发挥聚合物改性作用的关键。
常用的沥青改性剂有SBS，EVA，PE等。但这些改性剂通常不单独面向沥青路面工程供应，而是以改性沥青厂家工厂预制为应用渠道。用户在现场往往直接使用成品改性沥青，看不到改性剂本身。
SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。
沥青经SBS改性后，没有改变自身及沥青分子的化学结构单元，改性过程以物理改性为；SBS易吸收沥青中的饱和分发生溶胀，溶胀后的SBS极性更接近胶质； SBS与沥青组挤的部分相容性改变了沥青组分分布，从而影响沥青的相态转变；沥青组分对聚合物粒子的充分溶胀和聚合物粒子对沥青组分的良好吸附是对沥青进行聚合物改性、提高沥青性能的基础，沥青组分对聚合物粒子的溶胀和聚合物粒子对沥青组分的吸附是一个动态的过程，这种动态过程会对聚合物改性沥青的空间三维网状结构产生很大的影响，进而影响其性能。
SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体，是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物， SBS中聚苯乙烯链段和聚丁二烯链段明显地呈现两相结构，聚丁二烯为连续相，聚苯乙烯为分散相，使其具有2个玻璃化转变温度，第一个玻璃化转变温度（Tg1）为-88～-83℃，第二个玻璃化转变温度（Tg2）为90℃，在Tg1～Tg2之间端基聚苯乙烯聚集在一起形成微区分散于聚丁二烯连续相之间，起到物理交联、固定链段、硫化增强及防冷流作用，具有硫化橡胶的高弹性和抗疲劳性能，当温度升至Tg2时，聚苯乙烯相软化和流动使得SBS具有树脂流动加工性。这种两相分离结构使其能与沥青基质形成空间立体网络结构，从而有效地改善沥青的温度性能、拉伸性能、弹性、内聚附着性能、混合料的稳定性、耐老化性等。在众多的沥青改性剂中，SBS能够同时改善沥青的高低温性能及感温性能，使其成为研究和应用最多的品种，SBS改性沥青材料目前占全球沥青需求量的61%之多。
随着社会城市化、科技化、人性化的发展，如何设计一种柔韧性好，耐热性好的改性沥青防水材料以满足市场需求，是非常必要的。
发明内容
解决的技术问题：
本申请针对现有SBS改性沥青防水材料柔韧性差和耐热性能低等技术问题，提供一种SBS改性沥青防水材料的制备方法。
技术方案：
一种SBS改性沥青防水材料的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1）：称取基质沥青、高纯水、SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯、硬脂基三甲基氯化铵、聚氧乙烯壬基苯醚、硫磺、聚乙烯树脂、氧化钙和四氟化碳；
步骤2）：将基质沥青投入设有搅拌器和温度计的反应釜中，升温至170～190℃，待熔化、脱水、过滤后加入SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯和硬脂基三甲基氯化铵，搅拌15～55min，搅拌速度为800～1200转/分钟；
步骤3）：边搅拌边加入高纯水，升温至200～220℃，加入剩余原料，混合40～80min，再加入第二步搅拌后的组分，加入乳化机中进行乳化，乳化后冷却至30～40℃，消泡即得。
作为本发明的一种优选技术方案：步骤1）中，所述各组分，按重量份数配比如下：基质沥青100份；高纯水80～100份；SBS 10～30份；丁苯橡胶25～65份；十八胺聚氧乙烯醚4～8份；盐酸8～12份；甲苯40～80份；硬脂基三甲基氯化铵为2～8份；聚氧乙烯壬基苯醚为3～7份；硫磺0.2～0.6份；聚乙烯树脂6～10份；氧化钙2～6份；四氟化碳40～60份。
作为本发明的一种优选技术方案：步骤1）中，所述各组分，按重量份数配比如下：基质沥青100份；高纯水85～95份；SBS 15～25份；丁苯橡胶35～55份；十八胺聚氧乙烯醚5～7份；盐酸9～11份；甲苯50～70份；硬脂基三甲基氯化铵为3～7份；聚氧乙烯壬基苯醚为4～6份；硫磺0.3～0.5份；聚乙烯树脂7～9份；氧化钙3～5份；四氟化碳45～55份。
作为本发明的一种优选技术方案：步骤1）中，所述各组分，按重量份数配比如下：基质沥青100份；高纯水85份；SBS15份；丁苯橡胶35份；十八胺聚氧乙烯醚5份；盐酸9份；甲苯50份；硬脂基三甲基氯化铵为3份；聚氧乙烯壬基苯醚为4份；硫磺0.3份；聚乙烯树脂7份；氧化钙3份；四氟化碳45份。
作为本发明的一种优选技术方案：步骤1）中，所述各组分，按重量份数配比如下：基质沥青100份；高纯水95份；SBS25份；丁苯橡胶55份；十八胺聚氧乙烯醚7份；盐酸11份；甲苯70份；硬脂基三甲基氯化铵为7份；聚氧乙烯壬基苯醚为6份；硫磺0.5份；聚乙烯树脂9份；氧化钙5份；四氟化碳55份。
作为本发明的一种优选技术方案：步骤1）中，所述各组分，按重量份数配比如下：基质沥青100份；高纯水90份；SBS20份；丁苯橡胶45份；十八胺聚氧乙烯醚6份；盐酸10份；甲苯60份；硬脂基三甲基氯化铵为5份；聚氧乙烯壬基苯醚为5份；硫磺0.4份；聚乙烯树脂8份；氧化钙4份；四氟化碳50份。
有益效果：
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本发明工艺简单、设备投资小、节能降耗；2、柔韧性能好，耐磨强度高，粘结性0.6～1MPa；3、耐碱性和耐久性好，耐100～140℃高温，140℃下5h无流淌、起泡和滑动；4、耐日光照射，耐低温性能好，不透水性0.5～2MPa、30～60min分钟不透水，固含量55～75%；5、产品抗弯曲强度高，-10℃无网纹、裂纹、无撕裂，抗压强度高，可以广泛生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
实施例1:
按重量份数配比称取：基质沥青100份；高纯水80份；SBS10份；丁苯橡胶25份；十八胺聚氧乙烯醚4份；盐酸8份；甲苯40份；硬脂基三甲基氯化铵为2份；聚氧乙烯壬基苯醚为3份；硫磺0.2份；聚乙烯树脂6份；氧化钙2份；四氟化碳40份。
将沥青投入设有搅拌器和温度计的反应釜中，升温至170℃，待熔化、脱水、过滤后加入SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯和硬脂基三甲基氯化铵，搅拌15min，搅拌速度为800转/分钟。
边搅拌边加入高纯水，升温至200℃，加入剩余原料，混合40min，再加入第二步搅拌后的组分，加入乳化机中进行乳化，乳化后冷却至30℃，消泡即得。
柔韧性能好，耐磨强度高，粘结性0.6MPa；耐碱性和耐久性好，耐100℃高温，140℃下5h无流淌、起泡和滑动；耐日光照射，耐低温性能好，不透水性0.5MPa、30min分钟不透水，固含量55%；产品抗弯曲强度高，-10℃无网纹、裂纹、无撕裂，抗压强度高，可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例2:
按重量份数配比称取：基质沥青100份；高纯水100份；SBS30份；丁苯橡胶65份；十八胺聚氧乙烯醚8份；盐酸12份；甲苯80份；硬脂基三甲基氯化铵为8份；聚氧乙烯壬基苯醚为7份；硫磺0.6份；聚乙烯树脂10份；氧化钙6份；四氟化碳60份。
将沥青投入设有搅拌器和温度计的反应釜中，升温至190℃，待熔化、脱水、过滤后加入SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯和硬脂基三甲基氯化铵，搅拌55min，搅拌速度为1200转/分钟。
边搅拌边加入高纯水，升温至220℃，加入剩余原料，混合80min，再加入第二步搅拌后的组分，加入乳化机中进行乳化，乳化后冷却至40℃，消泡即得。
柔韧性能好，耐磨强度高，粘结性0.7MPa；耐碱性和耐久性好，耐110℃高温，140℃下5h无流淌、起泡和滑动；耐日光照射，耐低温性能好，不透水性1MPa、40min分钟不透水，固含量60%；产品抗弯曲强度高，-10℃无网纹、裂纹、无撕裂，抗压强度高，可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例3:
按重量份数配比称取：基质沥青100份；高纯水85份；SBS15份；丁苯橡胶35份；十八胺聚氧乙烯醚5份；盐酸9份；甲苯50份；硬脂基三甲基氯化铵为3份；聚氧乙烯壬基苯醚为4份；硫磺0.3份；聚乙烯树脂7份；氧化钙3份；四氟化碳45份。
将沥青投入设有搅拌器和温度计的反应釜中，升温至170℃，待熔化、脱水、过滤后加入SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯和硬脂基三甲基氯化铵，搅拌15min，搅拌速度为800转/分钟。
边搅拌边加入高纯水，升温至200℃，加入剩余原料，混合40min，再加入第二步搅拌后的组分，加入乳化机中进行乳化，乳化后冷却至30℃，消泡即得。
柔韧性能好，耐磨强度高，粘结性0.8MPa；耐碱性和耐久性好，耐120℃高温，140℃下5h无流淌、起泡和滑动；耐日光照射，耐低温性能好，不透水性1MPa、45min分钟不透水，固含量65%；产品抗弯曲强度高，-10℃无网纹、裂纹、无撕裂，抗压强度高，可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例4:
按重量份数配比称取：基质沥青100份；高纯水95份；SBS25份；丁苯橡胶55份；十八胺聚氧乙烯醚7份；盐酸11份；甲苯70份；硬脂基三甲基氯化铵为7份；聚氧乙烯壬基苯醚为6份；硫磺0.5份；聚乙烯树脂9份；氧化钙5份；四氟化碳55份。
将沥青投入设有搅拌器和温度计的反应釜中，升温至190℃，待熔化、脱水、过滤后加入SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯和硬脂基三甲基氯化铵，搅拌55min，搅拌速度为1200转/分钟。
边搅拌边加入高纯水，升温至220℃，加入剩余原料，混合80min，再加入第二步搅拌后的组分，加入乳化机中进行乳化，乳化后冷却至40℃，消泡即得。
柔韧性能好，耐磨强度高，粘结性0.9MPa；耐碱性和耐久性好，耐130℃高温，140℃下5h无流淌、起泡和滑动；耐日光照射，耐低温性能好，不透水性1.5MPa、50min分钟不透水，固含量70%；产品抗弯曲强度高，-10℃无网纹、裂纹、无撕裂，抗压强度高，可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例5:
按重量份数配比称取：基质沥青100份；高纯水90份；SBS20份；丁苯橡胶45份；十八胺聚氧乙烯醚6份；盐酸10份；甲苯60份；硬脂基三甲基氯化铵为5份；聚氧乙烯壬基苯醚为5份；硫磺0.4份；聚乙烯树脂8份；氧化钙4份；四氟化碳50份。
将沥青投入设有搅拌器和温度计的反应釜中，升温至180℃，待熔化、脱水、过滤后加入SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯和硬脂基三甲基氯化铵，搅拌35min，搅拌速度为1000转/分钟。
边搅拌边加入高纯水，升温至210℃，加入剩余原料，混合60min，再加入第二步搅拌后的组分，加入乳化机中进行乳化，乳化后冷却至35℃，消泡即得。
柔韧性能好，耐磨强度高，粘结性1MPa；耐碱性和耐久性好，耐140℃高温，140℃下5h无流淌、起泡和滑动；耐日光照射，耐低温性能好，不透水性2MPa、60min分钟不透水，固含量75%；产品抗弯曲强度高，-10℃无网纹、裂纹、无撕裂，抗压强度高，可以广泛生产并不断代替现有材料。
以上实施例中的所有组分均可以商业购买。
上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种SBS改性沥青防水材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1）：称取基质沥青、高纯水、SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯、硬脂基三甲基氯化铵、聚氧乙烯壬基苯醚、硫磺、聚乙烯树脂、氧化钙和四氟化碳；
步骤2）：将基质沥青投入设有搅拌器和温度计的反应釜中，升温至170～190℃，待熔化、脱水、过滤后加入SBS、丁苯橡胶、十八胺聚氧乙烯醚、盐酸、甲苯和硬脂基三甲基氯化铵，搅拌15～55min，搅拌速度为800～1200转/分钟；
步骤3）：边搅拌边加入高纯水，升温至200～220℃，加入剩余原料，混合40～80min，再加入第二步搅拌后的组分，加入乳化机中进行乳化，乳化后冷却至30～40℃，消泡即得。
2.根据权利要求1所述的SBS改性沥青防水材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述各组分，按重量份数配比如下：基质沥青100份；高纯水80～100份；SBS 10～30份；丁苯橡胶25～65份；十八胺聚氧乙烯醚4～8份；盐酸8～12份；甲苯40～80份；硬脂基三甲基氯化铵为2～8份；聚氧乙烯壬基苯醚为3～7份；硫磺0.2～0.6份；聚乙烯树脂6～10份；氧化钙2～6份；四氟化碳40～60份。
3.根据权利要求1所述的SBS改性沥青防水材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述各组分，按重量份数配比如下：基质沥青100份；高纯水85～95份；SBS 15～25份；丁苯橡胶35～55份；十八胺聚氧乙烯醚5～7份；盐酸9～11份；甲苯50～70份；硬脂基三甲基氯化铵为3～7份；聚氧乙烯壬基苯醚为4～6份；硫磺0.3～0.5份；聚乙烯树脂7～9份；氧化钙3～5份；四氟化碳45～55份。
4.根据权利要求1所述的SBS改性沥青防水材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述各组分，按重量份数配比如下：基质沥青100份；高纯水85份；SBS15份；丁苯橡胶35份；十八胺聚氧乙烯醚5份；盐酸9份；甲苯50份；硬脂基三甲基氯化铵为3份；聚氧乙烯壬基苯醚为4份；硫磺0.3份；聚乙烯树脂7份；氧化钙3份；四氟化碳45份。
5.根据权利要求1所述的SBS改性沥青防水材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述各组分，按重量份数配比如下：基质沥青100份；高纯水95份；SBS25份；丁苯橡胶55份；十八胺聚氧乙烯醚7份；盐酸11份；甲苯70份；硬脂基三甲基氯化铵为7份；聚氧乙烯壬基苯醚为6份；硫磺0.5份；聚乙烯树脂9份；氧化钙5份；四氟化碳55份。
6.根据权利要求1所述的SBS改性沥青防水材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述各组分，按重量份数配比如下：基质沥青100份；高纯水90份；SBS20份；丁苯橡胶45份；十八胺聚氧乙烯醚6份；盐酸10份；甲苯60份；硬脂基三甲基氯化铵为5份；聚氧乙烯壬基苯醚为5份；硫磺0.4份；聚乙烯树脂8份；氧化钙4份；四氟化碳50份。
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