CN110903660A - 一种sbs改性浅色乳化沥青 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SBS改性浅色乳化沥青，各组分及其所占重量份数包括：浅色沥青胶结料55～60份，高固含量SBS乳液3～6份，水40～45份，乳化剂2～3份，增溶剂1～2份。其制备方法包括以下步骤：将乳化剂倒入水中混合均匀，用浓盐酸调节至PH2～3，后加热至50～60℃得到乳化剂溶液；将浅色胶结料加热至100℃后加入具有表面活性作用的增溶剂，搅拌均匀后与乳化剂溶液一同倒入胶体磨内进行乳化即得SBS改性浅色乳化沥青。

Description

一种SBS改性浅色乳化沥青
技术领域
本发明属于道路建筑材料技术领域，具体涉及一种SBS改性乳浅色乳化沥青及其制备方法。
背景技术
彩色沥青路面在公交专用车道、绿道、停车场、交通警示区等工况得到广泛应用。但使用数年后均出现了较严重的污染或褪色问题，如进行铣刨加铺，造价石粉高昂。因此，近年来出现了彩色沥青稀浆封层及微表处技术，与普通乳化沥青表面乳化技术类似，该类技术采用乳化浅色胶结料。
中国专利CN102002245B公布了一种浅色乳化沥青技术，但该技术仅对普通浅色胶结料进行改性，采用该产品进行稀浆封层或微表处罩面在混合料的粘聚性及与原有界面粘结性方面均存在不足，难以满足机动车道的要求；中国专利CN106947272A公布了一种利用水性环氧改性的浅色乳化沥青，该材料在粘聚性和粘结性方面有了显著改善，但由于水性环氧的成本是乳化沥青的10倍以上，路面的造价会大幅度提高。
发明内容
本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于自制SBS乳液的SBS改性浅色乳化沥青。其蒸发残留物固含量高，软化点高，稳定性好；以此浅色乳化沥青制备的微表处材料具有韧性好、弹性高、噪音低、与原有基面粘结强度高的优点。
为实现上述方案，本发明采用的技术方案为：
一种SBS改性浅色乳化沥青，各组分及其所占重量份数包括：浅色沥青胶结料55～60份，高固含量SBS乳液3～6份，水40～45份，乳化剂2～3份，增溶剂1～2份。其制备方法包括以下步骤：将乳化剂倒入水中混合均匀，用浓盐酸调节至PH2～3得到乳化剂溶液；将乳化剂溶液与SBS乳液混合均匀后加热至50～60℃；将浅色胶结料加热至100℃后加入具有表面活性作用的增溶剂，搅拌均匀后与乳化剂溶液一同倒入胶体磨内进行乳化即得SBS改性浅色乳化沥青。
上述方案中，浅色沥青胶结料为70号或90号浅色沥青，该浅色沥青应为C9石油树脂与橡胶油为主体的混合物。
上述方案中，所述乳化剂为复配阳离子乳化剂，由铵盐型或季铵盐型阳离子乳化剂与非离子乳化剂松香酸聚氧乙烯酯组成。其比例为8:2～6:4。
上述方案中具有表面活性作用的增溶剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛脂。
上述方案中，高固含量SBS乳液的制备方法，包括以下步骤：将固体SBS溶于低沸点有机溶剂中，混合均匀得SBS预混液；将复配乳化剂加入水中配制水乳化液；将水乳化液进行低速剪切，然后加入SBS预混液，进行高速剪切乳化，静置后减压蒸馏回收有机溶剂，即得高固含量SBS乳液。
上述方案中，所述低沸点有机溶剂为环己烷、醋酸乙酯的混合物，其混合比例为质量比环己烷：醋酸乙酯＝2:8～5:5。
上述方案中，所述固体SBS为线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其分子量为10万～40万。
上述方案中，所述复配乳化剂由十二烷基三甲基氯化铵、聚氧乙烯辛基苯酚醚系列乳化剂复配而成。其中，十二烷基三甲基氯化铵的质量为60-70％，烷基酚聚氧乙烯醚系列乳化剂的质量比为30-40％。
上述方案中，所述烷基酚聚氧乙烯醚系列乳化剂为OP-7、OP-9或OP-10。
上述方案中，复配型乳化剂的用量为固体SBS质量的2～9％。
上述方案中，所述SBS预混液中低沸点有机溶剂与SBS的质量比为92:8～77:23。
上述方案中，所述水乳化液中，复配型乳化剂与水的质量比为(5～8):100。
上述方案中，所述低速剪切速率为1000～2000rpm，时间为3～5min；所述高速剪切速率为7000～9000rpm，时间为25～35min。
上述方案中，所述减压蒸馏压力为80～85mmHg，温度为35～55℃，时间为8～10小时。
本发明的原理为：
1)本发明先制备SBS乳液再进行乳化的方案，此方可规避先在浅色胶结料中加入SBS使浅色沥青胶结料粘度增大从而难以乳化，且对乳化设计要求极高的缺点；
2)本发明中，乳化浅色沥青胶结料过程中采用的乳化体系与SBS乳液采用的乳化体系相似，具有很好的相容性，可提升SBS乳液的掺量以及成品SBS改性乳化浅色沥青的稳定性；
3)本发明中加入了丙烯酸邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛脂作为稳定剂，它与浅色胶结料中的石油树脂和SBS均有很好的相容性，不但可以使混合后的乳化体系更稳定，对破乳后SBS与浅色沥青胶结料的均匀混合分布也有所提升。此外，丙烯酸邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛脂也是软化剂，可调整由于掺加SBS后提高的针入度指标。
4)本发明制备的SBS乳液采用环己烷与醋酸乙酯的混合液作为低沸点溶剂，与普遍采用的甲苯相比，本发明低沸点溶剂环保无毒；且环己烷与醋酸乙酯混合后，对SBS有着更好的溶解性；同时，以醋酸乙酯为主题的环己烷与醋酸乙酯混合共沸温度在60℃以下，不但有利于SBS的乳液形成后对有机溶剂的减压蒸馏，还能降低高温蒸馏过程中SBS乳液破乳的风险。
5)本发明采用的乳化剂十二烷基三甲基氯化铵、聚氧乙烯辛基苯酚醚系列乳化剂复配而成。其中季铵盐十二烷基三甲基氯化铵在水-SBS体系中表面活性好，与非离子乳化剂有很好的相容性和协同作用，同时与乳化沥青常用的阳离子乳化体系有着很好的相容性；本发明采用的聚氧乙烯辛基苯酚醚系列乳化剂包括OP-7、OP-9和OP-10，其主要不同点在于其HLB值，当制备的SBS乳液固含量高于50％时，宜选用HLB值低的OP-7，反之则选择OP-10，HLB值与固含量的适配可明显提高复合乳化体系的表面活性，更能显著改性乳化体系的稳定性。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)采用先制备SBS乳液，再制备SBS改性浅色乳化沥青的方案，降低了对乳化设备要求的同时提升了SBS的掺量以及储存稳定性。
2)加入了增溶剂使提高了SBS与浅色沥青胶结料相容性，实现SBS的高掺量与高稳定性。
3)所制备的SBS改性乳化浅色沥青胶结料固含量高，储存稳定性好。
4)制备SBS乳液过程中采用的低沸点溶剂无毒、溶解度高、沸点低，易于蒸馏回收。
5)本发明同时选用十二烷基三甲基氯化铵、聚氧乙烯辛基苯酚醚系列乳化剂、松香酸聚氧乙烯酯复配乳化剂，所得SBS乳液稳定性好，固含量高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中，彩色沥青胶结料采用深圳海川新材生产的70号浅色胶结料；增溶剂邻苯二甲酸二辛脂(DOP)由济南盈鑫化工有限公司生产；季铵盐类阳离子乳化剂十二烷基三甲基氯化铵采用武汉拉那白医药化工有限公司生产的1231，聚氧乙烯辛基苯酚醚系列乳化剂采用江苏海安石油化工生产的OP-7、OP-9、OP-10，松香酸聚氧乙烯酯由天津工业大学高新技术实业公司生产；为方便与市售产品对比，SBS采用岳阳石化生产的线性SBS，牌号YH-792。
实施例1
一种SBS改性浅色乳化沥青，其制备方法包括如下步骤：
1)SBS乳液制备：将60g SBS溶于280g环己烷与乙酸乙酯复合溶液中，环己烷与乙酸乙酯的质量比为3:7，搅拌均匀制备SBS溶液；取100g水，向其中加入7g 1231、3g OP-10，搅拌均匀配成复配乳化剂溶液；将乳化剂水溶液在剪切机下低速(2000rpm左右)剪切3min，随后缓慢向其加入制备好的SBS溶液，加大转速至8000rpm左右，乳化30min；将乳化好的SBS乳液通过减压蒸馏提纯(压力84mmHg，温度48℃，时间为9小时)，即得环保复配型SBS乳液。
2)SBS改性浅色乳化沥青制备：取100g水，加入4g1231、1g松香酸聚氧乙烯酯将乳化剂倒入水中混合均匀，用浓盐酸调节至PH2～3，加入13g步骤1)制备好的SBS乳液，搅拌均匀配成复配乳化剂溶液。将120g浅色胶结料加热至100℃后加入12gDOP，搅拌均匀；将配制的复配乳化剂溶液加热至55℃后与热沥青一同倒入胶体磨内进行乳化即得SBS改性浅色乳化沥青。
实施例2
一种SBS改性浅色乳化沥青，其制备方法包括如下步骤：
1)SBS乳液制备：将90g SBS溶于400g环己烷与乙酸乙酯复合溶液中，环己烷与乙酸乙酯的质量比为1:3，搅拌均匀制备SBS溶液；取100g水，向其中加入7g 1231、3g OP-9，搅拌均匀配成复配乳化剂溶液；将乳化剂水溶液在剪切机下低速(2000rpm左右)剪切3min，随后缓慢向其加入制备好的SBS溶液，加大转速至8000rpm左右，乳化30min；将乳化好的SBS乳液通过减压蒸馏提纯(压力84mmHg，温度45℃，时间为9小时)，即得环保复配型SBS乳液。
2)SBS改性浅色乳化沥青制备：取100g水，加入3.5g1231、1.5g松香酸聚氧乙烯酯将乳化剂倒入水中混合均匀，用浓盐酸调节至PH2～3，加入19g步骤1)制备好的SBS乳液，搅拌均匀配成复配乳化剂溶液。将170g浅色沥青胶结料加热至100℃后加入17gDOP，搅拌均匀；将配制的复配乳化剂溶液加热至55℃后与热沥青一同倒入胶体磨内进行乳化即得SBS改性浅色乳化沥青。
实施例3
一种SBS改性浅色乳化沥青，其制备方法包括如下步骤：
1)SBS乳液制备：将115g SBS溶于550g环己烷与乙酸乙酯复合溶液中，环己烷与乙酸乙酯的质量比为1:4，搅拌均匀制备SBS溶液；取100g水，向其中加入7g 1231、3g OP-7，搅拌均匀配成复配乳化剂溶液；将乳化剂水溶液在剪切机下低速(2000rpm左右)剪切3min，随后缓慢向其加入制备好的SBS溶液，加大转速至8000rpm左右，乳化30min；将乳化好的SBS乳液通过减压蒸馏提纯(压力84mmHg，温度45℃，时间为9小时)，即得环保复配型SBS乳液。
2)SBS改性浅色乳化沥青制备：取100g水，加入3.5g1231、1.5g松香酸聚氧乙烯酯将乳化剂倒入水中混合均匀，用浓盐酸调节至PH2～3，加入21g步骤1)制备好的SBS乳液，搅拌均匀配成复配乳化剂溶液。将190g浅色沥青胶结料加热至100℃后加入19gDOP，搅拌均匀；将配制的复配乳化剂溶液加热至55℃后与热沥青一同倒入胶体磨内进行乳化即得SBS改性浅色乳化沥青。
对比例
未改性浅色乳化沥青
取100g水，加入4g1231、1g松香酸聚氧乙烯酯将乳化剂倒入水中混合均匀，用浓盐酸调节至PH2～3，搅拌均匀配成复配乳化剂溶液。将125g浅色胶结料加热至100℃后加入12gDOP，搅拌均匀；将配制的复配乳化剂溶液加热至55℃后与热沥青一同倒入胶体磨内进行乳化即得SBS改性浅色乳化沥青。
实施例1～3和对比例所得的浅色乳化沥青及其蒸发残留物的测试结果分别表1。
表1 实施例1～3与对比例所制备SBS改性乳化沥青的性能测试结果
Figure BDA0002272934580000061
上述结果表明，实施例在掺加了SBS乳液后，其软化点和低温延度均明显超过为掺加SBS乳液的对比例，且当固含量在同一水平时，掺加SBS乳液后稳定性未出现下降，随着固含量及SBS含量的增加，稳定性出现一定下降，但均可满足使用要求。说明本技术制备的SBS乳液稳定好，与石油树脂为主体的浅色沥青胶结料在乳化过程中有着很好的相容性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种SBS改性浅色乳化沥青，各组分及其所占重量份数包括：浅色沥青胶结料55～60份，高固含量SBS乳液3～6份，水40～45份，乳化剂2～3份，增溶剂1～2份。
2.一种SBS改性浅色乳化沥青，制备方法包括以下步骤：将乳化剂倒入水中混合均匀，用浓盐酸调节至PH2～3得到乳化剂溶液；将乳化剂溶液与SBS乳液混合均匀后加热至50～60℃；将浅色胶结料加热至100℃后加入具有表面活性作用的增溶剂，搅拌均匀后与乳化剂溶液一同倒入胶体磨内进行乳化即得SBS改性浅色乳化沥青。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，乳化剂为复配阳离子乳化剂，由铵盐型或季铵盐型阳离子乳化剂与非离子乳化剂松香酸聚氧乙烯酯组成。其比例为9:1～8:2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，增溶剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛脂。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高固含量SBS乳液的制备方法，包括以下步骤：将固体SBS溶于低沸点有机溶剂中，混合均匀得SBS预混液；将复配乳化剂加入水中配制水乳化液；将水乳化液进行低速剪切，然后加入SBS预混液，进行高速剪切乳化，静置后减压蒸馏回收有机溶剂，即得高固含量SBS乳液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述低沸点有机溶剂为环己烷、醋酸乙酯的混合物，其混合比例为质量比环己烷：醋酸乙酯＝2:8～5:5。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述复配乳化剂由十二烷基三甲基氯化铵、聚氧乙烯辛基苯酚醚系列乳化剂复配而成。其中，十二烷基三甲基氯化铵的质量为60～70％，烷基酚聚氧乙烯醚系列乳化剂的质量比为30～40％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醚系列乳化剂为OP-7、OP-9或OP-10。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述SBS预混液中低沸点有机溶剂与SBS的质量比为92:8～77:23。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低速剪切速率为1000～2000rpm，时间为3～5min；所述高速剪切速率为7000～9000rpm，时间为25～35min；所述减压蒸馏压力为80～85mmHg，温度为35～55℃，时间为8～10小时。
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