CN111793369A - 一种喷洒型sbs改性乳化沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷洒型SBS改性乳化沥青，由SBS改性沥青和复配乳化剂制成，所述复配乳化剂包括0.7～1.5wt％中裂型阳离子沥青乳化剂、0.1～0.5wt％快裂型阳离子沥青乳化剂。与现有技术相比，本发明提供的SBS改性乳化沥青采用两种不同的乳化剂复配制备和生产乳化SBS改性沥青，制备的改性乳化沥青粘度适中、稳定性好、蒸发残余物软化点高、延度大的特点，具有良好的高温稳定性、低温抗裂性及施工和易性，制备的SBS改性乳化沥青软化点指标在70℃左右，最高可达到75℃左右，指标符合JTG_F40‑2004《公路沥青路面施工技术规范》PCR乳化沥青技术要求。本发明提供了一种喷洒型SBS改性乳化沥青。

Description

一种喷洒型SBS改性乳化沥青及其制备方法

技术领域

本发明属于沥青生产技术领域，尤其涉及一种喷洒型SBS改性乳化沥青及其制备方法。

背景技术

随着路面铺筑技术和养护技术的不断发展，乳化沥青在道路建设和路面养护等方面得到了广泛的应用。在使用乳化沥青拌合混合料时，可以进行冷态施工，不需要加热，节省能源和资源，并在施工时不会产生大的烟气，保护环境，减少对施工工人的健康危害；另外乳化沥青和石料拌合后在路面上进行铺筑，在水分完全挥发后，仍然是沥青本身起到胶结作用，满足道路使用要求，所以乳化沥青在道路工程领域和防水领域都有着重要应用。

乳化沥青是沥青和乳化剂在机械分散的作用下，生成水包油的液态沥青。乳化沥青是将在常温下是固态或半固态的道路沥青，经过机械搅拌和化学稳定在水中液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料，在路面建设、道路养护、道路废弃物材料再生、建筑防水、金属防腐、沙漠治理等领域等都较大的应用。

伴随着外界气候条件的变化和路面荷载的变化，对路面材料的要求也越来越高，因此在保持乳化沥青的特点下，通过乳化沥青改性来提高乳化沥青的性能也具有重要的研究价值，特别是通过改性后提高乳化沥青的高温稳定性、低温抗开裂性、与石料的粘附性及抗车辙性能等，这样改性乳化沥青不仅具有了乳化沥青的特点，而且还具有改性沥青的优点，在道路工程领域应用可以延长路面的使用寿命，减少养护和修复费用。

对于基质沥青改性材料，常用的改性剂有SBS类、SBR类、EVA/PE类等，其中SBS同时具有硬段聚苯乙烯段和软段聚丁二烯段，兼具弹性和塑性，对沥青的高低温、粘附性等性能都有明显改善，是目前应用较为成熟的改性剂。SBS改性乳化沥青既具有SBS改性沥青性能有点，还具有乳化沥青特点，在新建道路粘层、道路材料冷再生、冷拌冷铺、微表处养护等领域都有重要应用，未来发展前景广阔。

相比于普通乳化沥青制备，SBS改性沥青由于本身针入度低、软化点高、粘度大等特点，在制备SBS改性乳化沥青时对设备及乳化剂的配方选择上都有很高的要求，普通的乳化剂难以满足乳化要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷洒型SBS改性乳化沥青及其制备方法，本发明中的SBS改性乳化沥青具有粘度适中、稳定性好、良好的高温稳定性、低温抗裂性及施工和易性等特点，产品指标符合JTG_F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》PCR乳化沥青技术要求。

本发明提供一种喷洒型SBS改性乳化沥青，由SBS改性沥青和复配乳化剂制成。

所述复配乳化剂包括0.7～1.5wt％中裂型阳离子沥青乳化剂、0.1～0.5wt％快裂型阳离子沥青乳化剂。将两种乳化剂分别加入一定质量的水中充分溶解形成复配乳化剂皂液。

优选的，以基质沥青质量为基准，所述SBS改性沥青中，SBS的添加量为3～5wt％，助剂添加量为1～6wt％，稳定剂添加量0.1～0.6wt％。

优选的，所述SBS改性沥青和复配乳化剂皂液的质量比为(60～40)：(40～60)。

优选的，所述喷洒型SBS改性乳化沥青的固含量＞50％。

优选的，所述助剂为芳烃油；所述稳定剂为硫磺类物质。

本发明提供一种喷洒型SBS改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：

A)将中裂型阳离子沥青乳化剂和快裂型阳离子沥青乳化剂在水中溶解混合，得到复配乳化剂皂液；

所述复配乳化剂中，中裂型阳离子沥青乳化剂的质量分数为0.7～1.5wt％，快裂型阳离子沥青乳化剂的质量分数为0.1～0.5wt％；

B)将所述复配乳化剂皂液和SBS改性沥青进行研磨乳化，得到喷洒型SBS改性乳化沥青。

优选的，所述步骤A)中溶解混合的温度为40～100℃。

优选的，所述步骤B)中复配乳化剂皂液的温度为40～70℃；所述SBS改性沥青的温度为100～200℃。

优选的，所述步骤A)具体为：

将中裂型阳离子沥青乳化剂与水混合，经过5～30min的搅拌后充分溶解，然后加入快裂型阳离子沥青乳化剂，经2～5min的搅拌后得到复配乳化剂皂液。

优选的，所述SBS改性沥青按照以下步骤制备得到：

将基质沥青加热至140～170℃，加入助剂、SBS和稳定剂，得到SBS改性沥青。

本发明提供了一种喷洒型SBS改性乳化沥青，由SBS改性沥青和复配乳化剂制成，所述复配乳化剂包括0.7～1.5wt％中裂型阳离子沥青乳化剂、0.1～0.5wt％快裂型阳离子沥青乳化剂。与现有技术相比，本发明提供的SBS改性乳化沥青采用两种不同的乳化剂复配进行乳化SBS改性沥青，制备的改性乳化沥青粘度适中、稳定性好、蒸发残余物软化点高、延度大的特点，具有良好的高温稳定性、低温抗裂性及施工和易性，制备的SBS改性乳化沥青软化点指标在70℃左右，指标符合JTG_F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》PCR乳化沥青技术要求。另外，本发明提供的两种乳化剂复配工艺简单，不需要添加另外的助剂和添加剂，且操作易控，适合大规模生产应用。

具体实施方式

本发明提供了一种喷洒型SBS改性乳化沥青，由SBS改性沥青和复配乳化剂制成，

所述复配乳化剂包括0.7～1.5wt％中裂型阳离子沥青乳化剂、0.1～0.5wt％快裂型阳离子沥青乳化剂。将两种乳化剂分别加入一定质量的水中充分溶解形成复配乳化剂皂液。

在本发明中，所述SBS改性沥青和复配乳化剂皂液的质量比优选为(60～40)：(40～60)，更优选为(45～55)：(55～45)，更优选为48：52；从而使后续制备得到的固含量＞50％的SBS改性乳化沥青，如优选方案中所述SBS改性乳化沥青的沥青固含量在52％以上。

在本发明中，所述SBS改性沥青中包括基质沥青、SBS、助剂和稳定剂，以基质沥青的质量为基准，SBS的添加量为3～5wt％，优选为3.5～4wt％，具体的，在本发明的实施例中，可以是4.1wt％；助剂优选为芳烃油；所述助剂的添加量优选为1～6wt％，更优选为2～5wt％，最优选为3～4wt％；所述稳定剂优选为硫磺类物质；所述稳定剂的添加量优选为0.1～0.6wt％，更优选为0.2～0.5wt％，最优选为0.3～0.4wt％。具体的，在本发明的实施例中，可以使用山东京博石油化工有限公司生产的海韵SBS改性沥青。

本发明中的复配乳化剂采用特定种类的乳化剂，通过两种乳化剂复配，乳化能力强，破乳速度适中，有利于乳化SBS改性沥青，易得到体系稳定性好的SBS改性乳化沥青。

在本发明中，所述复配乳化剂包括中裂型阳离子沥青乳化剂和快裂型阳离子沥青乳化剂；本发明中的“中裂型”和“快裂型”指的是乳化沥青的破乳速度，其破乳速度可参照标准试验方法T0658—1993。

在本发明中，所述中裂型阳离子沥青乳化剂可以是天津康泽威科技有限公司生产的康泽威802中裂乳化剂、漯河天龙化工有限公司生产的天龙C01乳化剂或者济南圣泉集团股份有限公司生产的M3乳化剂，所述中裂型阳离子沥青乳化剂的在所述复配乳化剂中的质量分数优选为0.7～1.5wt％，更优选为0.8～1.2wt％，最优选为0.9～1.0wt％，具体的，在本发明的实施例中，可以是1.0wt％。

所述快裂型离子沥青乳化剂优选为济南圣泉集团股份有限公司生产的A3乳化剂；所述快裂型离子沥青乳化剂在所述复配乳化剂中的质量分数优选为0.1～0.5wt％，更优选为0.2～0.4wt％，最优选为0.3wt％，具体的，在本发明的实施例中，可以是0.2wt％。

本发明对所述复配乳化剂皂液中所使用的水没有特殊的要求，采用本领域技术人员常用的饮用水或者去离子水均可。

本发明提供的SBS改性乳化沥青，体系稳定性好，粘度适中、稳定性好、蒸发残余物软化点高、延度大的特点，具有良好的高温稳定性、低温抗裂性及施工和易性，且操作简便，适合规模化生产应用。

本发明还提供了一种喷洒型SBS改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：

A)将中裂型阳离子沥青乳化剂和快裂型阳离子沥青乳化剂在水中溶解混合，得到复配乳化剂皂液；

所述复配乳化剂中，中裂型阳离子沥青乳化剂的质量分数为0.7～1.5wt％，快裂型阳离子沥青乳化剂的质量分数为0.1～0.5wt％；

B)将所述复配乳化剂皂液和SBS改性沥青进行研磨乳化，得到喷洒型SBS改性乳化沥青。

在本发明中，所述复配乳化剂与SBS改性沥青的种类与配方与上文所述的复配乳化剂与SBS改性沥青的种类与配方一致，在此不再赘述。

本发明中的喷洒型SBS改性乳化沥青是采用先改性、后乳化的方法制备得到。

本发明优选先按照以下步骤制备得到SBS改性沥青，

将基质沥青加热至140～170℃，加入助剂、SBS和稳定剂，得到SBS改性沥青。

在本发明中，所述助剂、SBS和稳定剂的种类以及用量与上文所述的助剂、SBS和稳定剂的种类以及用量一致，在此不再赘述。

在本发明中，所述基质沥青的加热温度优选为140～170℃，更优选为150～160℃，具体的，在本发明的实施例中，可以是170℃。

本发明优选按照以下步骤制备得到符合乳化剂：

将中裂型阳离子沥青乳化剂与水混合，经过5～30min的搅拌后充分溶解，然后加入快裂型阳离子沥青乳化剂，经2～5min的搅拌后得到复配乳化剂皂液。

在本发明中，与所述中裂型阳离子沥青乳化剂混合所使用的的水的温度优选为40～100℃，更优选为40～70℃，更优选为50～60℃，本发明使用上述温度的水制备复配乳化剂皂液，从而保证得到的复配乳化剂皂液满足后续的研磨温度，无需进一步加热处理。

得到SBS改性沥青和复配乳化剂皂液之后，本发明将温度为40～100℃的复配乳化剂皂液加入胶体磨中，然后将温度为100～200℃的SBS改性沥青也加入胶体磨中，同时过磨后得到SBS改性乳化沥青。所述胶体磨能通过一次过磨得到体系稳定的产品。

在本发明中，所述SBS改性沥青的温度优选为100～200℃，更优选为150～180℃。

本发明提供了一种喷洒型SBS改性乳化沥青，由SBS改性沥青和复配乳化剂制成，所述复配乳化剂包括0.7～1.5wt％中裂型阳离子沥青乳化剂、0.1～0.5wt％快裂型阳离子沥青乳化剂，将两种乳化剂分别加入一定质量的水中充分溶解形成复配乳化剂皂液。与现有技术相比，本发明提供的SBS改性乳化沥青采用两种不同的乳化剂复配进行乳化SBS改性沥青，制备的改性乳化沥青粘度适中、稳定性好、蒸发残余物软化点高、延度大的特点，具有良好的高温稳定性、低温抗裂性及施工和易性，制备的SBS改性乳化沥青软化点指标在70℃左右，指标符合JTG_F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》PCR乳化沥青技术要求。

另外，本发明提供的两种乳化剂复配工艺简单，不需要添加另外的助剂和添加剂，且操作易控，适合大规模生产应用。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种喷洒型SBS改性乳化沥青及其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

(1)将4.1％SBS添加量SBS改性沥青放置170℃烘箱中保温3h以上，确保沥青温度为170℃。

(2)将1.0wt％康泽威802乳化剂加入46.8wt％60℃的水中，机械搅拌30min，充分溶解，再加入0.2wt％圣泉A3乳化剂，手动搅拌3min，得到皂液，保温60℃备用。

(3)将步骤(2)中得到的皂液和步骤(1)中得到的SBS改性沥青按照48％：52％比例加入改性乳化中试设备胶体磨中过磨，得到SBS改性乳化沥青，具体指标如下：

表1本发明实施例1提供的SBS改性乳化沥青各项性能数据

由检测结果可知，SBS改性乳化沥青检测结果符合PCR乳化沥青技术要求，产品稳定性好，粘度适中，蒸发残余物软化点＞73℃，延度＞30cm。

实施例2

(1)将4.1％SBS添加量SBS改性沥青放置170℃烘箱中保温3h以上，确保沥青温度为170℃。

(2)将1.0wt％天龙C01乳化剂加入46.8wt％60℃的水中，机械搅拌30min，充分溶解，再加入0.2wt％圣泉A3乳化剂，手动搅拌3min，得到皂液，保温60℃备用。

(3)将步骤(2)中得到的皂液和步骤(1)中得到的SBS改性沥青按照48％：52％比例加入改性乳化中试设备胶体磨中过磨，得到SBS改性乳化沥青，具体指标如下：

表2本发明实施例2提供的SBS改性乳化沥青各项性能数据

由检测结果可知，SBS改性乳化沥青检测结果符合PCR乳化沥青技术要求，产品稳定性好，粘度适中，蒸发残余物软化点＞73℃，延度＞30cm。

实施例3

(1)将4.1％SBS添加量SBS改性沥青放置170℃烘箱中保温3h以上，确保沥青温度为170℃。

(2)将1.0wt％圣泉M3加入46.8wt％60℃的水中，机械搅拌30min，充分溶解，再加入0.2wt％圣泉A3乳化剂，手动搅拌3min，得到皂液，保温60℃备用。

(3)将步骤(2)中得到的皂液和步骤(1)中得到的SBS改性沥青按照48％：52％比例加入改性乳化中试设备胶体磨中过磨，得到SBS改性乳化沥青，具体指标如下：

表3本发明实施例3提供的SBS改性乳化沥青各项性能数据

由检测结果可知，SBS改性乳化沥青检测结果符合PCR乳化沥青技术要求，产品稳定性好，粘度适中，蒸发残余物软化点＞73℃，延度＞30cm。

比较例1

(1)将4.1％SBS添加量SBS改性沥青放置170℃烘箱中保温3h以上，确保沥青温度为170℃。

(2)将1.0wt％康泽威802乳化剂加入47wt％60℃的水中，机械搅拌30min，充分溶解得到皂液，保温60℃备用。

(3)将步骤(2)中得到的皂液和步骤(1)中得到的SBS改性沥青按照48％：52％比例加入改性乳化中试设备胶体磨中过磨，得到SBS改性乳化沥青，具体指标如下：

表4本发明比较例1提供的SBS改性乳化沥青的各项性能数据

由检测结果可知，SBS改性乳化沥青粘度指标较大，已超指标要求上限，乳化沥青粘度大对乳化沥青喷洒施工有不利影响，蒸发残余物软化点和延度指标偏小。

比较例2

(1)将4.1％SBS添加量SBS改性沥青放置170℃烘箱中保温3h以上，确保沥青温度为170℃。

(2)将1.0wt％天龙C01乳化剂加入47wt％60℃的水中，机械搅拌30min，充分溶解得到皂液，保温60℃备用。

(3)将步骤(2)中得到的皂液和步骤(1)中得到的SBS改性沥青按照48％：52％比例加入改性乳化中试设备胶体磨中过磨，得到SBS改性乳化沥青，具体指标如下：

表5本发明比较例2提供的SBS改性乳化沥青的各项性能数据

由检测结果可知，SBS改性乳化沥青粘度指标大，已超指标要求上限，乳化沥青粘度大对乳化沥青喷洒施工有不利影响，蒸发残余物延度指标偏小。

比较例3

(1)将4.1％SBS添加量SBS改性沥青放置170℃烘箱中保温3h以上，确保沥青温度为170℃。

(2)将1.0wt％圣泉M3乳化剂加入47wt％60℃的水中，机械搅拌30min，充分溶解得到皂液，保温60℃备用。

(3)将步骤(2)中得到的皂液和步骤(1)中得到的SBS改性沥青按照48％：52％比例加入改性乳化中试设备胶体磨中过磨，得到SBS改性乳化沥青，具体指标如下：

表6本发明比较例3提供的SBS改性乳化沥青的各项性能数据

由检测结果可知，SBS改性乳化沥青粘度指标较大，已超指标要求上限，乳化沥青粘度大对乳化沥青喷洒施工有不利影响，蒸发残余物延度指标偏小。

比较例4

(1)将4.1％SBS添加量SBS改性沥青放置170℃烘箱中保温3h以上，确保沥青温度为170℃。

(2)将0.2wt％圣泉A3乳化剂加入47.8wt％60℃的水中，加入浓盐酸调节皂液PH值为2，得到皂液，保温60℃备用。

(3)将步骤(2)中得到的皂液和步骤(1)中得到的SBS改性沥青按照48％：52％比例加入改性乳化中试设备胶体磨中过磨，得到SBS改性乳化沥青，指标检测结果：

不能乳化。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种喷洒型SBS改性乳化沥青，由SBS改性沥青和复配乳化剂制成；

所述复配乳化剂包括0.7～1.5wt％中裂型阳离子沥青乳化剂、0.1～0.5wt％快裂型阳离子沥青乳化剂。

2.根据权利要求1所述的喷洒型SBS改性乳化沥青，其特征在于，以基质沥青质量为基准，所述SBS改性沥青中，SBS的添加量为3～5wt％，助剂添加量为1～6wt％，稳定剂添加量0.1～0.6wt％。

3.根据权利要求1所述的喷洒型SBS改性乳化沥青，其特征在于，所述SBS改性沥青和复配乳化剂皂液的质量比为(60～40)：(40～60)。

4.根据权利要求1所述的喷洒型SBS改性乳化沥青，其特征在于，所述喷洒型SBS改性乳化沥青的固含量＞50％。

5.根据权利要求2所述的喷洒型SBS改性乳化沥青，其特征在于，所述助剂为芳烃油；所述稳定剂为硫磺类物质。

6.一种喷洒型SBS改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：

A)将中裂型阳离子沥青乳化剂和快裂型阳离子沥青乳化剂在水中溶解混合，得到复配乳化剂皂液；

所述复配乳化剂中，中裂型阳离子沥青乳化剂的质量分数为0.7～1.5wt％，快裂型阳离子沥青乳化剂的质量分数为0.1～0.5wt％；

B)将所述复配乳化剂皂液和SBS改性沥青进行研磨乳化，得到喷洒型SBS改性乳化沥青。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中溶解混合的温度为40～100℃。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)中复配乳化剂皂液的温度为40～70℃；所述SBS改性沥青的温度为100～200℃。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)具体为：

将中裂型阳离子沥青乳化剂与水混合，经过5～30min的搅拌后充分溶解，然后加入快裂型阳离子沥青乳化剂，经2～5min的搅拌后得到复配乳化剂皂液。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述SBS改性沥青按照以下步骤制备得到：

将基质沥青加热至140～170℃，加入助剂、SBS和稳定剂，得到SBS改性沥青。