CN111909313B - 一种原位增强型丁苯胶乳及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种原位增强型丁苯胶乳及其制备方法和应用；所述原位增强型丁苯胶乳由包括以下组分的原料制备而成：水50～120重量份；脂肪酸0.3～4.8重量份；氢氧化钾0.1～0.9重量份；歧化松香酸钾皂1～10重量份；稳定剂0.05～0.4重量份；电解质0.1～0.5重量份；增强剂3～10重量份；苯乙烯30～50重量份；丁二烯50～70重量份；分子量调节剂0.01～0.1重量份；引发剂0.01～0.5重量份；终止剂0.05～0.1重量份；防老剂0.2～1重量份；所述增强剂为Sasobit沥青改性剂。与现有技术相比，该原位增强型丁苯胶乳采用特定含量组分的原料制备而成，实现较好的相互作用；产品既保留了低温合成胶乳对于沥青改性的优异低温延展性，又通过自身具有的“网络增强骨架”赋予丁苯胶乳产品对于沥青改性的突出高温性能，从而适用于乳化沥青改性。

Description

一种原位增强型丁苯胶乳及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及丁苯胶乳制备技术领域，更具体地说，是涉及一种原位增强型丁苯胶乳及其制备方法和应用。
背景技术
近几十年来，高速公路通车里程急速增长。而今，前期建设完成的大部分高速公路已到了养护的关键阶段，养护技术质量的高低直接关系到路面的使用成本和使用寿命。
改性乳化沥青被广泛应用于道路的建设及养护中，而丁苯胶乳是目前最为常用的乳化沥青改性剂。但就目前国内的丁苯胶乳市场来说，绝大部分丁苯胶乳产品用于建筑、造纸和地毯行业，乳化沥青改性专用的产品少之又少，因此国内丁苯胶乳市场普遍存在的现象就是牌号稀少、一品多用。并且，乳化沥青改性专用丁苯胶乳市场几乎被国外进口产品垄断，80％以上的产品来自于海外进口，而且价格昂贵。因此，为节省施工成本，很大比例的道路养护工程采用的丁苯胶乳产品并非乳化沥青改性专用产品，这就导致养护施工质量大打折扣。更为重要的是，普通的乳化沥青改性用丁苯胶乳虽然具有优异的低温性能，可显著增强沥青的低温延展性，但对于沥青的高温性能改善效果并不理想，尤其是在气候炎热的南方地区，仍会出现养护施工后的车辙病害。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种原位增强型丁苯胶乳及其制备方法和应用，本发明提供的原位增强型丁苯胶乳既保留了低温合成胶乳对于沥青改性的优异低温延展性，又通过自身具有的“网络增强骨架”赋予丁苯胶乳产品对于沥青改性的突出高温性能，从而适用于乳化沥青改性。
本发明提供了一种原位增强型丁苯胶乳，由包括以下组分的原料制备而成：
水50～120重量份；
脂肪酸0.3～4.8重量份；
氢氧化钾0.1～0.9重量份；
歧化松香酸钾皂1～10重量份；
稳定剂0.05～0.4重量份；
电解质0.1～0.5重量份；
增强剂3～10重量份；
苯乙烯30～50重量份；
丁二烯50～70重量份；
分子量调节剂0.01～0.1重量份；
引发剂0.01～0.5重量份；
终止剂0.05～0.1重量份；
防老剂0.2～1重量份；
所述增强剂为Sasobit沥青改性剂。
优选的，所述脂肪酸选自硬脂酸、油酸、月桂酸和松香酸中的一种或多种。
优选的，所述稳定剂选自聚乙烯醇和/或羟甲基纤维素盐。
优选的，所述电解质选自磷酸钾、氯化钾、硫酸钾、氯化钠、硫酸钠和碳酸氢钾中的一种或多种。
优选的，所述分子量调节剂选自碳原子数为4-14的烷基硫醇或多硫醇类化合物中的一种或多种。
优选的，所述终止剂选自N-异丙基羟胺、乙酸异丙基羟胺、异丙基羟胺乙酸酯、盐酸异丙基羟胺和硫酸异丙基羟胺中的一种或多种。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的原位增强型丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：
a)在搅拌状态下，将硬脂酸加热熔融后加入氢氧化钾，在30℃～75℃下反应2h～4h，再加入歧化松香酸钾皂和35～65重量份的水，继续维持上述温度搅拌1h～2h，得到复合型阴离子乳化剂；
同时，将稳定剂溶解在15～55重量份的水中，得到稳定剂溶液；
b)将增强剂与苯乙烯混合，在4000rpm～6000rpm转速下分散溶胀3h～6h，再加入30wt％～50wt％步骤a)得到的复合型阴离子乳化剂，继续维持上述转速搅拌分散1h～2h，得到均一乳液；
c)将步骤b)得到的均一乳液与剩余的复合型阴离子乳化剂、电解质、步骤a)得到的稳定剂溶液、丁二烯、分子量调节剂混合，待反应温度由20℃～30℃降至5℃～10℃时，加入引发剂，低温条件下反应4h～8h，然后升温至20℃～30℃继续反应4h～8h，最后加入终止剂停止反应，并加入防老剂混匀，得到原位增强型丁苯胶乳。
优选的，步骤b)中所述将增强剂与苯乙烯混合前，还包括：
对所述增强剂进行预处理；所述预处理的过程具体为：
将增强剂经高速粉碎后过40目～80目滤网，得到预处理后的增强剂。
优选的，步骤c)中所述混合的过程具体为：
将步骤b)得到的均一乳液全部加入聚合釜中，在转速为300rpm～400rpm的搅拌状态下，加入剩余的复合型阴离子乳化剂、电解质、步骤a)得到的稳定剂溶液、丁二烯和分子量调节剂。
本发明还提供了一种乳化沥青的改性方法，包括以下步骤：
采用上述技术方案所述的原位增强型丁苯胶乳或上述技术方案所述的制备方法制备得到的原位增强型丁苯胶乳作为改性剂，加入乳化沥青，得到改性乳化沥青。
本发明提供了一种原位增强型丁苯胶乳及其制备方法和应用；所述原位增强型丁苯胶乳由包括以下组分的原料制备而成：水50～120重量份；脂肪酸0.3～4.8重量份；氢氧化钾0.1～0.9重量份；歧化松香酸钾皂1～10重量份；稳定剂0.05～0.4重量份；电解质0.1～0.5重量份；增强剂3～10重量份；苯乙烯30～50重量份；丁二烯50～70重量份；分子量调节剂0.01～0.1重量份；引发剂0.01～0.5重量份；终止剂0.05～0.1重量份；防老剂0.2～1重量份；所述增强剂为Sasobit沥青改性剂。与现有技术相比，本发明提供的原位增强型丁苯胶乳采用特定含量组分的原料制备而成，实现较好的相互作用；产品既保留了低温合成胶乳对于沥青改性的优异低温延展性，又通过自身具有的“网络增强骨架”赋予丁苯胶乳产品对于沥青改性的突出高温性能，从而适用于乳化沥青改性。实验结果表明，本发明提供的原位增强型丁苯胶乳的固含量高于50％，超过国内同类产品；改性后沥青软化点为54.5℃～58.6℃，5℃延度大于100cm。
另外，本发明提供的制备方法工艺简单、条件温和，并且通过调整配方具体用量能够实现成本最优化，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种原位增强型丁苯胶乳，由包括以下组分的原料制备而成：
水50～120重量份；
脂肪酸0.3～4.8重量份；
氢氧化钾0.1～0.9重量份；
歧化松香酸钾皂1～10重量份；
稳定剂0.05～0.4重量份；
电解质0.1～0.5重量份；
增强剂3～10重量份；
苯乙烯30～50重量份；
丁二烯50～70重量份；
分子量调节剂0.01～0.1重量份；
引发剂0.01～0.5重量份；
终止剂0.05～0.1重量份；
防老剂0.2～1重量份；
所述增强剂为Sasobit沥青改性剂。
在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括水、脂肪酸、氢氧化钾、歧化松香酸钾皂、稳定剂、电解质、增强剂、苯乙烯、丁二烯、分子量调节剂、引发剂、终止剂和防老剂，优选由水、脂肪酸、氢氧化钾、歧化松香酸钾皂、稳定剂、电解质、增强剂、苯乙烯、丁二烯、分子量调节剂、引发剂、终止剂和防老剂组成。
在本发明中，所述水优选为去离子水；本发明对此没有特殊限制。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括水50～120重量份的水，优选为65～93重量份。
在本发明中，所述脂肪酸优选选自硬脂酸、油酸、月桂酸和松香酸中的一种或多种，更优选为硬脂酸、油酸或月桂酸。本发明对所述脂肪酸的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述硬脂酸、油酸、月桂酸和松香酸的市售商品即可。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括0.3～4.8重量份的脂肪酸，优选为2.5～4.3重量份。
本发明对所述氢氧化钾和歧化松香酸钾皂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括0.1～0.9重量份的氢氧化钾，优选为0.35～0.66重量份；所述原位增强型丁苯胶乳包括1～10重量份的歧化松香酸钾皂，优选为3.5～6.2重量份。
在本发明中，所述稳定剂优选选自聚乙烯醇和/或羟甲基纤维素盐，更优选为聚乙烯醇或羟甲基纤维素盐。本发明对所述稳定剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述聚乙烯醇和羟甲基纤维素盐的市售商品即可。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括0.05～0.4重量份的稳定剂，优选为0.15～0.3重量份。
在本发明中，所述电解质优选选自磷酸钾、氯化钾、硫酸钾、氯化钠、硫酸钠和碳酸氢钾中的一种或多种，更优选为磷酸钾、氯化钾或硫酸钾。本发明对所述电解质的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述磷酸钾、氯化钾、硫酸钾、氯化钠、硫酸钠和碳酸氢钾的市售商品即可。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括0.1～0.5重量份的电解质，优选为0.17～0.36重量份。
在本发明中，所述增强剂为Sasobit沥青改性剂；所述Sasobit沥青改性剂为高分子量长链脂肪族烷烃，分子链长度介于C40-C100，熔点范围为70-100℃；其本身作为一种性能优异且相容性良好的沥青改性剂，可明显改善沥青的高温性能并降低沥青粘度。本发明对所述增强剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述Sasobit沥青改性剂的市售商品即可。在原位聚合反应过程中，Sasobit沥青改性剂的长链结构与聚合生成的丁苯橡胶分子互穿交叉，配合其他特定含量组分的共同作用，能够形成“网络增强骨架”，从而赋予丁苯胶乳产品对于沥青改性的突出高温性能。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括3～10重量份的增强剂。
本发明对所述苯乙烯和丁二烯的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括30～50重量份的苯乙烯，优选为30～48重量份；所述原位增强型丁苯胶乳包括50～70重量份的丁二烯，优选为52～70重量份。
在本发明中，所述分子量调节剂优选选自碳原子数为4-14的烷基硫醇或多硫醇类化合物中的一种或多种，更优选为叔十二硫醇或正十二硫醇。本发明对所述分子量调节剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括0.01～0.1重量份的分子量调节剂，优选为0.02～0.06重量份。
本发明对所述引发剂的种类和来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的用于引发原位聚合反应的引发剂的市售商品即可。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括0.01～0.5重量份的引发剂，优选为0.25重量份。
在本发明中，所述终止剂优选选自N-异丙基羟胺、乙酸异丙基羟胺、异丙基羟胺乙酸酯、盐酸异丙基羟胺和硫酸异丙基羟胺中的一种或多种，更优选为乙酸异丙基羟胺、异丙基羟胺乙酸酯或N-异丙基羟胺。本发明对所述终止剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述N-异丙基羟胺、乙酸异丙基羟胺、异丙基羟胺乙酸酯、盐酸异丙基羟胺和硫酸异丙基羟胺的市售商品即可。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括0.05～0.1重量份的终止剂，优选为0.06～0.09重量份。
在本发明中，所述防老剂优选为苯乙烯化苯酚；本发明对所述防老剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳包括0.2～1重量份的防老剂，优选为0.25～0.75重量份。
本发明提供的原位增强型丁苯胶乳采用特定含量组分的原料制备而成，实现较好的相互作用；产品既保留了低温合成胶乳对于沥青改性的优异低温延展性，又通过自身具有的“网络增强骨架”赋予丁苯胶乳产品对于沥青改性的突出高温性能，从而适用于乳化沥青改性。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的原位增强型丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：
a)在搅拌状态下，将硬脂酸加热熔融后加入氢氧化钾，在30℃～75℃下反应2h～4h，再加入歧化松香酸钾皂和35～65重量份的水，继续维持上述温度搅拌1h～2h，得到复合型阴离子乳化剂；
同时，将稳定剂溶解在15～55重量份的水中，得到稳定剂溶液；
b)将增强剂与苯乙烯混合，在4000rpm～6000rpm转速下分散溶胀3h～6h，再加入30wt％～50wt％步骤a)得到的复合型阴离子乳化剂，继续维持上述转速搅拌分散1h～2h，得到均一乳液；
c)将步骤b)得到的均一乳液与剩余的复合型阴离子乳化剂、电解质、步骤a)得到的稳定剂溶液、丁二烯、分子量调节剂混合，待反应温度由20℃～30℃降至5℃～10℃时，加入引发剂，低温条件下反应4h～8h，然后升温至20℃～30℃继续反应4h～8h，最后加入终止剂停止反应，并加入防老剂混匀，得到原位增强型丁苯胶乳。
在本发明中，所述水、脂肪酸、氢氧化钾、歧化松香酸钾皂、稳定剂、电解质、增强剂、苯乙烯、丁二烯、分子量调节剂、引发剂、终止剂和防老剂与上述技术方案中所述的相同，在此不再赘述。
本发明首先在搅拌状态下，将硬脂酸加热熔融后加入氢氧化钾，在30℃～75℃下反应2h～4h，再加入歧化松香酸钾皂和35～65重量份的水，继续维持上述温度搅拌1h～2h，得到复合型阴离子乳化剂；
同时，将稳定剂溶解在15～55重量份的水中，得到稳定剂溶液。
在本发明中，所述得到复合型阴离子乳化剂的过程优选具体为：
称取脂肪酸，加热至30℃～75℃搅拌熔融，然后在搅拌状态下分批加入氢氧化钾，维持上述温度反应2h～4h，(得到脂肪酸盐类乳化剂)；再在搅拌状态下加入歧化松香酸钾皂和35～65重量份的水，继续维持上述温度搅拌1h～2h，得到复合型阴离子乳化剂；
更优选为：
称取脂肪酸，加热至35℃～70℃搅拌熔融，然后在搅拌状态下分批加入氢氧化钾，维持上述温度反应2h，再在搅拌状态下加入歧化松香酸钾皂和35～65重量份的水，继续维持上述温度搅拌1h～2h，得到复合型阴离子乳化剂。在本发明中，所述复合型阴离子乳化剂的pH值优选为8～11。
本发明采用脂肪酸与氢氧化钾反应制备的脂肪酸盐类乳化剂因结构组成确定而纯度更高，乳化能力较普通的成品脂肪酸盐乳化剂更优异，同时可通过调整氢氧化钾的加入量控制乳化剂体系的pH，以获得更为理想的乳化效果。
同时，本发明将稳定剂溶解在15～55重量份的水中，得到稳定剂溶液。在本发明中，溶解所述稳定剂的水为15～55重量份，优选为15～50重量份。本发明将稳定剂首先配制成均一溶液，后利于后续反应过程的顺利进行；所述稳定剂会保持乳液体系的均一稳定，尤其是对于分散后的高分子量的增强剂Sasobit沥青改性剂，避免其在乳液体系中因聚集而结团。
之后，本发明将增强剂与苯乙烯混合，在4000rpm～6000rpm转速下分散溶胀3h～6h，再加入30wt％～50wt％步骤a)得到的复合型阴离子乳化剂，继续维持上述转速搅拌分散1h～2h，得到均一乳液。
在本发明中，所述将增强剂与苯乙烯混合前，优选还包括：
对所述增强剂进行预处理。在本发明中，所述预处理的过程优选具体为：
将增强剂经高速粉碎后过40目～80目滤网，得到预处理后的增强剂；
更优选为：
将增强剂经高速粉碎后过60目滤网，得到预处理后的增强剂。
在本发明中，所述得到均一乳液的过程优选具体为：
取预处理后的增强剂，加入苯乙烯，在转速为4000rpm～6000rpm的高速分散机作用下，分散溶胀3h～6h，然后加入30wt％～50wt％上述复合型阴离子乳化剂，继续搅拌分散1h～2h，得到均一乳液；
更优选为：
取预处理后的增强剂，加入苯乙烯，在转速为5000rpm的高速分散机作用下，分散溶胀5h，然后加入35wt％～50wt％上述复合型阴离子乳化剂，继续搅拌分散1h～2h，得到均一乳液。
本发明将增强剂Sasobit溶胀分散于苯乙烯后，采用预乳化的方式得到均一乳液，将两者均匀分散包裹在乳化剂胶束中，一方面可以降低溶胀后的体系粘度，利于后续的聚合反应传质及热导出，另一方面可保障增强剂Sasobit均匀分布于乳液体系中，利于原位聚合反应过程中形成均匀的互穿交叉“网络增强骨架”。
得到所述均一乳液后，本发明将得到的均一乳液与剩余的复合型阴离子乳化剂、电解质、步骤a)得到的稳定剂溶液、丁二烯、分子量调节剂混合，待反应温度由20℃～30℃降至5℃～10℃时，加入引发剂，低温条件下反应4h～8h，然后升温至20℃～30℃继续反应4h～8h，最后加入终止剂停止反应，并加入防老剂混匀，得到原位增强型丁苯胶乳。
在本发明中，所述混合的过程优选具体为：
将步骤b)得到的均一乳液全部加入聚合釜中，在转速为300rpm～400rpm的搅拌状态下，加入剩余的复合型阴离子乳化剂、电解质、步骤a)得到的稳定剂溶液、丁二烯和分子量调节剂，得到混合物；
更优选为：
将步骤b)得到的均一乳液全部加入聚合釜中，在转速为350rpm的搅拌状态下，加入剩余的复合型阴离子乳化剂、电解质、步骤a)得到的稳定剂溶液、丁二烯和分子量调节剂，得到混合物。
本发明采用上述高低温两段法原位聚合工艺，优选具体为：
待反应温度由20℃～30℃降至5℃～10℃时，在上述技术方案得到的混合物中加入引发剂，低温条件下反应4h～8h，然后升温至20℃～30℃继续反应4h～8h，最后加入终止剂停止反应，并加入防老剂混匀，得到原位增强型丁苯胶乳；
更优选为：
待反应温度由25℃降至6℃～10℃时，在上述技术方案得到的混合物中加入引发剂，低温条件下反应6h～8h，然后升温至22℃～30℃继续反应4h～6h，最后加入终止剂停止反应，并加入防老剂混匀，得到原位增强型丁苯胶乳。
本发明采用上述高低温两段法原位聚合工艺，在低温条件下聚合得到分子链规整的支链结构，从而表现出对沥青改性的优异低温延展性，同时高温条件下聚合较单纯的低温聚合工艺进一步提高了单体转化率，缩短了反应时间。在本发明中，所述原位增强型丁苯胶乳的固含量高于50％。
本发明提供的制备方法工艺简单、条件温和，并且通过调整配方具体用量能够实现成本最优化，具有广阔的应用前景。
本发明还提供了一种乳化沥青的改性方法，包括以下步骤：
采用上述技术方案所述的原位增强型丁苯胶乳或上述技术方案所述的制备方法制备得到的原位增强型丁苯胶乳作为改性剂，加入乳化沥青，得到改性乳化沥青。
本发明对所述乳化沥青的种类和来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的乳化沥青的市售商品或自制品均可。在本发明优选的实施例中，所述乳化沥青为70#基质沥青。在本发明中，所述改性剂的添加量优选为所述乳化沥青总质量的2％～5％，更优选为3％。
乳化沥青经改性后应用于道路养护施工，破乳后，由于沥青粘度降低，与石料的裹附性更好，粘结强度高，抗车辙性能大幅改善。
本发明提供了一种原位增强型丁苯胶乳及其制备方法和应用；所述原位增强型丁苯胶乳由包括以下组分的原料制备而成：水50～120重量份；脂肪酸0.3～4.8重量份；氢氧化钾0.1～0.9重量份；歧化松香酸钾皂1～10重量份；稳定剂0.05～0.4重量份；电解质0.1～0.5重量份；增强剂3～10重量份；苯乙烯30～50重量份；丁二烯50～70重量份；分子量调节剂0.01～0.1重量份；引发剂0.01～0.5重量份；终止剂0.05～0.1重量份；防老剂0.2～1重量份；所述增强剂为Sasobit沥青改性剂。与现有技术相比，本发明提供的原位增强型丁苯胶乳采用特定含量组分的原料制备而成，实现较好的相互作用；产品既保留了低温合成胶乳对于沥青改性的优异低温延展性，又通过自身具有的“网络增强骨架”赋予丁苯胶乳产品对于沥青改性的突出高温性能，从而适用于乳化沥青改性。实验结果表明，本发明提供的原位增强型丁苯胶乳的固含量高于50％，超过国内同类产品；改性后沥青软化点为54.5℃～58.6℃，5℃延度大于100cm。
另外，本发明提供的制备方法工艺简单、条件温和，并且通过调整配方具体用量能够实现成本最优化，具有广阔的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的原料均为市售商品；水为去离子水。
实施例1
(1)配制复合型阴离子乳化剂：称取2.5重量份的硬脂酸，加热至70℃搅拌熔融，然后在搅拌状态下分批加入0.35重量份的氢氧化钾，维持上述温度反应2h，再在搅拌状态下加入3.5重量份的歧化松香酸钾皂和65重量份的去离子水，继续维持上述温度搅拌1h～2h，得到复合型阴离子乳化剂。
(2)配制稳定剂溶液：称取0.15重量份聚乙烯醇，加入15重量份的去离子水，搅拌溶解，得到稳定剂溶液；
(3)制备苯乙烯乳液：取3重量份的Sasobit沥青改性剂，经高速粉碎后过60目滤网，再加入30重量份的苯乙烯，在转速为5000rpm的高速分散机作用下，分散溶胀5h，然后加入35％步骤(1)配制的复合型阴离子乳化剂，继续搅拌分散1h～2h，得到均一乳液。
(4)将步骤(3)得到的均一乳液全部加入聚合釜中，开启搅拌，搅拌转速为350rpm，并一次性加入剩余的复合型阴离子乳化剂(65％)、0.17重量份的磷酸钾、步骤(2)配制的稳定剂溶液、70重量份的丁二烯和0.02重量份的正十二硫醇，待反应温度由室温降至6℃时，加入0.25重量份的引发剂引发反应，低温条件下反应6h，然后升温至22℃继续反应6h，再加入0.06重量份的乙酸异丙基羟胺停止反应，并加入0.25重量份的苯乙烯化苯酚混匀，最终得到原位增强型丁苯胶乳产品。
经检测，本发明实施例1提供的原位增强型丁苯胶乳产品的固含量为50.8％，按下述应用实施例改性后沥青软化点为54.5℃，5℃延度大于100cm。
实施例2
(1)配制复合型阴离子乳化剂：称取3.2重量份的油酸，加热至35℃搅拌熔融，然后在搅拌状态下分批加入0.47重量份的氢氧化钾，维持上述温度反应2h，再在搅拌状态下加入4.1重量份的歧化松香酸钾皂和35重量份的去离子水，继续维持上述温度搅拌1h～2h，得到复合型阴离子乳化剂。
(2)配制稳定剂溶液：称取0.18重量份聚乙烯醇，加入30重量份的去离子水，搅拌溶解，得到稳定剂溶液；
(3)制备苯乙烯乳液：取5重量份的Sasobit沥青改性剂，经高速粉碎后过60目滤网，再加入38重量份的苯乙烯，在转速为5000rpm的高速分散机作用下，分散溶胀5h，然后加入38％步骤(1)配制的复合型阴离子乳化剂，继续搅拌分散1h～2h，得到均一乳液。
(4)将步骤(3)得到的均一乳液全部加入聚合釜中，开启搅拌，搅拌转速为350rpm，并一次性加入剩余的复合型阴离子乳化剂(62％)、0.23重量份的磷酸钾、步骤(2)配制的稳定剂溶液、62重量份的丁二烯和0.04重量份的叔十二硫醇，待反应温度由室温降至7℃时，加入0.25重量份的引发剂引发反应，低温条件下反应6h，然后升温至25℃继续反应6h，再加入0.072重量份的N-异丙基羟胺停止反应，并加入0.36重量份的苯乙烯化苯酚混匀，最终得到原位增强型丁苯胶乳产品。
经检测，本发明实施例2提供的原位增强型丁苯胶乳产品的固含量为51.5％，按下述应用实施例改性后沥青软化点为55.8℃，5℃延度大于100cm。
实施例3
(1)配制复合型阴离子乳化剂：称取3.8重量份的月桂酸，加热至50℃搅拌熔融，然后在搅拌状态下分批加入0.55重量份的氢氧化钾，维持上述温度反应2h，再在搅拌状态下加入5.1重量份的歧化松香酸钾皂和50重量份的去离子水，继续维持上述温度搅拌1h～2h，得到复合型阴离子乳化剂。
(2)配制稳定剂溶液：称取0.23重量份羟甲基纤维素盐，加入42重量份的去离子水，搅拌溶解，得到稳定剂溶液；
(3)制备苯乙烯乳液：取8重量份的Sasobit沥青改性剂，经高速粉碎后过60目滤网，再加入42重量份的苯乙烯，在转速为5000rpm的高速分散机作用下，分散溶胀5h，然后加入43％步骤(1)配制的复合型阴离子乳化剂，继续搅拌分散1h～2h，得到均一乳液。
(4)将步骤(3)得到的均一乳液全部加入聚合釜中，开启搅拌，搅拌转速为350rpm，并一次性加入剩余的复合型阴离子乳化剂(57％)、0.25重量份的硫酸钾、步骤(2)配制的稳定剂溶液、58重量份的丁二烯和0.05重量份的正十二硫醇，待反应温度由室温降至8℃时，加入0.25重量份的引发剂引发反应，低温条件下反应7h，然后升温至28℃继续反应5h，再加入0.083重量份的异丙基羟胺乙酸酯停止反应，并加入0.5重量份的苯乙烯化苯酚混匀，最终得到原位增强型丁苯胶乳产品。
经检测，本发明实施例3提供的原位增强型丁苯胶乳产品的固含量为52.3％，按下述应用实施例改性后沥青软化点为57.2℃，5℃延度大于100cm。
实施例4
(1)配制复合型阴离子乳化剂：称取4.3重量份的硬脂酸，加热至70℃搅拌熔融，然后在搅拌状态下分批加入0.66重量份的氢氧化钾，维持上述温度反应2h，再在搅拌状态下加入6.2重量份的歧化松香酸钾皂和43重量份的去离子水，继续维持上述温度搅拌1h～2h，得到复合型阴离子乳化剂。
(2)配制稳定剂溶液：称取0.3重量份羟甲基纤维素盐，加入50重量份的去离子水，搅拌溶解，得到稳定剂溶液；
(3)制备苯乙烯乳液：取10重量份的Sasobit沥青改性剂，经高速粉碎后过60目滤网，再加入48重量份的苯乙烯，在转速为5000rpm的高速分散机作用下，分散溶胀5h，然后加入50％步骤(1)配制的复合型阴离子乳化剂，继续搅拌分散1h～2h，得到均一乳液。
(4)将步骤(3)得到的均一乳液全部加入聚合釜中，开启搅拌，搅拌转速为350rpm，并一次性加入剩余的复合型阴离子乳化剂(50％)、0.36重量份的氯化钾、步骤(2)配制的稳定剂溶液、52重量份的丁二烯和0.06重量份的叔十二硫醇，待反应温度由室温降至10℃时，加入0.25重量份的引发剂引发反应，低温条件下反应8h，然后升温至30℃继续反应4h，再加入0.09重量份的N-异丙基羟胺停止反应，并加入0.75重量份的苯乙烯化苯酚混匀，最终得到原位增强型丁苯胶乳产品。
经检测，本发明实施例4提供的原位增强型丁苯胶乳产品的固含量为53.1％，按下述应用实施例改性后沥青软化点为58.6℃，5℃延度大于100cm。
综上，本发明实施例1～4提供的原位增强型丁苯胶乳产品的固含量高于50％，超过国内同类产品。
应用实施例
采用本发明实施例1～4提供的原位增强型丁苯胶乳产品对70#基质沥青进行改性；所述70#基质沥青的基本指标为软化点47.1℃，15℃延度大于100cm；丁苯胶乳的添加量为沥青的3％(以干胶计)。
改性乳化沥青(BCR型)的技术要求及改性效果参见表1所示。
表1改性乳化沥青(BCR型)的技术要求及改性效果数据
Figure BDA0002635642400000131
由表1可知，将本发明实施例1～4提供的原位增强型丁苯胶乳产品应用于乳化沥青改性后，测试指标满足改性乳化沥青技术要求中的BCR型指标要求；因此，本发明提供的原位增强型丁苯胶乳产品不仅保留了丁苯胶乳原有的优异低温性能(5℃延度均大于100cm)，而且聚合反应过程形成的互穿交叉“网络增强骨架”赋予丁苯胶乳突出的高温性能，使得沥青改性后高温软化点显著提高。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种原位增强型丁苯胶乳，由包括以下组分的原料制备而成：
水50～120重量份；
脂肪酸0.3～4.8重量份；
氢氧化钾0.1～0.9重量份；
歧化松香酸钾皂1～10重量份；
稳定剂0.05～0.4重量份；
电解质0.1～0.5重量份；
增强剂3～10重量份；
苯乙烯30～50重量份；
丁二烯50～70重量份；
分子量调节剂0.01～0.1重量份；
引发剂0.01～0.5重量份；
终止剂0.05～0.1重量份；
防老剂0.2～1重量份；
所述增强剂为Sasobit沥青改性剂；
所述原位增强型丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：
a)在搅拌状态下，将硬脂酸加热熔融后加入氢氧化钾，在30℃～75℃下反应2h～4h，再加入歧化松香酸钾皂和35～65重量份的水，继续维持上述温度搅拌1h～2h，得到复合型阴离子乳化剂；
同时，将稳定剂溶解在15～55重量份的水中，得到稳定剂溶液；
b)将增强剂与苯乙烯混合，在4000rpm～6000rpm转速下分散溶胀3h～6h，再加入30wt％～50wt％步骤a)得到的复合型阴离子乳化剂，继续维持上述转速搅拌分散1h～2h，得到均一乳液；
c)将步骤b)得到的均一乳液与剩余的复合型阴离子乳化剂、电解质、步骤a)得到的稳定剂溶液、丁二烯、分子量调节剂混合，待反应温度由20℃～30℃降至5℃～10℃时，加入引发剂，低温条件下反应4h～8h，然后升温至20℃～30℃继续反应4h～8h，最后加入终止剂停止反应，并加入防老剂混匀，得到原位增强型丁苯胶乳。
2.根据权利要求1所述的原位增强型丁苯胶乳，其特征在于，所述脂肪酸选自硬脂酸、油酸、月桂酸和松香酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的原位增强型丁苯胶乳，其特征在于，所述稳定剂选自聚乙烯醇和/或羟甲基纤维素盐。
4.根据权利要求1所述的原位增强型丁苯胶乳，其特征在于，所述电解质选自磷酸钾、氯化钾、硫酸钾、氯化钠、硫酸钠和碳酸氢钾中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的原位增强型丁苯胶乳，其特征在于，所述分子量调节剂选自碳原子数为4-14的烷基硫醇或多硫醇类化合物中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的原位增强型丁苯胶乳，其特征在于，所述终止剂选自N-异丙基羟胺、乙酸异丙基羟胺、异丙基羟胺乙酸酯、盐酸异丙基羟胺和硫酸异丙基羟胺中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的原位增强型丁苯胶乳，其特征在于，步骤b)中所述将增强剂与苯乙烯混合前，还包括：
对所述增强剂进行预处理；所述预处理的过程具体为：
将增强剂经高速粉碎后过40目～80目滤网，得到预处理后的增强剂。
8.根据权利要求1所述的原位增强型丁苯胶乳，其特征在于，步骤c)中所述混合的过程具体为：
将步骤b)得到的均一乳液全部加入聚合釜中，在转速为300rpm～400rpm的搅拌状态下，加入剩余的复合型阴离子乳化剂、电解质、步骤a)得到的稳定剂溶液、丁二烯和分子量调节剂。
9.一种乳化沥青的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用权利要求1～8任一项所述的原位增强型丁苯胶乳作为改性剂，加入乳化沥青，得到改性乳化沥青。
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