CN113912767A - 一种自交联型聚合物改性沥青乳液及其制备方法 - Google Patents
一种自交联型聚合物改性沥青乳液及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113912767A CN113912767A CN202111390631.5A CN202111390631A CN113912767A CN 113912767 A CN113912767 A CN 113912767A CN 202111390631 A CN202111390631 A CN 202111390631A CN 113912767 A CN113912767 A CN 113912767A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- parts
- modified asphalt
- emulsion
- self
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 140
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 title abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 40
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical group C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- -1 dicarboxyl phenyl Chemical group 0.000 claims abstract description 21
- IPBVNPXQWQGGJP-UHFFFAOYSA-N acetic acid phenyl ester Natural products CC(=O)OC1=CC=CC=C1 IPBVNPXQWQGGJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229940049953 phenylacetate Drugs 0.000 claims abstract description 17
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 39
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 38
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 30
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 22
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 12
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical group N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 11
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione Chemical group CC1(C)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N chlorosulfonic acid Substances OS(Cl)(=O)=O XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GHKOFFNLGXMVNJ-UHFFFAOYSA-N Didodecyl thiobispropanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOC(=O)CCSCCC(=O)OCCCCCCCCCCCC GHKOFFNLGXMVNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003508 Dilauryl thiodipropionate Substances 0.000 claims description 4
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000019304 dilauryl thiodipropionate Nutrition 0.000 claims description 4
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WGOPGODQLGJZGL-UHFFFAOYSA-N lithium;butane Chemical compound [Li+].CC[CH-]C WGOPGODQLGJZGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002656 Distearyl thiodipropionate Substances 0.000 claims description 2
- PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N distearyl thiodipropionate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCSCCC(=O)OCCCCCCCCCCCCCCCCCC PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019305 distearyl thiodipropionate Nutrition 0.000 claims description 2
- UBWIDJSRFWFFIM-UHFFFAOYSA-N 2-phenoxycarbonylpropanedioic acid Chemical compound OC(C(C(O)=O)C(OC1=CC=CC=C1)=O)=O UBWIDJSRFWFFIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000002585 base Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 9
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N vinylsilane Chemical compound [SiH3]C=C UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 6
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 4
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 4
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical group [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 2
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 210000000795 conjunctiva Anatomy 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- JKBYAWVSVVSRIX-UHFFFAOYSA-N octadecyl 2-(1-octadecoxy-1-oxopropan-2-yl)sulfanylpropanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)SC(C)C(=O)OCCCCCCCCCCCCCCCCCC JKBYAWVSVVSRIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MFRIHAYPQRLWNB-UHFFFAOYSA-N sodium tert-butoxide Chemical compound [Na+].CC(C)(C)[O-] MFRIHAYPQRLWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- MDHYEMXUFSJLGV-UHFFFAOYSA-N beta-phenethyl acetate Natural products CC(=O)OCCC1=CC=CC=C1 MDHYEMXUFSJLGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- IBGZFYNWWDBCPC-UHFFFAOYSA-N phenylmethanetricarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C(C(O)=O)(C(O)=O)C1=CC=CC=C1 IBGZFYNWWDBCPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002464 physical blending Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- GKKCIDNWFBPDBW-UHFFFAOYSA-M potassium cyanate Chemical compound [K]OC#N GKKCIDNWFBPDBW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/34—Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
- C08F8/36—Sulfonation; Sulfation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自交联型聚合物改性沥青乳液及其制备方法,1)将二羧基乙酸苯酯单体、丁二烯单体及甲基丙烯酸丁酯单体和引发剂、磺化剂以及起中和作用的碱混合制备得到可交联型乳化改性剂。2)将隐晶石墨烯、轻质煤焦油和硅烷偶联剂制备得活性隐晶石墨烯浆液,将活性隐晶石墨烯浆液与基质沥青的混合体系中加入可交联型乳化改性剂即可制得杂化改性沥青。3)将杂化改性沥青、稳定剂、水性交联剂和水制备得所述自交联型聚合物改性沥青乳液。本发明制得的自交联型聚合物改性沥青乳液对基材的粘接强度和耐湿热性更好,储存稳定性更优良、乳化效果更好,力学性能和抗车辙能力也有所提升。
Description
技术领域
本发明涉及改性沥青乳液技术领域,尤其涉及一种自交联型聚合物改性沥青乳液及其制备方法。
背景技术
随着道路交通问题的严重化趋势,交通对路面的要求也更加严苛。在道路建筑工程中,乳化沥青可以与湿集料粘附,粘结力强,且施工和易性好,易于拌合,可节约沥青用量,是一种有广阔发展前景的筑路材料。但是,普通的乳化沥青只适用于普通公路,高速公路沥青路面的维修养护对乳化沥青的应用提出了更高的要求,为提高乳化沥青的使用性能,用聚合物改善沥青的性质,提高路面使用性能,延长路面的使用寿命,已成为国内外沥青技术发展的趋势。
聚合物改性沥青乳液是指以沥青为基料,以高分子聚合物为改性材料,在一定的设备和工艺条件下,通过乳化剂及助剂的作用,使沥青、改性剂与水混溶而成的乳液。这种工艺需要改性沥青的制备和改性沥青的乳化两个工艺,制备效率不高。除此之外,这种工艺还存在以下不足:1)聚合物在沥青中形成网状结构,必须采用剪切力很强的胶体磨来进行乳化,而当剪切力足够大时,又会对网状结构造成破坏,使改性效果下降。2)改性沥青极难乳化,要求性能极好的乳化剂才能乳化能极好的乳化剂才能乳化,目前还没有能完全适用于改性沥青乳化的乳化剂产品。3)改性沥青的密度大,乳化后的沥青微粒密度大,相对稳定性差,所以改性沥青乳液的贮存稳定性也较差。
专利CN102863804B公布了一种SBS聚合物改性乳化沥青及其制备方法,其由以下原料配制而成:SBS聚合物改性沥青、水、阳离子沥青乳化剂、复合乳化稳定剂和酸,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,该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碎轨道的水泥沥青砂浆层等。但该发明对SBS的粉碎程度和乳化剂要求很高,且需要很高性能的乳化剂和工艺装备;专利CN108192363公布了一种水性环氧树脂改性乳化沥青的制备技术及其低温性能改善方法,该发明采用先乳化后改性的方法制备,制备的水性环氧树脂改性乳化沥青稳定性较好,并通过添加增韧剂改善水性环氧树脂改性乳化沥青的低温性能,使水性环氧脂改性乳化沥青各性能优异,但由于环氧树脂与固化剂会发生固化反应,这对施工时间控制要求较高,且施工后需要进行养生,路面才能达到预期强度。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种自交联型聚合物改性沥青乳液,原材料安全、节能、环保,能够有效地提高沥青乳液的耐水、耐热、耐磨性能和硬度等性能。并提供一种可交联型乳化改性剂及其制备方法。
本发明的目的之二是提供一种自交联型聚合物改性沥青乳液的制备方法,使得该乳液在室温下就能够进行交联反应,交联后乳胶膜在硬度、耐溶剂性及拉伸强度等性能均得到改善。
本发明实现目的之一所采用的方案是:
一种可交联型乳化改性剂,包括100重量份二羧基乙酸苯酯单体、60~80重量份丁二烯、40~60重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体、0.2~20重量份引发剂、10~15重量份磺化剂、能将物料中和的量的碱溶液。
一种可交联型乳化改性剂的制备方法,称取100重量份二羧基乙酸苯酯单体、60~80重量份丁二烯、40~60重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体和0.2~20重量份引发剂加热并冷凝回流,同时以500~1000r/min速度搅拌反应4~6小时,然后加入10~15重量份磺化剂,反应1~2小时,最后加入能将物料中和的量的碱溶液,不断搅拌1~2小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂。
一种自交联型聚合物改性沥青乳液,包括80~100重量份杂化改性沥青、0.1~0.3重量份稳定剂、0.1~1重量份水性交联剂,与100~150重量份温度为40~90℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液;
所述杂化改性沥青包括50~60重量份基质沥青、10~20重量份活性隐晶石墨烯浆液和20~30重量份可交联型乳化改性剂,加热至160℃~180℃后以500~1000r/min速度搅拌、剪切10min~30min,冷却即可制得杂化改性沥青;
所述可交联型乳化改性剂包括100重量份二羧基乙酸苯酯单体、60~80重量份丁二烯、40~60重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体、0.2~20重量份引发剂、10~15重量份磺化剂、能将物料中和的量的碱溶液。
所述活性隐晶石墨烯浆液包括10~20重量份的隐晶石墨烯、30~60重量份的轻质煤焦油、3~8重量份的硅烷偶联剂,在磨机中研磨1~2小时,得活性隐晶石墨烯浆液。
上述技术方案中,所述二羧基乙酸苯酯单体为二羧基乙酸苯酯、二羧基乙酸苯乙酯或二羧基乙酸苯丁酯中的一种或几种的混合。
上述技术方案中,所述丁二烯单体为丁二烯或异戊二烯中的一种或其混合。
上述技术方案中,所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、仲丁基锂中的一种或几种的混合。
上述技术方案中,所述所述磺化剂为氯磺酸、乙酸磺酸酐中的一种或其混合。
上述技术方案中,所述隐晶石墨烯的粒径为200~500纳米,厚度为20~40纳米。
上述技术方案中,所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷或3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或其混合。
上述技术方案中,所述稳定剂为硫磺、硫醇、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二(十八)酯之中的一种或其混合。
上述技术方案中,所述水性交联剂为过硫酸钾或水性异氰酸酯。
上述技术方案中,碱溶液可用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、叔丁醇钠溶液中的一种或几种的混合。
选取二羧基乙酸苯酯单体、丁二烯单体和甲基丙烯酸丁酯单体进行反应,主要是通过二羧基乙酸苯酯单体和甲基丙烯酸丁酯单体的酯化和交换反应制备出具有超支化分子结构的预聚体,然后通过加成反应将丁二烯单体与甲基丙烯酸丁酯单体上的双键进行加成反应,产生大量的活性位点。通过进一步与磺化剂发生磺化反应,经过氢氧化钠水溶液处理,得到可交联型乳化改性剂。这种可交联型乳化改性剂具有良好的支化结构,同时具有大量的磺化基团。既能在与沥青分子混合改性的过程中,与沥青分子良好的相容。又在制备乳化沥青时,细化沥青乳液,并稳定沥青乳液体系。
同时可交联型乳化改性剂还有助于提高沥青乳液固化后的疏水性、黏性和韧性。在乳液与无机填料进行混合和应用的过程中,可交联型乳化改性剂还有助于沥青与填料界面相容,提高应用的稳定性。采用的甲基丙烯酸丁酯单体有优良的耐热、耐油、耐臭氧性、耐紫外线降解性,促进可交联型乳化改性剂的稳定性,同时优化沥青固化后的耐候性,延长使用寿命。
选取隐晶石墨烯,其有效改善了沥青的高温性能,对改性沥青产生了硬化效果,随着温度的上升,隐晶石墨烯能有效减缓沥青弹性成分的流失,提高其抗车辙能力。同时由于隐晶石墨烯的小尺寸性以及潜在的表面电性能,通过有机硅烷改性,使得其在改性沥青时,具有良好的分散性,有效的避免颗粒团聚,同时增强与沥青基体的化学连接。
选取轻质煤焦油的好处:轻质化可进一步清除焦油中的杂质,其主要特点是自燃点低,密度大,稳定性强,具有良好的燃烧性、低温流动性,使用安全,成本低。
选取稳定剂可以起到两方面的作用:一是解决热力学平衡,进行链聚合形成链状高分子结构时加入稳定剂封闭双端自由基可以阻止链降解保持较高的转化率,二是防止在后续加工,如干燥、固化时的热降解。而交联剂能使直链状分子产生支化和交联的低分子化合物,该类产品施工时能促成沥青内部形成三维网状结构,使材料的结膜性能优化。
本发明实现目的之二所采用的方案是:
(1)称取100重量份二羧基乙酸苯酯单体、60~80重量份丁二烯、40~60重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体和0.2~20重量份引发剂加入带有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加热同时以500~1000r/min速度搅拌反应4~6小时,然后加入10~15重量份磺化剂,反应1~2小时。最后加入5~10重量份3%~5%重量浓度的氢氧化钠水溶液,不断搅拌1~2小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂。
(2)称取10~20重量份的隐晶石墨烯和30~60重量份的轻质煤焦油混合,再加入3~8重量份的硅烷偶联剂,在磨机中研磨1~2小时,得活性隐晶石墨烯浆液。称取50~60重量份基质沥青,加入10~20重量份活性隐晶石墨烯浆液和20~30重量份可交联型乳化改性剂,加热至160℃~180℃后以500~1000r/min速度搅拌、剪切10min~30min,冷却即可制得杂化改性沥青。
(3)取冷却至120℃~130℃的杂化改性沥青80~100重量份、0.1~0.3重量份稳定剂、0.1~1重量份水性交联剂,与100~150重量份温度为40~90℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液。
本发明的有益效果是:
(1)本发明方法制备的一种自交联型聚合物改性的沥青乳液可在室温或低温(<40℃)条件下发生交联反应,在施工中无须加热,不仅最大限度地节约了能源和资源,而且大大扩展了其应用范围,具有市场竞争优势。
(2)由本发明方法制备的自交联型聚合物改性的沥青乳液,通过化学改性剂能与基质沥青之间发生化学反应,而不是简单的物理共混,这样化学改性剂与基质沥青之间能形成稳定的化学键联接,与沥青分子良好的相容,同时在制备乳化沥青时,细化沥青乳液,并稳定沥青乳液体系,全面提升沥青的性能。
(3)由本发明方法制备自交联型聚合物改性的沥青乳液在应用时更稳定,有良好的疏水性、黏性、韧性和耐高温性,沥青固化后抗车辙能力好的同时耐候性也有改善,能有效延长使用寿命。该产品生产工艺简单、成本较低、结膜性能良好,施工时不需要额外加入功能型助剂来改善性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中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。
实施例1
(1)称取100重量份二羧基乙酸苯酯单体、60重量份丁二烯、60重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体和0.2重量份偶氮二异丁腈加入带有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加热同时以800r/min速度搅拌反应4小时,然后加入10重量份氯磺酸,反应1小时。最后加入5重量份3%重量浓度的氢氧化钠水溶液,不断搅拌1小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂。
(2)称取10重量份的隐晶石墨烯和60重量份的轻质煤焦油混合,再加入3重量份的乙烯基硅烷,在磨机中研磨2小时,得活性隐晶石墨烯浆液。称取50重量份基质沥青,加入10重量份活性隐晶石墨烯浆液和20重量份可交联型乳化改性剂,加热至160℃后以1000r/min速度搅拌、剪切20min,冷却即可制得杂化改性沥青。
(3)取冷却至120℃的杂化改性沥青80重量份、0.1重量份硫磺、0.1重量份水性异氰酸酯,与100重量份温度为80℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液。
实施例2
(1)称取100重量份二羧基乙酸苯酯单体、70重量份丁二烯、50重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体和10重量份偶氮二异丁腈加入带有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加热同时以1000r/min速度搅拌反应4小时,然后加入13重量份氯磺酸,反应2小时。最后加入8重量份3%重量浓度的氢氧化钠水溶液,不断搅拌2小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂。
(2)称取15重量份的隐晶石墨烯和45重量份的轻质煤焦油混合,再加入5重量份的乙烯基硅烷,在磨机中研磨1.5小时,得活性隐晶石墨烯浆液。称取55重量份基质沥青,加入15重量份活性隐晶石墨烯浆液和25重量份可交联型乳化改性剂,加热至160℃后以800r/min速度搅拌、剪切30min,冷却即可制得杂化改性沥青。
(3)取冷却至120℃的杂化改性沥青90重量份、0.2重量份硫醇、0.5重量份水性异氰酸酯钾,与100重量份温度为50℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液。
实施例3
(1)称取100重量份二羧基乙酸苯酯单体、80重量份丁二烯、40重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体和20重量份过氧化二苯甲酰加入带有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加热同时以1000r/min速度搅拌反应4小时,然后加入11重量份氯磺酸,反应1小时。最后加入5重量份3%重量浓度的氢氧化钠水溶液,不断搅拌1小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂。
(2)称取20重量份的隐晶石墨烯和30重量份的轻质煤焦油混合,再加入8重量份的乙烯基硅烷,在磨机中研磨2小时,得活性隐晶石墨烯浆液。称取60重量份基质沥青,加入20重量份活性隐晶石墨烯浆液和30重量份可交联型乳化改性剂,加热至160℃后以1000r/min速度搅拌、剪切30min,冷却即可制得杂化改性沥青。
(3)取冷却至120℃的杂化改性沥青100重量份、0.3重量份硫代二丙酸二月桂酯、1重量份过硫酸钾,与100重量份温度为50℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液。
实施例4
(1)称取100重量份二羧基乙酸苯酯单体、80重量份丁二烯、50重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体和10重量份过氧化二苯甲酰加入带有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加热同时以1000r/min速度搅拌反应5小时,然后加入15重量份氯磺酸,反应1.5小时。最后加入10重量份3%重量浓度的氢氧化钠水溶液,不断搅拌1小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂。
(2)称取10重量份的隐晶石墨烯和60重量份的轻质煤焦油混合,再加入5重量份的乙烯基硅烷,在磨机中研磨2小时,得活性隐晶石墨烯浆液。称取50重量份基质沥青,加入20重量份活性隐晶石墨烯浆液和30重量份可交联型乳化改性剂,加热至160℃后以1000r/min速度搅拌、剪切30min,冷却即可制得杂化改性沥青。
(3)取冷却至130℃的杂化改性沥青100重量份、0.1重量份硫代二丙酸二(十八)酯、0.5重量份过硫酸钾,与100重量份温度为50℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液。
实施例5
(1)称取100重量份二羧基乙酸苯乙酯、80重量份异戊二烯、50重量份甲基丙烯酸丁酯和10重量份仲丁基锂加入带有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加热同时以500r/min速度搅拌反应6小时,然后加入15重量份氯磺酸,反应2.0小时。最后加入10重量份4%重量浓度的氢氧化钾水溶液,不断搅拌1小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂。
(2)称取10重量份的隐晶石墨烯和60重量份的轻质煤焦油混合,再加入5重量份的乙烯基硅烷,在磨机中研磨2小时,得活性隐晶石墨烯浆液。称取50重量份基质沥青,加入20重量份活性隐晶石墨烯浆液和30重量份可交联型乳化改性剂,加热至170℃后以500r/min速度搅拌、剪切10min,冷却即可制得杂化改性沥青。
(3)取冷却至125℃的杂化改性沥青100重量份、0.1重量份硫代二丙酸二(十八)酯、0.5重量份过硫酸钾,与120重量份温度为40℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液。
实施例6
(1)称取100重量份二羧基乙酸苯丁酯、60重量份丁二烯、60重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体和0.2重量份偶氮二异丁腈加入带有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加热同时以800r/min速度搅拌反应4小时,然后加入10重量份乙酸磺酸酐,反应1小时。最后加入5重量份5%重量浓度的氢氧化钡水溶液,不断搅拌1小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂。
(2)称取10重量份的隐晶石墨烯和60重量份的轻质煤焦油混合,再加入3重量份的3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,在磨机中研磨2小时,得活性隐晶石墨烯浆液。称取50重量份基质沥青,加入10重量份活性隐晶石墨烯浆液和20重量份可交联型乳化改性剂,加热至180℃后以1000r/min速度搅拌、剪切20min,冷却即可制得杂化改性沥青。
(3)取冷却至120℃的杂化改性沥青80重量份、0.1重量份硫磺、0.1重量份水性异氰酸酯,与150重量份温度为50℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液。
对比例1
(1)称取10重量份的隐晶石墨烯和60重量份的轻质煤焦油混合,再加入3重量份的乙烯基硅烷,在磨机中研磨2小时,得活性隐晶石墨烯浆液。称取50重量份基质沥青,加入10重量份活性隐晶石墨烯浆液加热至160℃后以1000r/min速度搅拌、剪切20min。
(2)取冷却至120℃的杂化沥青80重量份、0.1重量份硫磺、0.1重量份水性异氰酸酯,与100重量份温度为80℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液。
对比例2
(1)称取100重量份二羧基乙酸苯酯单体、70重量份丁二烯和50重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体和10重量份偶氮二异丁腈加入带有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加热同时以1000r/min速度搅拌反应4小时,然后加入13重量份氯磺酸,反应2小时。最后加入8重量份3%重量浓度的氢氧化钠水溶液,不断搅拌2小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂。
(2)称取15重量份的隐晶石墨烯和45重量份的轻质煤焦油混合,再加入5重量份的乙烯基硅烷,在磨机中研磨1小时,得活性隐晶石墨烯浆液。称取55重量份基质沥青,加入15重量份活性隐晶石墨烯浆液和25重量份可交联型乳化改性剂,加热至160℃后以800r/min速度搅拌、剪切30min,冷却即可制得杂化改性沥青。
(3)取冷却至120℃的杂化改性沥青90重量份、0.2重量份为硫代二丙酸二月桂酯与100重量份温度为50℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液。
以上各实施例制备的改性沥青乳液性能如下表1:
上述测试结果表明,相较于对比例,实施例1~4的各项性能比较好,其中实施例1较优,相对于一般的改性沥青乳液,本发明提供的自交联型聚合物改性沥青乳液有良好的疏水性、黏性、韧性和耐高温性,耐候性和抗老化性能也有改善,且该产品生产工艺简单、成本较低、结膜性能良好,施工时不需要额外加入功能型助剂来改善性能。
上述本发明做了详细说明并且描述了实施例,但是对于本发明并不局限于此,本领域的普通技术人员,显然可以按照上述说明而做出各种形式上的改动和创新,只要不脱离本发明权利要求所保护的范围内,均受保护。
Claims (10)
1.一种可交联型乳化改性剂,其特征在于,包括100重量份二羧基乙酸苯酯单体、60~80重量份丁二烯、40~60重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体、0.2~20重量份引发剂、10~15重量份磺化剂、能将物料中和的量的碱溶液。
2.一种可交联型乳化改性剂的制备方法,其特征在于,称取100重量份二羧基乙酸苯酯单体、60~80重量份丁二烯、40~60重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体和0.2~20重量份引发剂加热并冷凝回流,同时以500~1000r/min速度搅拌反应4~6小时,然后加入10~15重量份磺化剂,反应1~2小时,最后加入能将物料中和的量的碱溶液,不断搅拌1~2小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂。
3.一种自交联型聚合物改性沥青乳液,其特征在于,包括80~100重量份杂化改性沥青、0.1~0.3重量份稳定剂、0.1~1重量份水性交联剂,与100~150重量份温度为40~90℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液;
所述杂化改性沥青包括50~60重量份基质沥青、10~20重量份活性隐晶石墨烯浆液和20~30重量份可交联型乳化改性剂,加热至160℃~180℃后以500~1000r/min速度搅拌、剪切10min~30min,冷却即可制得杂化改性沥青;
所述可交联型乳化改性剂为权利要求1所述的一种可交联型乳化改性剂。
4.根据权利要求3所述的一种自交联型聚合物改性沥青乳液,其特征在于,所述活性隐晶石墨烯浆液包括10~20重量份的隐晶石墨烯、30~60重量份的轻质煤焦油、3~8重量份的硅烷偶联剂,在磨机中研磨1~2小时,得活性隐晶石墨烯浆液。
5.一种自交联型聚合物改性沥青乳液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:称取100重量份二羧基乙酸苯酯单体、60~80重量份丁二烯、40~60重量份甲基丙烯酸丁酯三种反应单体和0.2~20重量份引发剂加热并冷凝回流,同时以500~1000r/min速度搅拌反应4~6小时,然后加入10~15重量份磺化剂,反应1~2小时,最后加入能将物料中和的量的碱溶液,不断搅拌1~2小时,干燥后得到可交联型乳化改性剂;
步骤2:称取10~20重量份的隐晶石墨烯和30~60重量份的轻质煤焦油混合,再加入3~8重量份的硅烷偶联剂,在磨机中研磨1~2小时,得活性隐晶石墨烯浆液,称取50~60重量份基质沥青,加入10~20重量份活性隐晶石墨烯浆液和20~30重量份可交联型乳化改性剂,加热至160℃~180℃后以500~1000r/min速度搅拌、剪切10min~30min,冷却即可制得杂化改性沥青;
步骤3:取冷却至120℃~130℃的杂化改性沥青80~100重量份、0.1~0.3重量份稳定剂、0.1~1重量份水性交联剂,与100~150重量份温度为40~90℃的水并通过剪切机分散成沥青乳液,冷却即得到所述自交联型聚合物改性沥青乳液。
6.根据权利要求5所述的一种自交联型聚合物改性沥青乳液的制备方法,其特征在于:所述步骤1中,所述二羧基乙酸苯酯单体为二羧基乙酸苯酯、二羧基乙酸苯乙酯或二羧基乙酸苯丁酯。
7.根据权利要求5所述的一种自交联型聚合物改性沥青乳液的制备方法,其特征在于:所述步骤1中,所述丁二烯单体为丁二烯或异戊二烯。
8.根据权利要求5所述的一种自交联型聚合物改性沥青乳液的制备方法,其特征在于:所述步骤1中,所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰或仲丁基锂。
9.根据权利要求5所述的一种自交联型聚合物改性沥青乳液的制备方法,其特征在于:所述步骤1中,所述磺化剂为氯磺酸或乙酸磺酸酐。
10.根据权利要求5所述的一种自交联型聚合物改性沥青乳液,其特征在于:所述步骤2中,所述稳定剂为硫磺、硫醇、硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸二(十八)酯。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111390631.5A CN113912767A (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种自交联型聚合物改性沥青乳液及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111390631.5A CN113912767A (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种自交联型聚合物改性沥青乳液及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113912767A true CN113912767A (zh) | 2022-01-11 |
Family
ID=79247692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111390631.5A Pending CN113912767A (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种自交联型聚合物改性沥青乳液及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113912767A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115926484A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-07 | 湖北工业大学 | 一种高粘石墨尾矿改性沥青的制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113088115A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-09 | 上海应用技术大学 | 一种枕木防火用改性沥青及其制备方法 |
CN113088095A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-09 | 湖北工业大学 | 低温成型聚合物改性沥青及其制备方法 |
WO2021166879A1 (ja) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | Eneos株式会社 | 複合物、スラリー組成物、フィルム、及び、金属張積層板 |
-
2021
- 2021-11-23 CN CN202111390631.5A patent/CN113912767A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021166879A1 (ja) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | Eneos株式会社 | 複合物、スラリー組成物、フィルム、及び、金属張積層板 |
CN113088095A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-09 | 湖北工业大学 | 低温成型聚合物改性沥青及其制备方法 |
CN113088115A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-09 | 上海应用技术大学 | 一种枕木防火用改性沥青及其制备方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115926484A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-07 | 湖北工业大学 | 一种高粘石墨尾矿改性沥青的制备方法 |
CN115926484B (zh) * | 2022-12-14 | 2024-02-02 | 湖北工业大学 | 一种高粘石墨尾矿改性沥青的制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104987734A (zh) | 一种高韧高弹改性沥青、制备方法及其用途 | |
CN102618045A (zh) | 一种水性环氧树脂改性的乳化沥青及其制备和应用 | |
CN113912767A (zh) | 一种自交联型聚合物改性沥青乳液及其制备方法 | |
Jiang et al. | Improving toughness of epoxy asphalt binder with reactive epoxidized SBS | |
CN112679898B (zh) | 氯乙烯丙烯酸酯共聚物改性水性沥青及其制备方法 | |
CN113801488B (zh) | 一种沥青基浓缩封面料及其制备方法和含砂雾封层 | |
CN103360774A (zh) | 一种沥青化橡胶改性沥青及制备方法 | |
CN105283469A (zh) | 通过使用离子交联剂将固体级低聚物与聚合物进行离子交联而制备的交联产物及其制备方法 | |
CN115160978A (zh) | 一种阻燃型硅酮密封胶及其制备方法 | |
CN111234540A (zh) | 一种耐低温纳米改性沥青及其制备方法 | |
CN114395267A (zh) | 环氧沥青及其制备方法与应用 | |
CN112299755B (zh) | 一种水泥混凝土桥面用改性沥青混合料 | |
CN114605848A (zh) | 一种道桥用高分子防水防护材料 | |
CN110885412B (zh) | 一种sbs胶液的制备方法、由其制得的星型sbs及其应用 | |
CN115418081B (zh) | 一种复合再生剂、温拌再生沥青混合料以及制备方法 | |
CN116789393A (zh) | 一种乳化剂型冷拌冷铺沥青混合料及其制备方法 | |
CN113265154B (zh) | 一种改性乳化沥青及其制备方法 | |
CN111072311A (zh) | 一种用于提高沥青混凝土抗车辙性能的改性剂及制备方法 | |
CN1800264A (zh) | 一种高性能ss乳化改性沥青及其制备方法和用途 | |
CN113896449B (zh) | 一种路强剂及含有该路强剂的沥青混合物 | |
CN113583217B (zh) | 水性环氧固化剂及其制备方法和应用、水性环氧树脂改性乳化沥青 | |
CN113024982B (zh) | 一种充油型sbs及其制备方法与应用 | |
CN114477925A (zh) | 一种耐高低温沥青混凝土及其制备方法 | |
CN110016234B (zh) | 一种用于改性乳化沥青的sbr丁苯胶乳及其制备方法 | |
CN111057167A (zh) | 一种稳定剂及其应用和sbs改性沥青及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220111 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |