一种复合常温沥青改性剂及其合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明具体涉及一种复合常温浙青改性剂及其合成方法。
【背景技术】
[0002] 随着能源危机和石油价格的继续上升，以及国家对节能减排的日益重视，尤其是 有机溶剂的上涨、国内雾霾天气越来越多，为以水为载体的水性树脂、水溶性乳液/胶粉的 发展带来了良机。进入二十一世纪以来，水性交通材料和水性建筑材料正越来越多的得以 应用，如水性道路标线漆、养护乳化改性浙青和水性外墙漆等。
[0003] 水性乳液产品近几年在中国的发展尤其迅速，虽然目前国内水性树脂/乳液产品 已不少见，但质量不稳定，适合于对浙青综合改性的产品很少，这些产品还不能在路桥、民 用建筑、包装和船舶工业得以大量应用。
[0004] 目前水性乳液/胶粉对浙青改性形成的乳化浙青品种单一，一般是经丁苯胶乳 改性或乳化SBS改性浙青而形成的产品，主要存在以下几个方面的缺陷： 1、 丁苯胶乳改性或乳化SBS改性浙青产品的粘附性不强，形成的乳化浙青基浙青混凝 土面层易松散和脱落，耐久性和使用寿命短； 2、 聚合物链段、浙青及乳化剂对水泥的水化均有延缓作用，造成乳化浙青混合料凝固 速度慢，给使用和开放交通带来麻烦和不便，这是乳化浙青混合料不能在重要工程中应用 的另一障碍； 3、 使用性能偏低，刚韧平衡差，有关技术指标不能满足新建道路和道路养护的要求； 4、 乳化SBS改性浙青稠度高，混合料粘度大，与现有乳化设备功率不相适应。
[0005] 5、EVA是改性浙青的首选材料，但国内这类乳液的缺点是：柔韧性较好，刚性较 差。主要原因是乙烯含量低，其配比中乙烯重量比一般为14%?18%，尚不能达到路桥工程 材料固化速度快、粘结力强、刚韧平衡要求。
[0006] 6、丙烯酸类聚合物乳液具有来源丰富、耐光性、耐候性、耐酸碱性好的优点，但其 低温韧性差、高温发黏、耐水性差的缺点限制了它的应用，在浙青中应用也需要进行改性 处理。
【发明内容】
[0007] 发明目的：为了解决现有技术乳液粘结性能的不足，本发明提供了一种复合常温 浙青改性剂及其合成方法，生产出的浙青改性剂性能稳定、成型时间可控、在常温条件下对 浙青改性效果明显。
[0008] 技术方案：一种复合常温浙青改性剂的合成方法，包括： a. 合成固化速度快、粘结力强、刚韧平衡的高乙烯含量的高性能乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA)乳液； b. 合成低温韧性好、高温性能良和耐水性优的有机硅改性丙烯酸酯乳液； c. 采用多相聚合物结构模型的粒子设计概念，根据EVA和改性丙烯酸酯树脂软、硬 相不同特点，利用共混改性，制备了符合耐磨、低温柔性、粘结力强等要求的复合乳液改性 剂； d.以EVA/改性丙烯酸酯复合水乳液改性剂和SBS乳液作为种子乳液，并添加化学交 联剂，制备了粘结力强、软化点高、稳定性好的常温浙青液体。
[0009] 作为优化：所述乙烯-醋酸乙烯酯（EVA)的结构式如下：
【主权项】
1. 一种复合常温浙青改性剂的合成方法，其特征在于：包括： a. 合成固化速度快、粘结力强、刚韧平衡的高乙烯含量的高性能乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA)乳液； b. 合成低温韧性好、高温性能良和耐水性优的有机硅改性丙烯酸酯乳液； c. 采用多相聚合物结构模型的粒子设计概念，根据EVA和改性丙烯酸酯树脂软、硬 相不同特点，利用共混改性，制备了符合耐磨、低温柔性、粘结力强等要求的复合乳液改性 剂； d. 以EVA/改性丙烯酸酯复合水乳液改性剂和SBS乳液作为种子乳液，并添加化学交联 齐IJ，制备了粘结力强、软化点高、稳定性好的常温浙青液体。
2. 根据权利要求1所述的复合常温浙青改性剂的合成方法，其特征在于：所述乙 烯-醋酸乙烯酯（EVA)的结构式如下：
3. 根据权利要求1所述的复合常温浙青改性剂的合成方法，其特征在于：所述制备方 法采用半连续工艺对丙烯酸类聚合物乳液和乙烯-醋酸乙烯酯水乳液进行种子乳液聚合； 其配比为：乙烯质量比控制在25?30%，醋酸乙烯酯不高于40%，水30?40%。合成压 力为15Mpa(中压聚合），温度80-85°C;在核壳乳液聚合过程中合成具有自交联性能的丙烯 酸酯共聚物乳液，并在壳层聚合时加入有共聚活性的丙烯酰胺、丙烯酸等交联单体和有机 硅氧烷单体参与共聚，制备自交联型有机硅来改性丙烯酸酯乳液。
4. 根据权利要求1所述的复合常温浙青改性剂的合成方法，其特征在于：所述制备自 交联型有机硅来改性丙烯酸酯乳液如下：
5. 根据权利要求1所述的复合常温浙青改性剂的合成方法，其特征在于：所述复合乳 液改性剂采用乙烯-乙酸乙烯酯（EVA)乳液（pH?7) (FG-CP606W)和阳离子抗强酸的自交 联改性丙烯酸酯乳液（pH?2) (FG-H1811)为主体进行共混改性，过程如下： 在装有搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶中加入EVA乳液，用氨水调节pH值至适当范围， 在搅拌过程中按规定比例滴加FG-H1811乳液，滴加完毕后继续搅拌1小时，加入消泡剂 搅拌均匀后出料； 分别按直接共混、改变乳液合成配方中阳离子和非离子型乳化剂的配比及调节EVA乳 液的pH值后再共混三种方法，研究共混比例对FG-CP606W/FG-H1811共混乳液稳定性的影 响：结果表明，采用直接共混和改变乳化剂配比的方法，而不改变EVA本身的pH值，所得 共混乳液的稳定性很差，不能满足使用要求；FG-CP606W乳液本身的pH值为6. 5-7. 0,将 其调到PH = 6. 0之间再共混，得到了符合稳定性要求的共混乳液。
6.根据权利要求1所述的复合常温浙青改性剂的合成方法合成的乳液或胶粉的合成 产率和性能测定方法，其特征在于： (1) 乳液的固含量按照GB/T1925-1979测定，乳液粘度按照GB/T1723-93测定， 乳液稳定性按照GB/T6753. 3-1986测定，附着力按照GB/T9286-1998测定，柔韧性按 照GB/T1731-1993测定，耐水性按照GB/T1733-93测定，吸水率按照化工行业标准 HG2-1612-1985 测定； (2) 凝胶率：反应结束后，将乳液用100目分样筛过滤，收集滤渣及反应器、搅拌器上的 凝聚物，所有的凝聚物用自来水反复洗涤后于l〇〇°C左右烘干至恒重，按下列公式计算凝胶 率X:
W1为烘干后凝聚物质量；W2为单体总质量； (3) 转化率：在反应过程中，定期从反应体系中取出试样约1. 5?2. 0克，加入2滴1 % 的对苯二酚水溶液，然后在l〇〇°C干燥，至恒重；转化率按以下公式计算：
M。为所取乳液的质量；Mi为所取乳液烘干后的质量；N:为聚合物配方中不挥发组分的 质量分数；N2聚合物配方中单体的质量分数； ⑷耐酸性和耐碱性：将试样的2/3分别浸入3%盐酸和3%氨水溶液中，24小时后取 出，放置在空气中自然干燥，观察其表面是否均匀致密，有无龟裂纹和起泡现象.要求3 个试样中至少有2个合格； (5)涂膜干燥时间的测定：表干按GB/T1728-1979(1989)中第2章的乙法进行，实干 按GB/T1728-1979(1989)中甲法进行。
【专利摘要】本发明公开了一种复合常温沥青改性剂的合成方法，合成固化速度快、粘结力强、刚韧平衡的高乙烯含量的高性能乙烯-醋酸乙烯酯乳液；合成低温韧性好、高温性能良和耐水性优的有机硅改性丙烯酸酯乳液；采用多相聚合物结构模型的粒子设计概念，根据EVA和改性丙烯酸酯树脂软、硬相不同特点，利用共混改性，制备了符合耐磨、低温柔性、粘结力强等要求的复合乳液改性剂；以EVA/改性丙烯酸酯复合水乳液改性剂和SBS乳液作为种子乳液，并添加化学交联剂，制备了粘结力强、软化点高、稳定性好的常温沥青液体。本发明生产出的沥青改性剂性能稳定、成型时间可控、在常温条件下对沥青改性效果明显的优质改性剂，为高性能水性聚合物乳液和水溶性胶粉。
【IPC分类】C08F218-08, C08L33-04, C08L23-08, C08L31-04, C08F2-24, C08F210-02, C08F230-08, C08L53-02, C08L95-00, C08F220-10
【公开号】CN104559256
【申请号】CN201410840810
【发明人】蔡海军
【申请人】南通福伦利新材料有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月30日