一种阴离子型sbs乳液及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚合物改性剂及其制备方法与应用，具体涉及一种阴离子型SBS 乳液及其制备方法与在制备改性乳化沥青防水涂料中的应用。
【背景技术】
[0002] 聚合物改性沥青乳液兼具改性沥青和乳化沥青的优点，性能优良，环保无毒，广泛 应用于公路建设、养护工程和防水工程。从制备方法划分，可分为在沥青经聚合物掺入改性 后再乳化制备的为乳化改性沥青；在乳化沥青的生产过程中或成品中加入聚合物改性剂制 备的为改性乳化沥青。对于乳化改性沥青而言，其适用的聚合物改性剂范围较广，包括丁苯 橡胶（SBR)、氯丁橡胶（CR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS)、苯乙烯-异戊二 烯（SIB)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA)、聚乙烯（PE)、无规聚丙烯（APP)以及聚氯乙烯 (PVC)等；而对于改性乳化沥青，应用比较多的聚合物改性剂主要包括丁苯胶乳和氯丁胶 乳。
[0003] 目前，现有技术制备乳化SBS改性沥青存在温度高、耗能大、乳化设备要求高等问 题。对于SBS改性沥青乳液，主要集中在道路改性沥青领域，其制备方法大都采用先改性后 乳化的工艺，即先制备SBS改性沥青，然后用乳化液对改性沥青进行乳化得到乳化改性沥 青。而在制备SBS改性沥青时，关键在于将SBS均匀分散于基质沥青中，其制备方法主要包 括两种，一种是通过加热、搅拌、研磨等手段将SBS直接溶解于沥青中，即需要先将沥青加 热至150°C以上，然后与SBS混合搅拌，待SBS在基质沥青中充分溶胀后，在温度多160°C通 过机械研磨或剪碎并分散于沥青。因此，需要耗费大量的能源，而且在高温下基质沥青结 构也会遭到损坏。例如CN1200810141313. 3公开的一种SBS改性乳化沥青及其制备方法， CN200910053781.X公开的一种SBS改性乳化沥青生产装置和生产方法，CN201110110082. 1 公开的一种SBS改性乳化沥青组合物及其制备方法，其制备方法基本采用在高温下先制备 SBS改性沥青，然后在胶体磨中乳化的工艺，耗能较大。
[0004] 另一种是将SBS先溶于有机溶剂然后与沥青混合，由于大量有机溶剂的加入，对 环境造成危害，同时也增加了成本。例如现有技术CN201210067021. 6公开了一种甲基丙 烯酸改性SBS嵌段共聚物乳液的制备方法，采用双亲性大分子可逆加成断裂转移试剂，既 作为链转移试剂又作为反应型乳化剂通过乳液聚合反应，直接得到稳定的聚（（甲基）丙烯 酸-b-苯乙烯-b- 丁二烯-b苯乙烯）嵌段共聚物胶乳，该发明直接采用乳液聚合方法制备 了SBS胶乳，需在乳液聚合过程中SBS链端引入极性基团，制备工艺比较复杂，生产成本较 高。CN200310121675. 3公开了一种SBS水乳液的制备方法，以接枝甲基丙烯酸系酯的极性 化SBS(SBSM)为原料，先将SBSM溶于有机溶剂中，然后压入搅拌釜中，开起高速剪切机，以 3000~5000r/m转速搅拌，慢慢加入溶有乳化剂、消泡剂、电解质的水，当用少量的水慢慢 地加入溶液中时，一开始生成W/0型乳液，增加水量使之转换成0/W型乳液；接着把转速提 高到8000~10000r/m搅拌30min，将颗粒破碎到1微米以下；在加热减压作用下抽去溶剂， 得到稳定的SBS的水乳液，该发明制备SBS水乳液设备要求高，而且极性化SBS(SBSM)制备 工艺复杂，成本较高，并且得到的是极性化SBS乳液。CN102936345A公开了一种SBS胶乳的 制备方法，将乳化剂、溶剂和SBS混合，将水慢慢加入到混合物中，放置30min加入稳定剂和 絮凝剂，接着减压蒸馏得到SBS胶乳，该发明直接采用未改性的SBS为原料，先用有机溶剂 溶解而后乳化最后脱除溶剂的方法制备SBS乳液，稳定性差。CN103965492A公开了一种低 温交联乳化SBS沥青改性剂的制备方法，具体步骤包括先将交联剂和SBS颗粒溶解于有机 溶剂得到SBS溶胶，然后将SBS溶胶和皂液按照一定比例在高速分散机中混合得到SBS胶 乳，最后在减压蒸馏条件下回收有机溶剂制得成品，制备的基本为阳离子型乳化SBS，主要 应用领域为道路改性沥青领域。
[0005] 此外，无论采取哪种方法制备SBS改性沥青，其后续乳化SBS改性沥青的步骤中均 存在生产困难的问题。比如，当SBS的掺杂含量<3wt% (占基质沥青）时，对于沥青的改 性效果不明显；当SBS的掺杂含量> 3wt%时，虽然提高了沥青的高温性能，同时也造成加 工粘度过大的问题，使得乳化改性沥青的生产困难甚至无法生产。
[0006] 目前，对于聚合物改性乳化沥青，直接将聚合物乳液和沥青乳液混合，可以得到良 好混溶性和储存稳定性的改性沥青乳液，聚合物的含量也较高。目前市面上的高分子乳液， 大部分通过乳液聚合的方法得到，比如丁苯胶乳、氯丁胶乳等。然而，SBS乳液无法通过乳 液聚合的方法得到。制备以水为分散剂的SBS乳液，在改性乳化沥青领域具有广泛的应用 前景。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种有效改善沥青的防水性能的阴离子型 SBS乳液及其工艺简单，能耗小，设备要求低环保的制备方法与应用。
[0008] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种阴离子型SBS乳液，SBS25~60 份、阴离子型复合乳化剂2~10份、增稠剂0. 04~4份、稳定剂0. 4~4份、水26~70份， 其固含量为30~60wt%。
[0009] 进一步，所述SBS是指苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，为线型结构，苯乙烯 / 丁二烯嵌段比为40/60,拉伸强度为25.OMPa，断裂伸长率为700%。
[0010] 进一步，所述阴离子型复合乳化剂选自松香盐，脂肪酸盐，油酸盐其中的一种或多 种的混合物。
[0011] 进一步，所述稳定剂选自甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙 基纤维素中的一种或多种的混合物。
[0012] 进一步，所述稳定剂为Na2S04、K2S04、Na2S03、K2S03无机盐中的一种或多种的混合 物。
[0013] 本发明进一步解决其技术问题采用的技术方案是，一种阴离子型SBS的制备方 法，包括以下步骤：
[0014] (l)SBS溶液的制备：采用辅助溶解技术，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 溶解在低沸点有机溶剂中，配置成浓度为10~15wt%的聚合物溶液；
[0015] (2)阴离子型皂液的制备：将复合乳化剂、增稠剂和稳定剂混匀制成皂液，并调PH 值为8~12之间；
[0016] (3)阴离子型SBS乳液的制备：将SBS溶液在机械搅拌下缓慢加入阴离子型皂液 中，分散、乳化，其中，SBS溶液与阴离子型皂液的配比为100 : 15~25(优选SBS溶液与 阴离子型皂液的配比为100 : 20);然后加温至30~40°C，真空度为5~10kPa，减压蒸馏 90~150min，浓缩，即得固含量为30~60wt%的阴离子型SBS乳液。
[0017] 进一步，步骤（1)中，所述辅助溶解技术为搅拌、超声、加热、红外或微波。
[0018] 进一步，步骤（4)中，所述阴离子型SBS乳液和阴离子型沥青乳液的配比为7~ 9:100〇
[0019] 本发明进一步解决其技术问题采用的技术方案是，一种阴离子型SBS在制备改性 乳化沥青防水涂料的应用，将阴离子型SBS乳液和阴离子型沥青乳液按2~20 : 100的配 比（优选按7~9:100配比），在室温下搅拌混合即成。
[0020] 本发明采用各种辅助溶解技术，将SBS在短时间内溶解于低沸点非极性有机溶 剂，得到SBS溶液；然后与含有复合乳化剂、稳定剂、增稠剂的阴离子型复合乳化剂皂液混 合，机械搅拌分散、乳化；最后采用真空蒸馏法除去有机溶剂，得到阴离子型SBS乳液。将制 备的阴离子型SBS乳液与阴离子型沥青乳液在室温下混合，即可得到具有良好分散性和储 存稳定性的SBS改性乳化沥青乳液。
[0021] 本发明之阴离子型SBS乳液及其改性乳化沥青防水涂料的制备工艺简单，低温下 即可进行，能耗小，设备要求低；且在制备SBS乳液中使用的有机溶剂可回收利用，避免了 对环境造成的污染，具有很好的环保特点；同时制备的阴离子型SBS乳液能够有效改善沥 青的防水性能，制备的阴离子型SBS改性乳化沥青防水涂料具有良好的低温柔性、耐热性。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例对本发