专利名称：一种高性能sbs改性乳化沥青及其制备方法
技术领域：
本发明涉及浙青技术领域，具体涉及一种道路工程SBS改性乳化浙青及其制备方法。
背景技术：
随着我国公路的日益繁忙，对路面的使用功能要求也越来越高，这对浙青提出了越来越高的质量要求。普通改性浙青由于生产和施工时需要较高的温度,应用有一定的局限性。中国专利申请CN102040846A公开了“一种耐油性浙青路面材料及其制备方法”，提出了使用SBS、EVA、高分子蜡、交联剂来制备耐油性改性浙青，该改性浙青高温性能及低温性能优异，但仅能用于高温施工，不具备乳化浙青常温施工的安全、节能、环保的优点，一般仅 用于道路铺筑，无法应用于冷拌料、稀浆封层、粘层油、透层油等路面(桥面)的升级及养护需求。近年来，改性乳化浙青在公路工程中的应用日益广泛，如路面养护维修的微表处、稀浆封层、路面层间结合的粘层、路桥面的防水层等。现行改性乳化浙青技术标准中要求PCR改性乳化浙青软化点彡50°C、BCR改性乳化浙青软化点彡53°C，分别仅比70号A级浙青要求高4°C和7°C，破乳后的改性浙青普遍存在高温性能改善不明显，粘结性能不足，特别是炎热气温较高地区或是车载量大的区域，易出现高温变形、层间粘结力不足导致推移等现象，极大地影响了改性浙青使用性能及路面的使用寿命。目前，常见的改性乳化浙青主要是SBR改性乳化浙青和SBS改性乳化浙青两种。SBR改性乳化浙青采用丁苯橡胶(SBR)，对低温性能的改善效果明显，但对高温性能改善不明显，储存稳定性较差，且SBR胶乳中胶含量一般65%左右，含有大量水，生产成本高；从使用性能上，SBS改性乳化浙青优于SBR改性乳化浙青。SBS改性乳化浙青粘结性能、高温性能较好，但生产较为困难；其中比较成熟的用于生产乳化浙青的改性浙青苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)含量均较低(SBS占改性浙青< 3%，SBS占乳化浙青的含量< 1.8%)，浙青性能改善不明显；当改性浙青的SBS含量较高时(SBS占改性浙青> 3%，SBS占乳化浙青的含量> I. 8%)，虽然提高了浙青的高温性能、粘度，但同时也由于其加工粘度大，导致了乳化浙青的生产变得非常困难甚至无法生产。如何制备SBS含量高、粘结性能强、高温性能好、低温性能也不错的改性乳化浙青成为SBS改性乳化浙青生产的一个难题。中国专利CN100362053C公开了一种“石屑封层复合改性乳化浙青及其制备方法”(对比文件1)，其利用改性剂Sasobit、SBR乳胶同时提高高温性能和低温性能，但如前述SBR胶乳，一般30%以上为非SBR胶，成本高，对改性乳化浙青的改善效果不及SBS ;同时乳化剂为INDULIN DF42、INDULIN DF62快裂型乳化剂，用于石屑封层。中国专利CN100355834C公开了 “一种SBS改性乳化浙青及其制备方法”(对比文件2)，其采用Sasobit、SBS同时改善乳化温度，提高高温性能和低温性能，但Sasobit产品价格高、生产成本高,且Sasobit对低温性能产生较大的损害；同时其乳化剂为MQK-1M、MQK-MQ3、Redicotei-C-450慢裂型乳化剂，属BCR改性乳化浙青，只能用于冷拌料如微表处、稀浆封层等，不能用于封层、粘层、桥面防水粘结层。
发明内容
本发明提供一种高、低温性能良好，粘结性能强的SBS改性乳化浙青及其制备方法。本发明的高性能SBS改性乳化浙青，按重量百分比由下列组份制成基质浙青56. 0 67. 0 %、SBS I. 2 2. 5 %、EVA 蜡 0. 5 I. 5 %、阳离子乳化剂 0. 2 2. 5 %、增稠剂 0 0. 2%、水 30. 0 42. 0%。所述的EVA蜡的重均分子量为1000 6000，熔点为90 135°C，性 状为白色略带微黄色粉粒，具有良好的化学稳定性，能溶于芳香烃。EVA蜡本身易熔、易乳化，与浙青的相容性好，可改善改性浙青闻温性能，具有提闻60°C动力粘度、提闻PG等级、提闻粘结性能的作用；且具有降低135°C以上浙青粘度，起到一定分散、增加流动性的作用，从而降低改性浙青乳化加工温度，使得乳化浙青易于加工；另外EVA蜡由于分子链带有羰基和羟基极性基团，有利于提高破乳后的改性浙青与集料间的粘附性。所述的基质浙青为针入度为60 150dmm的道路石油浙青中的一种或一种以上的混合物。优选地,所述的基质浙青为针入度60 80dmm的70号浙青或针入度80 IOOdmm
的90号浙青。所述的SBS可以为线型结构，重均分子量为8 15万；所述的SBS也可以为星型结构，重均分子量为20 30万。SBS优选为线型结构，可同时提高破乳后浙青的高、低温性能，且易乳化。所述的SBS可改善改性乳化浙青的高、低温性能，SBS可采用牌号如1301、3501、F501 等。SBS和EVA蜡的配合使用，使得破乳后浙青膜具有较高的软化点、较高的PG等级、较高的动力粘度，增强了粘结性能、抵抗变形能力，其高温性能、低温性能、粘结性能明显优于普通改性乳化浙青，保证了公路建设中如超薄罩面用粘层、炎热或重载路面新建或养护时所需要的特性。所述阳离子乳化剂为一种表面活性剂，具有降低水表面张力、降低两相界面自由能，从而分散浙青颗粒的作用。本发明阳离子乳化剂优选美国MeadWestvaco公司生产的INDULIN DF42,INDULIN DF62、AA63D、MQ3或MQK-1M中的一种，INDULIN DF42,INDULIN DF62和AA63D为快裂型乳化剂，用量优选为改性乳化浙青总重量的0. 2 I. 0% ；MQ3和MQK-IM为慢裂型乳化剂，用量优选为改性乳化浙青总重量的I. 2 2. 0%。优选地，所述的增稠剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或羟甲基纤维素钠。本发明改性乳化浙青还包括少量作为辅助助剂用来调节PH值的盐酸。一种高性能SBS改性乳化浙青的制备方法，按以下步骤进行
(1)将基质浙青、SBS、EVA蜡、阳离子乳化剂和水按前述重量配比备料；
(2)将基质浙青加热到170 185°C，加入SBS、EVA蜡搅拌30min后，通过高速剪切或胶体磨将SBS和EVA蜡均匀分散到基质浙青中去，时间控制30 90min，温度控制170 185 0C，然后再搅拌30 240min后，制得乳化用的SBS复合改性浙青；
(3)乳化时将上述的SBS复合改性浙青置于乳化设备的浙青罐内，加热保持155 175。。；
(4)在乳化设备的皂液罐里将阳离子乳化剂、水配制成皂液，用36 38%的浓盐酸将皂液PH值调至I. 8 2. 2，然后将皂液加热到30 50°C ;
(5)将上述浙青罐内的S BS复合改性浙青和皂液罐内的皂液经过胶体磨乳化、加压冷却后即得到本发明SBS复合改性乳化浙青。上述步骤(5)的乳化方法采用本领域常用的浙青乳化方法。优选地，所述的步骤(4)中，将阳离子乳化剂、水配制皂液时，加入所述的增稠剂，即将阳离子乳化剂、水、增稠剂配制成皂液。采用上述技术方案后，本发明与现有的背景技术相比，具有如下优点
1、本发明采用了EVA蜡，与浙青的相容性好，高温性能改善更明显，具有提高60°C动力粘度、提高粘结性能的作用；且具有降低135°C以上浙青粘度，起到一定分散、增加流动性的作用，从而降低改性浙青乳化加工温度的作用，使得改性乳化浙青易于加工；另外EVA蜡由于分子链带有羰基和羟基极性基团，有利于提高破乳后的改性浙青与集料间的粘附性；
2、本发明SBS改性乳化浙青，SBS含量较高，在提高高温性能的同时，低温性能得到了相应改善；
3、由于基质浙青含量较高，使得破乳后浙青膜较厚(蒸发残留物含量>58%)，SBS和EVA蜡的配合使用，使得破乳后浙青膜具有较高的软化点(> 630C )、较高的PG等级(PG70以上)、较高的动力粘度(60°C动力粘度彡2000 Pa. S)、良好的低温性能(5°C延度彡20cm),增强了粘结性能、防水性能和抵抗变形能力，其高温性能、低温性能、粘结性能明显优于普通改性乳化浙青，保证了公路建设中如超薄罩面用粘层、炎热或重载路面新建或养护时所需要的特性。
具体实施例方式以下提供本发明的一些实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。实施例一
本发明的SBS改性乳化浙青，其按重量份数比由下列组份制成
SK70号浙青 561份 SBS 130112 份
EVA蜡5份
AA63D2 份
水420份
SK70号浙青由韩国SK集团出品；SBS 1301由北京燕山石油化工有限公司出品；AA63D由美国MeadWestvaco公司出品；EVA蜡由青岛中塑经济发展有限公司出品，型号EVA-Wax300。本发明的一种高性能SBS改性乳化浙青的制备方法，按以下步骤进行
(1)将各组分按前述重量配比备料；
(2)将SK70号浙青加热到170°C，加入SBS1301、EVA蜡搅拌30min后，通过高速剪切将SBS 1301和EVA蜡均匀分散到SK70号浙青中去，时间30min，温度控制180°C，然后再搅拌30min后，制得乳化用的SBS复合改性浙青；
(3)乳化时将上述的SBS复合改性浙青置于乳化设备的浙青罐内，加热保持155°C；
(4)在乳化设备的皂液罐里将AA63D、水配制成皂液，用36%的浓盐酸将皂液pH值调至
2.2，然后将皂液加热到45°C ；
(5)将上述浙青罐内的SBS复合改性浙青和皂液罐内的皂液经过胶体磨乳化、加压冷却后即得到本发明SBS复合改性乳化浙青。实施例二
本发明的SBS改性乳化浙青，其按重量份数比由下列组份制成
东海90号浙青 604. 5份 SBS 350125 份
EVA蜡15份
INDULIN DF625 份
甲基纤维素0. 5份
水350份
东海90号浙青为中国石油化工股份有限公司出品的“东海牌”90号浙青；SBS 3501由李长荣化学工业股份有限公司出品；INDULIN DF62由美国MeadWestvaco公司出品；EVA蜡由青岛中塑经济发展有限公司出品，型号EVA-Wax300。本发明的一种高性能SBS改性乳化浙青的制备方法，按以下步骤进行
(1)将各组分按前述重量配比备料；
(2)将东海90号浙青加热到180°C，加入SBS3501、EVA蜡搅拌30min后，通过胶体磨将SBS 3501和EVA蜡均匀分散到东海90号浙青中去，温度控制170°C，时间控制60min，然后再搅拌120min后制得乳化用的SBS复合改性浙青；
(3)乳化时将上述的SBS复合改性浙青置于乳化设备的浙青罐内，加热保持165°C；
(4)在乳化设备的皂液罐里将INDULINDF62、水、甲基纤维素配制成皂液，用38%的浓盐酸将皂液pH值调至I. 8，然后将皂液加热到35°C ；
(5)将上述浙青罐内的SBS复合改性浙青和皂液罐内的皂液经过胶体磨乳化、加压冷却后即得到本发明SBS复合改性乳化浙青。实施例三
本发明的SBS改性乳化浙青，其按重量份数比由下列组份制成
SK90号浙青 649份 SBS 130118 份
EVA蜡12份
MQ320 份
羧甲基纤维素钠 I份 水300份
SK90号浙青由韩国SK集团出品；SBS 1301由北京燕山石油化工有限公司出品；MQ3由美国MeadWestvaco公司出品；EVA蜡由安徽亿维蜡业有限公司出品，型号EVA-ZLl。本发明的一种高性能SBS改性乳化浙青的制备方法，按以下步骤进行
(I)将各组分按前述重量配比备料；(2)将SK90号浙青加热到185°C，加入SBS1301、EVA蜡搅拌30min后，通过胶体磨将SBS 1301和EVA蜡均匀分散到SK90号浙青中去，时间90min，温度控制185°C，然后再搅拌240min后，制得乳化用的SBS复合改性浙青；
(3)乳化时将上述的SBS复合改性浙青置于乳化设备的浙青罐内，加热保持175°C；
(4)在乳化设备的皂液罐里将MQ3、水、羧甲基纤维素钠配制成皂液，用36%的浓盐酸将皂液PH值调至2. 0，然后控制皂液温度30°C ；
(5)将上述浙青罐内的SBS复合改性浙青和皂液罐内的皂液经过胶体磨乳化、加压冷却后即得到本发明SBS复合改性乳化浙青。实施例四
本发明的SBS改性乳化浙青，其按重量份数比由下列组份制成
东海90号浙青605份 SBS 350118 份
EVA蜡12份
INDULIN DF62 15 份 水350份
东海90号浙青为中国石油化工股份有限公司出品的“东海牌”90号浙青；SBS 3501由李长荣化学工业股份有限公司出品；INDULIN DF62由美国MeadWestvaco公司出品；EVA蜡由青岛中塑经济发展有限公司出品，型号EVA-Wax400。本发明的一种高性能SBS改性乳化浙青的制备方法，按以下步骤进行
(1)将各组分按前述重量配比备料；
(2)将东海90号浙青加热到175°C，加入SBS3501、EVA蜡搅拌30min后，通过胶体磨将SBS 3501和EVA蜡均匀分散到东海90号浙青中去，温度控制175°C，时间控制45min，然后再搅拌150min后制得乳化用的SBS复合改性浙青；
(3)乳化时将上述的SBS复合改性浙青置于乳化设备的浙青罐内，加热保持160°C；
(4)在乳化设备的皂液罐里将INDULINDF62、水配制成皂液，用38%的浓盐酸将皂液pH值调至2. 0，然后将皂液加热到35°C ；
(5)将上述浙青罐内的SBS复合改性浙青和皂液罐内的皂液经过胶体磨乳化、加压冷却后即得到本发明SBS复合改性乳化浙青。实施例五
实施例五同实施例四，区别在于乳化剂采用MQK-1M，MQK_1M由美国MeadWestvaco公司
山口
dQ PR o实施例1-3所得产品测试性能指标，结果列于表I。表I实施例1-3 SBS改性乳化浙青技术指标及实验结果
权利要求
1.一种高性能SBS改性乳化浙青，其特征是按重量百分比由下列组份制成基质浙青56. O 67. O %、SBS I. 2 2. 5 %、EVA 蜡 0. 5 I. 5 %、阳离子乳化剂 0. 2 2. 5 %、增稠剂 0 0. 2%、水 30. 0 42. 0% ； 所述的EVA蜡的重均分子量为1000 6000，熔点为90 135°C。
2.根据权利要求I所述的一种高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的基质浙青为针入度为60 150d_的道路石油浙青中的一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的基质浙青为针入度60 80dmm的70号浙青或针入度80 IOOdmm的90号浙青。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的SBS为线型结构，重均分子量为8 15万。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的SBS为星型结构，重均分子量为20 30万。
6.根据权利要求4所述的一种高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的阳离子乳化剂为下述中的一种INDULIN DF42、INDULIN DF62、AA63D、MQ3 或 MQK-1M。
7.根据权利要求6所述的一种高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的增稠剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或羟甲基纤维素钠。
8.根据权利要求I至7任一项所述的一种高性能SBS改性乳化浙青的制备方法，其特征是按以下步骤进行 (1)将基质浙青、SBS、EVA蜡、阳离子乳化剂和水按前述重量配比备料； (2)将基质浙青加热到170 185°C，加入SBS、EVA蜡搅拌30min后，通过高速剪切或胶体磨将SBS和EVA蜡均匀分散到基质浙青中去，时间控制30 90min，温度控制170 185°C，然后再搅拌30 240min后，制得乳化用的SBS复合改性浙青； (3)乳化时将上述的SBS复合改性浙青置于乳化设备的浙青罐内，加热保持155 175。。； (4)在乳化设备的皂液罐里将阳离子乳化剂、水配制成皂液，用36 38%的浓盐酸将皂液PH值调至I. 8 2. 2，然后将皂液加热到30 50°C ; (5)将上述浙青罐内的SBS复合改性浙青和皂液罐内的皂液经过胶体磨乳化、加压冷却后即得到本发明SBS复合改性乳化浙青。
9.根据权利要求8所述的一种高性能SBS改性乳化浙青的制备方法，其特征是所述的步骤(4)中，将阳离子乳化剂、水配制皂液时，加入所述的增稠剂，即将阳离子乳化剂、水、增稠剂配制成皂液。
全文摘要
本发明涉及一种高性能SBS改性乳化沥青及其制备方法。本发明高性能SBS改性乳化沥青，按重量百分比由下列组份制成基质沥青56.0～67.0%、SBS1.2～2.5%、EVA蜡0.5～1.5%、阳离子乳化剂0.2～2.5%、增稠剂0～0.2%、水30.0～42.0%。本发明破乳后可产生较厚沥青膜，且沥青膜具有较高的软化点、较高的PG等级、较高的动力粘度、良好的低温性能，增强了粘结性能、防水性能和抵抗变形能力。本发明SBS改性乳化沥青高温性能、低温性能、粘结性能明显优于普通改性乳化沥青，保证了公路建设中如超薄罩面用粘层、炎热或重载路面新建或养护时所需要的特性。
文档编号C08L53/02GK102719107SQ20121024028
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者曹赟, 蔡智慧 申请人:厦门华特集团有限公司