專利名稱：一種高性能sbs改性乳化瀝青及其制備方法
技術領域：
本發明涉及浙青技術領域，具體涉及一種道路工程SBS改性乳化浙青及其制備方法。
背景技術：
隨著我國公路的日益繁忙，對路面的使用功能要求也越來越高，這對浙青提出了越來越高的質量要求。普通改性浙青由于生產和施工時需要較高的溫度,應用有一定的局限性。中國專利申請CN102040846A公開了“一種耐油性浙青路面材料及其制備方法”，提出了使用SBS、EVA、高分子蠟、交聯劑來制備耐油性改性浙青，該改性浙青高溫性能及低溫性能優異，但僅能用于高溫施工，不具備乳化浙青常溫施工的安全、節能、環保的優點，一般僅 用于道路鋪筑，無法應用于冷拌料、稀漿封層、粘層油、透層油等路面(橋面)的升級及養護需求。近年來，改性乳化浙青在公路工程中的應用日益廣泛，如路面養護維修的微表處、稀漿封層、路面層間結合的粘層、路橋面的防水層等。現行改性乳化浙青技術標準中要求PCR改性乳化浙青軟化點彡50°C、BCR改性乳化浙青軟化點彡53°C，分別僅比70號A級浙青要求高4°C和7°C，破乳后的改性浙青普遍存在高溫性能改善不明顯，粘結性能不足，特別是炎熱氣溫較高地區或是車載量大的區域，易出現高溫變形、層間粘結力不足導致推移等現象，極大地影響了改性浙青使用性能及路面的使用壽命。目前，常見的改性乳化浙青主要是SBR改性乳化浙青和SBS改性乳化浙青兩種。SBR改性乳化浙青采用丁苯橡膠(SBR)，對低溫性能的改善效果明顯，但對高溫性能改善不明顯，儲存穩定性較差，且SBR膠乳中膠含量一般65%左右，含有大量水，生產成本高；從使用性能上，SBS改性乳化浙青優于SBR改性乳化浙青。SBS改性乳化浙青粘結性能、高溫性能較好，但生產較為困難；其中比較成熟的用于生產乳化浙青的改性浙青苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)含量均較低(SBS占改性浙青< 3%，SBS占乳化浙青的含量< 1.8%)，浙青性能改善不明顯；當改性浙青的SBS含量較高時(SBS占改性浙青> 3%，SBS占乳化浙青的含量> I. 8%)，雖然提高了浙青的高溫性能、粘度，但同時也由于其加工粘度大，導致了乳化浙青的生產變得非常困難甚至無法生產。如何制備SBS含量高、粘結性能強、高溫性能好、低溫性能也不錯的改性乳化浙青成為SBS改性乳化浙青生產的一個難題。中國專利CN100362053C公開了一種“石屑封層復合改性乳化浙青及其制備方法”(對比文件1)，其利用改性劑Sasobit、SBR乳膠同時提高高溫性能和低溫性能，但如前述SBR膠乳，一般30%以上為非SBR膠，成本高，對改性乳化浙青的改善效果不及SBS ;同時乳化劑為INDULIN DF42、INDULIN DF62快裂型乳化劑，用于石屑封層。中國專利CN100355834C公開了 “一種SBS改性乳化浙青及其制備方法”(對比文件2)，其采用Sasobit、SBS同時改善乳化溫度，提高高溫性能和低溫性能，但Sasobit產品價格高、生產成本高,且Sasobit對低溫性能產生較大的損害；同時其乳化劑為MQK-1M、MQK-MQ3、Redicotei-C-450慢裂型乳化劑，屬BCR改性乳化浙青，只能用于冷拌料如微表處、稀漿封層等，不能用于封層、粘層、橋面防水粘結層。

發明內容
本發明提供一種高、低溫性能良好，粘結性能強的SBS改性乳化浙青及其制備方法。本發明的高性能SBS改性乳化浙青，按重量百分比由下列組份制成基質浙青56. 0 67. 0 %、SBS I. 2 2. 5 %、EVA 蠟 0. 5 I. 5 %、陽離子乳化劑 0. 2 2. 5 %、增稠劑 0 0. 2%、水 30. 0 42. 0%。所述的EVA蠟的重均分子量為1000 6000，熔點為90 135°C，性 狀為白色略帶微黃色粉粒，具有良好的化學穩定性，能溶于芳香烴。EVA蠟本身易熔、易乳化，與浙青的相容性好，可改善改性浙青聞溫性能，具有提聞60°C動力粘度、提聞PG等級、提聞粘結性能的作用；且具有降低135°C以上浙青粘度，起到一定分散、增加流動性的作用，從而降低改性浙青乳化加工溫度，使得乳化浙青易于加工；另外EVA蠟由于分子鏈帶有羰基和羥基極性基團，有利于提高破乳后的改性浙青與集料間的粘附性。所述的基質浙青為針入度為60 150dmm的道路石油浙青中的一種或一種以上的混合物。優選地,所述的基質浙青為針入度60 80dmm的70號浙青或針入度80 IOOdmm
的90號浙青。所述的SBS可以為線型結構，重均分子量為8 15萬；所述的SBS也可以為星型結構，重均分子量為20 30萬。SBS優選為線型結構，可同時提高破乳后浙青的高、低溫性能，且易乳化。所述的SBS可改善改性乳化浙青的高、低溫性能，SBS可采用牌號如1301、3501、F501 等。SBS和EVA蠟的配合使用，使得破乳后浙青膜具有較高的軟化點、較高的PG等級、較高的動力粘度，增強了粘結性能、抵抗變形能力，其高溫性能、低溫性能、粘結性能明顯優于普通改性乳化浙青，保證了公路建設中如超薄罩面用粘層、炎熱或重載路面新建或養護時所需要的特性。所述陽離子乳化劑為一種表面活性劑，具有降低水表面張力、降低兩相界面自由能，從而分散浙青顆粒的作用。本發明陽離子乳化劑優選美國MeadWestvaco公司生產的INDULIN DF42,INDULIN DF62、AA63D、MQ3或MQK-1M中的一種，INDULIN DF42,INDULIN DF62和AA63D為快裂型乳化劑，用量優選為改性乳化浙青總重量的0. 2 I. 0% ；MQ3和MQK-IM為慢裂型乳化劑，用量優選為改性乳化浙青總重量的I. 2 2. 0%。優選地，所述的增稠劑為甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉或羥甲基纖維素鈉。本發明改性乳化浙青還包括少量作為輔助助劑用來調節PH值的鹽酸。一種高性能SBS改性乳化浙青的制備方法，按以下步驟進行
(1)將基質浙青、SBS、EVA蠟、陽離子乳化劑和水按前述重量配比備料；
(2)將基質浙青加熱到170 185°C，加入SBS、EVA蠟攪拌30min后，通過高速剪切或膠體磨將SBS和EVA蠟均勻分散到基質浙青中去，時間控制30 90min，溫度控制170 185 0C，然后再攪拌30 240min后，制得乳化用的SBS復合改性浙青；
(3)乳化時將上述的SBS復合改性浙青置于乳化設備的浙青罐內，加熱保持155 175。。；
(4)在乳化設備的皂液罐里將陽離子乳化劑、水配制成皂液，用36 38%的濃鹽酸將皂液PH值調至I. 8 2. 2，然后將皂液加熱到30 50°C ;
(5)將上述浙青罐內的S BS復合改性浙青和皂液罐內的皂液經過膠體磨乳化、加壓冷卻后即得到本發明SBS復合改性乳化浙青。上述步驟(5)的乳化方法采用本領域常用的浙青乳化方法。優選地，所述的步驟(4)中，將陽離子乳化劑、水配制皂液時，加入所述的增稠劑，即將陽離子乳化劑、水、增稠劑配制成皂液。采用上述技術方案后，本發明與現有的背景技術相比，具有如下優點
1、本發明采用了EVA蠟，與浙青的相容性好，高溫性能改善更明顯，具有提高60°C動力粘度、提高粘結性能的作用；且具有降低135°C以上浙青粘度，起到一定分散、增加流動性的作用，從而降低改性浙青乳化加工溫度的作用，使得改性乳化浙青易于加工；另外EVA蠟由于分子鏈帶有羰基和羥基極性基團，有利于提高破乳后的改性浙青與集料間的粘附性；
2、本發明SBS改性乳化浙青，SBS含量較高，在提高高溫性能的同時，低溫性能得到了相應改善；
3、由于基質浙青含量較高，使得破乳后浙青膜較厚(蒸發殘留物含量>58%)，SBS和EVA蠟的配合使用，使得破乳后浙青膜具有較高的軟化點(> 630C )、較高的PG等級(PG70以上)、較高的動力粘度(60°C動力粘度彡2000 Pa. S)、良好的低溫性能(5°C延度彡20cm),增強了粘結性能、防水性能和抵抗變形能力，其高溫性能、低溫性能、粘結性能明顯優于普通改性乳化浙青，保證了公路建設中如超薄罩面用粘層、炎熱或重載路面新建或養護時所需要的特性。
具體實施例方式以下提供本發明的一些實施例，以助于進一步理解本發明，但本發明的保護范圍并不僅限于這些實施例。實施例一
本發明的SBS改性乳化浙青，其按重量份數比由下列組份制成
SK70號浙青 561份 SBS 130112 份
EVA蠟5份
AA63D2 份
水420份
SK70號浙青由韓國SK集團出品；SBS 1301由北京燕山石油化工有限公司出品；AA63D由美國MeadWestvaco公司出品；EVA蠟由青島中塑經濟發展有限公司出品，型號EVA-Wax300。本發明的一種高性能SBS改性乳化浙青的制備方法，按以下步驟進行
(1)將各組分按前述重量配比備料；
(2)將SK70號浙青加熱到170°C，加入SBS1301、EVA蠟攪拌30min后，通過高速剪切將SBS 1301和EVA蠟均勻分散到SK70號浙青中去，時間30min，溫度控制180°C，然后再攪拌30min后，制得乳化用的SBS復合改性浙青；
(3)乳化時將上述的SBS復合改性浙青置于乳化設備的浙青罐內，加熱保持155°C；
(4)在乳化設備的皂液罐里將AA63D、水配制成皂液，用36%的濃鹽酸將皂液pH值調至
2.2，然后將皂液加熱到45°C ；
(5)將上述浙青罐內的SBS復合改性浙青和皂液罐內的皂液經過膠體磨乳化、加壓冷卻后即得到本發明SBS復合改性乳化浙青。實施例二
本發明的SBS改性乳化浙青，其按重量份數比由下列組份制成
東海90號浙青 604. 5份 SBS 350125 份
EVA蠟15份
INDULIN DF625 份
甲基纖維素0. 5份
水350份
東海90號浙青為中國石油化工股份有限公司出品的“東海牌”90號浙青；SBS 3501由李長榮化學工業股份有限公司出品；INDULIN DF62由美國MeadWestvaco公司出品；EVA蠟由青島中塑經濟發展有限公司出品，型號EVA-Wax300。本發明的一種高性能SBS改性乳化浙青的制備方法，按以下步驟進行
(1)將各組分按前述重量配比備料；
(2)將東海90號浙青加熱到180°C，加入SBS3501、EVA蠟攪拌30min后，通過膠體磨將SBS 3501和EVA蠟均勻分散到東海90號浙青中去，溫度控制170°C，時間控制60min，然后再攪拌120min后制得乳化用的SBS復合改性浙青；
(3)乳化時將上述的SBS復合改性浙青置于乳化設備的浙青罐內，加熱保持165°C；
(4)在乳化設備的皂液罐里將INDULINDF62、水、甲基纖維素配制成皂液，用38%的濃鹽酸將皂液pH值調至I. 8，然后將皂液加熱到35°C ；
(5)將上述浙青罐內的SBS復合改性浙青和皂液罐內的皂液經過膠體磨乳化、加壓冷卻后即得到本發明SBS復合改性乳化浙青。實施例三
本發明的SBS改性乳化浙青，其按重量份數比由下列組份制成
SK90號浙青 649份 SBS 130118 份
EVA蠟12份
MQ320 份
羧甲基纖維素鈉 I份 水300份
SK90號浙青由韓國SK集團出品；SBS 1301由北京燕山石油化工有限公司出品；MQ3由美國MeadWestvaco公司出品；EVA蠟由安徽億維蠟業有限公司出品，型號EVA-ZLl。本發明的一種高性能SBS改性乳化浙青的制備方法，按以下步驟進行
(I)將各組分按前述重量配比備料；(2)將SK90號浙青加熱到185°C，加入SBS1301、EVA蠟攪拌30min后，通過膠體磨將SBS 1301和EVA蠟均勻分散到SK90號浙青中去，時間90min，溫度控制185°C，然后再攪拌240min后，制得乳化用的SBS復合改性浙青；
(3)乳化時將上述的SBS復合改性浙青置于乳化設備的浙青罐內，加熱保持175°C；
(4)在乳化設備的皂液罐里將MQ3、水、羧甲基纖維素鈉配制成皂液，用36%的濃鹽酸將皂液PH值調至2. 0，然后控制皂液溫度30°C ；
(5)將上述浙青罐內的SBS復合改性浙青和皂液罐內的皂液經過膠體磨乳化、加壓冷卻后即得到本發明SBS復合改性乳化浙青。實施例四
本發明的SBS改性乳化浙青，其按重量份數比由下列組份制成
東海90號浙青605份 SBS 350118 份
EVA蠟12份
INDULIN DF62 15 份 水350份
東海90號浙青為中國石油化工股份有限公司出品的“東海牌”90號浙青；SBS 3501由李長榮化學工業股份有限公司出品；INDULIN DF62由美國MeadWestvaco公司出品；EVA蠟由青島中塑經濟發展有限公司出品，型號EVA-Wax400。本發明的一種高性能SBS改性乳化浙青的制備方法，按以下步驟進行
(1)將各組分按前述重量配比備料；
(2)將東海90號浙青加熱到175°C，加入SBS3501、EVA蠟攪拌30min后，通過膠體磨將SBS 3501和EVA蠟均勻分散到東海90號浙青中去，溫度控制175°C，時間控制45min，然后再攪拌150min后制得乳化用的SBS復合改性浙青；
(3)乳化時將上述的SBS復合改性浙青置于乳化設備的浙青罐內，加熱保持160°C；
(4)在乳化設備的皂液罐里將INDULINDF62、水配制成皂液，用38%的濃鹽酸將皂液pH值調至2. 0，然后將皂液加熱到35°C ；
(5)將上述浙青罐內的SBS復合改性浙青和皂液罐內的皂液經過膠體磨乳化、加壓冷卻后即得到本發明SBS復合改性乳化浙青。實施例五
實施例五同實施例四，區別在于乳化劑采用MQK-1M，MQK_1M由美國MeadWestvaco公司
山口
dQ PR o實施例1-3所得產品測試性能指標，結果列于表I。表I實施例1-3 SBS改性乳化浙青技術指標及實驗結果
權利要求
1.一種高性能SBS改性乳化浙青，其特征是按重量百分比由下列組份制成基質浙青56. O 67. O %、SBS I. 2 2. 5 %、EVA 蠟 0. 5 I. 5 %、陽離子乳化劑 0. 2 2. 5 %、增稠劑 0 0. 2%、水 30. 0 42. 0% ； 所述的EVA蠟的重均分子量為1000 6000，熔點為90 135°C。
2.根據權利要求I所述的一種高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的基質浙青為針入度為60 150d_的道路石油浙青中的一種或一種以上的混合物。
3.根據權利要求2所述的一種高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的基質浙青為針入度60 80dmm的70號浙青或針入度80 IOOdmm的90號浙青。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的SBS為線型結構，重均分子量為8 15萬。
5.根據權利要求1、2或3所述的一種高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的SBS為星型結構，重均分子量為20 30萬。
6.根據權利要求4所述的一種高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的陽離子乳化劑為下述中的一種INDULIN DF42、INDULIN DF62、AA63D、MQ3 或 MQK-1M。
7.根據權利要求6所述的一種高性能SBS改性乳化浙青，其特征是所述的增稠劑為甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉或羥甲基纖維素鈉。
8.根據權利要求I至7任一項所述的一種高性能SBS改性乳化浙青的制備方法，其特征是按以下步驟進行 (1)將基質浙青、SBS、EVA蠟、陽離子乳化劑和水按前述重量配比備料； (2)將基質浙青加熱到170 185°C，加入SBS、EVA蠟攪拌30min后，通過高速剪切或膠體磨將SBS和EVA蠟均勻分散到基質浙青中去，時間控制30 90min，溫度控制170 185°C，然后再攪拌30 240min后，制得乳化用的SBS復合改性浙青； (3)乳化時將上述的SBS復合改性浙青置于乳化設備的浙青罐內，加熱保持155 175。。； (4)在乳化設備的皂液罐里將陽離子乳化劑、水配制成皂液，用36 38%的濃鹽酸將皂液PH值調至I. 8 2. 2，然后將皂液加熱到30 50°C ; (5)將上述浙青罐內的SBS復合改性浙青和皂液罐內的皂液經過膠體磨乳化、加壓冷卻后即得到本發明SBS復合改性乳化浙青。
9.根據權利要求8所述的一種高性能SBS改性乳化浙青的制備方法，其特征是所述的步驟(4)中，將陽離子乳化劑、水配制皂液時，加入所述的增稠劑，即將陽離子乳化劑、水、增稠劑配制成皂液。
全文摘要
本發明涉及一種高性能SBS改性乳化瀝青及其制備方法。本發明高性能SBS改性乳化瀝青，按重量百分比由下列組份制成基質瀝青56.0～67.0%、SBS1.2～2.5%、EVA蠟0.5～1.5%、陽離子乳化劑0.2～2.5%、增稠劑0～0.2%、水30.0～42.0%。本發明破乳后可產生較厚瀝青膜，且瀝青膜具有較高的軟化點、較高的PG等級、較高的動力粘度、良好的低溫性能，增強了粘結性能、防水性能和抵抗變形能力。本發明SBS改性乳化瀝青高溫性能、低溫性能、粘結性能明顯優于普通改性乳化瀝青，保證了公路建設中如超薄罩面用粘層、炎熱或重載路面新建或養護時所需要的特性。
文檔編號C08L53/02GK102719107SQ20121024028
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月12日 優先權日2012年7月12日
發明者曹赟, 蔡智慧 申請人:廈門華特集團有限公司