[发明专利]一种阴离子型SBS乳液及其制备方法与应用

说明书

技术领域

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

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。

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℃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≥160℃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。

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/O型乳液，增加水量使之转换成O/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。

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。