[发明专利]一种增粘增韧沥青改性剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于改性剂制备领域，具体涉及一种增粘增韧沥青改性剂的制备方法。

背景技术

沥青路面一般由沥青和集料组成。沥青粘合剂在其使用期间的氧化、气候条件和路面的使用，特别是经重的负荷使用，导致了路面随时间的过去而退化。但是，沥青的含蜡量较高，造成沥青铺设的路面在高温时易软化，产生堆挤、透水、形成反射裂缝、路面变形等现象，严重破坏路面，因此不得不投入大量的路面养护费用。现有技术中已提出多种对沥青加以改性方法，但使用的改性剂种类较多，成本较高。

发明内容

发明目的：为了解决现有改性乳化沥青技术的不足，本发明提供了一种增粘增韧沥青改性剂。

技术方案：一种增粘增韧沥青改性剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备SBR丁苯胶乳：采用聚合釜，在真空状态下向聚合釜内加入80％的去离子水，3％的乳化剂，无机盐和十二烷基硫醇，40％的苯乙烯，加入60％的丁二烯，搅拌乳化30分钟；将反应体系加热至55℃，加入30％总加入质量的引发剂水溶液，当反应转化率达到单体总量的70％时开始连续加入剩余物料，约3小时加完，继续保温搅拌2小时后，提高反应温度10℃，控制该条件，直到单体总转化率>98.5％时，得到干物质含量50±05％、平均粒径180nm-230nm的基础乳液；

脱除残单一附聚：在脱气釜中采用直接蒸汽气提法脱除残余单体；当残余单体含量为0.02％时，加入用氨水调整pH为7的附聚剂水溶液，继续脱气20分钟，加入氢氧化钠水溶液调pH为9，得到平均粒径300-400nm、干物质含量50±05％的大粒径胶乳；

离心浓缩：采用天然胶乳浓缩用的碟式胶乳分离机，将步骤(1)中胶乳连续分离出干物质、较窄粒径分布高固含量丁苯胶乳，其目的产物占被离心物总量的70％；一次加入总加入量20％的单体，2％的乳化剂5％的引发剂，可产生常规乳液聚合相近的聚合速度，连续滴加剩余50％单体，使乳胶粒子的粒径在聚合过程中逐渐增大，补加少量乳化剂，保证聚合过程的稳定性，制备50％含量的丁苯胶乳；

(2)制备乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)乳液：根据现有技术和设备，并经可行性分析，通过采用乙烯高压聚合，生产出高压聚乙烯(LDPE)，由氧气或过氧化物引发游离基反应，在聚合反应中加入一定量的共聚单体即获得乙烯共聚产物；

在乳化剂的作用下，通过机械搅拌或振荡，乙烯共聚物单体和醋酸单体在水中形成乳液，进而发生乳液聚合反应，剔除残留单体，经洗涤、干燥等工序处理，得到针状聚合物，乳液聚合可以在较高的反应速度下，获得较高分子量的聚合物，易于传热和混合，生产容易控制，残留单体容易除去。通过乳液聚合法生产出来的乙烯-醋酸乙烯酯乳液VA含量大于60％，能够满足路面固化速度快、粘接强度高、刚韧平衡等要求；

(3)制备苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体水胶乳：首先将固体热塑性橡胶加入有机溶剂中，加热到70℃，并在300-400转/分钟的转速下搅拌；其次进行乳化，在低剪切速度2500-3000转/分钟下向该溶液中慢慢加入溶有表面活性剂、电解质的水溶液，然后将转速调到高速剪切7500-8000转/分钟热塑性橡胶颗粒破碎到1微米以下，乳化得到乳液状热塑性橡胶液体，最后回收上述液体中的有机溶剂，最后得到橡胶水性胶乳沥青改性剂；

(4)在SBR丁苯胶乳中加入7％苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体水胶乳，3％分散剂，共混10分钟，再次加入8％乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)乳液，2％稳定剂并进行优化复合；

(5)将增粘增沥青改性剂添加至乳化沥青皂液中，添加量为乳化沥青总质量的8％；

(6)将热沥青与无味含硫交联剂按一定的质量比例混合：交联剂用量为热沥青0.3％-1.0％；

(7)将步骤(5)和步骤(6)所得混合物一起加入到乳化机中，种子皂液温度控制在50-60℃，热沥青温度控制在135-150℃，最终制得高粘高韧改性剂。

作为优化：增粘增韧沥青改性剂中，SBR丁苯胶乳，乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)乳液，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体水胶乳：共混乳液的重量比例＝75-80：8-10：10-12。

有益效果：本发明将三种聚合物乳液通过稳定剂，分散剂的作用下,复合成一种高效稳定的聚合物乳液。增粘增韧乳液通在机械剪切与沥青交联。形成稳定改性乳化沥青，其影响沥青的粘附和粘结性能以显著改善，提高沥青的高温和低温性能。促进聚合物和沥青更好地相容,有利于聚合物改性乳化沥青形成更加稳定的体系。