[发明专利]一种橡胶改性沥青乳液及其制造工艺

说明书

本发明涉及一种橡胶改性沥青乳液及其制造工艺。更详细地讲是用于屋面的防水涂层、地下工事的防水涂层、公路路面等各种建筑工程材料所用的橡胶改性沥青乳液及其制造工艺。

通常人们采用沥青作为建筑防水材料，例如屋面的防水涂层，地下工事的防水涂层、公路路面等。一般纯沥青有以下缺点：强度较低、粘结性差，易开裂、耐热性和耐寒性差等。另外，施工时，需要加热熔化，不仅耗能多，施工不便，而且高温熔化沥青放出有毒物质，不利于劳动保护，造成环境污染。

人们为了改进沥青的性能，采用橡胶改性沥青并制成冷施工流体材料，一般以乳液或溶液的形式提供，因为采用溶液的形式要耗用大量的溶剂，对环境有污染，所以通常采用乳液形式为宜。它的制法是分别制取橡胶乳液和沥青乳液，以单包装形式提供用户，需将两种组分混合后再施工。其缺点是贮存周期短，不便于施工。日本特开昭57-73066采用了非离子型乳化剂乳化沥青与高浓度丁苯胶乳混合，用KOH作为稳定剂稳定乳液，可存放一周。日本特许昭49-125836采用丁苯胶乳经阳离子处理，再乳化沥青，贮存期可达半年。我国山西省建筑科学研究所研制的RXL-79-1型氯丁胶乳改性沥青也是采用阳离子型。但阳离子乳化沥青价格较高。

采用橡胶改性沥青乳液，现有的技术中，无论是双组分还是单组分，无论是阳离子型、阴离子型、非离子型还是无机物乳化体系，其橡胶与沥青的混合都存在不均匀的问题。因为橡胶和沥青的比重不同，橡胶和沥青在乳液中的各自粘度不一致，根据Stocks公式，两种不同物质的乳化粒子的沉降速度不同就会出现分层，影响其均匀性和贮存的稳定性;另外，橡胶粒子和沥青粒子是较大尺寸范围内（0.1～10μm）的机械混合，这种乳液涂料成膜后其性能较差。为解决上述缺点，日本特许昭50-8087和8088两篇专利提出采用高浓度丁苯胶乳（67%以上）加入到低软化点（30℃以上）的热熔沥青中，制成含水量16～30%的水分散液（该分散液在90℃的条件下最为稳定）。之后，再将分散液与沥青混合制成橡胶改性的沥青乳液。此法虽在均匀性方面有进步，但是制造工艺复杂，不仅需要高浓度的丁苯胶液，而且所制得的沥青胶乳稳定性和耐热性都较差，只能用作公路路面材料。

本发明的目的在于提供一种能够消除上述缺点的制造方法，制造一种混合均匀的、一定程度上是分子级混合的橡胶改性沥青乳液而且是稳定的阴离子型乳液。它可以用较少量的橡胶使沥青乳液涂层性能有较大幅度的提高，使沥青乳液涂层具有良好的耐热性、耐寒性、防水性、抗裂性能、柔韧性和对基材的粘合性等特点，并且乳液稳定和施工方便。

为了达到上述目的，本发明的橡胶改性沥青乳液是由沥青、橡胶、软化剂、阴离子乳化剂、胶体保护剂、消泡剂和水所组成。含有（重量份数）沥青40-60、橡胶1-20、软化剂1-10、阴离子乳化剂0.5-5、胶体保护剂0.2-3、消泡剂0.01-5和水60-90。

本发明采用的沥青是软化点在110℃以下的各种沥青。

本发明采用的橡胶是丁苯橡胶（丁二烯-苯乙烯共聚物）也可以是丁腈橡胶（丁二烯-丙烯腈共聚物）、氯丁橡胶（聚氯丁二烯）。

本发明采用的阴离子乳化剂是油酸钠，也可以是各种阴离子型乳化剂，例如：别的油酸盐、烷基磺酸钠盐、烷基苯基磺酸钠盐和三乙醇胺油酸盐，采用油酸钠作为乳化剂，可以提高乳液的稳定性。

本发明采用的胶体保护剂是固体聚乙烯醇，它是使胶体稳定的助剂也可以是羧甲基纤维素钠盐、羟乙基纤维素、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸钠盐。

本发明采用的消泡剂是低亲水亲油平衡值（BLB）值的硅油。

本发明中还采用了有机溶剂，制得橡胶改性沥青乳液之后，可以进行减压蒸馏，回收有机溶剂。所使用的有机溶剂要既能溶解橡胶，又能溶解沥青，是两者的良溶剂（可以根据溶解度参数进行选择），同时，要求所用溶剂其沸点低于水的沸点或与水能形成恒沸物，有一最低共沸点并且与水不混溶，便于分离回收。例如甲苯，它是橡胶和沥青的良溶剂，可以与水形成恒沸物，其最低共沸点为84.1℃，恒沸物中水占19.6%，在水中溶解度仅为0.047%（16℃时），其它溶剂如石油烷烃或石油烷烃与酮类和酯类的混合溶剂等都可以依据具体对象选用。

另外，可以根据具体的用途，加入其它各种改性剂。例如增塑剂、增稠剂、稳定剂、合成树脂（作为橡胶硫化剂和硫化促进剂）无机填料（石棉、玻璃纤维、碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、高岭土、粘土、云母等），还可加入各种颜料，使之具有不同的深色色彩，例如加入铁红、形成红色的涂料。