本發(fā)明涉及石油化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性乳化瀝青及其制備方法。

背景技術(shù)：

為了提高瀝青路面的質(zhì)量，延長公路的使用壽命，瀝青路面的養(yǎng)護(hù)就變得尤為重要。乳化瀝青具有節(jié)能環(huán)保和施工方便等優(yōu)點(diǎn)，因此，乳化瀝青成為公路維修養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵材料之一。相對普通乳化瀝青，聚合物改性乳化瀝青具有耐高、低溫，耐老化和粘結(jié)性好等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛用于瀝青路面的粘層、透層、超薄磨耗層等。

現(xiàn)有技術(shù)中，乳化改性瀝青不能在具有高軟化點(diǎn)和高鹽度的基礎(chǔ)上，同時兼具高固含量和低黏度的性能，如CN 102766341 A公開了一種乳化瀝青環(huán)保冷補(bǔ)液，包括60％～80wt％的瀝青、0.05％～15wt％的乳化劑、0.01％～15wt％的穩(wěn)定添加劑及余量的水和pH調(diào)節(jié)劑，具有較高的固含量，但恩氏黏度偏大，僅限于拌合施工，無法進(jìn)行噴灑施工。CN 101671145 A公開了一種SBS改性乳化瀝青，包括SBS改性瀝青62％～65％、橡膠軟化油0.5％～1.5％和乳化劑混合液33.5～37.5％，所述乳化劑混合液包括乳化劑和氯化鈣以及熱水；該SBS改性乳化瀝青固含量高，但軟化點(diǎn)和延度偏低。CN 102120889 A公開了一種SBS改性乳化瀝青，以基質(zhì)瀝青、SBS改性劑、復(fù)合乳化劑、硫磺以及熱水制備得到，該SBS改性乳化瀝青具有高的軟化點(diǎn)和延度，但固含量偏低，恩氏黏度偏大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種改性乳化瀝青，在具有高軟化點(diǎn)和高延度的基礎(chǔ)上，同時具有高固含量和適合施工的黏度，可廣泛用于瀝青路面的粘層、透層、超薄磨耗層等。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種改性乳化瀝青，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：

優(yōu)選地，所述SBR膠乳的固含量為50～60％。

優(yōu)選地，所述鹽酸的質(zhì)量濃度為28～35％。

優(yōu)選地，所述線型SBS的平均分子量為11～15萬，所述線型SBS中苯乙烯和丁二烯的嵌段比為30∶70。

優(yōu)選地，所述相容劑為環(huán)烷基橡膠油，所述環(huán)烷基橡膠油的的餾程為370～420℃。

優(yōu)選地，所述環(huán)烷基餾分油的餾程為340～470℃。

本發(fā)明還提供上述技術(shù)方案所述改性乳化瀝青的制備方法，包括以下步驟：

(1)將液態(tài)基質(zhì)瀝青與線型SBS、相容劑和硫磺混合，剪切后得到SBS改性瀝青；

(2)將乳化劑和鹽酸混合，發(fā)生皂化反應(yīng)得到皂液；

(3)將所述步驟(1)得到的SBS改性瀝青與所述步驟(2)得到的皂液和環(huán)烷基餾分油混合，得到混合物料；

(4)將所述步驟(3)得到的混合物料與SBR膠乳混合，得到改性乳化瀝青；

所述步驟(1)和(2)的時間順序沒有限定。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中剪切的轉(zhuǎn)速為3000～4000r/min，剪切的時間為60～200min。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中皂液的pH值為1.8～2.5。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中皂化反應(yīng)的溫度為60～70℃。

本發(fā)明提供了一種改性乳化瀝青，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：基質(zhì)瀝青100份、線型SBS 2.5～4.5份、SBR膠乳2～10份、相容劑2～5份、乳化劑0.2～1.2份、硫磺0.2～0.6份、環(huán)烷基餾分油4～6份、鹽酸1～5份。在本發(fā)明中，所述SBR膠乳即丁苯膠乳，膠乳的極性大，能夠提高改性乳化瀝青的粘結(jié)性能；所述線型SBS能夠提高瀝青的黏度和延度；所述相容劑與基質(zhì)瀝青、線型SBS、SBR膠乳均具有良好的物理相容性，能夠促進(jìn)線型SBS、SBR膠乳和基質(zhì)瀝青的相容，提高改性瀝青的儲存穩(wěn)定性；所述硫磺為穩(wěn)定劑，能夠促進(jìn)和引發(fā)基質(zhì)瀝青與線型SBS、SBR膠乳的交聯(lián)反應(yīng)，形成立體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，起到化學(xué)增容的作用，大幅提高改性瀝青的儲存穩(wěn)定性；所述環(huán)烷基餾分油為黏度調(diào)節(jié)劑，能夠調(diào)節(jié)改性乳化的黏度。因此，本發(fā)明提供的改性乳化瀝青在具有高軟化點(diǎn)和高延度的基礎(chǔ)上，同時具有高固含量和適合施工的黏度，可廣泛用于瀝青路面的粘層、透層、超薄磨耗層等。由實(shí)施例可以看出，本發(fā)明提供的改性乳化瀝青軟化點(diǎn)為70.5℃，延度高達(dá)57(5℃延度/cm)，固含量高達(dá)65％，黏度為6.5(E25/S)，且存儲穩(wěn)定性好，達(dá)到并遠(yuǎn)高于交通部JTG F40-2004產(chǎn)品規(guī)范要求，能夠適用于高等瀝青路面及相關(guān)施工工藝。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種改性乳化瀝青，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：

本發(fā)明提供的改性乳化瀝青中的組分以基質(zhì)瀝青為基準(zhǔn)，包括100份基質(zhì)瀝青。在本發(fā)明中，所述基質(zhì)瀝青的針入度優(yōu)選為60～80mm，更優(yōu)選為70～75mm。本發(fā)明對所述基質(zhì)瀝青的來源沒有任何特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的基質(zhì)瀝青的市售商品即可；在本發(fā)明實(shí)施例中，所述基質(zhì)瀝青優(yōu)選為符合JTG F40-2004要求的70號重交瀝青。

本發(fā)明提供的改性乳化瀝青包括2～10份的SBR膠乳，優(yōu)選為4～7份。在本發(fā)明中，所述SBR膠乳的固含量優(yōu)選為50～60％，更優(yōu)選為55～58％。本發(fā)明對所述SBR膠乳的來源沒有任何特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的市售商品即可。

本發(fā)明提供的改性乳化瀝青包括2.5～4.5份的線型SBS，優(yōu)選為3.2～3.8份。在本發(fā)明中，所述線型SBS的平均分子量優(yōu)選為11～15萬，更優(yōu)選為12～13萬；所述線型SBS中苯乙烯和丁二烯的嵌段比優(yōu)選為30∶70。本發(fā)明對所述線型SBS的來源沒有任何特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的市售商品即可。

本發(fā)明提供的改性乳化瀝青包括0.2～1.2份的乳化劑，優(yōu)選為0.5～0.9份。在本發(fā)明中，所述乳化劑包括烷基銨鹽；在本發(fā)明中，本發(fā)明對所述乳化劑的來源沒有任何特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的市售商品即可。

本發(fā)明提供的改性乳化瀝青包括2～5份相容劑，優(yōu)選為3～4份。在本發(fā)明中，所述相容劑為環(huán)烷基橡膠油，所述環(huán)烷基橡膠油的餾程優(yōu)選為370～420℃，更優(yōu)選為390～400℃。

本發(fā)明提供的改性乳化瀝青包括0.2～0.6份的硫磺，優(yōu)選為0.3～0.5份；本發(fā)明對所述硫磺的來源沒有任何特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的市售商品即可。

本發(fā)明提供的改性乳化瀝青包括4～6份環(huán)烷基餾分油，優(yōu)選為4.5～5份。在本發(fā)明中，所述環(huán)烷基餾分油的餾程優(yōu)選為340～470℃，更優(yōu)選為360～450℃，最優(yōu)選為400～420℃。

本發(fā)明提供的改性乳化瀝青包括1～5份鹽酸，優(yōu)選為2～3份。在本發(fā)明中，所述鹽酸的質(zhì)量濃度優(yōu)選為28～35％，更優(yōu)選為30～32％。

本發(fā)明還提供上述技術(shù)方案所述改性乳化瀝青的制備方法，包括以下步驟：

(1)將液態(tài)基質(zhì)瀝青與線型SBS、相容劑和硫磺混合，剪切后得到SBS改性瀝青；

(2)將乳化劑和鹽酸混合，發(fā)生皂化反應(yīng)得到皂液；

(3)將所述步驟(1)得到的SBS改性瀝青與所述步驟(2)得到的皂液和環(huán)烷基餾分油混合，得到混合物料；

(4)將所述步驟(3)得到的混合物料與SBR膠乳混合，得到改性乳化瀝青；

所述步驟(1)和(2)的時間順序沒有限定。

本發(fā)明優(yōu)選將基質(zhì)瀝青原料加熱，得到液態(tài)基質(zhì)瀝青，所述加熱的溫度優(yōu)選為130～150℃，更優(yōu)選為140～145℃，所述加熱的時間優(yōu)選為0.5～3h，更優(yōu)選為1～2.5h，最優(yōu)選為1.5～2h。

得到液態(tài)基質(zhì)瀝青后，本發(fā)明將液態(tài)基質(zhì)瀝青與線型SBS、相容劑和硫磺混合，剪切后得到SBS改性瀝青。

本發(fā)明對所述液態(tài)基質(zhì)瀝青與線型SBS、相容劑和硫磺的加料順序沒有任何特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的加料順序即可；在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選將線型SBS、相容劑和硫磺同時加入液態(tài)基質(zhì)瀝青中。

本發(fā)明對所述混合的方式?jīng)]有任何特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合方式即可；在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選采用攪拌的方式進(jìn)行混合，所述攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為600～800r/min，更優(yōu)選為650～750r/min，所述攪拌的時間優(yōu)選為10～20min。

在本發(fā)明中，所述剪切的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為3000～4000r/min，更優(yōu)選為3200～3800r/min，最優(yōu)選為3500～3600r/min；所述剪切的時間優(yōu)選為60～200min，更優(yōu)選為100～150min，最優(yōu)選為120～130min。

本發(fā)明對所述剪切的裝置沒有任何特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的剪切裝置即可；在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選在高速剪切機(jī)中進(jìn)行剪切。

本發(fā)明將乳化劑和鹽酸混合，發(fā)生皂化反應(yīng)得到皂液。本發(fā)明對所述乳化劑和鹽酸的加料順序沒有任何特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的加料順序即可；在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選先將鹽酸加熱至皂化反應(yīng)的溫度，然后將乳化劑加入到加熱后的鹽酸中。

在本發(fā)明中，所述皂化反應(yīng)的溫度優(yōu)選為60～70℃，更優(yōu)選為65～68℃，所述皂化反應(yīng)的時間優(yōu)選為1h～3h，更優(yōu)選為1.5h～2.5h。

在本發(fā)明中，所述皂液的pH值優(yōu)選為1.8～2.5，更優(yōu)選為2.0～2.3。

得到SBS改性瀝青和皂液后，本發(fā)明將SBS改性瀝青與皂液和環(huán)烷基餾分油混合，得到混合物料。

本發(fā)明對所述SBS改性瀝青與皂液和黏度調(diào)節(jié)劑混合的加料順序沒有任何特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的加料順序即可；在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選先將SBS改性瀝青加熱至120～140℃，然后將皂液和環(huán)烷基餾分油同時加入到SBS改性瀝青中；更優(yōu)選加熱至130～135℃。

本發(fā)明對所述混合的方式?jīng)]有任何特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合方式即可；在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選采用在膠體磨中進(jìn)行混合，所述膠體磨中SBS改性瀝青與皂液的體積比優(yōu)選為3～2∶1，更優(yōu)選為2.5∶1。

得到混合物料后，本發(fā)明將所述混合物料與SBR膠乳混合，得到改性乳化瀝青。

本發(fā)明對所述混合的方式?jīng)]有任何特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合方式即可；在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選采用攪拌的方式進(jìn)行混合，所述攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為2000～3000r/min，更優(yōu)選為2400～2800r/min，所述攪拌的時間優(yōu)選為2～6h，更優(yōu)選為4～5h。

本發(fā)明提供了一種改性乳化瀝青，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：基質(zhì)瀝青100份、線型SBS 2.5～4.5份、SBR膠乳2～10份、相容劑2～5份、乳化劑0.2～1.2份、硫磺0.2～0.6份、環(huán)烷基餾分油4～6份、鹽酸1～5份。在本發(fā)明中所述SBR膠乳即丁苯膠乳，膠乳的極性大，能夠提高改性乳化瀝青的粘結(jié)性能；所述線型SBS能夠提高瀝青的黏度和延度；所述相容劑與基質(zhì)瀝青、線型SBS、SBR膠乳均具有良好的物理相容性，能夠促進(jìn)線型SBS、SBR膠乳和基質(zhì)瀝青的相容，提高改性瀝青的儲存穩(wěn)定性；所述硫磺為穩(wěn)定劑，能夠促進(jìn)和引發(fā)基質(zhì)瀝青與線型SBS、SBR膠乳的交聯(lián)反應(yīng)，形成立體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，起到化學(xué)增容的作用，大幅提高改性瀝青的儲存穩(wěn)定性；所述環(huán)烷基餾分油為黏度調(diào)節(jié)劑，能夠調(diào)節(jié)改性乳化的黏度，因此，本發(fā)明提供的改性乳化瀝青在具有高軟化點(diǎn)和高延度的基礎(chǔ)上，同時具有高固含量和適合施工的黏度，可廣泛用于瀝青路面的粘層、透層、超薄磨耗層等。由實(shí)施例可以看出，本發(fā)明提供的改性乳化瀝青軟化點(diǎn)為70.5℃，延度高達(dá)57(5℃延度/cm)，固含量高達(dá)65％，黏度為6.5(E25/S)，且存儲穩(wěn)定性好，達(dá)到并遠(yuǎn)高于交通部JTG F40-2004產(chǎn)品規(guī)范要求，能夠適用于高等瀝青路面及相關(guān)施工工藝。

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的改性乳化瀝青及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)的說明，但是不能把它們理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

實(shí)施例1

稱取800g 70號重交瀝青加熱至185℃，將線型SBS 35g、相容劑12g和硫磺2.3g同時加入到基質(zhì)瀝青中，采用高速剪切機(jī)剪切分散90min，制成SBS改性瀝青。

將6g乳化劑和加熱至70℃的710g鹽酸混合，調(diào)節(jié)pH值為2，制成皂液。

將SBS改性瀝青恒溫至120℃，將SBS改性瀝青、降黏劑32g與皂液同時加入到膠體磨中，高速剪切后得到SBS改性乳化瀝青。

將SBR膠乳30g加入到SBS改性乳化瀝青中，攪拌2h，即制得改性乳化瀝青，測試數(shù)據(jù)見表1。

實(shí)施例2

稱取800g 70號重交瀝青加熱至185℃，將線型SBS 36g、相容劑24g和硫磺2g同時加入到基質(zhì)瀝青中，采用高速剪切機(jī)剪切分散120min，制成SBS改性瀝青。

將6g乳化劑和加熱至60℃的710g鹽酸混合，調(diào)節(jié)pH值為2.5，制成皂液。

將SBS改性瀝青恒溫至140℃，將SBS改性瀝青、降黏劑48g與皂液同時加入到膠體磨中，高速剪切后得到SBS改性乳化瀝青。

將SBR膠乳12g加入到SBS改性乳化瀝青中，攪拌6h，即制得改性乳化瀝青，測試數(shù)據(jù)見表1。

實(shí)施例3

稱取800g 70號重交瀝青加熱至190℃，將線型SBS 40g、相容劑16g和硫磺2g同時加入到基質(zhì)瀝青中，采用高速剪切機(jī)剪切分散200min，制成SBS改性瀝青。

將8g乳化劑和加熱至65℃的480g鹽酸混合，調(diào)節(jié)pH值為1.8，制成皂液。

將SBS改性瀝青恒溫至130℃，將SBS改性瀝青、降黏劑40g與皂液同時加入到膠體磨中，高速剪切后得到SBS改性乳化瀝青。

將SBR膠乳36g加入到SBS改性乳化瀝青中，攪拌5h，即制得改性乳化瀝青，測試數(shù)據(jù)見表1。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，采用以上配方和制備方法制備的改性乳化瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到并遠(yuǎn)超過交通部JTG F40-2004產(chǎn)品規(guī)范要求，具有高的軟化點(diǎn)、延度、固含量，同時兼顧具有低的黏度。

對比例

將620gSBS改性瀝青和5g相機(jī)軟化油混合加熱至150℃，攪拌混勻得到混合物；

將8份重量乳化劑和0.2份重量氯化鈣加入335份重量的65℃的熱水中混勻得到乳化劑混合液；

將混合物與375g乳化劑混合液混合，再經(jīng)膠體磨研磨后即得SBS改性乳化瀝青，測試數(shù)據(jù)見表1。

表1 實(shí)施例以及對比例改性乳化瀝青的性能測定結(jié)果

由表1可以看出，本發(fā)明提供的改性乳化瀝青軟化點(diǎn)為70.5℃，延度高達(dá)57(5℃延度/cm)，固含量高達(dá)65％，黏度為6.5(E25/S)，且存儲穩(wěn)定性好，達(dá)到并遠(yuǎn)高于交通部JTG F40-2004產(chǎn)品規(guī)范要求，能夠適用于高等瀝青路面及相關(guān)施工工藝。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。