[发明专利]一种乳化沥青改性剂、制备方法及其在制备改性乳化沥青中的应用

说明书

技术领域

本发明属于道路建筑材料技术领域，具体涉及一种乳化沥青改性剂、制备方法及其在制备改性乳化沥青中的应用。

背景技术

乳化沥青是常用的非热拌沥青混合料粘结材料，该材料在使用过程中不需要加热，因此用于沥青路面施工和养护过程中具有独特的优越性。改性乳化沥青是将改性剂加入到乳化沥青中，使乳化沥青蒸发残留物具有改性沥青的性质，从而使得乳化沥青能够更好地满足路用性能的要求。

苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS具有良好的力学性质，对沥青具有很好的改性效果，目前已成为世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂，从SBS的结构上分为线型和星型两种，一般来说，星型SBS改性沥青的效果优于线型SBS。然而，目前将SBS材料用于改性乳化沥青的方法并不多，这主要由于SBS改性沥青粘度高，具有难乳化的特点，不容易得到稳定的SBS改性乳化沥青。而将SBS材料直接加入到乳化沥青中的方法也不容易实现，尽管有报道利用甲苯将SBS溶胀，然后使用乳化剂将其做成水包油乳液，最后减压蒸馏将甲苯蒸出而制成了SBS胶乳，但这种工艺存在操作复杂、溶剂残留、能源浪费、综合成本高等缺陷，限制了SBS材料用于改性乳化沥青的应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种乳化沥青改性剂及其制备方法，该制备方法工艺简单易行，用该乳化沥青改性剂制备的改性乳化沥青具有良好的路用性能。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种乳化沥青改性剂，其特征在于是由以下重量份的原料制备而成的：多聚磷酸3-6份、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物12-24份、非离子沥青乳化剂10-15份和去离子水30-40份。

进一步优选，所述多聚磷酸与苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的质量比为1:4。

进一步优选，所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为星型聚合结构，相对分子质量为15万-20万。

本发明所述的乳化沥青改性剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将3-6重量份的多聚磷酸加热至105℃并保温；（2）将12-24重量份的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物加热至60℃，然后将其加入到步骤（1）保温的多聚磷酸中，升温至120℃并保温3h；（3）降至室温后加入10-15重量份的非离子沥青乳化剂，再以300r/min的转速搅拌30min，然后边搅拌边加入30-40重量份的去离子水，持续搅拌直至均匀乳液形成即制得乳化沥青改性剂。

本发明所述的乳化沥青改性剂在制备改性乳化沥青中的应用，其特征在于具体过程为：将乳化沥青改性剂直接加入到固含量为60%的乳化沥青中搅拌均匀制得改性乳化沥青，其中乳化沥青改性剂与乳化沥青的质量比为1:50。

在上述乳化沥青改性剂组分中，星型SBS作为高聚物改性材料可以赋予乳化沥青蒸发残留物良好的力学性质；多聚磷酸对SBS进行化学接枝改性，使得SBS具有亲水性质，从而提高其被乳化的能力，并使其在乳化沥青中具有良好的相容性，并且多聚磷酸作为无机聚合物，可有效提高乳化沥青蒸发残留物的高温性能；非离子沥青乳化剂不会在水里电解，制备的改性剂乳液不带有正负电荷，所以既用于阳离子乳化沥青的改性，也可以用于阴离子乳化沥青的改性，并且非离子性乳化剂与离子型乳化剂配伍性良好，可以有效提高改性乳化沥青的稳定性。这些组分的组合是通过大量试验确定的，可以使改性乳化沥青具有高温性能和低温性能的优良平衡。

本发明具有以下有以下有益效果：

1、本发明的乳化沥青改性剂生产工艺中不使用溶剂，不仅避免了环境污染，而且避免了溶剂残留对乳化沥青蒸发物性能的负面影响，并具有简单便捷的技术优势；

2、本发明的乳化沥青改性剂采用常规的方法对乳化沥青进行改性，即直接将乳化沥青改性剂加入乳化沥青中，搅拌均匀即可完成改性。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

在以下实施例和对比例中，通过改性乳化沥青的性能指标来反映乳化沥青改性剂的改性效果。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0605-2011“沥青延度试验”、T0606-2011“沥青软化点试验（环球法）”分别获得改性乳化沥青以下指标： 5℃延度和软化点。5℃延度反映改性乳化沥青的低温性能，数值越大则说明低温性能越好；软化点是指在一定条件下，沥青达到某一稠度时的温度，数值越高则表明高温性能越好。

实施例