本发明专利技术公开一种SBS高粘改性乳化沥青方法；所述制备工艺边改性边乳化适合进行工业化生产，在工艺简单的前提下具备高粘度，且本发明专利技术所得到的SBS高粘改性乳化沥青适用于高等级路面上的超薄沥青磨耗层与新建道路特殊粘层时，具有易施工，高软化点，粘附性好，易于储存，且制备的沥青磨耗层抗松散能力强等特点。
A SBS high viscosity modified emulsified asphalt material and its preparation process
【技术实现步骤摘要】
一种SBS高粘改性乳化沥青材料及其制备工艺
本专利技术属于道路工程材料
，涉及一种SBS高粘改性乳化沥青材料及其制备工艺。
技术介绍
随着我国道路交通事业的快速发展，道路质量和养护技术需要更高的要求。乳化沥青具有经济、环保及施工便捷等优点，近年来已被广泛用于新建道路和旧路养护工程中。相对于普通乳化沥青，SBS改性乳化沥青作为新修道路的粘层和封层、旧道路改造养护中的层间、表面处冶及各种引进技术中的特殊粘结料，可满足现代交通对“高速、重载”的要求。但现有技术中较少针对道桥建材用乳化沥青进行研究，且现有制备工艺难以进行工业化生产，产品复现性低，所制备得到的SBS改性乳化沥青作为新建道路特殊粘层和表面处治特殊粘结料时，无法达到相应的性能要求。现有技术中在制备改性乳化沥青时，主要采用以下三种工艺进行制备：工艺1、先乳化后改性，先将加热后的基质沥青与乳化剂水溶液一同加入到高速剪切机当中，制成乳化沥青，再加改性胶乳制备处改性乳化沥青，这种工艺操作简便，对设备的要求不高，缺点是改性剂需为胶乳状，制备改性乳化沥青储存稳定性差，并且经过验证，改性胶乳仅提供物理的吸附性，不能形成稳定的网状结构，因此高低温性能都不出色，这种乳化沥青使用在磨耗层中，容易出现松散等病害。工艺2、胶乳改性剂掺入乳化剂水溶液中，再和沥青一起进入胶体磨制备改性乳化沥青。这同传统乳化沥青制备工艺，不需要对生产设备做任何改动，对改性剂剂量有要求，胶乳该型机和皂液PH值无关。同时，这个工艺中，也不能使SBS改性剂等溶胀交联形成稳定网络结构。工艺3、先改性后乳化，先用改性剂改性沥青，然后使用加热后的改性沥青和乳化剂水溶液一同导入胶体磨中高速剪切，制备处改性乳化沥青，这种工艺制备的乳化沥青体系稳定，改性剂来源广泛，缺点是对乳化剂胶体磨与工艺设备要求较高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种SBS高粘度改性乳化沥青材料及其制备工艺。本专利技术采用化学改性的方法制备的高粘度改性沥青具有易施工，高软化点，粘附性好，易于储存，且制备的沥青磨耗层抗松散能力强等特点。本专利技术采用的技术方案如下：一种SBS高粘改性乳化沥青材料，按照质量份数计包括以下组分：基质沥青为100份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段聚合物为3-5份、废橡胶粉3-8份、相容剂4-6份、增塑剂0.75-3份、增粘剂2-4份、稳定剂0.25-2.1份、化学改性剂0.5-2份、聚丙二醇0.25-1份、乳化剂0.3-0.5份、盐酸0.2-0.4份以及水30-33份。所述稳定剂包括含硫稳定剂以及无机稳定剂，所述无机稳定剂的质量份数为0.05-0.1份，所述含硫稳定剂的质量份数为0.2-2份。优选地，所述基质沥青为70号A级道路石油沥青。优选地，所述废橡胶粉目数是30目。优选地，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段聚合物，线形，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段聚合物中苯乙烯与丁二烯的比值为30:70或40:60。优选地，所述增粘剂为热塑性树脂，所述热塑性树脂是萜烯树脂。优选地，所述相容剂是重芳烃油，所述增塑剂为聚乙烯蜡。优选地，所述化学改性剂是多聚磷酸，P2O5含量≥80wt％。优选地，所述聚丙二醇是聚丙二醇PPG-400。优选地，所述盐酸为质量分数为36％的工业盐酸。优选地，所述无机稳定剂是氯化钙。本专利技术还提供了SBS高粘改性乳化沥青的制备工艺，所述制备工艺包含以下步骤：(1)原料称取：精确称量各组份原料；(2)制备SBS高粘改性沥青i.基质沥青加热至150-160℃，加入相容剂，以900r/min的速度搅拌3-5min。ii.向步骤i)得到的混合物中缓慢加入苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段聚合物，搅拌3-5min；边搅拌边缓慢加入废橡胶粉且无明显颗粒后，保持160-170℃温度下再搅拌3-5min；再边搅拌边缓慢加入增粘剂、聚丙二醇与增塑剂，在160-170℃温度下搅拌3-5min。iii.溶胀：将步骤ii)得到的混合物保持在160-170℃左右进行搅拌10-15min，进行搅拌混合溶胀，得到沥青粗品；iv.高速剪切：沥青粗品温度升高至170-180℃，将沥青粗品放入高速剪切机，同时加入含硫稳定剂总量的40％-80％，将转速提高至3500-5000r/min，高速剪切分散50-70min，之后恒温发育等待下一步的乳化。(3)制备皂液：将乳化剂与化学改性剂、剩余的含硫稳定剂、无机稳定剂、盐酸加入到温度为60-80℃的水中，使用盐酸调节pH值至1.5-2.5，制成皂液，加热至55-60℃待用。(4)制备SBS改性乳化沥青：将步骤(2)制备得到的SBS高粘改性沥青、步骤(3)制备得到的皂液混合，经胶体磨剪切，制备得到SBS高粘改性乳化沥青。进一步的，添加含硫稳定剂时应当根据转速不同分批加入，保持制备过程中SBS改性沥青无改性剂析出与呈现漩涡稠状。本专利技术公开了一种SBS高粘改性乳化沥青材料及其制备工艺，首先制备一种流动性优良的高粘改性沥青，然后将剩余溶于乳化剂水溶液的改性剂多聚磷酸和高粘改性沥青一起投入胶体磨中，制备出成品的SBS高粘改性乳化沥青。其原理在于：破乳后的SBS高粘改性乳化沥青，实质是SBS复配多聚磷酸高粘改性沥青，本专利技术将聚丙二醇加入到第一步的高粘改性沥青当中，将多聚磷酸的反应放在乳化这一步的过程中，就避免了传统的高粘改性沥青粘度大而导致的再先改性后乳化这个步骤中对胶体磨与其他工艺设备的较高要求。同时针对制备改性乳化沥青聚合物改性剂与基质沥青不发生化学反应，所以相容性，稳定性差，容易离析的问题，通过使用SBS复配价格低廉的多聚磷酸对基质沥青进行化学改性，以及萜烯树脂和废胶粉的共同物理增粘作用，可以减少SBS用量，降低SBS改性沥青的生产成本，显著增加SBS高粘改性乳化沥青的稳定性，避免离析的出现。多聚磷酸与基质沥青间的化学反应后生成了盐和酯，沥青胶团转化成沥青质，形成扩大的沥青质结构，优化了沥青中的各成分分布形态，使共混过程中沥青与改性剂之间形成稳固的化学键联结，提高界面相容性和改性效果。并且随着多聚磷酸的加入，SBS中丁二烯嵌段中键能高的-C＝C-双键被大幅度打开，打开后，成为反应的活性中心，会增加SBS之间的交联作用以及SBS与沥青之间的接枝作用。SBS交联形成网络结构，可将沥青包裹在其中，阻止SBS和沥青分离。SBS和沥青的接枝反应生成物存在于SBS和沥青界面间，防止SBS的聚集，使SBS更好地相容于沥青之中。在SBS改性沥青中加入PPA，能够减少SBS的用量，改善沥青的高温存储稳定性，并增强改性沥青的空间网络结构，提高其性能。本专利技术预先加入的聚乙烯蜡提高高粘改性沥青在乳化过程中的流淌性，预先加入的聚丙二醇也提高高粘改性沥青在乳化过程中的流动性并且可以和乳化剂水溶液中的多聚磷酸反应生成烷基磷酸酯，使沥青结构不会由“溶胶”结构向“溶-凝胶”转变过度继而导致的乳化沥青制备中的过硬而制备失败的问题，且生成的烷基磷酸酯对沥青质有胶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种SBS高粘改性乳化沥青材料，其特征在于，按照质量份数计包括以下组分：基质沥青为100份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段聚合物为3-5份、废橡胶粉3-8份、相容剂4-6份、增塑剂0.75-3份、增粘剂2-4份、稳定剂0.25-2.1份、化学改性剂0.5-2份、聚丙二醇0.25-1份、乳化剂0.3-0.5份、盐酸0.2-0.4份以及水30-33份。/n
【技术特征摘要】
1.一种SBS高粘改性乳化沥青材料，其特征在于，按照质量份数计包括以下组分：基质沥青为100份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段聚合物为3-5份、废橡胶粉3-8份、相容剂4-6份、增塑剂0.75-3份、增粘剂2-4份、稳定剂0.25-2.1份、化学改性剂0.5-2份、聚丙二醇0.25-1份、乳化剂0.3-0.5份、盐酸0.2-0.4份以及水30-33份。
2.根据权利要求1所述的一种SBS高粘改性乳化沥青材料，其特征在于：所述基质沥青为70号道路石油沥青；所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段聚合物中苯乙烯与丁二烯的比值为30:70或40:60。
3.根据权利要求1所述的一种SBS高粘改性乳化沥青材料，其特征在于：所述废橡胶粉目数为30目；所述相容剂为重芳烃油；所述盐酸是质量分数为36%的工业盐酸；所述聚丙二醇为聚丙二醇PPG-400；所述化学改性剂是多聚磷酸；所述增塑剂为聚乙烯蜡；所述增粘剂为热塑性树脂。
4.根据权利要求3所述的一种SBS高粘改性乳化沥青材料，其特征在于：所述热塑性树脂是萜烯树脂。
5.根据权利要求1所述的一种SBS高粘改性乳化沥青材料，其特征在于：所述稳定剂包括含硫稳定剂以及无机稳定剂，所述无机稳定剂的质量份数为0.05-0.1份，所述含硫稳定剂的质量份数为0.2-2份。
6.根据权利要求5所述的一种SBS高粘改性乳化沥青材料，其特征在于：所述无机稳定剂为氯化钙。
7.根据权利要求1所述的一种SBS高粘改性乳化沥青材料，其特征在于，所述沥青材料的制备工艺步骤如下：
（1）原料...
【专利技术属性】
技术研发人员：王声乐，陈奕辛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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