一種陰離子型sbs乳液及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種聚合物改性劑及其制備方法與應用，具體涉及一種陰離子型SBS 乳液及其制備方法與在制備改性乳化瀝青防水涂料中的應用。
【背景技術】
[0002] 聚合物改性瀝青乳液兼具改性瀝青和乳化瀝青的優點，性能優良，環保無毒，廣泛 應用于公路建設、養護工程和防水工程。從制備方法劃分，可分為在瀝青經聚合物摻入改性 后再乳化制備的為乳化改性瀝青；在乳化瀝青的生產過程中或成品中加入聚合物改性劑制 備的為改性乳化瀝青。對于乳化改性瀝青而言，其適用的聚合物改性劑范圍較廣，包括丁苯 橡膠（SBR)、氯丁橡膠（CR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS)、苯乙烯-異戊二 烯（SIB)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA)、聚乙烯（PE)、無規聚丙烯（APP)以及聚氯乙烯 (PVC)等；而對于改性乳化瀝青，應用比較多的聚合物改性劑主要包括丁苯膠乳和氯丁膠 乳。
[0003] 目前，現有技術制備乳化SBS改性瀝青存在溫度高、耗能大、乳化設備要求高等問 題。對于SBS改性瀝青乳液，主要集中在道路改性瀝青領域，其制備方法大都采用先改性后 乳化的工藝，即先制備SBS改性瀝青，然后用乳化液對改性瀝青進行乳化得到乳化改性瀝 青。而在制備SBS改性瀝青時，關鍵在于將SBS均勻分散于基質瀝青中，其制備方法主要包 括兩種，一種是通過加熱、攪拌、研磨等手段將SBS直接溶解于瀝青中，即需要先將瀝青加 熱至150°C以上，然后與SBS混合攪拌，待SBS在基質瀝青中充分溶脹后，在溫度多160°C通 過機械研磨或剪碎并分散于瀝青。因此，需要耗費大量的能源，而且在高溫下基質瀝青結 構也會遭到損壞。例如CN1200810141313. 3公開的一種SBS改性乳化瀝青及其制備方法， CN200910053781.X公開的一種SBS改性乳化瀝青生產裝置和生產方法，CN201110110082. 1 公開的一種SBS改性乳化瀝青組合物及其制備方法，其制備方法基本采用在高溫下先制備 SBS改性瀝青，然后在膠體磨中乳化的工藝，耗能較大。
[0004] 另一種是將SBS先溶于有機溶劑然后與瀝青混合，由于大量有機溶劑的加入，對 環境造成危害，同時也增加了成本。例如現有技術CN201210067021. 6公開了一種甲基丙 烯酸改性SBS嵌段共聚物乳液的制備方法，采用雙親性大分子可逆加成斷裂轉移試劑，既 作為鏈轉移試劑又作為反應型乳化劑通過乳液聚合反應，直接得到穩定的聚（（甲基）丙烯 酸-b-苯乙烯-b- 丁二烯-b苯乙烯）嵌段共聚物膠乳，該發明直接采用乳液聚合方法制備 了SBS膠乳，需在乳液聚合過程中SBS鏈端引入極性基團，制備工藝比較復雜，生產成本較 高。CN200310121675. 3公開了一種SBS水乳液的制備方法，以接枝甲基丙烯酸系酯的極性 化SBS(SBSM)為原料，先將SBSM溶于有機溶劑中，然后壓入攪拌釜中，開起高速剪切機，以 3000~5000r/m轉速攪拌，慢慢加入溶有乳化劑、消泡劑、電解質的水，當用少量的水慢慢 地加入溶液中時，一開始生成W/0型乳液，增加水量使之轉換成0/W型乳液；接著把轉速提 高到8000~10000r/m攪拌30min，將顆粒破碎到1微米以下；在加熱減壓作用下抽去溶劑， 得到穩定的SBS的水乳液，該發明制備SBS水乳液設備要求高，而且極性化SBS(SBSM)制備 工藝復雜，成本較高，并且得到的是極性化SBS乳液。CN102936345A公開了一種SBS膠乳的 制備方法，將乳化劑、溶劑和SBS混合，將水慢慢加入到混合物中，放置30min加入穩定劑和 絮凝劑，接著減壓蒸餾得到SBS膠乳，該發明直接采用未改性的SBS為原料，先用有機溶劑 溶解而后乳化最后脫除溶劑的方法制備SBS乳液，穩定性差。CN103965492A公開了一種低 溫交聯乳化SBS瀝青改性劑的制備方法，具體步驟包括先將交聯劑和SBS顆粒溶解于有機 溶劑得到SBS溶膠，然后將SBS溶膠和皂液按照一定比例在高速分散機中混合得到SBS膠 乳，最后在減壓蒸餾條件下回收有機溶劑制得成品，制備的基本為陽離子型乳化SBS，主要 應用領域為道路改性瀝青領域。
[0005] 此外，無論采取哪種方法制備SBS改性瀝青，其后續乳化SBS改性瀝青的步驟中均 存在生產困難的問題。比如，當SBS的摻雜含量<3wt% (占基質瀝青）時，對于瀝青的改 性效果不明顯；當SBS的摻雜含量> 3wt%時，雖然提高了瀝青的高溫性能，同時也造成加 工粘度過大的問題，使得乳化改性瀝青的生產困難甚至無法生產。
[0006] 目前，對于聚合物改性乳化瀝青，直接將聚合物乳液和瀝青乳液混合，可以得到良 好混溶性和儲存穩定性的改性瀝青乳液，聚合物的含量也較高。目前市面上的高分子乳液， 大部分通過乳液聚合的方法得到，比如丁苯膠乳、氯丁膠乳等。然而，SBS乳液無法通過乳 液聚合的方法得到。制備以水為分散劑的SBS乳液，在改性乳化瀝青領域具有廣泛的應用 前景。
【發明內容】
[0007] 本發明所要解決的技術問題是，提供一種有效改善瀝青的防水性能的陰離子型 SBS乳液及其工藝簡單，能耗小，設備要求低環保的制備方法與應用。
[0008] 本發明解決其技術問題采用的技術方案是，一種陰離子型SBS乳液，SBS25~60 份、陰離子型復合乳化劑2~10份、增稠劑0. 04~4份、穩定劑0. 4~4份、水26~70份， 其固含量為30~60wt%。
[0009] 進一步，所述SBS是指苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，為線型結構，苯乙烯 / 丁二烯嵌段比為40/60,拉伸強度為25.OMPa，斷裂伸長率為700%。
[0010] 進一步，所述陰離子型復合乳化劑選自松香鹽，脂肪酸鹽，油酸鹽其中的一種或多 種的混合物。
[0011] 進一步，所述穩定劑選自甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥乙 基纖維素中的一種或多種的混合物。
[0012] 進一步，所述穩定劑為Na2S04、K2S04、Na2S03、K2S03無機鹽中的一種或多種的混合 物。
[0013] 本發明進一步解決其技術問題采用的技術方案是，一種陰離子型SBS的制備方 法，包括以下步驟：
[0014] (l)SBS溶液的制備：采用輔助溶解技術，將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 溶解在低沸點有機溶劑中，配置成濃度為10~15wt%的聚合物溶液；
[0015] (2)陰離子型皂液的制備：將復合乳化劑、增稠劑和穩定劑混勻制成皂液，并調PH 值為8~12之間；
[0016] (3)陰離子型SBS乳液的制備：將SBS溶液在機械攪拌下緩慢加入陰離子型皂液 中，分散、乳化，其中，SBS溶液與陰離子型皂液的配比為100 : 15~25(優選SBS溶液與 陰離子型皂液的配比為100 : 20);然后加溫至30~40°C，真空度為5~10kPa，減壓蒸餾 90~150min，濃縮，即得固含量為30~60wt%的陰離子型SBS乳液。
[0017] 進一步，步驟（1)中，所述輔助溶解技術為攪拌、超聲、加熱、紅外或微波。
[0018] 進一步，步驟（4)中，所述陰離子型SBS乳液和陰離子型瀝青乳液的配比為7~ 9:100〇
[0019] 本發明進一步解決其技術問題采用的技術方案是，一種陰離子型SBS在制備改性 乳化瀝青防水涂料的應用，將陰離子型SBS乳液和陰離子型瀝青乳液按2~20 : 100的配 比（優選按7~9:100配比），在室溫下攪拌混合即成。
[0020] 本發明采用各種輔助溶解技術，將SBS在短時間內溶解于低沸點非極性有機溶 劑，得到SBS溶液；然后與含有復合乳化劑、穩定劑、增稠劑的陰離子型復合乳化劑皂液混 合，機械攪拌分散、乳化；最后采用真空蒸餾法除去有機溶劑，得到陰離子型SBS乳液。將制 備的陰離子型SBS乳液與陰離子型瀝青乳液在室溫下混合，即可得到具有良好分散性和儲 存穩定性的SBS改性乳化瀝青乳液。
[0021] 本發明之陰離子型SBS乳液及其改性乳化瀝青防水涂料的制備工藝簡單，低溫下 即可進行，能耗小，設備要求低；且在制備SBS乳液中使用的有機溶劑可回收利用，避免了 對環境造成的污染，具有很好的環保特點；同時制備的陰離子型SBS乳液能夠有效改善瀝 青的防水性能，制備的陰離子型SBS改性乳化瀝青防水涂料具有良好的低溫柔性、耐熱性。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合實施例對本發